El tiempo del corazón Dr. José Manuel Revuelta Soba

En el trascurrir de la vida descubrimos nuestro mejor patrimonio el tiempo. Su carácter misterioso, irreversible y limitado lo hacen extraordinariamente valioso. El ser humano dispone de un reloj maestro biológico, localizado en el hipotálamo del cerebro, que funciona como un marcapasos central regulador de las variaciones diarias del ciclo vigilia-sueño mediante unas señales neuronales que estimulan la secreción de hormonas que ponen en marcha los relojes periféricos localizados en el interior de la mayoría de los 36 billones de células humanas. Este asombroso sistema detector del tiempo posibilita que nuestro organismo funcione con normalidad dentro de esta cuarta dimensión universal.

Desde la antigüedad, Hipócrates y Galeno, considerados los padres de la Medicina, relacionaban el tiempo con ciertos fenómenos biológicos, tanto en la salud como en la enfermedad. El ritmo circadiano (del latín: circa, alrededor de y die, día) define las modificaciones experimentadas por el cuerpo a intervalos regulares de tiempo. Se trata de un verdadero cronómetro biológico interno, conservado evolutivamente en nuestros genes durante milenios, con la finalidad de regular los procesos fisiológicos a lo largo de las 24 horas del día, anticipando las variaciones en la demanda energética.

En 1999, un estudio científico realizado en la Universidad de Harvard encontró que este ritmo circadiano temporal es de 24 horas y 11 minutos, algo superior a la duración del día solar real. El ciclo luz-oscuridad diario repercute en la biología de todos los animales, como puede comprobarse cuando son mantenidos en total oscuridad por periodos prolongados de tiempo que acaban sufriendo un desajuste del ritmo de vigilia-sueño. Este trastorno ocurre también en la mayoría de las personas cada primavera y otoño con los cambios oficiales de la hora, requiriendo un reajuste del reloj biológico que puede llevar unos días.

Disponemos de unas señales internas, llamadas Zeitgebers (del alemán, dadores de tiempo), sincronizadores que detectan y regulan las oscilaciones de los procesos fisiológicos, permitiendo anticipar los cambios diarios del entorno, gracias a una red genética reguladora de la ritmicidad circadiana. El reloj biológico periférico se ajusta a la duración del día solar para coordinar la actividad fisiológica y la demanda de energía. Recientes investigaciones han puesto de manifiesto que efectivamente nuestro reloj biológico periférico está localizado en el interior de las células, donde se lleva a cabo la replicación del ADN (ácido desoxirribonucleico) para la formación de las proteínas imprescindibles para la vida, acción vital que debe ser protegida de la radiación ultravioleta diurna, por lo que este proceso molecular se lleva a cabo fundamentalmente durante la noche.

La carga genética humana constituye la estructura molecular esencial para la codificación de las proteínas que se van acumulando durante la noche y son degradadas durante la actividad del día, siendo reguladores del reloj circadiano. Se han descubierto diversos genes relacionados con el ciclo vigilia-sueño: PER1, PER2, PER3 (del inglés, Period Circadian Regulator), CLOCK, CRY, Bmal1, Timeless y genes period.

Aparte de las señales externas en relación con el ciclo luz-oscuridad, como la ingesta de alimentos y la actividad física, se ha demostrado que el reloj biológico circadiano desempeña también un papel importante en la curación de las heridas. Una proteína llamada actina pone en marcha las células reparadoras que se dirigen a la zona de la herida y comienzan el rápido proceso de cicatrización con la ayuda de otras proteínas, como el colágeno.

La alteración del ritmo circadiano suele deberse a ciertos factores relacionados con el estilo de vida, como los trabajos por turnos cambiantes, el jet lag debidos a los vuelos de larga duración, las actividades sociales con desfase horario, particularmente los fines de semana, la limitación o carencia de exposición a la luz natural, los horarios de comidas inconsistentes, los patrones de sueño irregulares, el consumo de drogas, los excesos con las bebidas alcohólicas y alto contenido de cafeína, así como la exposición nocturna prolongada a las pantallas luminosas de luz azulada (televisión, teléfonos móviles y ordenadores), tan frecuente en la población juvenil en la actualidad.

Reloj biológico del corazón humano

Al despertar, el organismo pasa por un estado de transición de un metabolismo bajo a otro elevado, que pone en marcha un mecanismo neurohormonal que vierte a la sangre unas substancias, llamadas catecolaminas (adrenalina y noradrenalina), para ajustar el sistema cardiovascular a la actividad diaria. La concentración de catecolaminas en la sangre no se mantiene constante durante el día, variando según las necesidades metabólicas (tipo de trabajo, ejercicio físico, comidas, estrés, etc.). Estas hormonas actúan como mensajeros químicos en la circulación sanguínea, aumentando la fuerza contráctil del corazón, la frecuencia cardiaca y el tono vascular. Simultáneamente, se libera otra hormona, denominada cortisol, hormona del estrés, que estimula a las catecolaminas a contraer las arterias (vasoconstricción), aumentando inmediatamente la presión arterial. La secreción de cortisol presenta un pico de concentración al despertar y va descendiendo por la tarde hasta alcanzar valores próximos a cero al acostarse. Se ha comprobado que entre las 5 y 9 de la mañana existe una estrecha correlación entre las concentraciones en la sangre de cortisol y catecolaminas, estimulando la agregación o acumulación de las plaquetas, que pueden favorecer la formación de coágulos (embolias) en algunas personas.

