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Tres Premios Nobel por dar cuerda al Reloj Biológico

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06/10/2017 04:15 0 Comentarios Lectura: ( palabras)

"Sus descubrimientos explican cómo las plantas, los animales y los seres humanos adaptan su ritmo biológico para que se sincronice con las revoluciones de la Tierra", dijo la Asamblea en un comunicado

 

Los investigadores norteamericanos Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young han sido distinguidos con el premio Nobel de Medicina 2017.

La Asamblea Nobel del Instituto Karolinska de Estocolmo, Suecia, dijo que los reconocía por sus "descubrimientos de los mecanismos moleculares que controlan el ritmo circadiano", es decir, nuestro reloj biológico.

Rosbash y Hall comenzaron a colaborar en la Universidad de Brandeis, en Boston, hace más de 30 años para estudiar el ritmo circadiano de la Drosophila, la familia de la mosca de la fruta.

Ambos fueron los primeros en clonar el primer gen del ritmo circadiano de esta mosca en 1984.

"Sus descubrimientos explican cómo las plantas, los animales y los seres humanos adaptan su ritmo biológico para que se sincronice con las revoluciones de la Tierra", dijo la Asamblea en un comunicado.

Los tres científicos son pioneros en ese estudio. Sus investigaciones han permitido que "podamos echar un vistazo dentro de nuestro reloj biológico y conocer su funcionamiento interno. El es el responsable de que nos dé sueño por la noche e influye en nuestro humor, estado de alerta e incluso en nuestro riesgo de sufrir un paro cardiaco, explicó la institución.

 

"Lo que hace concientizarnos más de la importancia que tiene la higiene del sueño y de lo relevante que es asegurarnos de que estemos yendo a la cama a una hora óptima", afirmó Juleen Zierath, de la Asamblea.

El premio asciende a 1, 1 millones de dólares y es el primero de los Nobel que se anuncia cada año. Los tres científicos son pioneros en el estudio del ritmo biológico.

El Nobel de Medicina se concedió el año pasado al biólogo japonés Yoshinori Ohsumi por descubrir los mecanismos detrás de la autofagiacelular, el proceso de degradación y reciclaje de células.

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En los años 80, la relación entre la genética y el reloj biológico no era una idea que la comunidad científica aceptara con facilidad. Sólo otro científico estudiaba este tema: Young.

Young ha investigado en la Universidad Rockefeller durante tres décadas la biología molecular y el carácter genético de los ritmos biológicos de la mosca de la fruta.

Su papel fue crucial para establecer la relación entre los genes y el comportamiento, ya que sus estudios ayudaron a descubrir muchos de los grupos de genes y proteínas que regulan el ritmo biológico de este insecto, según explica la página web de la Fundación Gruber, de la Universidad de Yale.

Muchos aspectos de nuestra fisiología y de la de todos los organismos multicelulares guardan una estrecha relación con el reloj biológico.

 

Cómo impacta el reloj biológico en tu rendimiento deportivo porque regula a un gran número de genes para ayudar a nuestro cuerpo a adaptarse a las diferentes fases del día.

Estos estudios que utilizaron a la mosca de la fruta como modelo permitieron descifrar principios que resultaron válidos en el resto de organismos multicelulares

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"Desde que estos tres laureados realizaran estos descubrimientos trascendentales, la llamada biología circadiana se ha convertido en un campo de investigación amplio y muy dinámico, con repercusiones en nuestra salud y bienestar", explicó la Asamblea en su nota de prensa

 

Todos tenemos una noción intuitiva de lo que es el reloj biológico, ese cronómetro interno que adapta nuestra fisiología a las diferentes fases del día y hace que experimentemos trastornos como el jet lag cuando se produce un cambio temporal en nuestro entorno. Pero ¿cómo funciona exactamente?

 

Aunque suene a sabiduría popular, es pura química: de verdad existe un “reloj” en el organismo que regula con precisión funciones como el comportamiento, los niveles hormonales, el sueño, la temperatura corporal y el metabolismo. También ahora se sabe que un desajuste crónico entre nuestro estilo de vida y el ritmo dictado por ese reloj biológico acarrea un mayor riesgo de sufrir ciertas enfermedades. Los científicos Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young, ganadores del Premio Nobel de Medicina 2017, han descifrado a base de años el funcionamiento interno de ese sistema. O sea que lo descubrieron.

 

Los ritmos circadianos

 

La vida en la Tierra está adaptada a la rotación del planeta. Plantas, animales y seres humanos somos capaces de anticiparnos al día o a la noche y en consecuencia ajustar nuestro ritmo biológico. Esto no es un descubrimiento. En el siglo XVIII, el astrónomo Jean Jacques d’Ortous de Mairan se dio cuenta de que ciertas plantas abrían sus hojas durante el día y las cerraban durante la noche. Se preguntó qué pasaría si la planta fuera colocada en oscuridad constante y descubrió que, independientemente de la luz del sol, las hojas seguían abriéndose y cerrándose cada 24 horas. Las plantas parecían tener su propio reloj biológico. El hombre no tardó en darse cuenta de que estas oscilaciones biológicas eran una característica común de la mayoría de organismos vivos, incluidos los animales.

