Descubren cómo sincronizar los relojes biológicos puede prevenir el envejecimiento

Los ritmos circadianos regulan los cambios en las características físicas y mentales que ocurren en el transcurso de un día en el organismo humano. La palabra circadiano significa “alrededor de un día”. Proviene de las palabras latinas “circa” (alrededor) y “diem” (día). Para controlar esos ritmos, en el hipotálamo en el cerebro se encuentra un reloj biológico.

El reloj central en el cerebro se comunica con los relojes de los distintos tejidos periféricos. Influyen en muchísimas funciones, desde los patrones de sueño hasta la capacidad para metabolizar los alimentos.

Un equipo de científicos de España ahora hizo dos hallazgos clave sobre los ritmos circadianos. Se trata del grupo liderado por Salvador Aznar Benitah, del IRB Barcelona, y Pura Muñoz-Cánoves, de la Universidad Pompeu Fabra (UPF).

Revelaron cómo la sincronización entre el reloj circadiano cerebral y los relojes periféricos en el músculo y la piel es esencial para el funcionamiento adecuado de esos tejidos. También es fundamental para prevenir procesos degenerativos propios del envejecimiento.

Uno de los hallazgos, que está relacionado con la sincronización entre el reloj central y el reloj periférico del músculo, se publicó en la revista Science. El otro resultado sobre la coordinación entre el reloj central y el periférico de la piel se publicó en la revista Cell Stem Cell.

Lo que señalaron es que hay mecanismos comunes que influyen en la funcionalidad óptima del reloj central y los periféricos. También se identificó que hay un gran grado de autonomía de los relojes periféricos, que son capaces de mantener ciclos de 24 horas y de gestionar aproximadamente un 15 % de las funciones circadianas, en ausencia del reloj central.

El doctor Benitah comentó: “Es fascinante ver cómo la sincronización entre los relojes circadianos cerebrales y periféricos desempeña un papel fundamental en la salud de la piel y el músculo, a la vez que los relojes periféricos por sí solos son autónomos para llevar a cabo las funciones más básicas del tejido”.

Además, Muñoz-Cánoves, que investigadora en la UPF, y actualmente investigadora en Altos Labs, en San Diego, Estados Unidos, señaló que los hallazgos indican que “se necesita una interacción mínima de tan solo dos relojes tisulares (uno central y otro periférico) para mantener el funcionamiento óptimo de tejidos como el músculo y la piel, y evitar su deterioro y envejecimiento. El siguiente paso es identificar los factores de señalización implicados en esta interacción, pensando en aplicaciones terapéuticas”.

Por un lado, en el estudio que fue publicado en Science, los investigadores se centraron en la comunicación entre el cerebro y el músculo. Demostraron que la coordinación entre los relojes cerebrales y periféricos es crucial para mantener la función muscular diaria y prevenir el envejecimiento prematuro del músculo.

La restauración del ritmo circadiano reduce la pérdida de masa muscular y de fuerza, lo que mejora las funciones motoras deterioradas en modelos de ratón.

Los resultados han sugerido también que la alimentación restringida en el tiempo puede reemplazar parcialmente el reloj central y optimizar la autonomía del reloj muscular. En inglés, esa alimentación se conoce como “Time-restricted feeding” e implica comer solo durante la fase activa del día.

Destacaron la restauración del ritmo circadiano a través de la alimentación TRF es capaz de mitigar la pérdida muscular, el deterioro de las funciones metabólicas y motoras y la disminución de la fuerza muscular en ratones viejos. Esos hallazgos podrían contribuir al desarrollo de terapias contra el envejecimiento de los músculos y la mejora del rendimiento físico en la edad avanzada.

En tanto, en el estudio publicado en Cell Stem Cell el equipo reveló que el reloj circadiano de la piel es clave en la coordinación de la fisiología diaria del tejido. Mediante la integración de las señales del cerebro y, en ocasiones, modificándolas, se garantiza el correcto funcionamiento de la piel.

En ausencia del reloj periférico, el reloj central del cuerpo mantiene el ritmo circadiano en la piel, pero opera de manera contraria a lo habitual (es decir, en un horario opuesto).

Por ejemplo, se observó que si solo estuviese controlada por el reloj central, la replicación del ADN ocurriría durante el día, a la hora en la que la piel estaría expuesta a la luz ultravioleta. Eso incrementaría el riesgo de acumular más mutaciones.

De acuerdo con los investigadores, el fenómeno detallado destaca la importancia del reloj periférico, que no solo recibe señales del reloj central sino que además adapta estas señales a las necesidades específicas del tejido en el que reside.

Por ejemplo, en el caso de las células madre de la piel, la división del ADN una vez que han pasado las horas del día en la que la exposición a la luz ultravioleta es máxima.