Estructura general del reloj circadiano. Cr\u00e9dito: Violetta Pilorz, Charlotte Frster, Henrik Oster, Pflugers ArchEur J Physiol (2018) <\/p>\n
Desde las diminutas moscas de la fruta hasta los seres humanos, todos los animales de la Tierra mantienen sus ritmos diarios en funci\u00f3n de su reloj circadiano interno. El reloj circadiano permite que los organismos experimenten cambios r\u00edtmicos en el comportamiento y la fisiolog\u00eda basados en un ciclo circadiano de 24 horas. Por ejemplo, nuestro propio reloj biol\u00f3gico le dice a nuestro cerebro que libere melatonina, una hormona que induce el sue\u00f1o, durante la noche. <\/p>\n
El descubrimiento del mecanismo molecular del reloj circadiano fue otorgado el Premio Nobel de Fisiolog\u00eda o Medicina 2017. Por lo que sabemos, ning\u00fan reloj centralizado es responsable de nuestros ciclos circadianos. En cambio, opera en una red jer\u00e1rquica donde hay un \u00abmarcapasos maestro\u00bb y un \u00aboscilador esclavo\u00bb.<\/p>\n
El marcapasos maestro recibe varias se\u00f1ales de entrada del entorno, como la luz. Luego, el maestro impulsa el oscilador esclavo que regula varias salidas, como el sue\u00f1o, la alimentaci\u00f3n y el metabolismo. A pesar de las diferentes funciones de las neuronas marcapasos, se sabe que comparten mecanismos moleculares comunes que est\u00e1n bien conservados en todas las formas de vida. Por ejemplo, los sistemas entrelazados de m\u00faltiples bucles de retroalimentaci\u00f3n transcripcional-traduccional (TTFL) compuestos por prote\u00ednas de reloj central se han estudiado profundamente en moscas de la fruta.<\/p>\n
Sin embargo, todav\u00eda hay mucho que debemos aprender sobre nuestro propio biol\u00f3gico. reloj. La naturaleza organizada jer\u00e1rquicamente de las neuronas de reloj maestras y esclavas conduce a la creencia predominante de que comparten un mecanismo de relojer\u00eda molecular id\u00e9ntico. Al mismo tiempo, las diferentes funciones que cumplen en la regulaci\u00f3n de los ritmos corporales tambi\u00e9n plantean la cuesti\u00f3n de si podr\u00edan funcionar bajo diferentes mecanismos de relojer\u00eda molecular.<\/p>\n
(izquierda) El reloj circadiano funciona como una red donde el marcapasos maestro y el oscilador esclavo est\u00e1n conectados. organizados de manera jer\u00e1rquica. Aunque generan ritmos a trav\u00e9s de un bucle de retroalimentaci\u00f3n transcripcional-traduccional (TTFL) id\u00e9ntico de las prote\u00ednas PER, los ritmos PER generados son diferentes entre ellos. (derecha) Mediante el uso de un modelo matem\u00e1tico que describe el TTFL del reloj circadiano de Drosophila (arriba), identificamos las diferencias entre las neuronas maestras y esclavas del reloj (abajo). Cr\u00e9dito: Instituto de Ciencias B\u00e1sicas <\/p>\n
Dirigidos por el profesor Kim Jae Kyoung y Kim Eun Young, los investigadores del Instituto de Ciencias B\u00e1sicas (IBS) y la Universidad de Ajou utilizaron una combinaci\u00f3n de enfoques matem\u00e1ticos y experimentales utilizando moscas de la fruta para responder a esta pregunta. El equipo encontr\u00f3 que el reloj maestro y el reloj esclavo operan a trav\u00e9s de diferentes mecanismos moleculares.<\/p>\n
Tanto en las neuronas maestras como en las esclavas de las moscas de la fruta, una prote\u00edna relacionada con el ritmo circadiano llamada PER se produce y degrada a diferentes velocidades seg\u00fan a la hora del d\u00eda. Previamente, el equipo encontr\u00f3 que la neurona del reloj maestro (sLNvs) y la neurona del reloj esclavo (DN1ps) tienen diferentes perfiles de PER en Drosophila de tipo salvaje y mutante Clk. Esto insinu\u00f3 que podr\u00eda haber una diferencia potencial en los mecanismos de relojer\u00eda molecular entre las neuronas del reloj maestro y esclavo.<\/p>\n
Sin embargo, debido a la complejidad del mecanismo de relojer\u00eda molecular, fue dif\u00edcil identificar la fuente de tales diferencias. Por lo tanto, el equipo desarroll\u00f3 un modelo matem\u00e1tico que describe los mecanismos de relojer\u00eda molecular de los relojes maestro y esclavo. Luego, todas las posibles diferencias moleculares entre las neuronas del reloj maestro y esclavo se investigaron sistem\u00e1ticamente mediante el uso de simulaciones por computadora. El modelo predijo que PER se produce de manera m\u00e1s eficiente y luego se degrada r\u00e1pidamente en el reloj maestro en comparaci\u00f3n con las neuronas del reloj esclavo. Esta predicci\u00f3n fue luego confirmada por los experimentos de seguimiento con animales.<\/p>\n
