Tema 30. Cronobiología: los ritmos biológicos y sus fundamentos neurales

Resumen: Todos los organismos tienen osciladores biológicos que gobiernan cientos de procesos metabólicos, celulares y de comportamiento. Algunas de las estructuras que generan esas oscilaciones funcionan como 'relojes' biológicos o marcapasos capaces de medir el tiempo. En los animales muchos de estos relojes se localizan en el sistema nervioso central. En los mamíferos constituyen un sistema complejo que consta de un reloj central y principal, situado en el núcleo supraquiasmático del hipotálamo (NSQ), y otros relojes, menos robustos, regulados por el principal y localizados en otras regiones cerebrales y en tejidos y órganos no neurales. Estos marcapasos endógenos o relojes biológicos controlan los ritmos de 24 horas y producen oscilaciones que permanecen constantes en su frecuencia. Deben distinguirse estos relojes biológicos de otros osciladores, también neurales, que utilizan los cambios en la frecuencia para realizar un control selectivo de los procesos que gobiernan. En el presente capítulo se van a estudiar las características y propiedades fundamentales de los ritmos biológicos y sus bases neuronales. Para ello se analizarán distintos modelos de osciladores y se describirán las estructuras cerebrales implicadas en la organización temporal circadiana y circaanual. Por último, se realiza un análisis sobre los diversos aspectos de la cronopatología y cronoterapia en humanos.

Tema 31. La fisiología del ciclo sueño-vigilia

Resumen: Todos los seres vivos, vegetales o animales, desde los unicelulares hasta los organizados en forma compleja, presentan todas sus funciones oscilando en el tiempo, configurando ritmos. Estos son el resultado de la modulación sensorial sobre la información genética. El más llamativo es el ritmo vigilia-sueño siendo el gran coordinador de las funciones vitales. Este ritmo va cambiando desde el punto de vista ontogénico. Se puede tipificar por electroencefalografía cada estadio: vigilia, sueño lento con sus distintas etapas y sueño paradójico o REM, cuya secuencia muestra una arquitectura característica que constituye un ritmo ultradiano. La fisiología de los distintos sistemas es modulada por el ciclo vigilia-sueño; desde el procesamiento de la información sensorial, los ensueños, las funciones cardiovasculares y respiratorias, las funciones endocrinas, así como el control de la temperatura corporal, la homeostasis y el metabolismo energético, cambian dependiendo del momento del ciclo. Son muchas las acciones responsables de la generación y mantenimiento de este ciclo, involucrando centros neuronales y neurotransmisores particulares. Mucho se ha especulado sobre las posibles funciones que se cumplen durante el sueño, pero casi nada se sabe con certeza de este estado imprescindible para la vida y que nos ocupa la tercera parte de la misma.