PNIE 11 | 28 ENE 09

Cronobiología, Filogenia y Ontogenia

El extraordinario y apasionante mundo de los ritmos biológicos. ¿Por qué es importante que Ud. los conozca?
Autor/a: Dra. Andrea Márquez López Mato 

Esta entrega de Cronobiología puede dividirse en 2 partes.

En la primera hablaremos de ritmos y su implicancia en la salud y la enfermedad, es decir de la cronobiología personal.

En la segunda hablaremos de algunos aspectos evolutivos, de la filogenia y la ontogenia, es decir de la cronobiología universal.

Cronobiología

La cronobiología se ocupa del estudio de los fenómenos biológicos que se expresan con un patrón rítmico. Por medio de ella podemos acercarnos al estudio sistemático de las características temporales de la materia viva en todos sus niveles.

Si bien como especialidad médica es bastante nueva, la presencia de ritmos en el universo es muy antigua. Ya desde la organización de nuestro sistema solar, la tierra esta sometida a interacciones que involucran fuerzas de atracción planetaria. Las interacciones Tierra/Sol con la Luna dan como resultado los ciclos asociados al día y la noche, las estaciones del año, las fases de la Luna y la oscilación de las mareas.

Ya Hipócrates y Galeno postulaban interacciones entre estos ciclos geofísicos y la vida orgánica.

Conocemos que escuelas religiosas muy antiguas basaban su sistema de creencias en estas oscilaciones de los fenómenos naturales. Religiones de este siglo, y religiones mucho más nuevas como la "New Age", siguen dando una importancia significativa a los ciclos solares y lunares. Tantas observaciones y teorías derivadas de relacionar los vaivenes del "espíritu humano" con la ciclicidad cósmica solo puede explicarse en la indudable influencia de toda la ritmicidad (tanto en el micro como en él macrocosmos) en la producción de los ciclos biológicos que dan origen a cualquier tipo de vida.

Hoy sabemos que la organización de sustancias inorgánicas en modelos particulares y bajo determinadas condiciones ambientales, siempre con ciclado o variaciones en función del tiempo, propiciaron el proceso evolutivo de la materia orgánica. Lo más interesante en este sentido es que se produce evolutivamente el mayor de los cambios. La evolución de distintas formas inanimadas eran cambios cuantitativos de mayor o menor cuantía. La materia viva representa, en cambio, un salto cualitativo en términos de organización respecto de la materia inorgánica. Así, la última reacciona pasivamente a los cambios del medio ambiente mientras que la primera se adapta activamente Se mueve hacia estímulos positivos y reacciona aversivamente ante estímulos negativos u hostiles.

El neurofisiólogo Anohin plantea que los organismos vivos además de reaccionar, son capaces, mediante acondicionamientos reflejos, de anticipar algunas alteraciones. Aclaremos el particular: estamos diciendo que en determinadas condiciones los cambios adaptativos dejan de ser reflejos para introyectarse como cambios "a producirse" en situaciones prefijadas o previstas. Anohin aclara que estos fenómenos adaptativos y anticipatorios no se dan nunca en situaciones únicas, catastróficas, impredecibles (como una lluvia de meteoritos) ni tampoco ante eventos recurrentes pero aperiódicos (como las tempestades). Postula que solamente aquellos eventos de recurrencia regular, como el día o la noche, pudieron ser incorporados por los organismos primitivos en la forma de una marca de tiempo relevante para la supervivencia. De este modo, los organismos más evolucionados podrían anticipar un cambio ambiental inevitable. Tiene sentido marcar internamente el tiempo externo, porque así no solo estaría mejor preparado para enfrentar el cambio ambiental sino también se estaría preparado para eventualmente prescindir de señales externas para iniciar el proceso de ajuste interno a las condiciones que van a cambiar enseguida. Esto es el mecanismo de anticipación. Esto explica la aparición y luego la complejización de sincronizadores internos o relojes biológicos. Un reloj biológico sería, entonces, un sistema de temporización autosustentado y continuamente oscilante.

Según Konrad esta es la razón por la cual los ritmos se endogenizan, convirtiéndose en genéticos. La ritmicidad es, entonces, una propiedad fundamental de la vida.

Todos los seres vivos presentan ritmos. Ya hay ritmos simples en los procariontes  y eucariontes primitivos suficientemente demostrados en bacterias. Las plantas exhiben épocas de floración que alternan con fases vegetativas. Los animales inferiores ya alternan actividad y reposo. Los animales multicelulares tienen ciclos más complejos, que por cuestiones de adaptación para lograr la supervivencia son generalmente coincidentes con el ritmo externo.

Así, el estudio de la  ritmicidad biológica no es solamente la evaluación de los ritmos aisladamente sino que abarca, también, la interacción de frecuencias, con o sin correlatos geofísicos, así como procesos temporales de desarrollo, crecimiento y maduración. Es decir aspectos ontogenéticos y filogenéticos de la organización biológica.( a los cuales nos referiremos en la segunda parte de esta entrega)

Los ritmos celulares intrínsecos se pueden releer, a la luz de los conocimientos de la física cuántica, como saltos binarios de energía almacenada en los túbulos endoplásmicos. Para pensadores como el Dr Hameroff en EEUU o como el Dr E. Mata y el Ing. J. Romanella en nuestro país, es en estas organelas intracelulares donde estaría el origen de la conciencia. Este punto puede ampliarse en la bibliografía complementaria sugerida.

Ritmos

Para comprender mejor los ritmos que describiremos a continuación es necesario que definamos algunos términos, que son mejor entendidos conociendo que surgen de la definición del péndulo:

RITMO: es un  proceso que varia periódicamente en el tiempo, o dicho de otro modo la manifestación de un fenómeno que se repite en el mismo periodo.

PERIODO:
es el intervalo de tiempo en que un ciclo se completa.

AMPLITUD:
es el rango de valores entre los cuales varia un ritmo.

FASE:
es un determinado punto dentro del periodo.

ACROFASE:
es el punto máximo.

NADIR:
es el punto mínimo.

Los ritmos endógenos pueden ser:

- CIRCADIANOS (de aproximadamente 24 hs) como ser los de temperatura corporal, sueño-vigilia, volumen urinario, ciclos hormonales.

- ULTRADIANOS (menores a 24 hrs) como ser los de las secreciones hormonales, el REM),

- INFRADIANOS ( mayores de 24 horas) como ser el ciclo menstrual, que es circatrintano,

- CIRCANUALES (como ser la reproducción estacional de algunas aves y mamíferos)

Zeitgebers y relojes internos

Estos ritmos demuestran que existe un reloj biológico que le permite al organismo actuar sincronizado con el ambiente y reaccionar a sus cambios o incluso anticiparlos. Este reloj interno actúa sincrónicamente con osciladores externos llamados zeitgebers (palabra en alemán cuya traducción aproximada sería "dadores de tiempo"). El tiempo ambiental con el ciclo luz-oscuridad es el principal zeitgeber. Otros zeitgebers son la disponibilidad de comida, la presión atmosférica, los campos electromagnéticos, la temperatura extrema. Todas las especies responden a varios zeitgebers pero el ciclo de luz oscuridad es el más importante.

 

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