Ritmos Circadianos y Ciclos Hormonales

Muchas hormonas no se secretan a un ritmo constante, sino que aumentan y disminuyen siguiendo un horario de aproximadamente 24 horas establecido por un reloj interno. Un marcapasos central en el hipotálamo sincroniza estos ritmos con el ciclo día-noche, de modo que hormonas como el cortisol, la hormona del crecimiento y la melatonina alcanzan su pico en momentos característicos.

Definition

Los ritmos circadianos hormonales son ciclos de secreción hormonal de aproximadamente 24 horas generados por un reloj molecular interno y sincronizados con el entorno por el núcleo supraquiasmático hipotalámico.

Scope

El tema abarca la base molecular y anatómica del reloj circadiano de los mamíferos, el papel del núcleo supraquiasmático como marcapasos maestro, cómo el reloj impone ritmos diarios a la secreción hormonal y la distinción entre ciclos hormonales circadianos, pulsátiles y de mayor duración. Es un tema de fisiología, no una guía clínica.

Core questions

• ¿Qué genera un ritmo circadiano a nivel molecular?
• ¿Cómo actúa el núcleo supraquiasmático como reloj maestro?
• ¿Qué hormonas muestran ritmos diarios prominentes y cuándo alcanzan su pico?
• ¿Cómo se relacionan los ritmos circadianos con los ciclos hormonales pulsátiles y de mayor duración?

Key concepts

• Núcleo supraquiasmático (reloj maestro)
• Genes reloj y el bucle de retroalimentación de transcripción-traducción
• Sincronización con la luz
• Ritmo diurno del cortisol
• Melatonina y el ciclo sueño-vigilia
• Secreción nocturna de la hormona del crecimiento
• Secreción pulsátil versus circadiana
• Ciclos ultradianos e infradianos

Key theories

Bucle de retroalimentación de transcripción-traducción

El reloj circadiano celular se construye a partir de un conjunto de genes reloj cuyos productos proteicos inhiben su propia transcripción; el retraso en este bucle de retroalimentación negativa produce una oscilación autosostenida con un período de aproximadamente 24 horas.

Marcapasos central que sincroniza los ritmos periféricos

El núcleo supraquiasmático, sincronizado con la luz por la retina, coordina los relojes de todo el cuerpo e impone una temporalidad diaria a la producción neuroendocrina, alineando los ritmos hormonales con el ciclo día-noche.

Mechanisms

Dentro de las células individuales, un conjunto central de genes reloj forma un bucle de retroalimentación de transcripción-traducción: las proteínas activadoras impulsan la expresión de genes represores cuyos productos luego inhiben a los activadores, y el retraso inherente produce una oscilación autosostenida de aproximadamente 24 horas. El núcleo supraquiasmático del hipotálamo contiene una red de dichas células reloj, se restablece cada día por señales luminosas de la retina y actúa como el marcapasos maestro que sincroniza los relojes periféricos y la producción neuroendocrina. A través de rutas neurales y hormonales, el núcleo supraquiasmático impone una temporalidad diaria a los ejes hipotalámico-hipofisarios, de modo que el cortisol alcanza su pico cerca del despertar, la hormona del crecimiento se libera principalmente en el sueño profundo temprano y la melatonina aumenta por la noche. Estos ritmos circadianos se superponen a una secreción pulsátil más rápida y a ciclos más largos como el ciclo menstrual.

Clinical relevance

Dado que los niveles hormonales varían de forma predecible a lo largo del día, el momento en que se mide una hormona es parte de la interpretación de su valor, y la alteración de la temporalidad circadiana se reconoce como fisiológicamente consecuente. Esta entrada describe la temporalidad de la secreción normal y no constituye una base para el diagnóstico o tratamiento individual.

Evidence & guidelines

El modelo del reloj molecular y el papel de marcapasos del núcleo supraquiasmático están establecidos en revisiones ampliamente citadas; el descubrimiento del mecanismo de retroalimentación de los genes reloj fue reconocido con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 2017. El acoplamiento del reloj a la producción endocrina, particularmente el eje HPA, se resume en revisiones especializadas.

History

Los ritmos diarios en fisiología se observaron durante mucho tiempo, pero su naturaleza endógena y genéticamente basada se demostró a finales del siglo XX. La identificación del núcleo supraquiasmático como el reloj maestro de los mamíferos y la posterior clonación de los genes reloj revelaron el bucle de retroalimentación de transcripción-traducción, proporcionando un mecanismo molecular para la temporalidad diaria de la secreción hormonal.

Key figures

• Joseph S. Takahashi
• Steven M. Reppert
• Michael W. Young
• George P. Chrousos

Seminal works

• reppert-weaver-2002
• takahashi-2016

Frequently asked questions

¿Cuál es el reloj maestro del cuerpo?

El núcleo supraquiasmático, una pequeña región del hipotálamo. Genera un ritmo autosostenido de aproximadamente 24 horas, se restablece diariamente por la luz y sincroniza los relojes y los ritmos hormonales en todo el cuerpo.

¿Por qué varía el cortisol a lo largo del día?

El reloj circadiano impulsa el eje HPA de modo que la secreción de cortisol aumenta hasta un pico alrededor del momento de despertar y disminuye hasta un mínimo por la noche, produciendo su ritmo diario característico.