de la cronobiología a la...
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De la Cronobiología
a la Crononutrición
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Facultad de Medicina
Nutriólogo Clínico: Jesús Adán Ortega González
Correo: [email protected]
23 de marzo de 2017
“El tiempo entra por los
ojos; eso lo sabe
cualquiera”
Julio Cortázar 1950
Historia
Hesíodo
Hipócrates
Medicina China
Aristóteles
Androstenes
Jean Jacques D´ortous (1729)
Cronobiología: rama de la biología que estudia los
mecanismos de la estructura temporal biológica
(Ritmos Biológicos).
Introducción
Ritmos Biológicos: Variaciones regulares de una
función biológica a lo largo del tiempo (endógenos
y exógenos).
Infradianos:
T > 24 horas; F<24 horas
(es decir, el evento ocurre
menos de una vez al día)
Circadianos
Estos tienen frecuencia diaria,
variaciones regulares y adaptación
al medio. Depende de un reloj
Biológico
Ultradianos:
T<24 horas, F>24 horas
Clasificación de los ritmos biológicos
Ciclo Menstrual Ciclo Cardiaco Ciclo Luz Oscuridad
NADIR
Acrofase
Mesor Amplitud
Tempo / hora del día
Osc
ila
ció
n d
el p
ará
me
tro
(fu
nc
ión
)
Acrofase: Valor máximo de la variable a los largo de un periodo. Nadir: Valor mínimo de la variable a lo largo de un periodo Mesor: Valor medio de la variable a lo largo de un periodo Amplitud: Diferencia entre el mesor y el valor máximo alcanzado durante un periodo. Es indicativa de los cambios del medio Periodo: Intervalo de tiempo entre dos acontecimientos idénticos, es decir, es la duración de un ciclo completo. Se denomina como T
Parámetros que definen a un ritmo biológico
ajustado a una sinusoidal.
RITMOS
CIRCADIANOS
EN HUMANOS
12:00 a.m.
7:30 a.m. Para La Secreción
De Melatonina
2:30 p.m. Mejor
Coordinación
10:0O a.m. Alerta Máxima
6:45 a.m. Más Aguda La Presión Arterial
2:00 a.m. Sueño Profundo
4:30 a.m.
Temperatura. Corporal
Más Baja
Bronconstricción
6 a.m.
12:00 p.m.
3:30 p.m. Tiempo De
Reacción Rápida
5:00 p.m.
Mayor Eficiencia
Cardiovscular
Y Fuerza Muscular
6:00 p.m.
9:00 p.m. Comienza La Síntesis
De Melatonina
6:30 p.m.
Presión Arterial
Elevada
7:00 p.m. Alta Temperatura
Corporal
HORA a.m. p.m.
1:00 Comienzo de trabajos de parto
2:00 Sueño profundo Máxima coordinación manual
3:00 Pico de procesos de reparación Mejor hora para mini-siesta
4:00 Máximo número de nacimientos
espontáneos Buen tiempo de reacción
5:00 Temperatura mínima Máxima eficiencia cardiorrespiratoria Mejor momento para entrenamiento Aumento de la fuerza muscular.
6:00 Sueños intensos Alta secreción de cortisol
Máximos en función gustativas
7:00 Pico de testorena Aumento de presión arterial
Temperatura corporal alta
8:00 Aumento de peristalsis Mejor tolerancia al alcohol Mejor desempeño en carreras y natación
9:00 Mínimo peso corporal Disminución de la temperatura Aumento de la síntesis de melatonina
10:00-11:00
Aumento de funciones de alerta Mayor frecuencia de relaciones sexuales
12:00 Mejora del estado de animo.
Tabla I. Horas del día a las que ocurren máximos y mínimos de diversas variables fisiológicas.
Tabla II. Frecuencia horaria de diversos procesos fisiológicos y patológicos
El sistema circadiano es muy sensible a los pulsos de luz.
Puede ocasionar un avance o retraso de fase.
El ritmo empezará antes o después (respectivamente) de lo que
se esperaba.
