Imagine o corpo humano como um grande relógio, ou, melhor ainda, um conglomerado de relógios sincronizados determinando a hora de acordar, conversar, comer, dormir, etc... Todas as formas de vida respondem aos ciclos do sol, da lua e das estações: é o relógio biológico – ou, usando termos mais científicos, o Ritmo Circadiano (Ciclo Circadiano é uma redundância, uma vez que circadiano já significa "ciclo de um dia"). Nosso corpo possui mais de 100 ritmos circadianos e a ciência que os estuda é chamada de Cronobiologia.

Estamos de tal forma habituados a este relógio interno que muitas vezes sequer lembramos de sua existência. Ele governa todos nós com um ciclo que é correspondente ao tempo de uma rotação terrestre. Cada ciclo de 24 horas influencia uma função do nosso corpo: temperatura, níveis hormonais, ritmo cardíaco, pressão arterial e até mesmo sensibilidade à dor. O ritmo circadiano mantêm o corpo alerta durante as horas de claridade (dia) e ajuda-o a relaxar à noite. É capaz até mesmo de nos acordar pela manhã quando esquecemos de ligar o alarme no relógio da cabeceira. Infelizmente, ele também nos acorda nos dias em que poderíamos dormir até um pouco mais tarde...

Nós, os fungos e as moscas ?

Ao estudar espécies tão diferentes como fungos, moscas, camundongos e outros organismos, os cientistas descobriram que o relógio biológico é controlado por determinados genes em comum: pesquisadores da Northwestern University, nos EUA, descobriram que um mesmo gene, chamado de "gene-relógio", possui a mesma função em moscas e camundongos. Três genes-relógio em particular são os mesmos em vários diferentes organismos e parecem formar a base de um relógio rudimentar preservado em todas as espécies.

Alguns desses genes-relógio também regulam ou estabilizam a atividade de outros genes, mas ainda não se sabe exatamente como as proteínas codificadas por estes genes afetam as funções corporais. Mutações nos genes-relógio geralmente provocam grandes mudanças no ciclo – em seres humanos, isto significa uma completa incapacidade em sincronizar o próprio ciclo com o ambiente, resultando em distúrbios do sono e outros problemas.

Marcapassos do Sistema Circadiano

Nos mamíferos, o relógio biológico localiza-se numa porção do cérebro chamada Hipotálamo, mais especificamente na região denominada Núcleo Supraquiasmático (NSQ). Em alguns insetos, o relógio está na retina dos olhos. Nos pássaros, o relógio pode ser encontrado no hipotálamo ou na glândula pineal (hipófise). Via de regra, estes relógios estão vinculados a fotorreceptores que sincronizam o relógio interno com a luz do sol. As estruturas cerebrais que regulam a geração de ritmos e sua interação com estímulos cíclicos são chamadas, em conjunto, de Sistema Circadiano.

A luz solar ao atingir fotorreceptores na retina do mamíferos, desencadeia estímulos que viajam até o cérebro através do nervo óptico. No cérebro, estes estímulos dirigem-se ao NSQ, determinando os períodos do ciclo. As fibras nervosas também levam sinais do Sistema Nervoso Central para a hipófise, afetando diversos níveis hormonais.

Por exemplo: os níveis de cortisol (um hormônio que afeta o metabolismo e o sistema imune), são maiores entre 6 e 8 da manhã, diminuindo gradualmente durante o dia. Ao mudar o padrão de sono, o pico de cortisol se adapta em correspondência. O hormônio do crescimento (GH), por sua vez, aumenta com o sono em crianças – os níveis máximos são atingidos nas primeiras duas horas de sono. Se a criança apresenta distúrbios do sono, a produção de GH cai, prejudicando seu desenvolvimento.

Os derrames e os ataques cardíacos são mais comuns no período da manhã do que em qualquer outro horário do dia. Muitas pessoas podem pensar que não é seguro, então, exercitar-se pela manhã. Todavia, a culpa não está no exercício, mas nas alterações presentes no corpo no período matutino: o sangue se coagula mais rapidamente por volta das 8 horas da manhã e a pressão também se eleva neste horário, permanecendo assim até o final da tarde (quando começa a cair, atingindo seu ponto mais baixo durante a noite). Estas alterações ocorrem independentemente da atividade física. Exercícios são benéficos em qualquer hora do dia.

