Resumen Aspectos cronobiológicos de la obesidad y el síndrome metabólico

Los ritmos circadianos (del latín circa diem, ‘aproximadamente un día’) son una parte tan innata de nuestras vidas que raramente le prestamos atención. El funcionamiento correcto de estos ritmos circadianos endógenos permite a los organismos predecir y anticiparse a los cambios medioambientales, así como adaptar temporalmente sus funciones conductuales y fisiológicas a estos cambios.

¿Qué es la cronobiología?

Se trata de un campo científico que estudia los procesos de sincronización que se producen en los organismos vivos en sus diferentes niveles de organización.

En general, los organismos presentan un gran número de procesos que se producen de una manera periódica y previsible y que se pueden denominar «ritmos biológicos». Las primeras evidencias científicas de un ritmo biológico fueron proporcionadas por el astrónomo francés Jean Jacques d’Ortous DeMarian en 1729 (JJ, 1972),

https://en.wikipedia.org/wiki/Jean-Jacques_d%27Ortous_de_Mairan

Así mismo, los ritmos circadianos se definen como los ritmos biológicos cuya frecuencia está «alrededor» de un día (24 h). Un ejemplo de estos ritmos circadianos lo constituyen las secreciones de algunas hormonas (cortisol, melatonina, etc.). Actualmente, existen estudios que sugieren que la interrupción o desincronización interna del sistema circadiano (cronodisrupción [CD]) puede contribuir a las manifestaciones del síndrome metabólico (SM) y complicaciones que aparecen con la obesidad, como dislipidemia, intolerancia a la glucosa, disfunción endotelial, hipertensión, diabetes mellitus tipo 2 y enfermedad cardiovascular, entre otras.

Todos estos ritmos diarios pueden estar implicados en las señales de hambre y saciedad, los horarios de comidas y finalmente en el grado de obesidad. Quizás en un futuro no muy lejano, las recomendaciones dietéticas incluirán no solo qué y cómo comer sino también cuándo tenemos que hacerlo.

En el estudio que resumimos y en el capítulo del libro que podéis encontrar en Google, se intenta explicar los descubrimientos en relación a este tema, aunque todavía queda mucho por estudiar.

Organización del sistema circadiano

Este sistema circadiano está formado principalmente por un marcapasos central. Cuando los sujetos se mantienen artificialmente bajo condiciones ambientales constantes, los ritmos circadianos discurren en curso libre con un periodo ligeramente diferente a 24 horas. Sin embargo, bajo condiciones ambientales naturales, este marcapasos centralse «reajusta» cada día mediante una señal periódica de luz/oscuridad gracias a la existencia de una ruta no visual basada en las células ganglionares.

https://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lulas_ganglionares_de_la_retina

Aunque la entrada luminosa (cambios luz/oscuridad) sea la principal señal, existen otras entradas periódicas, como el horario de las comidas (ingesta/ayuno) y el ejercicio programado (actividad/reposo), capaces de poner en hora el sistema circadiano de los mamíferos. El marcapasos central, a su vez, sincroniza la actividad de varios relojes periféricos mediante la secreción cíclica de hormonas y la actividad del sistema nervioso vegetativo. La diferencia entre el mantenimiento del orden interno temporal saludable y no saludable (CD) depende, entre otros efectos, de que los relojes periféricos produzcan ritmos ordenados por el marcapasos central.

Actualmente, se conoce muy bien cómo participa directamente en el metabolismo la maquinaria del reloj circadiano. Aproximadamente entre un 10 y un 30% de los genes, dependiendo de los tejidos, parece mantener un ritmo de expresión guiado por los genes reloj.

Cuando el sistema circadiano funciona mal: cronodisrupción

Interrupción circadiana que puede ser definida como una importante perturbación del orden temporal interno de los ritmos circadianos fisiológicos, bioquímicos y de comportamiento. También podría definirse como la ruptura de la sincronización entre los ritmos circadianos internos y los ciclos de 24 horas medioambientales.

Causas de la cronodisrupción

La cronodisrupción puede ser el resultado de alteraciones a diferentes niveles.

Se ha observado que la deficiencia de luz o el hecho de presentar una intensidad y espectro de luz por debajo de los rangos óptimos pueden contribuir a la aparición de manifestaciones patológicas.

Los cambios en horarios de las comidas.

Sujetos con un estilo de vida nocturno, caracterizado por tomar la cena tarde y picotear durante la noche, presentan hiperglucemia y valores bajos de leptina y melatonina durante la noche. Actualmente el hecho de llevar un estilo de vida nocturno se considera uno de los principales riesgo para la salud de la sociedad moderna, además del síndrome de comedor nocturno, la obesidad y la diabetes.

