2012

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Índice

1. Ritmos Biológicos pág. 3

2. Ritmos Endocrinos pág. 3 y 4

2.1.Circadianos

2.2.Ultradianos

2.3. Infradianos

2.4.Circalunares

2.5.Circanuales

3. Ritmos Circadianos pág. 4,5 y 6

3.1.Estructura del Ritmo Circadiano

3.2.Circuito Retino-Supraquiasmático-Pineal

4. Ritmos de Secreciones Hormonales pág. 6, 7, 8 y 9

4.1.El Cortisol

4.2.La Melatonina

4.3.La Hormona del Crecimiento

4.4.La Hormona Estimulante de la Tiroides

4.5.La Hormona Estimulante de la Mamas

5. Efectos de la Hora del Día en el Desempeño pág. 9, 10 y 11

6. Turnos de Trabajo y Perturbaciones del Ritmo Circadiano pág.11, 12 y 13

7. Posibles Intervenciones pág. 13

8. Bibliografía pág. 14

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1. RITMOS BIOLÓGICOS

Todos los organismos vivos estamos acoplados al entorno geofísico a través de relojes internos que se acompasan con el exterior. Esto explica, por ejemplo, por qué dormimos en la noche y estamos despiertos durante el día. Esto ocurre porque estamos sincronizados con la rotación de la tierra que es el fenómeno que determina el día y la noche.

Podemos definir a los ritmos biológicos como la recurrencia temporal de un evento dentro de un sistema biológico en intervalos regulares de tiempo. Estos ritmos biológicos son endógenos, pero se regulan con el medio ambiente mediante señales sincronizadoras.

Las características más importantes de este ritmo son:

1. Periodo.- Intervalo de tiempo entre dos acontecimientos idénticos, es decir es la duración de un ciclo completo.

2. Mesor.- Es el valor medio de la variable a lo largo de un periodo.3. Amplitud.- Es la diferencia entre el Mesor y el valor máximo alcanzado por la variable

durante un periodo.

2. Ritmos Endocrinos

Los ritmos endocrinos determinan las variaciones periódicas en la secreción hormonal, que se expresan dentro de una amplia gama de frecuencias. Podemos clasificar a estos ritmos deacuerdo a su duración como:

2.1.Circadianos.- Son aquellos que duran aproximadamente 24 horas, pero que tienen un rango que va desde 20 a 28 horas. Entre estos encontramos a los ciclos de secreción de las hormonas del crecimiento, Cortisol, Prolactina, Tirotropina, Melatonina y la hormona Corticotropina.

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2.2.Ultradianos.- Son aquellos ritmos cuya duración es menor a 19 horas como la hormona Luteinizante y la hormona Folículo estimulante.

2.3.Infradianos.- Son aquellos que duran más de 28 horas, como los ciclos estrales.

2.4.Circalunares.- Aquellos que se encuentran acoplados al ciclo lunar y duran 28 días. El ejemplo más claro es el ciclo menstrual.

2.5.Circanuales.- Son aquellos que duran un año. Como la hibernación, la migración y la reproducción de ciertas especies de animales.

3. Ritmos Circadianos

Etimológicamente el término circadiano proviene del latín:

Circa.- Alrededor de

Dies.- Día

Por tanto los ritmos circadianos son aquellos ritmos biológicos que poseen un periodo aproximado de 1 día o 24horas, como los ciclos de luz-oscuridad. Los ritmos circadianos han sido los más estudiados, debido a que son los más pronunciados en los seres humanos.

Los ritmos circadianos están controlados por un reloj biológico endógeno, esta afirmación proviene de estudios en los que se aisló a las personas de sus claves normales del tiempo ambiental o Zeitgebers. En sus estudios pioneros, Aschoff y Wever (1962), aislaron a varias personas de sus claves de tiempo ambiental en una “unidad de aislamiento temporal” hasta por 90 días, y Siffre (1964) vivió en una cueva subterránea durante dos meses. En ambos estudios las personas continuaron despertándose y durmiendo en una base regular, pero en vez de hacerlo en una base de 24 horas, en promedio lo hicieron cada 25 horas. Los ritmos circadianos en otras medidas fisiológicas, incluyendo la temperatura del cuerpo y los electrolitos urinarios, mostraron un periodo idéntico al del ciclo sueño-vigilia.

