17 - LM Zieher, LR Guelman - Diciembre 2002

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Neurobiología del sueño

17 - LM Zieher, LR Guelman - Diciembre

Neurobiología del sueño DRA. LAURA R. GUELMAN (*) Y PROF. DR. LUIS M. ZIEHER (**) (*) Dra. Laura R. Guelman:Doctora de la Universidad de Buenos Aires. Jefa de Trabajos Prácticos, 1ª Cá-tedra de Farmacología, Facultad de Medicina, UBA., Investigadora del CONICET, Miembro del Grupo Univer-sitario de Neuropsicofarmacología, 1ª Cátedra de Farmacología, UBA. (**) Dr. Luis M. Zieher: Director del Grupo Universitario de Neuropsicofarmacologia. Profesor titular 1ª Cá-tedra de Farmacología, Facultad de Medicina, UBA. Investigador principal del CONICET. Resúmen El ciclo inexorable de luz-oscuridad o día-noche es el estímulo más recurrente del entorno y es la base para una de las más fundamentales adaptaciones de los seres vivos: los ritmos circadianos. Una gran cantidad de funciones fisiológicas y conductuales son afectadas por dichos ritmos. La expresión de los ritmos circadianos tienen 3 componentes fundamentales: las vías aferentes, que transmiten los estímulos ambientales al reloj; el reloj mismo, que genera los ritmos biológicos, y las vías eferentes, que transmiten la información del reloj al resto del organismo. El núcleo supraquiasmático (SCN) ubicado en el hipotálamo está estratégicamente posicionado para recibir la entrada de la luz para la puesta en marcha del “reloj maestro” a través de vías que provienen de la retina. El reloj molecular intracelular del SCN consiste en rulos de retroalimentación transcripcional (síntesis de ARN) y traduccional (síntesis de proteínas) positivos y negativos. La mayoría de las vías de salida desde el SCN proyectan hacia el hipotálamo, en especial al núcleo paraventricular (PVN), específicamente la zona subparaventricular (SPZ). Uno de los procesos controlados por los ritmos circadianos es el ritmo sueño-vigilia. El sueño involucra la actividad de vías ascendentes y descendentes de los sistemas modulatorios difusos aminérgicos y colinérgicos. Palabras Clave: Reloj maestro • Ritmos circadianos • Núcleo supraquiasmático • CLOCK: BMAL1, CRY, PER Ritmos circadianos Los ciclos rítmicos de los organismos vivientes están determinados principalmente por los ciclos luz-oscuridad: el planeta tierra constituye un entorno rítmico, ya que durante el movimiento de traslación alrededor del sol también experimenta un movimiento de rotación sobre su propio eje de manera tal que, en cualquier momento, la mitad del planeta está iluminado y en la otra mitad está oscuro. Este ciclo inexorable de luz-oscuridad o día-noche es el estímulo más recurrente del entorno y es la base para una de las más fundamentales adaptaciones de los seres vivos: los ritmos circadianos. Para que los animales puedan competir y sobrevivir, su comportamiento debe oscilar de acuerdo con la oscilación de su entorno. Estos ritmos se expresan en todos los organismos, desde bacterias a seres humanos y se ponen en marcha por acción de diferentes estímulos ambientales periódicos, siendo el más potente el ciclo luz-oscuridad. Son la expresión externa de un mecanismo interno de regulación del tiempo. Una gran cantidad de funciones fisiológicas y conductuales son afectadas por los ritmos circadianos, como el ciclo de descansoactividad, las variaciones en la percepción sensorial, la actividad psicomotora, la secreción hormonal y la temperatura corporal. Por ejemplo, la hormona de crecimiento tiene su pico de secreción a la noche; el cortisol aumenta durante la noche y disminuye durante el día; la temperatura corporal desciende a la noche. La generación de los ritmos circadianos es una función regulatoria del SNC, pero es un proceso que debe ser “calibrado” o “re-seteado” por la luz: si se eliminaran los ciclos luz-oscuridad del entorno de un animal, los ritmos circadianos continuarían más o menos dentro de los mismos esquemas, debido a que los relojes primarios son biológicos y no astronómicos. Como estos relojes primarios son imperfectos, se pueden “desfasar” y deben ser “reseteados” por la luz. Si a plantas como la mimosa, que eleva sus hojas durante el día y las desciende durante la noche, se las pone en la oscuridad, siguen exhibiendo el mismo patrón de elevación y descenso justamente por poseer un reloj biológico interno, aunque no es exactamente de 24 hs. El “re-seteo” por el reloj astronómico es fundamental, porque si un animal tiene un ciclo de 24.5 hs., y no se corrige diariamente al ciclo de 24 hs., en tres semanas puede pasar de ser un animal de hábitos diurnos a ser un animal de hábitos nocturnos. Esto también puede ocurrir en humanos, en los cuales el ciclo es de 24.5- 25.5 hs. Un reloj circadiano puesto en marcha asegura que los ritmos fisiológicos y conductuales se ajusten a un patrón diario de 24 hs. Hay algunos ritmos que tienen períodos más largos, como la hibernación, y muchos son más cortos, como los ciclos de respiración, los pasos al caminar, los estadíos del sueño en cada noche y los ritmos eléctricos de la corteza cerebral. Los ritmos controlados por el reloj circadiano proveen un programa temporal que permite la adecuada sincronización de procesos fisiológicos y conductuales, optimizando la eficiencia de los sistemas biológicos. Los animales desarrollaron dos patrones distintos de temporización circadiana para organizar la conducta en ciclos de descanso-actividad: en aquellos animales en los cuales la visión se desarrolló como sentido primario, la actividad típicamente ocurre durante el día (diurnos); en aquellos animales en los cuales la audición y el olfato dominan la percepción del entorno, su actividad se desarrolla durante la noche (nocturnos). Es decir que los períodos de actividad van a coincidir con el momento en que sus sentidos dominantes pueden ayudar mejor a la alimentación, la reproducción y la evitación de predadores. Estos patrones de conducta se integran con un número de procesos fisiológicos organizados temporalmente que promueven la conducta adaptativa. Los ritmos circadianos son ritmos: • Fisiológicos y conductuales • Con periodicidad de 24 hs. • Que han evolucionado en respuesta a los ciclos astronómicos de 24 hs. a la que los organismos son expuestos • Que conforman el escenario para el sueño del cual son inseparables • Que poseen alta conservación filogenética molecular y conduc- FIGURA 1 NEUROBIOLOGÍA DEL SUEÑO PSICOFARMACOLOGÍA // 5

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