Desincronización externa: jet-lag, trabajos nocturnos
Desincronización interna: Diabetes , HAS
Cronodisrrupción
Alteración relevante del orden temporal interno de los ritmos
circadianos bioquímicos, fisiológicos y de comportamiento
La intensidad del pulso de luz (>0.1 lux).
Duración del pulso de luz.
Longitud de onda de la luz (más sensible a la luz verde).
Fase del ritmo circadiano en la que se produce el pulso de luz.
La dirección y magnitud del desplazamiento de fase producido
por un pulso de luz depende de:
Nadir
ACROFASE
Mesor Amplitud
Tempo / hora del día
Osc
ila
ció
n d
el p
ará
me
tro
(fu
nc
ión
)
Consecuencias de la alteración del sistema circadiano
1.- Atenuación de la amplitud
2.-Avances de fase
Desfase
Existen sincronizadores externos que pueden alterar dichos ritmos.
El sincronizador más potente el Ciclo luz-oscuridad
Sincronización
Estado fisiológico de autorregulación y reposo uniforme de un
organismo en donde hay bajos niveles de actividad fisiológica
(presión sanguínea, respiración) y una respuesta menor ante estímulos
externos.
Sueño
¿Por qué dormimos?
Secreción de hormonas
Neuromaudración
Reparación celular
Mantenernos despiertos
Restauración cognitiva
El sueño se divide en dos estadios que se alternan en ciclos de 40
minutos en el recién nacido y en 90 minutos en el adulto.
NOMOR o NOREM
Sueño de ondas lentas.
MOR O REM
sueño de movimientos oculares
rápidos
Sueño NOMOR (sueño activo) Sueño MOR (sueño tranquilo)
N1 – Adormecimiento aparece a los 5 a 10 minutos
- Cambio en el EEG
- Movimientos oculares lentos
- El sujete puede responder preguntas sin recordar
- Periodo de adormecimiento
Actividad cerebral más rápida
sueños más sensoriales, (imágenes, olores ,tonos y
claramente mas vivos y emocionales
N2 - Sueño ligero aparece a los 10 a 30 minutos
- Presencias de husos del sueños en el EEG
- Aparición de complejos K
- Sueño superficial ligero
Presencia de movimientos rápidos de los ojos
N3 - Ondas lentas en un 20-50%
- Ondas lentas > 50% Profundidad importante
FC y respiración irregulares
Sueño más profundo no hay movimiento oculares Musculatura atónica , eventualmente aparecen
contracciones cortas de las caras y músculos.
Tono Muscular: menor que en vigilia Cuerpos paralizados
Movimientos oculares: algunos lentos en estadio 1 Presencia de sueños emocionales activos
Habla durante el sueño , sonambulismo, terror
nocturno.
Más frecuente al final de la noche
Funciones Automáticas: Disminución de la Frecuencia
Cardiaca, temperatura y tensión arterial, Miosis
Relacionado con la recuperación cerebral
*COMPLEJOS K: son descargas lentas, negativas (hacia arriba) y de amplitud elevada que se continúan inmediatamente después por una deflexión positiva (hacia abajo). *HUSOS DEL SUEÑO: son descargas de alta frecuencia de corta duración que presentan una amplitud característica con subidas y bajadas. No hay actividad ocular
Características del sueño NOMOR y MOR
En el adulto, el sueño nocturno de unas 8 horas se
organiza en 4 ciclos de 90 A 120 minutos:
Vigilia: 6 min (5%)
Somnolencia: 30 min (25%)
Sueño lento.54 min (45%)
30 min ( 25 %.)