3.1.Estructura del Ritmo Circadiano

Todos los ritmos circadianos están formados por tres componentes:

1. La Entrada.- Se encarga de sincronizar el reloj con señales del medio ambiente.2. El Marcapaso.- Es la estructura encargada de generar oscilaciones rítmicas, medir el

tiempo y crear un orden temporal interno.3. La Salida.- Que controla la fisiología y el comportamiento. Estos vienen a ser ritmos

periódicos, como los ciclos actividad-reposo, la secreción hormonal, etc.

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3.2.Circuito Retino-Supraquiasmático-Pineal

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Núcleo Cervical Superior

Retino – Hipotalámica

Vía

INDICADORES DE TIEMPO (ZEITGEBERS)

(Luz, Temperatura, Alimentación, etc.)

MARCAPASO(Reloj Biológico Endógeno)

RITMOS PERIODICOS(Actividad-Reposo, secreción

hormonal, etc.)

ENTRADAS de información: Mediante los transductores

SALIDA del Marcapaso

Reloj Geofísico

Luz

RETINA

ÓRGANOS Y TEJIDOS

NÚCLEO SUPRAQUIASMÁTICOPrincipal Sincronizador

EndógenoGLÁNDULA PINEAL

Melatonina

ProyecciónEndocrina

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Este circuito es el responsable de organizar los ritmos biológicos humanos. El principal sincronizador endógeno, es el núcleo Supraquiasmático del hipotálamo al cual le llega la información de la luz ambiental mediante el circuito retino hipotálamo pineal.

El circuito comienza con la recepción de la luz en fotorreceptores especializados. El proceso abarca la activación de las células ganglionares W (que son células sensibles a la intensidad lumínica y forman parte del tracto óptico) que envían la información al núcleo Supraquiasmático hipotalámico (NSQ) por la vía retinohipotalámica.

La proyección eferente del NQS más importante llega a la glándula pineal a través del núcleo cervical superior.

La glándula pineal o epífisis es parte del diencéfalo. Segrega Melatonina que es la señal humoral que determina la extensión de la noche. La Melatonina es la base del reloj circadiano.

La Melatonina proviene de una metilación y una acetilación de la serotonina. Las enzimas responsables de este proceso tienen una respuesta inmediata a la luz ambiental con estimulo en oscuridad y poca actividad a la luz. Este fenómeno lleva a que los ciclos luz-oscuridad generen un ritmo paralelo en la producción de Melatonina, lo que proporciona al organismo una señal indicativa de la duración del Fotoperiodo.

El pico máximo de secreción de la misma se produce entre las 2 y las 6 de la mañana, independiente de la fase del sueño. Está influenciada por la edad (la secreción es 3-5 veces mayor en niños y 2-3 veces menor en ancianos que en adultos) la estación del año (en verano adelanta una hora).

Las acciones de la Melatonina son diversas. Actúa como:

- Regulador del sueño. - Activador de la vigilia.- Promotor del desarrollo de algunos grupos celulares.- Inhibidor de la ovulación en condiciones adversas al desarrollo de nuevas crías.

4. RITMOS DE SECRECIÓN HORMONALES

Las secreciones hormonales que siguen un ritmo circadiano son las siguientes:

1. El Cortisol2. Melatonina3. La Hormona del Crecimiento4. La Hormona estimulante de la tiroides (Tirotropina)5. La Hormona estimulante de las mamas (Prolactina)

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4.1. El Cortisol

El cortisol es una hormona glucocorticoide, producida por la glándula suprarrenal. Se libera como respuesta a un nivel bajo de glucocorticoides en la sangre. Sus funciones principales son incrementar el nivel de azúcar en la sangre a través de la gluconeogénesis y ayuda al metabolismo de grasas, proteínas, y carbohidratos.

La secreción de cortisol en los Humanos va en aumento durante la noche y alcanza su pico máximo al despertarse. Luego va disminuyendo durante el día. En cambio en los ratones y otros animales nocturnos, el pico máximo de cortisol se observa al anochecer que es el momento en el que inician una actividad mayor, y va disminuyendo a lo largo de la noche.

