Deberíamos empezar a considerar los marcadores de cronodisrupción como indicadores de fragilidad

Juan Antonio Madrid, jefe de grupo en la Universidad de Murcia
viernes, 1 de febrero de 2019

Los ritmos circadianos son los cambios rítmicos en las diferentes variables bioquímicas, fisiológicas y comportamentales que se repiten cada 24 horas. Es lo que dura el ciclo de nuestro reloj biológico, que se pone en hora con la salida y la puesta de sol, siguiendo los períodos de luz-oscuridad naturales. Entre los elementos que sincronizan al reloj, el más importante es la alternancia de luz y oscuridad. Pero existen otros ‘relojeros’, como los horarios de comida, de sueño, el ejercicio físico e incluso las rutinas sociales, que son importantes para mantener el reloj interno funcionando correctamente. Se sabe que la alteración de estos ritmos (cronodisrupción) puede tener importantes consecuencias para la salud, favoreciendo la aparición de numerosas patologías. El grupo del CIBERFES que lidera Juan Antonio Madrid en la Universidad de Murcia trabaja en el campo de la Cronobiología y centra su interés en el desarrollo de estrategias y nuevas tecnologías para evaluar y prevenir la cronodisrupción y sus consecuencias sobre la salud del sistema circadiano, y por tanto, sobre el bienestar general y la salud de poblaciones especialmente sensibles, como las personas mayores.

-Usted ha centrado su carrera investigadora en el estudio de la cronobiología, ¿cómo influyen los ritmos circadianos en la salud?

-Los más de treinta y cinco años trabajando en el campo de la Cronobiología me han convencido de que el sueño, junto con la nutrición, actividad física y una buena actitud y actividad mental, forma parte de los cuatro pilares de la salud. Cuidando estos aspectos, es posible que no consigamos evitar todas las enfermedades, pero sí mejorar la calidad de vida y reducir el riesgo de dependencia durante los últimos años de vida. 

-¿Cuáles son las patologías en las que la cronodisrupción puede considerarse un factor de riesgo clave?

-A veces encontramos personas que muestran ritmos desorganizados, irregulares, con baja amplitud o inexistentes, o incluso completamente desincronizados del día y la noche natural. En estos casos hablamos de cronodisrupción. Hoy sabemos que la cronodisrupción agrava y favorece la aparición de numerosas patologías muy ligadas a las sociedades desarrolladas, como son: deterioro cognitivo, depresión, insomnio, envejecimiento acelerado, diabetes, enfermedades cardiovasculares, cáncer, inmunodepresión e infertilidad, entre otras.

-¿Se ha avanzado en el conocimiento de los mecanismos biológicos por los que la cronodisrupción tiene estos efectos negativos en la salud?

-Los estudios que muestran la asociación entre cronodisrupción y un gran número de patologías son relativamente abundantes, aunque son pocos los que arrojan luz sobre los mecanismos que explican estos efectos. Sin embargo, si tenemos en cuenta que más de un 15% de todo el genoma de la célula está controlado por el reloj circadiano, comprenderemos fácilmente que la alteración de esta maquinaria podría afectar a la organización temporal de las diferentes funciones que tienen lugar en la célula, algo parecido a lo que ocurriría en una orquesta en la que los músicos tocasen cada uno la partitura sin hacer caso a su director.

Además de contribuir a mostrar la relación entre cronodisrupción y algunas enfermedades, como melanoma, cáncer colorectal, deterioro cognitivo, apnea obstructiva de sueño, síndrome metabólico..., nuestro laboratorio de Cronobiología (Cronolab) está especialmente interesado en dos campos mucho más desconocidos: la detección mediante técnicas objetivas de marcadores de cronodisrupción y el desarrollo de medidas correctoras o de cronopotenciación.

-¿Existe una relación clara entre los ritmos biológicos y el envejecimiento?

-Por supuesto que sí. Además, la relación entre los ritmos biológicos y el envejecimiento es bidireccional. Por un lado, cuando analizamos los ritmos en una persona envejecida podemos detectar una serie de características diferenciales que nos permiten conocer su edad cronobiológica; por otro lado, cuando una persona está expuesta a situaciones que le producen cronodisrupción, sus marcadores de envejecimiento se elevan. Esto se ha comprobado, especialmente, en animales de laboratorio a los que se les expone a ciclos de luz-oscuridad anómalos y en los que se detecta un envejecimiento prematuro, sobre todo cuando los animales tienen una patología previa. También se han creado modelos animales de envejecimiento acelerado, eliminando experimentalmente uno de los genes de su reloj circadiano.

-¿Cómo se comportan los ritmos circadianos en las personas mayores?

-Un ritmo biológico de una persona mayor no tiene por qué ser necesariamente sinónimo de un ritmo envejecido. Hemos monitorizado a personas de más de 70 años con ritmos biológicos parecidos a los de un joven y viceversa. Sin embargo, la mayoría de los mayores comparten una serie de características en sus ritmos. La primera es la pérdida de amplitud o contraste entre el día y la noche. Así, por ejemplo, durante la noche su sueño es superficial y fragmentado, su melatonina es más baja y aumenta la necesidad de ir al baño a orinar, mientras que el día está interrumpido por una o más siestas. El segundo marcador de envejecimiento es el del adelanto de los ritmos. En el caso del sueño, se caracteriza por despertares tempranos y necesidad de ir a dormir pronto. Con frecuencia, a partir de la hora de la siesta la actividad se reduce considerablemente y aparecen episodios de somnolencia.