El reloj biológico nos permie adaptarrnos a cada una de nuestras acivdades duiarias y al sueño

 

 Hasta los años 60, en que el explorador francés Michel Siffre  probó pasar largos periodos de tiempo viviendo bajo tierra, sin reloj ni luz solar, para estudiar sus propios ritmos biológicos y descubrió cosas pero no pudo descifrarlo todo. En una ocasión estuvo seis meses dentro de una cueva y su ritmo natural se estableció un poco por encima de las 24 horas, aunque a veces se extendía hasta las 48 horas. También en los 60, los investigadores Jürgen Aschoff y Rütger Wever metieron a un puñado de personas en un búnker atómico de la Segunda Guerra Mundial y comprobaron que la mayoría tenía un ritmo biológico de entre 24 y 25 horas, aunque algunos se extendían hasta las 29 horas. Fue en aquellos días cuando el biólogo Franz Halberg, el principal impulsor de la cronobiología, acuñó la expresión “ritmos circadianos” a partir de los términos circa (“alrededor”) y diem (“día”).

 

El  periodo gen y las moscas

 

Pero ¿qué es lo que causa esos ritmos circadianos? En los años 70, el genetista Seymour Benzer y su estudiante Ronald Konopka se preguntaron si podía ser un gen, y trabajaron con moscas de la fruta- que hemos mencionado antes para demostrar que las mutaciones de un hipotético gen, bautizado como “periodo”, podía alterar los ritmos circadianos de estos molestos insectos.

Los periodos gen: pero no fue hasta 1984 que Jeffrey Hall y Michael Rosbash, de la Universidad Brandeis en Boston, y Michael Young, de la Universidad Rockefeller en Nueva York, consiguieron aislar el gen usando moscas de la fruta.

Los investigadores demostraron que el periodo gen codifica una proteína llamada PER, cuyos niveles oscilan en un ciclo de 24 horas en sincronía con el ritmo circadiano. La proteína PER se acumula en la célula durante la noche y luego se degrada durante el día. Los hoy ganadores del Nobel identificaron entonces además otros componentes proteicos que conforman un preciso mecanismo de relojería dentro de la célula que conocemos popularmente como reloj biológico.

 

Un mecanismo que se regula solo

 

El siguiente objetivo era comprender cómo se generaban y mantenían las oscilaciones circadianas del reloj biológico. Hall y Rosbash creían que la proteína PER inhibía su propia síntesis con un circuito de retroalimentación que bloqueaba el gen periodo, pero para ello tenía que llegar al núcleo celular, donde se encontraba el material genético.

 

 

 ¿Cómo llegaba hasta allí?

En 1994, Michael Young descubrió un segundo gen que codificaba una proteína llamada TIM y que era corresponsable de los ritmos circadianos. En su estudio, Young demostró que cuando TIM se unía a PER, las proteínas eran capaces de entrar en el núcleo de la célula para bloquear la actividad del gen periodo y cerrar el circuito inhibitorio de retroalimentación.

Una nueva ciencia: la biología circadiana

Hoy sabemos que una gran parte de nuestros genes están regulados por ese mecanismo que llamamos reloj biológico. Muchas funciones de la fisiología han sido cuidadosamente calibradas a nivel celular por nuestro ritmo circadiano para adaptarse a las diferentes fases del día. También sabemos que estos ciclos endógenos establecen una relación muy estable con los ciclos ambientales, y por eso pueden fallar si pasamos varios meses enterrados en una cueva.

La biología circadiana se ha convertido en un campo de investigación vasto y dinámico, con implicaciones para nuestra salud y bienestar. El reloj biológico influye incluso en cómo nos afectan y cómo se mueven los fármacos dentro de nuestro organismo. Ahora entendemos por qué volar hacia el Este provoca más efecto jet que hacerlo hacia el Oeste, cuál es la mejor hora para tomar un café o por qué a veces nos cuesta irnos a la cama aunque tengamos que madrugar al día siguiente. Gracias al trabajo de los tres Premios Nobel Hall, Rosbash y Young, el cuerpo humano tiene un misterio menos. La Ciencia no duerme

Reloj y peso corporal

  Un estudio publicado en la revista American Journal of Clinical Nutrition de Washington, determinó que el reloj biológico de los seres humanos está muy vinculado a su peso corporal. Según los investigadores, el momento en que el cuerpo denota la necesidad de ir a dormir, está en relacion con la melatonina (hormona reguladora del sueño y la vigilia) y la cantidad de kilogramos que engordan.

 

Por medio de una aplicación, especialistas del Brigham and Women’s Hospital de Boston, analizaron los datos de 110 adultos de 18 a 22 años de edad, sus ritmos de descanso y vigilia y el consumo de alimentos durante siete días seguidos.

 

Mediante dicha rutina, los académicos descubrieron que para evitar engordar, es preciso dejar pasar algunas horas desde la cena, antes de dormir, y así el organismo tiene el tiempo necesario para la digestión.

 

Según los especialistas de Boston, los mayores porcentajes de grasa se han hallado en las personas que consumen casi todas sus calorías diarias poco antes de acostarse, cuando los niveles de melatonina están más altos.

 

Los que esperaban algunas horas después de la comida para dormir suelen tener menos grasa corporal, añaden los especialistas.

Con tales resultados, los científicos concluyen que existe un vínculo entre la hora en la cual se come, la producción de melatonina en ese momento y una mayor cantidad de grasa e índice de masa corporal.

 

Por el contrario, no hay relación entre el momento de la jornada en el cual se come, con la cantidad y la composición del menú, precisan los autores de Boston.

 

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