4.2.La Melatonina

Como se mencionó anteriormente la Melatonina se empieza a segregar de acuerdo con el ciclo luz-oscuridad e induce la aparición del sueño. Se produce a partir de la serotonina principalmente en la glándula pineal y su síntesis depende de las condiciones de luz ambiental. Los niveles de Melatonina durante la noche son más altos.

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4.3.La Hormona del Crecimiento

La hormona del crecimiento es una hormona peptídica a base de proteínas, que estimula el crecimiento, reproducción celular, y la regeneración en humanos y otros animales. Esta hormona tiene una secreción pulsátil y presenta un ritmo del tipo circadiano. Alcanza sus concentraciones más elevadas durante el sueño (12 y 6 am) y permanece casi inactiva a lo largo del día.

4.4.Hormona estimulante de la Tiroides (Tirotropina)

La Tirotropina, denominada también hormona estimulante de la tiroides es una hormona producida por la hipófisis que regula la producción de hormonas tiroideas. Aumenta la actividad de la bomba de yodo que incrementa el índice de captación de yoduro en las células glandulares.

La Hormona Tirotropina comienza a secretarse por la tarde y alcanza su pico más alto a la media noche, después su concentración plasmática se reduce gradualmente y disminuye casi por completo hacia las cuatro de la tarde.

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4.5.Hormona estimulante de las mamas (Prolactina)

La prolactina es una hormona peptídica segregada por la parte anterior de la hipófisis, la adenohipófisis, que estimula la producción de leche en las glándulas mamarias.

La Prolactina aumenta su secreción en forma continua durante la noche y alcanza la concentración más alta antes de terminar el período de sueño entre las 5 y 7 a.m. La concentración cae rápidamente una vez se despierta el individuo y mantiene niveles estables durante el día.

5. Efectos de la Hora del Día en el Desempeño

Desde tiempo atrás, los psicólogos han reconocido que la eficiencia de las personas en el desempeño de diversas tareas no es constante, sino que varía durante el trascurso del día. Estos estudios se dirigían a la optimización de los horarios de trabajo en contextos industriales y educativos.

Existen tendencias bastante consistentes hacia la eficiencia durante el día, pero estas tendencias varían deacuerdo con la demanda del trabajo. Este concepto se ilustra en tres tipos diferentes de tarea en la figura 1, en la cual se muestran también las curvas de la temperatura del cuerpo (curva superior) y la curva del estado de alerta (curva inferior).

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El examen de la figura nos muestra que el rendimiento para una “tarea simple” que requiere un componente mínimo de memoria alcanza su valor máximo durante la noche.

En tareas de “memoria activa”, más complejas, como el razonamiento lógico, el rendimiento tiende al mejorar cerca del mediodía y declina después (curva de en medio).

Cuando en la tarea interviene la “retención inmediata”, la cual enfatiza los mecanismos de la memoria, como la que se requiere para memorizar cadenas de dígitos o pasajes de un texto, la

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retención de este material tiende a ser mejor temprana hora del día y después declina en forma constante (cuarta curva de la figura).

Por lo tanto el modelo de sueño-vigilia puede explicar las tres tendencias de rendimiento que se muestran en la figura, si se asume que la complejidad de la tarea aumenta desde “tarea simple”, pasando por “memoria activa” hasta “retención inmediata”.

6. Turnos de Trabajo y perturbaciones del ritmo circadiano

Durante los últimos 50 años, el predominio de distintos turnos en el trabajo ha aumentado considerablemente en la mayor parte de los países industrializados y en la actualidad se ha extendido también en los países en desarrollo. La razón primordial para este creciente predominio parece ser económica, dado que se puede maximizar el rendimiento de la inversión de capital con distintos turnos de trabajo.

Parece indudable pensar que los cambios en los turnos de trabajo pueden ocasionar una variedad de problemas para los trabajadores. Estos comprenden desde dificultades con el sueño que dependen de una perturbación en el sistema circadiano, pasando por un deterioro de la salud hasta un empobrecimiento de la vida social.

Los problemas de los cambios de turnos no se manifiestan de igual forma en todos los individuos o en todos los sistemas de turnos, y parece que solo aquellos turnos que necesitan un cambio en el horario de sueño son los que pueden causar problemas.

