La Universidad de Murcia cuenta con uno de los mayores expertos en cronobiología, Juan Antonio Madrid Pérez, catedrático de Fisiología y especialista en esta disciplina que estudia los cambios rítmicos que experimentan las variables de un organismo a lo largo del tiempo. El cronobiólogo, desentraña cómo se producen los ritmos circadianos y su sincronización con el ambiente, así como su estrecha relación con la salud. Para lo que desde la UMU se están desarrollando varios proyectos como un reloj de pulsera que mide el reloj biológico de los pacientes o el análisis de datos a través de inteligencia artificial.
Los ritmos circadianos son los cambios rítmicos en las diferentes variables bioquímicas, fisiológicas y comportamentales, que se repiten cada 24 horas. Nuestro reloj biológico cuenta con un mecanismo que se pone en hora con la salida y la puesta de sol, siguiendo a los ciclos de luz-oscuridad naturales. Los elementos que sincronizan al reloj se llaman sincronizadores, y el más importante es la alternancia de luz y oscuridad. Pero existen otros ‘relojeros’, como los horarios de comida, el ejercicio físico, incluso los contactos sociales son importantes para mantener el reloj sincronizado.
De esta ciencia transversal, se logran herramientas aplicables a cualquier rama de la medicina, ya que los ritmos biológicos están presentes en cualquier campo. Desde su laboratorio de cronobiología de la Universidad de Murcia, Cronolab, han desarrollado un reloj de pulsera que mide el reloj biológico sin medidas invasivas, ya que se coloca en la muñeca como cualquier otro. Entre otras cosas, evalúa los ciclos de luz visible, la luz infrarroja y la luz azul, la temperatura, los movimientos en todas direcciones del espacio, las aceleraciones, etc. En total, recoge de una persona 23 millones de datos en una semana.
Este aparato supone un gran avance para los especialistas, ya que proporciona información que antes sólo se conseguía mediante preguntas a los pacientes. El catedrático especifica que: “El objetivo es complementar la medicina del sueño con medidas fuera del hospital. El proyecto cuenta con una base de datos considerable centralizada en la Universidad de Murcia”, que cuenta en la actualidad con un total de 4.200 pacientes entre España y Latinoamérica”.
Desde su laboratorio han trabajado en la predicción de la supervivencia de una persona con cáncer colorectal en función de sus ritmos. En esta línea de pensamiento, realizaron un experimento con peces donde predecían su muerte con 21 días de antelación. Aunque, con el envejecimiento humano también se observa una pérdida de ritmos, la predicción de la longevidad en personas a partir de la información de sus ritmos biológicos no es posible por la multitud de factores implicados en la misma.
A la recolección de información y la fuerza innovadora de este artilugio del tiempo, se suma la plataforma ‘Kronowizard’, ubicada en el Atica de la UMU. En concreto, este sistema es capaz de analizar en unos minutos los millones de datos de un paciente a través de un sistema de Inteligencia Artificial (IA), generando un informe detallando su sueño y ritmos biológicos día a día.
Actualmente, el académico trabaja en una red de investigación CIBER de fragilidad y envejecimiento saludable (CIBERFES) del Instituto de Salud Carlos III, donde investiga la relación entre los ritmos biológicos y los marcadores de envejecimiento. Uno de los objetivos es calcular la edad biológica y saber si concuerda con la real para averiguar las causas del envejecimiento prematuro. Otra línea de interés, para la que ha pedido financiación, es la mejora de condiciones hospitalarias en las Unidades de Cuidados Intensivos (UCI). El propósito es reproducir los ciclos de luz natural en un ambiente hospitalario.
Cabe destacar que el apogeo de la cronobiología ha llegado este 2017 con el Nobel de Fisiología y Medicina. Este galardón ha sido otorgado a los investigadores Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young por sus descubrimientos sobre los mecanismos moleculares que controlan los ritmos circadianos. En retrospectiva, el docente manifiesta que está satisfecho con la situación actual, “pero hay que recordar que ha sido una larga travesía en el desierto durante 30 años donde la Cronobiología no había recibido suficiente reconocimiento”. Con ello en mente, la cronobiología ha cambiado la imagen estática del ser humano, donde todas las variables parecían contantes. “El ser humano es cambiante”, describe el experto, “los niveles de presión arterial, linfocitos o colesterol van cambiando con las horas del día. No existe una medida única que te represente y te defina”.
Por otro lado, el conocimiento actual no se sustenta en el examen de una estructura jerárquica y monolítica, donde sólo existe un reloj único. Coexisten y analizan multitud de ellos, los relojes periféricos, localizados en cada órgano y tejido corporal; sin embargo el más importante es el reloj cerebral. Madrid emplea la siguiente analogía: “Contamos con un director de orquesta (el reloj cerebral) y músicos, que son los relojes de la periferia. Su armonía tiene que mantenerse para que todo funcione correctamente. El reloj cerebral para sincronizar a los periféricos utiliza “batutas” que son los ritmos de melatonina, de actividad nerviosa y de temperatura, entre otros.
Por ejemplo, cuando anochece la producción de melatonina avisa al cuerpo de que es hora de dormir; el cortisol avisa por la mañana para despertar; y la temperatura sube y baja sincronizando metabólicamente los órganos.
Del mismo modo, pueden desafinar cuando hay un fallo de comunicación entre los relojes, se conoce como disfunción cronobiológica. El investigador define que “una señal cronodisruptora es aquella que rompe o desacopla el normal funcionamiento del sistema circadiano”. Un factor cronodisruptor habitual es el sedentarismo, que disminuye la potencia del reloj. En contraposición, el ejercicio físico permite hacer frente a situaciones cronodisruptoras y mantener el ritmo. Otra causa actual de desajustes, es la eliminación del binomio luz-oscuridad. Resulta imprescindible recibir luz natural por el día y oscuridad por la noche. La iluminación artificial altera este ciclo natural: cuando tu cerebro recibe luz azul directa por la noche, como la del móvil, interpreta que es de día y debe continuar activo.
Por otro lado, estas alteraciones, aunque se desconoce las causas, se asocian con patologías como la depresión, alteraciones de memoria y metabólicas. Los relojes de personas con estas afecciones muestran ritmos más atenuados de lo normal. Se trata de una asociación bidireccional: por ejemplo en el caso de la depresión, el paciente tiene alteración cronobiológica, y una persona con horarios irregulares y ritmos retrasados suele padecer distimia o algún tipo de depresión.
El científico aconseja tres claves para mantener los relojes sincronizados: regularidad, despertarse, comer y hacer ejercicio siempre en las mismas franjas; contraste, diferenciar la noche del día, siendo el día activo y luminoso, y la noche tranquila y oscura; y sincronizar, compatibilizando los horarios de trabajo, sueño y ocio.