Estos parámetros fisiológicos del sistema cardiovascular (frecuencia cardiaca, presión arterial, gasto cardiaco, tono vascular, metabolismo) experimentan algunas variaciones normales durante el día, pero su perturbación crónica se asocia a un mayor riesgo de hipertensión arterial, arritmias e infarto de miocardio. Determinados factores de riesgo tradicionales (obesidad, envejecimiento, trastornos del sueño, etc.) afectan al ritmo circadiano. Como se ha comentado, el abuso crónico de la luz azulada (pantallas luminosas) durante las horas nocturnas se correlaciona con un aumento de la frecuencia cardiaca, hipertensión y alteraciones del ritmo durante la noche que incrementan el riesgo de enfermedades cardiacas.

Los cambios de demanda energética del corazón, a lo largo de las 24 horas del día, requieren de un ajuste constante del gasto cardíaco (cantidad de sangre que el corazón bombea cada minuto), aumentado la frecuencia cardíaca al despertar y comenzar la actividad diaria. Se ha demostrado que el ritmo circadiano de las células cardíacas (cardiomiocitos) definen los cambios constantes del ritmo y la presión arterial. De hecho, resulta sorprendente y maravilloso que cada célula del corazón contenga su propio reloj periférico regulador de su funcionamiento en cada momento del día.

http://doi.org/10.1038/s41467-021-25942-4

En el Laboratorio de Biología Molecular MCR de Cambridge (Reino Unido), la Dra. Stangherlin descubrió que la concentración intracelular de los iones potasio y sodio fluctúa para compensar los cambios diarios del acúmulo de proteínas, asegurando que su volumen permanezca constante. Durante el día, la concentración intracelular de proteínas aumenta mucho, por lo que alrededor del 20 por ciento de estos iones salen de las células para dejar espacio libre a las proteínas. Este proceso se invierte por la noche, cuando los niveles de proteínas disminuyen y aumentan los iones intracelulares. La diferencia de potencial eléctrico provocado por la entrada y salida de iones potasio y sodio posibilitan los impulsos eléctricos que originan los latidos del corazón, con la imprescindible ayuda de los relojes circadianos de los cardiomiocitos para acomodarse a las fluctuaciones diarias de la frecuencia cardiaca y presión arterial.

Medicina circadiana

Determinados genes y el ritmo circadiano constituyen los reguladores esenciales de las funciones cardíacas saludables. Por lo tanto, es importante tener en cuenta la influencia del ritmo circadiano en la absorción de los fármacos, el metabolismo y la presencia de enfermedades. La desincronización de este ritmo por hábitos de vida nocivos, horarios laborales y sociales inadecuados suelen asociarse a la obesidad, diabetes tipo 2, hipertensión arterial y enfermedades del corazón.

Determinar el momento óptimo del día para la administración de los fármacos cardiovasculares puede mejorar su absorción y eficacia. La toma de algunos medicamentos antes de dormir (antihipertensivos, antiagregantes plaquetarios, beta-bloqueantes y otros) puede tener efectos preventivos de la incidencia de eventos cardíacos (infarto, arritmia o isquemia miocárdica) al despertar. Por otro lado, la administración matutina de otros fármacos (verapamilo, modafinilo y otros) podría ayudar a combatir la somnolencia diurna y ciertos efectos adversos. Por ello, es muy conveniente prestar atención al consejo médico acerca del momento idóneo para tomar algunos medicamentos. La suplementación con melatonina puede utilizarse como restaurador del ritmo circadiano en algunas personas, reduciendo el riesgo de eventos cardiacos.

El envejecimiento conlleva cierto incremento en el riesgo de padecer eventos cardíacos (hipertensión, infarto de miocardio) durante las primeras horas de la mañana, porque el corazón pierde parte de su potencia para atender eficazmente la mayor demanda energética requerida por el aumento diurno de la actividad física y mental. Por ello, es conveniente que las personas mayores comiencen el día con tranquilidad, sin prisas hasta haber desayunado bien. El desajuste crónico del reloj biológico cardiaco se ha relacionado con la aparición de arritmias (fibrilación auricular paroxística).

La investigación científica está contribuyendo de forma destacada a prevenir el desajuste del reloj biológico circadiano, mediante un mayor conocimiento del mismo y la aplicación de novedosas orientaciones de cronoterapia que suponen una indudable protección del corazón humano.

El paso del tiempo arruga la piel, pero la falta de entusiasmo arruga tu alma

Sócrates (470 a.C. ? 399 a.C.), Filósofo clásico griego

José Manuel Revuelta Soba

Catedrático de Cirugía. Profesor Emérito de la Universidad de Cantabria

Publicado simultáneamente en los periódicos CANTABRIA LIBERAL y ANDALUCÍA INFORMACIÓN