Se llama reloj biológico al mecanismo que opera en los seres vivos y es responsable de originar que determinados ritmos del organismo se sincronicen con las condiciones ambientales, en forma horaria, diaria, mensual o estacional. Este complejo sistema interno que regula los ritmos biológicos es un componente endógeno -compuesto por grupos de neuronas-, que procesa información del ambiente -como la luz y la temperatura- y produce respuestas acordes.

Es ese mecanismo el que determina, por ejemplo, que un insecto esté más activo de día que de noche, que un animal hiberne en invierno o coma a determinadas horas del día, que un ser humano duerma normalmente en horario nocturno y después de determinadas horas de actividad. Las plantas cuentan con su propio mecanismo, y tienen la capacidad de determinar ciclos. Por eso pueden abrir o cerrar flores y hojas en determinados momentos del día, o dar sus frutos en temporadas definidas.

“La ciencia que estudia los ritmos biológicos en los seres humanos se llama Cronobiología y su objetivo es precisar cuándo ocurren las funciones fisiológicas, bioquímicas y comportamentales, las cuales son periódicas”, explica Elías Norberto Abdala, Doctor en Medicina y Magister en Psiconeuroendocrinología. “La prueba definitiva del carácter interno de los ritmos en el hombre fue fruto de investigaciones efectuadas por J. Aschoff y R. Wever -en la década de 1960-, en las que registraron los ritmos de la temperatura corporal y de los ciclos de actividad-sueño en voluntarios humanos que permanecieron nueve días en un búnker bajo tierra a prueba de ruido y en donde los sujetos estaban aislados de las señales de tiempo. Incluso envolvieron el búnker en cable de cobre, como en un motor eléctrico, para prevenir que las fuerzas electromagnéticas externas, que pueden variar dependiendo de la hora del día, pudieran de alguna manera indicar la hora. Así descubrieron que los ciclos endógenos se daban cada 24 a 25 horas y por eso se llaman ritmos circadianos (casi diarios). Este ‘reloj biológico’ está ubicado en los Núcleos Supraquiasmáticos (NSQ) del cerebro, son pequeños ya que solo poseen alrededor de 50.000 neuronas, rodeadas de otras decenas de miles de millones que tiene nuestro cerebro. Si estos núcleos se lesionan se pierden los ritmos circadianos. La prueba más concreta de la función de reloj de los NSQ es que, si se trasplantan dentro del cerebro de animales cuyos núcleos han sido lesionados (y, en consecuencia, quedan arrítmicos), recuperan la ritmicidad perdida.”
 

El especialista afirma que un ejemplo de la importancia de la cronobiología se traduce en el ciclo de sueño-vigilia, que no está diseñado para adaptarse con rapidez a los cambios bruscos de horario. Dos ejemplos significativos, en este sentido, son el jet-lag y el trabajo en turnos rotativos. “Un trabajador que, por caso, realizara turnos rotativos semanales de 8 horas diarias, necesitará unos siete días para la re-sincronización de sus ritmos de sueño y vigilia al nuevo horario, un día por cada hora de desincronización. Esto generaría un estrés adaptativo crónico con consecuencias directas en la salud, incluyendo desórdenes cardiovasculares y cáncer. De hecho, en el 2007 la Organización Mundial de la Salud decretó que el trabajo rotativo es un factor de riesgo para el cáncer de mama, y sobre ese fundamento, en 2009, el gobierno danés empezó a compensar a las mujeres que así trabajaban y habían desarrollado esa enfermedad”, explica el médico. “Estos conocimientos sirven para evitar consecuencias indeseables en la salud y para optimizar la calidad de vida de nuestros pacientes. En el campo de la productividad, también para evitar los mayores accidentes casi siempre vinculados al hecho de forzar los ritmos biológicos naturales más allá de lo normal, lo que ocasiona, además de trastornos en la salud de los trabajadores, pérdidas económicas cuantiosas a los empleadores.”

El tema cautiva en la actualidad a investigadores de diversas disciplinas que entienden la importancia del estudio de la mecánica cerebral que regula los ritmos vitales, tanto en animales y plantas como en seres humanos. Ese saber permitirá utilizar el manejo de estos ritmos vitales en función de una mejor calidad de vida y un cuidado sostenido de la salud.

En esa dirección, un grupo de científicos argentinos descubrió recientemente la pieza clave en este proceso de "medición del tiempo": hay una misma proteína que modula los "relojes" de los seres vivos, más allá de su naturaleza particular y las diferencias de cada especie. La proteína se llama PRMT5. Sin ninguna duda, un descubrimiento de alta trascendencia científica, por sus eventuales consecuencias.
 

En el informe, que publica la revista especializada Nature de Gran Bretaña, los investigadores detallan la función de esta proteína tras estudiar las conductas de la Arabidopsis thaliana, una planta que tiene "días" de más de 24 horas, y de la Drosophila melanogaster, vulgarmente conocida como "mosca de la fruta".
 

Según descubrieron los investigadores del Instituto Leloir, la PRMT5 controla los genes que, a su vez, regulan el reloj vital. Cualquier alteración genética a este nivel determina, según el experimento, un cambio de comportamiento en los seres vivos relacionado con su percepción del tiempo.
 

El experimento de los científicos argentinos incluyó la alteración de los ciclos de la llamada "mosca de la fruta" -que generalmente tiene su mayor actividad durante las horas del día- de manera que desarrollara el mismo nivel de actividad durante el día y la noche, y de una planta. Así, comprobaron que en ambos casos se alteraban la misma proteína -la PRMT5, de lo que pudieron deducir que ésta se encuentra involucrada en el reloj biológico de las diferentes especies (en este caso plantas y moscas).
 

Hasta ahora, se creía, además, que  la actividad eléctrica que resultaba determinante para el correcto funcionamiento del reloj biológico se originaba en la membrana de las neuronas. Ahora, se sabe que el verdadero motor del reloj, tanto en la mosca como en el ser humano, se encuentra en el núcleo y no en las membranas.
 

Empleando novedosas técnicas de manipulación genética, los investigadores acallaron la membrana de esas células. El resultado fue tan sorpresivo como irrefutable: mientras el reloj perdió su capacidad de comunicar el tiempo al resto del cerebro (se quedó sin agujas), los engranajes del reloj, constituidos por genes que se expresan con periodicidad diaria, continuaron funcionando de manera adecuada. Así, concluyeron que la actividad eléctrica que se genera en la membrana es un componente esencial del reloj biológico, pero no constituye una parte integral del engranaje que lo mantiene en funcionamiento: ésta se encuentra en el núcleo de las neuronas.

El descubrimiento podrá tener en un futuro no demasiado lejano aplicaciones prácticas, tanto en el campo de la medicina –por ejemplo en el tratamiento de los trastornos de sueño- como en la producción agrícola, ya que al alterarse la producción de hojas y frutos de diferentes especies de cultivos podrá, por ejemplo, mejorar el rendimiento de las cosechas, o extender éstas a períodos más amplios, manipulando los ciclos naturales de los vegetales y aumentando así la productividad.