¿Sistema endógeno o exógeno?
Existen dos tipos de seguidores fotovoltaicos. Los primeros están programados internamente, es decir, no necesitan saber dónde está el Sol, simplemente van siguiéndolo en función de la hora del día. Los segundos cuentan con varias fotocélulas, unos sensores que van indicándole al seguidor dónde está el Sol en cada momento para saber cómo corregir su posición.
Una de las primeras preguntas que surgió cuando se estudiaban los ritmos circadianos fue precisamente esta, ¿son endógenos o exógenos?, es decir, estamos programados para hacer ciertas funciones cada 24h, o simplemente respondemos a estímulos externos como por ejemplo la luz del Sol.
Las primeras observaciones -hace varios siglos- sugerían que estos ritmos circadianos obedecían a estímulos externos, sin embargo en 1729 el matemático Jean de Marian llevó a cabo un experimento que cambió nuestra perspectiva: sometió a varios ejemplares de la planta Mimosa Pudica a condiciones de total oscuridad durante varios días. El resultado fue sorprendente, ya que estas seguían abriendo y cerrando sus hojas en ciclos de 24 horas.
El mecanismo interno
En 2017 Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young recibieron el Premio Nobel de Medicina por descubrir el mecanismo interno de este reloj biológico.
En unos experimentos con la mosca de la fruta en los años 80 consiguieron aislar el gen period, responsable de producir la proteína PER, cuyos niveles aumentan por la noche y disminuyen durante el día. Adicionalmente se encontraron otros genes involucrados en estos ciclos de 24 horas.
El misterio estaba resuelto, ya sabíamos cómo nuestro reloj interno puede conocer si es de día o de noche en ausencia de estímulos externos.
Sin embargo, surgía una nueva pregunta. Si el reloj biológico está programado, cuando viajamos a lugares lejanos con diferentes husos horarios ¿nos quedamos desprogramados?. Todos sabemos la respuesta, evidentemente no, tras unos días de jet-lag el reloj se resetea y vuelve a reajustarse.
Hubo que esperar unos años más para saber por qué.
Zeitgebers
Hasta el momento se han identificado cinco factores externos que pueden influir en el reajuste de este reloj biológico, son los llamados Zeitgebers. El ruido, la temperatura, las interacciones sociales y la ingesta de alimentos son algunos de ellos, sin embargo el principal es la luz.
En el año 2002 se descubrió un quinto tipo de fotorreceptor en el ojo (además de los conos-S, conos-M, conos-L y bastones), los llamados ipRGC (intrinsically photosensitive retinal ganglion cells), que poseían su propio fotopigmento, la melanopsina.
Se observaron varios fenómenos muy interesantes. En primer lugar, estos no enviaban información al córtex visual para formar imágenes, como los conos y bastones, sino a otras zonas: el COS, desde donde se regula la apertura de la pupila, y sobre todo el NSQ, lugar donde se sitúa nuestro reloj biológico.
En segundo lugar, estos ipRGC tenían su máximo de sensibilidad cercano a los 480nm. Es decir, no todo tipo de luz los podía activar, sino solo la cercana a esa longitud de onda.
Como cabía esperar, la luz natural es rica en esa componente, por lo que este descubrimiento supuso explicar por primera vez su influencia con el comportamiento psico-fisiológico de las personas.
* Imágenes: diana.grytsku / wikipedia.org / nobelprize.org
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