Melatonina y los ritmos circadianos

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HORMONA MELATONINA Y LOS RITMOS CIRCADIANOS

RITMOS BIOLÓGICOS

RITMOS BIOLÓGICOS


Recurrencia de fenómenos dentro de un sistema biológico con intervalos regulares
ULTRADIANOS FRECUENCIA ALTA

CIRCAMAREALES
FRECUENCIA MEDIA CIRCADIANOS CLASIFICACIÓN INFRADIANOS

CIRCALUNARES FRECUENCIA BAJA CIRCANUALES

COMPONENTES DE UN RITMO BIOLÓGICO
PERIODO
• Intervalo de tiempo entredos puntos iguales de un ritmo.

VALOR MEDIO O MESOR
• Media aritmética de los valores obtenidos dentro de un ciclo.

AMPLITUD
• La diferencia entre el valor máximo (o mínimo) y el mesor.

FASE
• Valor de la variable en un momento dado. Indica una secuencia característica dentro de un ciclo.

ASPECTOS EVOLUTIVOS


Los ritmos biológicos se encuentran presentes a lo largo de toda laescala filogenética.

Favosites sp Devónico medio (394 m.a)

Estromatolito contemporáneos semejantes a los primigenios. A la derecha aparecen microfósiles asociados a la primera vida unicelular identificada en la Tierra en los estromatolitos.

Nautilus intermedius Ordovícico (420m.a)

Importancia biológica
Los procesos fisiológicos requieren simultaneidad en el tiempo.

AplicacionesConocer patologías crónicas y los trastornos relacionados a la ritmicidad del organismo es fundamental para el tratamiento de dichas patologías.

Homeostasis predictiva: Los cambios predecibles suponen un gasto menor de energía.

Los ritmos ordenan actividades y comportamientos.

Cronofarmacología: El momento en que se administra un fármaco influye en su eficacia.

RITMOS CIRCADIANOS PROPIEDADES FUNDAMENTALES

Genéticamente programado
•Ciclo de 24 horas aprox. Ritmo de curso libre.

Sincronizable
•La luz puede sincronizar el ciclo y hacerlo coincidir con las 24 horas noche-día.

LOCALIZACIÓN DEL RELOJ ENDÓGENO
Hipotálamo ventral Núcleo supraquiasmático


 

Marcapasos principal



Osciladores secundarios:
Núcleos del hipotálamo anterior.  Núcleosdel hipotálamo tuberal.


AFERENCIAS AL NÚCLEO SUPRAQUIAMÁTICO

EFERENCIAS DEL NÚCLEO SUPRAQUIASMÁTICO
• Proyecta al H.A y al H.T • H.A -> inerva la glándula pineal (síntesis Melatonina)

NERVIOSA

HORMONAL

• Señal de secreción de Melatonina al torrente sanguíneo

RELOJ MOLECULAR

El modelo del reloj molecular en mamíferos propone que el dímero CLOCK-BMAL1 activa latranscripción de los genes Per y Cry (I). Las proteínas CRY y PER forman multimeros que translocan al núcleo e inhiben la activación de la transcripción inducida por CLOCK-BMAL1 (II). La retroalimentación negativa de las proteínas CRY y PER sobre la transcripción de sus propios genes es retrasada por la fosforilación de las proteínas PER por acción de CKlε (III). La transcripción de Reverbα es tambiénactivada por CLOCK-BMAL1 e inhibida por el complejo PER-CRY, produciendo una oscilación en los niveles de REVERBα, una proteína que, a su vez, inhibe la transcripción de Bmal1 (IV). El resultado de estos ciclos de retroalimentación es la oscilación en los niveles de ARNm y proteínas de varios de los genes reloj y de genes controlados por el reloj.

LA LUZ
Como sincronizador externo del ritmocircadiano

FOTOPERIODO


Agente sincronizador más importante de los ritmos circadianos.

DESPLAZAMIENTO DE FASE
INTENSIDAD DEL PULSO DE LUZ

• Debe sobrepasar el umbral del receptor.
DURACIÓN DEL PULSO DE LUZ • A mayor duración, mayor desplazamiento LONGITUD DE ONDA DE LA LUZ

• Más sensible a la luz verde y menos a la luz roja.
FASE DEL RITMO CIRCADIANO • En principio de nochesubjetiva: retraso de fase • Al final de la noche subjetiva: adelanto de fase.

RECEPCIÓN Y TRANSDUCCIÓN DE LA LUZ

MELATONINA
El mensajero del núcleo Supraquiasmático

DESCUBRIMIENTO DE LA MELATONINA
Aaron Lerner (Bioquímico y Dermatólogo): en 1957 observó que la aplicación de extractos de pineales sobre la piel de la rana provocaba un aclaramiento de la misma (in vitro).

En 1958...
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