En efecto se ha estimado que cerca de 10% de los trabajadores por turnos, disfrutan de su patrón de trabajo; mientras que alrededor del 60% de ellos lo pueden tolerar razonablemente bien. Solo del 20% al 30% de los trabajadores por turnos les desagrada su trabajo y, por tanto generan una “situación de riesgo” en el trabajo.

En vista del trastorno en los ritmos, la falta parcial de sueño, la sensación general de malestar el empobrecimiento de la vida social de los trabajadores nocturnos, tal vez no sea sorprendente el que la mayor de la evidencia disponible sugiera que el turno nocturno está asociado con una reducción de la productividad y la seguridad. La mayor parte de los estudios que se han realizado se resumen en la siguiente figura:

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En general, coinciden en que, al trabajar en el turno de la noche, se reduce la velocidad del rendimiento y aumentan las frecuencias de error y accidente. Los estudios de laboratorio y de campo sugieren que esta reducción de la eficiencia durante la noche se debe al trastorno de los ritmos circadianos, y en parte al déficit acumulativo de sueño que aumenta en turnos sucesivos de noche. Esto debido a que durante el día los trabajadores experimentan sueños diurnos de 1 a 4 horas más cortos que los sueños nocturnos y esto se debe, sobre todo, a una reducción del sueño

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en la Etapa 2 y el la del movimiento ocular rápido (MOR). Por lo tanto, los obreros que trabajan de noche muestran un déficit de sueño acumulativo durante los turnos nocturnos sucesivos, el cual solo se recupera parcialmente en sus días de descanso.

7. Posibles Intervenciones

Hay 3 formas principales de intervención que pueden ayudar a aliviar los problemas asociados con los turnos de trabajo:

1. Facilitar los Sistemas de Rápida Rotación.- En un estudio realizado en 1982 se encontró que los sistemas de rotación rápida minimizan el trastorno de los ritmos circadianos. Los teóricos tienden a coincidir en que probablemente sean indeseables los sistemas de turno de rotación lenta y que los cambios de turno deben retrasarse (es decir, mañana, tarde y noche) en vez de adelantarse (noche, tarde, mañana).

Cuando se han introducido sistemas de turnos de rotación rápida, se ha visto que cuentan con una gran aceptación, ya que permiten por lo menos, alguna actividad social normal cada semana.

2. Programación de Sincronizadores.- El más importante de los sincronizadores es el horario de sueño. Si se duerme en horarios regulares es muy probable que los ritmos circadianos se estabilicen.En efecto en un estudio realizado en 1981, se ha demostrado que el dormir durante 4 horas en la noche, en combinación con 4 horas adicionales en un horario irregular de día, es suficiente para prevenir la perturbación de la mayor parte de los ritmos.En la práctica, muchos trabajadores toman una siesta durante la noche (muchas veces no oficialmente), aunque rara vez duren 4 horas seguidas.

3. Exposición a altos niveles de luz durante la noche.- Los problemas de los trabajadores que laboran en el horario nocturno pueden ser aliviados con la exposición a la luz, produciendo un desplazamiento en el ritmo circadiano, mostrando que logran mejoras en el estado de alerta y el rendimiento cognitivo en consecuencia de una exposición a altas intensidades de luz durante la noche.

En un estudio realizado en 1990 por Charles Czeisler, se expuso a un grupo de trabajadores nocturnos a cinco horas de luz a lo largo de un periodo de tres días. La luz era tan brillante, como la luz del sol de un día nublado. Cuando ello ocurrió, los individuos mostraron un estado de alerta mucho mayor y pensaban más claramente durante la noche. Sus ritmos circadianos en los ciclos de sueño y vigilia cambiaron en forma tan radical, que estaban completamente despiertos durante la noche y se morían de sueño al amanecer. De esta manera se reprogramaron sus relojes internos en 12 horas.

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8. Bibliografía

Fisiología Médica, Manual Moderno. Drucker CR. Páginas 511 - 516. Ergonomía Aplicada. Peter Warr. Páginas 37 - 57. Ritmos Circadianos y la Productividad Laboral. Sandra Arango Sánchez. Páginas 1-

7. www. wikipedia .org http://www.slideshare.net/jmmiguez/1-ritmos-biologicos www.ipbi.com.ar/ ppt / cronobiologia . ppt http://www.youtube.com/watch?v=RWFhzgNXfsQ

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