Autora: Dra. Anamélia Guerra · CRM-SP 105.749
Existe um relógio funcionando dentro de você
A palavra circadiano deriva do latim circa diem, algo como “cerca de um dia”.
Ela descreve ritmos biológicos que apresentam um ciclo próximo de 24 horas. PubMed Central (PMC)
Sono e vigília são provavelmente os exemplos mais conhecidos, mas estão longe de ser os únicos.
O sistema circadiano participa da organização temporal de diferentes aspectos da fisiologia, incluindo temperatura corporal, liberação hormonal, metabolismo, pressão arterial e comportamento alimentar. Nobel Prize
Isso significa que o organismo não funciona exatamente da mesma maneira às 8h e às 23h.
Existe uma organização temporal interna.
O ritmo circadiano não depende apenas do relógio na parede
Nosso dia social possui exatamente 24 horas.
O relógio biológico, porém, é endógeno.
Um estudo clássico publicado na Science avaliou o período intrínseco do marca-passo circadiano humano em condições controladas e encontrou média próxima de 24,2 horas. PubMed
Essa pequena diferença ajuda a compreender por que o organismo precisa receber referências externas regularmente para permanecer sincronizado com o ciclo ambiental de 24 horas.
A principal dessas referências é a alternância entre luz e escuridão.
Onde fica o relógio central?
No cérebro, o principal marca-passo circadiano está localizado no núcleo supraquiasmático, conhecido pela sigla SCN, no hipotálamo.
Essa pequena estrutura contém aproximadamente 10 mil neurônios de cada lado do terceiro ventrículo e consegue manter oscilações circadianas de maneira autônoma. Nature
O SCN recebe informações luminosas provenientes da retina e utiliza essa informação para ajudar a sincronizar a fisiologia com o ambiente.
Mas ele não trabalha sozinho.
Existe mais de um relógio no organismo
Fígado, intestino, músculos e outros tecidos apresentam relógios periféricos.
Uma maneira simples de visualizar essa estrutura é imaginar uma orquestra.
O núcleo supraquiasmático funciona como um importante maestro. Os tecidos possuem seus próprios osciladores, que precisam manter relações temporais coordenadas. Além da sinalização central, esses relógios periféricos também respondem a pistas como alimentação e atividade. Frontiers
Essa arquitetura ajuda a explicar por que a cronobiologia contemporânea não olha somente para “o relógio do cérebro”.
Ela investiga uma rede de relógios.
Como uma célula sabe que horas são?
Essa pergunta levou a algumas das descobertas mais importantes da biologia circadiana.
Em 2017, o Nobel de Fisiologia ou Medicina foi concedido a Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash e Michael W. Young por suas descobertas dos mecanismos moleculares que controlam o ritmo circadiano. Nobel Prize
Os pesquisadores ajudaram a esclarecer mecanismos nos quais genes e proteínas participam de ciclos de produção, acúmulo, inibição e degradação.
Esses chamados loops de feedback de transcrição e tradução, ou TTFLs, estão entre os mecanismos que permitem a geração de oscilações celulares próximas de 24 horas. Nobel Prize
Foi uma mudança importante de perspectiva.
O “relógio biológico” deixou de ser apenas uma ideia abstrata e passou a ser compreendido também em nível molecular.
O que varia ao longo das 24 horas?
Diferentes funções fisiológicas apresentam ritmicidade.
Entre os exemplos descritos pela literatura estão:
Sono e vigília: possuem forte organização circadiana.
Temperatura corporal: apresenta variação ao longo do ciclo diário.
Liberação hormonal: diferentes hormônios apresentam padrões temporais próprios.
Metabolismo e alimentação: também interagem com a organização circadiana.
O ponto importante não é decorar o horário de cada processo.
É compreender que tempo faz parte da fisiologia. Nobel Prize
O que acontece quando o relógio interno e o ambiente não combinam?
Viagens atravessando fusos horários tornam esse fenômeno muito perceptível.
O horário externo muda rapidamente, enquanto o organismo precisa de tempo para se ajustar.
Mas conflitos temporais também podem aparecer no cotidiano.
Exposição à luz em horários incomuns, trabalho noturno e mudanças frequentes nos horários de sono podem produzir desalinhamento entre sinais ambientais, comportamento e sistema circadiano.
A literatura científica investiga essas situações justamente porque a sincronização circadiana participa da organização de múltiplos sistemas fisiológicos. Nobel Prize
O relógio circadiano não determina sozinho a sua rotina
Existe um cuidado importante aqui.
Cronobiologia não significa atribuir qualquer sensação, sintoma ou comportamento exclusivamente ao relógio circadiano.
Saúde é multifatorial.
Sono, alimentação, condições clínicas, ambiente, idade, medicamentos, atividade física e inúmeras outras variáveis podem participar da forma como uma pessoa se sente e funciona.
O ritmo circadiano é uma das camadas dessa organização.
Ritmo circadiano e rotina
Compreender o sistema circadiano muda uma pergunta cotidiana.
Em vez de olhar apenas para o que fazemos, podemos também observar quando fazemos e com que regularidade.
É nesse ponto que entram os sinais de tempo.
Luz, alimentação, atividade e outras pistas ajudam o organismo a interpretar em que momento do ciclo diário ele se encontra.
São os chamados zeitgebers.
E eles são o tema do próximo artigo.
Leia também: O que são sinais de tempo e como eles ajustam o relógio biológico?
Referências
Czeisler CA et al. Stability, precision, and near-24-hour period of the human circadian pacemaker. Science. 1999;284(5423):2177-2181. DOI: 10.1126/science.284.5423.2177. PubMed
Hastings MH, Maywood ES, Brancaccio M. Generation of circadian rhythms in the suprachiasmatic nucleus. Nature Reviews Neuroscience. 2018;19:453-469. Nature
Huang RC. The discoveries of molecular mechanisms for the circadian rhythm: The 2017 Nobel Prize in Physiology or Medicine. Biomedical Journal. 2018;41(1):5-8. DOI: 10.1016/j.bj.2018.02.003. PubMed
Nobel Prize. The 2017 Nobel Prize in Physiology or Medicine: Discoveries of Molecular Mechanisms Controlling the Circadian Rhythm.