Ainda, atletas experimentam picos de temperatura, força e flexibilidade no final da tarde – e este é o melhor período do dia para competirem. À tarde, a sensibilidade à dor também é menor e são necessárias doses menores de anestesia para obter os efeitos desejados.

Danos ao NSQ interrompem ou eliminam o ritmo diário nos animais. Este marcapasso também pode ser regulado por estímulos não-luminosos, como exercícios, drogas, neurotransmissores e hormônios. À medida em que envelhecemos, o marcapasso cerebral perde células, alterando os ritmos circadianos – e isto pode explicar o ritmo "desregulado" de pessoas mais idosas.

É possível que existam outros marcapassos nos mamíferos. Por exemplo, existem evidências de que um segundo marcapasso sincronizem o comportamento com ciclos diários de disponibilidade de alimento. Algumas evidências apontam para a existência de marcapassos que regulam o ciclo diário de temperatura do corpo e outros ritmos associados.

E essa tal de melatonina ?

Os batimentos do relógio interno são controlados pela produção de Melatonina pelo corpo. A melatonina é um hormônio secretado pela hipófise e pode ser encarada como o óleo que lubrifica o relógio. À medida em que envelhecemos, o corpo produz quantidades menores de melatonina.

A hipófise é influenciada pela luz e a melatonina nos deixa sonolentos. Assim, a hipófise diminui a produção de melatonina durante o dia - mantendo-nos alertas - e aumenta sua produção à noite.

Regulando seu relógio

Dormir uma ou duas horas mais tarde além do horário habitual também pode causar problemas. É mais difícil acordar na manhã seguinte e não raramente passamos o dia irritados e com dor de cabeça. Isto pode não ser simplesmente "falta de uma noite bem dormida", mas uma anormalidade no ritmo circadiano. Neste caso, a pessoa está em um ritmo onde o corpo quer descansar das 4 da manhã até às 5 da tarde.

Manter um horário regular para o sono e as refeições, praticar exercícios durante o dia (e não à noite, aumentando a carga circulante de adrenalina e prejudicando o sono) e relaxar por alguns minutos antes de ir para a cama são táticas que ajudam o bom funcionamento do relógio biológico.

Avanços na pesquisa do ciclo circadiano

Uma das descobertas mais importantes dos últimos 10 anos, abordando o ritmo circadiano dos mamíferos, foi a percepção de que os ritmos podem ser modificados com alguns estímulos: a exposição a luzes especiais em certos períodos pode regular o relógio, aliviando sintomas de insônia e outras alterações do sono, até mesmo melhorando certos quadro depressivos. Exercícios noturnos também podem ser úteis quando se precisa modificar o relógio.

Algumas pesquisas sugerem que a Melatonina, administrada em períodos específicos, pode ser útil para corrigir os ritmos diários, ajudando a vencer os sintomas de jet-lag e outros distúrbios do sono.

(Jet-lag é um distúrbio causado por viagens com grandes mudanças de fuso horário. O viajante experimenta dores de cabeça, irritabilidade e uma incômoda sensação de mal-estar. Jogadores de futebol, por exemplo, sofrem de Jet-lag quando viajam para jogos internacionais, e isto pode interferir no seu desempenho atlético).

Muitos laboratórios analisam a anatomia e a eletrofisiologia do NSQ. As células do núcleo são extraordinariamente robustas e mantêm seu ritmo de 24 horas mesmo quando isolados ou cultivadas em meios de cultura. No futuro, acredita-se que elas poderão ser transplantadas para animais arrítmicos, restaurando seu relógio interno.

Referências selecionadas:

1. Boletins de Neurociência.
2. Boletins de Estudos Biológicos.
3. Boletins do Circadian.com.
4. Turek FW. Circadian rhythms. Recent Progress in Hormone Research 49: 43-90, 1994.
5. Vitaterna MH, King DP, Chang AM, Kornhauser JM, Lowrey PM, McDonald JD, Dove WF, Pinto LH, Turek FW e Takahashi JS. Mutagenesis and mapping of a mouse gene, Clock, essential for circadian behavior. Science 264: 719-725, 1994
6. Penev PD, Zee PC, Wallen EP e Turek FW. Aging alters the phase-resetting properties of a serotonin agonist on hamster circadian rhythmicity. American Journal of Physiology 268: R293-298, 1995.

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