-¿Cómo afecta la cronodisrupción en el desarrollo de fragilidad y de envejecimiento prematuro?

-Los dos grupos de población con mayor incidencia de cronodisrupción son las personas mayores y los adolescentes y jóvenes. La aparición de cronodisrupción en el anciano está muy relacionada con tres factores: reducida actividad física y aumento del sedentarismo, disminución de la transmisión de la luz a través del cristalino y enfermedades como la diabetes, o enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson o el Alzheimer. En realidad, deberíamos empezar a considerar a los marcadores de cronodisrupción también como indicadores de fragilidad, ya que la asociación entre ambas situaciones es muy estrecha.

En el laboratorio, varios estudios han mostrado inequívocamente que la exposición a la iluminación constante o a ciclos de luz-oscuridad irregulares, como las de un trabajador a turnos, fue seguida por un envejecimiento acelerado, un acortamiento de la vida y una carcinogénesis aumentada en roedores. En humanos, la cronodisrupción crónica se asocia a acortamiento de telómeros.

-¿Pueden desarrollarse estrategias de prevención de la cronodisrupción en personas mayores?

-Todas las estrategias no farmacológicas para prevenir la cronodisrupción se basan en tres principios: aumentar la regularidad de hábitos de vida (comidas, sueño, actividad física y contactos sociales); potenciar el contraste entre el día y la noche (aumentando la actividad y la exposición a la luz durante el día y el reposo, la oscuridad y el ayuno durante la noche); y favorecer la sincronización de los ritmos al ciclo natural de luz-oscuridad.

-¿Cuáles serían los consejos básicos para mantener la buena salud circadiana?

Desde un punto de vista práctico, los diez consejos del relojero biológico para cada día serían:
1.- Realizar, al menos, 30 minutos de actividad física moderada-vigorosa.
2.- Reducir el tiempo de sedentarismo a menos de 10 horas.
3.- Pasar al menos 2 horas expuesto a luz natural en exteriores (no sol directo).
4.- Desconectar de dispositivos electrónicos, al menos una hora antes de ir a dormir.
5.- Cenar al menos dos horas antes de ir a dormir.
6.- Desayunar todos los días aproximadamente a la misma hora.
7.- Dormir entre 7 y 9 horas.
8.- Los fines de semana, el horario de despertar y de comidas no debe diferir en más de dos horas con respecto al de los días de trabajo.
9.- Dormir en total oscuridad o con un piloto de luz anaranjada por si necesitase ir al baño por la noche.
10.- La siesta no debe superar los 30 minutos y, en su caso, antes de las 5 de la tarde.

-Su grupo trabaja en nuevos desarrollos tecnológicos para la monitorización de los ritmos circadianos, ¿qué dispositivos han patentado?

-Monitorizar y evaluar objetivamente los ritmos es una condición imprescindible para el desarrollo de las aplicaciones clínicas de la Cronobiología; por tanto, en nuestro laboratorio lo consideramos un objetivo prioritario. Desde hace diez años, el desarrollo de técnicas basadas en dispositivos vestibles y en inteligencia artificial para evaluar los ritmos biológicos y el sueño es una constante en nuestros proyectos. Disponemos de dos dispositivos desarrollados y patentados, el reloj Kronowise® y el detector Kronobed®. El primero incluye sensores de temperatura, actividad, posición, luz visible y luz circadiana, incorporados en un reloj que registra diez veces por segundo cada una de las variables, ininterrumpidamente día y noche durante periodos de hasta tres semanas. El segundo, permite detectar sueño y ritmos circadianos sin contacto con el sujeto. Para ello combina detectores ambientales de sonido, temperatura, luz visible y luz circadiana con sensores de movimiento, temperatura y humedad incorporados en el colchón. Al igual que el primero, puede registrar el sueño y ayudar a detectar algunas de sus alteraciones como la apnea obstructiva de sueño.

-Emplean técnicas de minería de datos indicativos de la cronobiología para generar nuevos biomarcadores de salud y/o fragilidad en relación a los ritmos circadianos, ¿qué desarrollos tienen en este campo?

-Disponer de millones de datos de un individuo no serviría para nada si no se pueden procesar de forma automática. Es aquí donde entran las técnicas de minería de datos que hemos implementado en la plataforma Kronowizard. A través de ella podemos generar informes de sueño y ritmos circadianos de forma completamente automática, o supervisada por expertos en cronobiología. Estos informes son utilizados por profesionales de unidades de sueño o grupos de investigación para mejorar sus diagnósticos y tratamientos o en sus investigaciones. Contar con unos marcadores de salud circadiana y con datos sobre la calidad de sueño validados previamente mediante polisomnografía constituye un avance importante a la hora de incorporar la cronobiología al diagnóstico y tratamientos médicos.

-Además, desarrollan estrategias para implicar a las personas en el mantenimiento de su buena salud circadiana…

-Quizás el campo más complejo y difícil de todos los que se abordan desde Cronolab es el de incorporar hábitos de salud circadiana en las rutinas diarias de la población. Para ello disponemos de una aplicación para móviles, que utilizando los datos generados por el reloj, puede establecer pautas correctoras y personalizadas para corregir o prevenir la cronodisrupción. Los ámbitos en los que trabaja este programa de intervención son los horarios y tiempos de exposición a la luz, actividad física, comidas y sueño.