Reajuste de los osciladores circadianos centrales y periféricos en ratas transgénicas

Área de la Ciencia:

• Cronobiología cronobiología.
• Fisiología de los mamíferos Fisiología de los mamíferos
• Biología Molecular Biología Molecular

Sus antecedentes:

• Los organismos multicelulares poseen sistemas circadianos integrados que funcionan como relojes biológicos.
• Estos relojes regulan las actividades del organismo en respuesta a los ciclos ambientales, proporcionando una organización temporal.
• La organización y los mecanismos de arrastre de los sistemas circadianos de los mamíferos siguen siendo incompletamente entendidos.

Objetivo del estudio:

• Investigar los principios organizativos del sistema circadiano de los mamíferos.
• Para caracterizar la relación dinámica entre el marcapasos circadiano central y los osciladores periféricos.
• Examinar la capacidad de adaptación del sistema circadiano a los cambios ambientales del ciclo luminoso.

Principales métodos:

• Construcción de una línea de ratas transgénica que expresa luciferasa bajo el promotor Per1 para el monitoreo en tiempo real de la ritmicidad circadiana.
• Cultivo in vitro de núcleos supraquiasmáticos (SCN) y tejidos periféricos (hígado, pulmón, músculo esquelético) para evaluar la persistencia del ritmo.
• Análisis de los cambios del ritmo circadiano en respuesta a los avances y retrasos simulados en el ciclo de luz ambiental.

Principales resultados:

• SCN de rata cultivada exhibió una robusta y persistente ritmicidad circadiana de emisión de luz durante hasta 32 días.
• Los tejidos periféricos (hígado, pulmón, músculo esquelético) también mostraron ritmos circadianos, pero estos se amortiguaron dentro de 2-7 ciclos in vitro.
• El ritmo circadiano del SCN demostró un ajuste de fase más rápido a los cambios de ciclo de luz en comparación con el comportamiento locomotor y los ritmos de los tejidos periféricos.

Conclusiones:

• El núcleo supraquiasmático (SCN, por sus siglas en inglés) actúa como un marcapasos circadiano autosuficiente, que conduce los osciladores periféricos.
• Los ritmos circadianos periféricos son menos robustos y más lentos para adaptarse a los cambios ambientales que el reloj central de SCN.
• Los cambios bruscos y grandes en el ciclo de luz-oscuridad pueden interrumpir temporalmente la capacidad de la SCN para mantener el control de fase adaptativa en los tejidos periféricos.