GH
PRL
MEL
REN
Evidencia…
M.D. Q.F Luís del Castillo C . Y Q.F Dary Luz
Mendoza M. 2005
Sueño y envejecimiento
Cuestionario de sueño para niños
SEPEAP www.sepeap.org
IglowsteinI, et alt. Pediatrics (Ed esp)2003;55(2):84-91
www.sepeap.org
IglowsteinI, et alt. Pediatrics (Ed esp)2003;55(2):84-91
IglowsteinI, et alt. Pediatrics (Ed esp)2003;55(2):84-91
Homeostasis vs Cronostasis
HAMBREHIPOGLUCEMIA
CONSUMO SACIEDAD ABSORCIÓN
Mecanismo que tienden a la estabilidad en la composición bioquímica , líquidos, células,
tejidos, para mantener la vida.
Mecanismos que transmiten un orden temporal a diversos
procesos fisiológicos que ajustan el tiempo biológico con el
geofísico y coordina la progresión temporal de distintos procesos
fisiológicos y conductuales entre si
Homeostasis Cronostasis
Resulta insuficiente para explicar algunos fenómenos, como la
ingestión de alimento, necesidad
previa a cambios en los niveles de
metabolitos que mantienen
el balance energético.
Componentes del sistema circadiano
NÚCLEO INTERGENICULADO
LATERAL
TRACTO GENICULOHIPOTALAMICA
NEURONAS
SEROTONERGICAS
AFERENCIAS EFERENCIAS
VÍA NERVIOSA VÍA HORMONAL
GLUTAMATO
ASPARTATO
ESTIMULO
NSQ
NPY
SER
GP
Componentes del sistema circadiano
¿ Qué es la oscuridad?
¿Se hace de noche en Mérida ?
La oscuridad es la ausencia de luz visible.
Es el periodo durante el que una parte de la
Tierra, por acción de la rotación, deja de
recibir la luz solar y, por ende, permanece en
oscuridad.
Cronodisrrupción
Cronodisrrupción
Cronodisrrupción
Cronodisrrupción
Cronodisrrupción
Cronodisrrupción
Cronodisrrupción
Cronodisrrupción
“Cuando los ambientes de
tratamiento resultan muy
agresivos en cuanto a la
cronobiología normal (como en
los casos de terapia intensiva en
los que las luces permanecen
encendidas las 24 horas y se
producen irrupciones en la
sala en cualquier momento del
día) la remisión de la enfermedad
se dificulta, en comparación con
situaciones cronobiológicamente
más “normales”.
Cronodisrrupción
• Manuel A. Castellanosa, Samuel Vázquez Ruizb, et al. Desarrollo de los ritmos biológicos en el recién nacido. Cátedra Especial “Dr. Ignacio Chávez” Revista
de la Facultad de Medicina de la UNAM ,Vol. 56, N.o 3. Mayo-Junio 2013.
Manuel Ángeles Castellanosa, Carolina Escobara. De la cronobiología a la cronomedicina. Revista de la
Facultad de Medicina de la UNAM Vol. 59, N. o 2. Marzo-Abril 2016
Estadísticas demuestran que el 60% de los errores en cuidados anestésicos se deben a la fatiga; 86% de
los errores en el manejo clínico en cuidados anestésicos, 6% a incidentes críticos de anestesia, 10% de
errores a la mala administración de fármacos.
En los mamíferos se han descrito al menos nueve genes reloj denominados:
Per1, Per2, Per3, Cry1, Cry2, Clock, Bmal1, Caseína cinasa Ie(CkIe) y Rev-Erb
Se encarga de controlar la actividad
circadiana en todos los seres vivos.
El asa de señales
positivas está controlada por
Clock y Bmal1
EL asa de señales
negativas esta controlada
por Per (asociado al control
del tiempo) y Cry
Genes reloj
PER
CAJA
CAAT
CAJA
TATA
CAJA
E CAJA
GC TGC GGG
Región promotora
Per 1
Per 2
Cry 1
Cry 2 CR
Y
Rev-Erb α
PER:CRY
Fosforilación por la enzima CKI Feed back negativo
CITOSOL CELULAR
NUCLEO CELULAR
Represión
de transcripción
Inhiben
Inhiben
SIRT I
Genes reloj
Genes reloj y osciladores periféricos.