Fenómenos como el jet-lag o el trabajo por turnos, se produce por diferencias en las tasas de sincronización de las distintas variables biológicas.

Los relojes periféricos. El tejido adiposo como modelo

Estudios recientes muestran que la regulación del sistema circadiano intracelular no solo reside en el cerebro, sino que determinados tejidos periféricos como corazón, hígado y páncreas entre otros, presentan sus propios relojes, capaces de funcionar de forma autónoma, mediante la expresión circadiana de sus «genes reloj», aunque modulados y sincronizados por el reloj central.

El tejido adiposo, como tejido periférico, posee genes reloj que juegan un papel fundamental en la fisiología del propio tejido, regulando la expresión rítmica de sustancias bioactivas secretadas como son las adipoquinas. Investigaciones recientes muestran la importancia que tiene el funcionamiento correcto de los genes reloj del tejido adiposo y el efecto de su desincronización en el desarrollo de ciertas enfermedades como la obesidad.

Los autores de este artículo demostraron que estos patrones circadianos difieren entre los distintos depósitos grasos en estos dos artículos.

• 1.Circadian rhythm of clock genes in human adipose explants
• 2.Expression of cortisol metabolismrelated genes shows circadian rhythmic patterns in human adipose tissue

De hecho, la expresión de genes reloj en el tejido adiposo visceral se asoció más estrechamente con las características del SM que la del depósito subcutáneo.

Ritmos circadianos en el metabolismo del tejido adiposo

Estudios recientes muestran que los ritmos biológicos y el metabolismo están estrechamente unidos. Durante el transcurso de las 24 horas del día, el adipocito debe ajustar recíprocamente las tasas de síntesis (lipogénesis) y almacenaje de triglicéridos con las tasas de degradación (lipólisis) de los mismos.

El grupo de investigación de Marta Garaulet ha demostrado la relación entre los genes reloj del tejido adiposo y diferentes genes implicados en el metabolismo de este tejido. De hecho, han podido demostrar en pacientes obesos mórbidos, que la expresión circadiana de los genes reloj se relaciona con el contenido de grasa abdominal y determinados factores de riesgo cardiovascular, como son las concentraciones plasmáticas de LDL (lipoproteína de baja densidad), de colesterol total y la circunferencia de la cintura.

En este sentido, también hemos demostrado que determinadas citoquinas sumamente relacionadas con el tejido adiposo presentan ritmicidad. La adiponectina (ADIPOQ), considerada como factor protector frente a perturbaciones asociadas al SM. La alteración en los ritmos circadianos de esta adipoquina podría estar involucrada en el desarrollo del SM. Además también demostramos la existencia de ritmicidad circadiana en otra adipoquina muy estudiada como es la leptina.

La Cronobiología en el tratamiento de la obesidad y el síndrome metabólico

De esta manera podemos deducir que la cronobiología podría ser una valiosa herramienta en el futuro tratamiento de la obesidad y el SM mediante el uso de cronoterapia. Para establecer una terapia basada en esta ciencia se deberían considerar tres niveles de intervención sobre la organización funcional del sistema circadiano:

1.Las entradas hacia el oscilador central

• Conseguir una exposición regular a la luz y la regulación óptima del sueño para obtener un adecuado ritmo del ciclo sueño-vigilia.
• Es importante establecer un horario regular de comidas.
• Rrealizar un ejercicio regular y prolongado en el tiempo se asocia con una mejora de la calidad del sueño durante la noche y con la disminución del cansancio durante el día

2.El propio oscilador central

• Caracterización cronobiológica del individuo podría ser de interés para la predicción de la susceptibilidad a la obesidad y a la pérdida de peso.

3. Las salidas del mismo.

• Soluciones farmacológicas, como es la administración de agonistas de la melatonina (ramelteon y agomelatina).
• Soluciones no farmacológicas, caracterizadas por la regulación de los ritmos del cortisol. Según Van Someren et al (2007), puede conseguirse un ritmo normal de cortisol al establecer un horario de despertar y de comidas regular y una exposición a la luz y ejercicio físico regular y adecuados.

Referencias

• 1.Gómez-Abellán, P., Madrid, J. A., Ordovás, J. M., & Garaulet, M. (2012). Aspectos cronobiológicos de la obesidad y el síndrome metabólico. Endocrinología y Nutrición, 59(1), 50-61.
• 2.Aza, M. G. (2015). La cronobiología, la alimentación y la salud. Mediterráneo económico, (27), 101-122.
• 3.Erren, T. C., & Reiter, R. J. (2009). Defining chronodisruption. Journal of pineal research, 46(3), 245-247.

Sobre la autora

Marta Garaulet

http://www.um.es/web/investigacion-obesidad/quienes-somos/marta-garaulet