La combinaci\u00f3n de simulaciones de modelos matem\u00e1ticos y experimentos encontr\u00f3 c\u00f3mo las neuronas del reloj maestro pueden obtener tanto robustez (es decir, robustez de per\u00edodo y amplitud alta) como plasticidad (es decir, arrastre r\u00e1pido y una amplia gama de arrastre). (izquierda) El modelo predice que cuando ocurre el desfase horario, las neuronas del reloj maestro dispersan la fase de los ritmos, reduciendo la amplitud de los ritmos. Esto conduce a la r\u00e1pida adaptaci\u00f3n a la nueva zona horaria. (derecha) Esta predicci\u00f3n del modelo fue confirmada por los experimentos de seguimiento. Cr\u00e9dito: Instituto de Ciencias B\u00e1sicas <\/p>\n
Entonces, \u00bfpor qu\u00e9 las neuronas del reloj maestro tienen propiedades moleculares tan diferentes de las neuronas del reloj esclavo? Para responder a esta pregunta, el equipo de investigaci\u00f3n utiliz\u00f3 nuevamente la combinaci\u00f3n de simulaci\u00f3n de modelos matem\u00e1ticos y experimentos. Se encontr\u00f3 que la tasa m\u00e1s r\u00e1pida de s\u00edntesis de PER en las neuronas del reloj maestro les permite generar ritmos sincronizados con un alto nivel de amplitud. La generaci\u00f3n de un ritmo tan fuerte con una amplitud alta es fundamental para enviar se\u00f1ales claras a las neuronas del reloj esclavo.<\/p>\n
Sin embargo, ritmos tan fuertes normalmente ser\u00edan desfavorables cuando se trata de adaptarse a los cambios ambientales. Estos incluyen causas naturales, como diferentes horas de luz del d\u00eda durante las temporadas de verano e invierno, hasta casos artificiales m\u00e1s extremos, como el desfase horario que ocurre despu\u00e9s de un viaje internacional. Gracias a la propiedad distintiva de las neuronas del reloj maestro, puede sufrir una dispersi\u00f3n de fase cuando se interrumpe el ciclo est\u00e1ndar de luz y oscuridad, lo que reduce dr\u00e1sticamente el nivel de PER. Las neuronas del reloj maestro pueden adaptarse f\u00e1cilmente al nuevo ciclo diurno. La plasticidad de nuestro marcapasos maestro explica c\u00f3mo podemos adaptarnos r\u00e1pidamente a las nuevas zonas horarias despu\u00e9s de los vuelos internacionales despu\u00e9s de solo un breve per\u00edodo de desfase horario.<\/p>\n
Se espera que los hallazgos de este estudio puedan tener futuras implicaciones cl\u00ednicas cuando se viene a tratar diversos trastornos que afectan a nuestro ritmo circadiano. El investigador jefe Kim se\u00f1ala: \u00abCuando el reloj circadiano pierde su robustez y flexibilidad, pueden ocurrir trastornos del sue\u00f1o en los ritmos circadianos. Como este estudio identifica el mecanismo molecular que genera la robustez y flexibilidad del reloj circadiano, puede facilitar la identificaci\u00f3n de la causa de y estrategia de tratamiento para los trastornos del sue\u00f1o del ritmo circadiano\u00bb.<\/p>\n
La investigaci\u00f3n se public\u00f3 en PNAS. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
Los neurobi\u00f3logos identifican un nuevo gen importante para los ritmos diarios saludables M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Kim Jae Kyoung et al, Los experimentos basados en modelos sistem\u00e1ticos identifican distintos mecanismos moleculares subyacentes a las neuronas marcapasos organizadas jer\u00e1rquicamente, PNAS (2022). doi.org\/10.1073\/pnas.2113403119 Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias <\/p>\n Proporcionado por el Instituto de Ciencias B\u00e1sicas Cita<\/strong>: Los cient\u00edficos descubren c\u00f3mo nuestro ritmo circadiano el ritmo puede ser tanto fuerte como flexible (2022, 17 de febrero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https:\/\/medicalxpress.com\/news\/2022-02-scientists-circadian-rhythm-strong-flexible.html Este documento est\u00e1 sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigaci\u00f3n privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona \u00fanicamente con fines informativos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Estructura general del reloj circadiano. Cr\u00e9dito: Violetta Pilorz, Charlotte Frster, Henrik Oster, Pflugers ArchEur J Physiol (2018) Desde las diminutas moscas de la fruta hasta los seres humanos, todos los animales de la Tierra mantienen sus ritmos diarios en funci\u00f3n de su reloj circadiano interno. El reloj circadiano permite que los organismos experimenten cambios r\u00edtmicos … Continuar leyendo \u00abLos cient\u00edficos descubren c\u00f3mo nuestro ritmo circadiano puede ser tanto fuerte como flexible\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-8217","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8217","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=8217"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8217\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=8217"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=8217"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=8217"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}