Estado nutricional afecta directamente la actividad endógena y la sincronización a la luz del NSQ, resaltando de nuevo la gran relación funcional entre el sistema circadiano y el metabolismo.
Algunos ejemplos de enzimas reguladas por el reloj son la glucogeno fosforilasa, la citocromo oxidasa, la lactato deshidrogenasa , la acetil-CoA carboxilasa la acido graso sintasa y la glucosa-6-fosfato deshidrogenasa , entre otras.
Una evidencia de este control temporal se muestra después de lesionar el NSQ, cuando se observa una perdida de las variaciones diurnas en la homeostasis de la glucosa
Genes reloj y osciladores periféricos.
Genes reloj y osciladores periféricos.
Genes reloj y osciladores periféricos.
OBESIDAD
NEOPLÁSIA ENVEJECIMIENTO PREMATURO
SÍNDROME METABÓLICO
(DIABETES, HIPERTENSIÓN, ATEROGÉNIA)
Genes reloj y osciladores periféricos.
Melatonina
Médula Espinal
Triptófano Triptófano
5- hidroxilasa
5-hidroxitriptófano
L-triptófano
descarboxilasa
Serotonina ( 5-OH- Triptamina)
NAT
N- acetilserotonina (N-acetil-5-OH- Triptamina)
HIOMT
Melatonina ( N-acetil-5-metoxitriptamina)
AC
SANGRE
SANGRE
cAMP
ATP
Melatonina
Triptófano 5- hidroxilasa
5-hidroxitriptófano
Serotonina
5Hidroxi-triptófano descarboxilasa
SEROTONINA (5- Hidroxiriptamina)
N-acetiltranferasa
( N-acetil-5-
metoxitriptamina)
Melatonina
Triptófano
N-Acetilserotonina
Hidroxindol-Ometiltranferasa
Melatonina
Melatonina
Fuentes Plenamente Aceptadas Tracto Gastro Intestina
Sistema Inmune Sistema Cutáneo
Retina Cerebro
Células Endocrinas Epitelio
Respiratorio Hígado Riñon
Glándula Adrenal Tiroides
Páncreas Ovario
Placenta Endometrio
Células No Endocrinas Cuerpo Carotideo
Mastocitos Células Nk
Leucocitos, Plaquetas Células Endoteliales Células De Purkinje
Hipotálamo
Líneas Celulares Jurkat U937 3t3
Bcg1 Nb41a3
F9 Mdck BCG1
MELATONINA
EXTRAPINEAL
MELATONINA
PINEAL
Melatonina
e- e-
e-
e-
e-
e-
e-
e- e-
e-
e-
e-
e-
e-
e-
e-
e-
e-
e-
e-
e-
e-
e-
MELATONINA
AFMK
RÁDICAL LIBRE AMK
CASCADA ANTIOXIDANTE DE LA MELATONINA
MELATONINA: Alta capacidad para donar un e- debido a su alto potencial redox de 0,73V, puede donar un átomo de hidrógeno al grupo NH del anillo pirrólico, + O2 = N-acetil-N-formil-5-metoxiquinuramina (AFMK) y, tras su degradación , N-formil-5-metoxiquinuramina (AMK). Ambos metabolitos antioxidantes potentes
Estrés Oxidativo
Triptófano
Efecto potenciador del sueño nocturno
- Efecto directo sobre el ritmo sueño/vigilia.
- Aumenta la cantidad de sueño NREM
- Disminuye la latencia del sueño
- Modula el ritmo de la temperatura
corporal
Efecto antioxidante e Inmunomodulador
- Aumenta la variabilidad celular
- Resistencia al estrés oxidativo inducido
- Potencia la función fagocítica
- Disminuye la peroxidación lipídica
- Efecto gastroprotector
Mejora el estado de ánimo
Serotonina
Efecto potenciador del sueño nocturno
- Participa en el sistema serotonergéico
sobre el mantenimiento del sueño
Incrementa la proporción de sueño de
onda lenta
- Neurotransmisor del despertar
- Regulación endógena del reloj
circadiano
- Regula el sueño por factores inmunes
Crononutrición
Es necesario tomar los
alimentos en el momento del
día en el que los compuestos
bioactivos que contienen sean más útiles para nuestro
organismo.
