En la primera parte de este artículo, revisamos qué son los ritmos circadianos, ahora, veremos cómo funcionan y los beneficios metabólicos del ayuno.
Los ritmos circadianos se ajustan también por otros factores ambientales, como los períodos de sueño-vigilia y de alimentación-ayuno. Evidentemente todos estos están relacionados con los períodos de luz y obscuridad, los humanos somos seres diurnos por lo tanto descansamos y ayunamos durante la noche, mientras que en el día se desarrolla nuestra actividad física y también nos alimentamos.
En la actualidad, nuestras vidas involucran cambios en los periodos de actividad y descanso, esto modifica en menor o mayor medida la actividad del reloj molecular. Una noche de desvelo para preparar un examen, o una fiesta que dura toda la noche causan daños agudos a los ritmos circadianos, generalmente se requieren una o dos noches de descanso para volver a la normalidad, pero pueden desencadenar enfermedades latentes [1].
Hay actividades que tienen un efecto crónico más importante, los trabajos en los que se alternan horarios son el ejemplo más claro. Los guardias de seguridad normalmente alternan 12 horas de trabajo y descanso, su horario de dormir pasa a ser durante el día, y cuando ya empiezan a adaptarse tienen que cambiar de horario nuevamente. Los pilotos y sobrecargos también tienen que cambiar sus hábitos de sueño y aún peor tienen que cambiar de husos horarios con frecuencia.
Los médicos y enfermeros también sacrifican sus hábitos de sueño para cumplir con sus horarios de trabajo, así como los empleados en diversas industrias en las que la producción se mantiene activa las 24 horas. Las modificaciones en la expresión de los genes de la maquinaria molecular del reloj afectan la actividad, el metabolismo y la fisiología de nuestros organismos y pueden desencadenar enfermedades crónicas como cáncer, enfermedades neurodegenerativas, de los sistemas inmune, reproductivo y cardiovascular, de las funciones endócrinas y del metabolismo [2].
En este contexto de salud Vs. enfermedad es que el entendimiento del mecanismo del reloj molecular cobra gran importancia, mientras más detalles se conozcan sobre su regulación, resultará más viable tratar de “entrenarlo” para prevenir, corregir y tratar las enfermedades que se relacionan con su mal funcionamiento.
Las señales externas como por ejemplo el cambio de los horarios de alimentación, cambian la expresión de los genes del reloj molecular en los tejidos periféricos como el hígado, sin tener efecto sobre el reloj maestro. En estas condiciones se puede modificar la fisiología del órgano mientras exista la señal externa, pero una vez que se retira las oscilaciones temporales vuelven a su control habitual. Se le ha llamado a este proceso un oscilador sincronizado por el alimento.
La recomendación es que se cumplan los horarios de alimentación para que esta señal ayude a sincronizar a los osciladores periféricos como el hígado, un conocimiento que se ha adquirido empíricamente y que han tenido nuestras abuelitas desde siempre, pero que tiene un fundamento fisiológico [3].
Otra señal externa que modifica la actividad metabólica es la actividad física. El ejercicio moderado realizado diariamente es muy positivo para quemar algunas calorías, mejorar el rendimiento cardíaco y el estado físico, pero el horario en el que se realiza también resulta importante, no es necesario que se haga a alguna hora en particular, pero es muy positivo que se realice consistentemente en un horario fijo, así el incremento en la actividad física en un momento del día sincronizará al reloj molecular.
En el laboratorio de Fisiología Celular del Instituto de Neurobiología de la UNAM, el grupo liderado por el Dr. Mauricio Díaz ha estudiado por varios años algunos aspectos del llamado oscilador sincronizado por alimento y han encontrado diferentes señales metabólicas que se ven modificadas cuando se reentrena al hígado cambiando los horarios de luz y obscuridad o de alimentación [4].
Existen diversos estudios que han demostrado que, así como los cambios en los horarios de alimentación, la restricción calórica y el ayuno funcionan sincronizando al reloj. Se ha planteado que el ayuno puede influir positivamente en el metabolismo, entrenando al hígado como un principal sensor y productor de mediadores metabólicos, pero también a otros órganos y tejidos.
El ayuno y la restricción calórica en modelos animales han demostrado modificar positivamente el metabolismo, especialmente para enfermedades como la diabetes tipo 2, porque se ha visto una disminución en los niveles de glucosa en sangre, una disminución en los triglicéridos y un cambio en la composición de los tipos de colesterol (llamados coloquialmente colesterol bueno o malo), incluso se han observado cambios en los adipocitos (las células que almacenan grasa) y en la composición de la microbiota intestinal, todos ellos mostrando un claro beneficio [5].
En humanos los estudios son un poco más limitados, evidentemente para muchos estudios se requiere la participación de voluntarios ya sea sanos o enfermos (obesos o con diabetes), para otros casos se puede recurrir a estudios de poblaciones, por ejemplo, se han comparado algunos parámetros en las comunidades que ayunan por motivos religiosos como durante el Ramadán.
Asimismo, los resultados en humanos pueden ser complicados de interpretar, porque contienen muchas variables, pero se han obtenido conclusiones relevantes, que pueden generalizarse y aplicarse[6]. Es importante mencionar que los estudios con pacientes y con animales siempre son realizados con base en normas éticas internacionales muy estrictas.
Los humanos hemos modificado nuestros hábitos alimenticios porque tenemos más recursos disponibles que se obtienen más fácilmente. Un solo día en nuestras vidas significa llevar a cabo varias rondas de alimentación y muchas veces una ingesta calórica muy por encima de las necesidades, si además nos desvelamos quizá nuestro día incluya un alimento más (unos tacos saliendo de la fiesta, por poner un ejemplo). También es muy común que la cena sea un alimento muy abundante. Es muy lógico pensar que nuestro estilo de vida nos ha llevado a padecer enfermedades crónicas que ahora están “de moda”: diabetes, obesidad, cáncer, entre otras.
En la última parte, veremos los beneficios del ayuno y cómo podemos implementarlo en nuestras vidas.
Referencias
[1] Reddy, S. & Sharma, S. Physiology, Circadian Rhythm. in StatPearls(StatPearls Publishing, 2018).
[2] Shetty, A., Hsu, J. W., Manka, P. P. & Syn, W.-K. Role of the Circadian Clock in the Metabolic Syndrome and Nonalcoholic Fatty Liver Disease. Dig. Dis. Sci. (2018). doi:10.1007/s10620-018-5242-x
[3] Díaz-Muñoz, M., Vázquez-Martínez, O., Aguilar-Roblero, R. & Escobar, C. Anticipatory changes in liver metabolism and entrainment of insulin, glucagon, and corticosterone in food-restricted rats. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 279, R2048-2056 (2000).
[5] Li, G. et al. Intermittent Fasting Promotes White Adipose Browning and Decreases Obesity by Shaping the Gut Microbiota. Cell Metab. 26, 801 (2017).
[6] Patterson, R. E. & Sears, D. D. Metabolic Effects of Intermittent Fasting. Annu. Rev. Nutr.37,371–393 (2017).
