Estados corticales (I)
El ser humano opera en un ciclo de aprox 24 horas, con una periodicidad circadiana
El reloj interno permite mantener ritmos homeostáticos apropiados a pesar de las variaciones de luz y oscuridad.
Para sincronizar los procesos fisiológicos con el ciclo del día y noche, el reloj biológico debe detectar variaciones
en los niveles de luz, a esto se le llama “fotoentrenamiento”.
- Los detectores más importantes son neuronas dentro de la capa de células ganglionares de la retina
(seguida de conos y bastones)
- Contienen un pigmento llamado melanopsina
- Estas se despolarizan al activarse por la luz, su función es codificar la iluminación ambiental para
“reiniciar el reloj circadiano”
Núcleo supraquiasmático (NSQ):
Los axones de las células que contienen melanopsina forman el
tracto retino-hipotalámico, que proyecta directamente al núcleo
supraquiasmático del hipotálamo anterior.
- El núcleo supraquiasmático es el sitio central del control
circadiano de las funciones homeostáticas
- Su extirpación en animales anula el ciclo
circadiano y las células del núcleo
supraquiasmático mantienen ritmos de actividad
por sí solas.
- Sus funciones son: Temperatura corporal, secreción de
hormonas (ej. cortisol), presión sanguínea, producción de
orina. (hormona antidiurética aumenta por la noche para
reducir la producción de orina)
Melatonina y glándula pineal:
El núcleo supraquiasmático influye en la glándula pineal (sintetiza
melatonina a partir de triptófano)
- La síntesis de melatonina aumenta cuando la luz
disminuye, y alcanza su máximo entre las 2 y las 4am
- Interactúa con receptores en el núcleo supraquiasmático
(influye en sueño-vigilia)
- La glándula pineal produce menos en personas mayores.
Mecanismos moleculares del reloj biológico:
El ciclo circadiano surge de bucles de retroalimentación de transcripción y traducción de genes y proteínas
- Proteínas CLOCK y BMAL1 se sintetizan y se asocian como dímeros (completo CLOCK-BMAL1 o C-B),
se unen a secuencias de ADN llamadas E-boxes, actuando como potenciadores transcripcionales.
- CLOCK y BMAL1 impulsan la transcripción de genes PER (Period1,2,3) y CRY (Cryptochrome)
- Estas se modifican y corpan el complejo CRY-PER2, una vez que este ha alcanzado un nivel
crítico, se difunde de vuelta al núcleo. En el núcleo se une al núcleo CLOCK-BMAL1, bloqueando
la actividad de CLOCK y BMAL1, deteniendo la transcripción de sus propios genes (CRY y PER)
- La transcripción de BMAL1 no es constante, está regulada por ROR (que activa la transcripción) y
REV-ERB (que la reprime).
- El complejo CLOCK-BMAL1 activa la expresión de Rev-erb, que causa una oscilación en la que
los niveles de BMAL1 suben y bajan en momentos opuestos a los de Per y Cry.
- Las proteínas PER y CRY en el núcleo se degradan gradualmente, al desaparecer el dímero
CLOCK-BMAL1 queda libre para unirse a las E-boxes y empezar otra vez el ciclo.