Contenido
de los alimentos +
Hora día
+
Correcto
funcionamiento
Del sistema
circadiano
Determina efectividad de cualquier regimen alimentario
Melatonina y sus precursores en el reino vegetal
TRIPTÓFANO SEROTONINA MELATONINA Cereza Valle del
Jerte Banana
Manzana Arroz Nuez
Altramuz Café
Cerveza Zumo de uva
Altramuz
Cereza Valle del Jerte
Banana Fresa Piña Nuez Café
Guisante Lechuga Tomate
Judía pinta
Cereza Valle del Jerte
Banana Fresa
Mandarina Manzana
Arroz Lentejas
Garbanzos Espárrago blanco
Maíz dulce
Buen aumento de
Serotonina
Intermedio aumento
Serotonina
Disminuye Serotonina
Rico en Triptófano g/100g Intermedio en
Triptófano
g/100
g
Bajo en Triptófano g/100g
Leche 1.8 Queso 0.9 Pan (integral) 0
Claras de huevo 1.6 Chocolate negro 0.8 Frutas 0
Pavo, Pollo 1.1 Pescado 0.5 Avena, Cereales 0
Carne de res 1.0 Nueces 0.4 Arroz 0
Soya 0.3 Refrescos, Gatorade
(bebidas azucaradas)
0
Una dieta rica en Triptófano aporta de 1 a 1500 mg
Melatonina y sus precursores en el reino vegetal
+ Sueño REM (sujetos sanos)
Vitamina B12
VITAMINAS GRUPO B Vitamina B6
Vitamina B3 + Eficiencia de sueño (sujetos con insomnio)
Mejora la alerta y la concentración
+ Producción de MELATONINA nocturna
Implicada en ruta de síntesis de SEROTONINA
Relación con TRIPTOFANO
Crononutrición dieta y sueño
• Deficiencia en vitaminas B • Bajos niveles de TRIPTÓFANO, SEROTONINA Y MELATONINA
PERTURBACIONES EN LA REGULACIÓN CICLO SUEÑO/VIGILIA
β-CAROTENO Y VITAMINAS C, E + Actividad diurna Instauración del ritmo sueño/vigilia
Síntomas de Serotonina baja por
falta de Triptófano
Ansiedad por comer HC
Insomnio
Dolor de cabeza
Estreñimiento e inlfamación
Crononutrición dieta y sueño
Principios básicos de Crononutrición La actividad celular la podemos dividir en
dos fases:
De las 5:00 a.m. a 5:00 p.m. - Generación de energía necesaria para actividades
mas extenuantes.
De las 5:00 p.m. a 5:00 a.m.- Inicio de los procesos de reparación celular,
teniendo su pico por la madrugada en el sueño MOR.
Pautas nutricionales para un tratamiento exitoso. Preferir ácidos grasos saturados antes de las 3:00 p.m. (por su acción energética).
Preferir ácidos grasos poliinsaturados a partir de las 5:00 p.m. (por su acción
reparadora).
Antes de las 5:00 p.m. Después de las 5:00 p.m.
Por la mañana… Mayor sensibilidad a
Insulina
(mayor afinidad al receptor)
Mayor producción
adiponectina
(protección contra
resistencia a la
insulina)
La concentración de leptina es mayor durante la noche y los niveles de
adiponectina caen durante la noche (van a la inversa)
Disociando los componentes nutricionales
Elementos nutritivos Elementos nutritivos de la mañana del Sueño o la
noche
Blemil Plus Noche Blemil Plus día Patente nº Nº 057846149-2114 Europea Patente nº Nº 05260301 Arabia Saudí
Leches enriquecidas con triptófano y nucleótidos (adenosina y
uridina) ¡FELICES SUEÑOS!
No puedo enseñar nada a
nadie, solo puedo hacerlos
pensar.
Aristóteles