De la Cronobiología

a la Crononutrición

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Facultad de Medicina

Nutriólogo Clínico: Jesús Adán Ortega González

Correo: adanjaog@hotmail.com

23 de marzo de 2017

“El tiempo entra por los

ojos; eso lo sabe

cualquiera”

Julio Cortázar 1950

Historia

Hesíodo

Hipócrates

Medicina China

Aristóteles

Androstenes

Jean Jacques D´ortous (1729)

Cronobiología: rama de la biología que estudia los

mecanismos de la estructura temporal biológica

(Ritmos Biológicos).

Introducción

Ritmos Biológicos: Variaciones regulares de una

función biológica a lo largo del tiempo (endógenos

y exógenos).

Infradianos:

T > 24 horas; F<24 horas

(es decir, el evento ocurre

menos de una vez al día)

Circadianos

Estos tienen frecuencia diaria,

variaciones regulares y adaptación

al medio. Depende de un reloj

Biológico

Ultradianos:

T<24 horas, F>24 horas

Clasificación de los ritmos biológicos

Ciclo Menstrual Ciclo Cardiaco Ciclo Luz Oscuridad

NADIR

Acrofase

Mesor Amplitud

Tempo / hora del día

Osc

ila

ció

n d

el p

ará

me

tro

(fu

nc

ión

)

Acrofase: Valor máximo de la variable a los largo de un periodo. Nadir: Valor mínimo de la variable a lo largo de un periodo Mesor: Valor medio de la variable a lo largo de un periodo Amplitud: Diferencia entre el mesor y el valor máximo alcanzado durante un periodo. Es indicativa de los cambios del medio Periodo: Intervalo de tiempo entre dos acontecimientos idénticos, es decir, es la duración de un ciclo completo. Se denomina como T

Parámetros que definen a un ritmo biológico

ajustado a una sinusoidal.

RITMOS

CIRCADIANOS

EN HUMANOS

12:00 a.m.

7:30 a.m. Para La Secreción

De Melatonina

2:30 p.m. Mejor

Coordinación

10:0O a.m. Alerta Máxima

6:45 a.m. Más Aguda La Presión Arterial

2:00 a.m. Sueño Profundo

4:30 a.m.

Temperatura. Corporal

Más Baja

Bronconstricción

6 a.m.

12:00 p.m.

3:30 p.m. Tiempo De

Reacción Rápida

5:00 p.m.

Mayor Eficiencia

Cardiovscular

Y Fuerza Muscular

6:00 p.m.

9:00 p.m. Comienza La Síntesis

De Melatonina

6:30 p.m.

Presión Arterial

Elevada

7:00 p.m. Alta Temperatura

Corporal

HORA a.m. p.m.

1:00 Comienzo de trabajos de parto

2:00 Sueño profundo Máxima coordinación manual

3:00 Pico de procesos de reparación Mejor hora para mini-siesta

4:00 Máximo número de nacimientos

espontáneos Buen tiempo de reacción

5:00 Temperatura mínima Máxima eficiencia cardiorrespiratoria Mejor momento para entrenamiento Aumento de la fuerza muscular.

6:00 Sueños intensos Alta secreción de cortisol

Máximos en función gustativas

7:00 Pico de testorena Aumento de presión arterial

Temperatura corporal alta

8:00 Aumento de peristalsis Mejor tolerancia al alcohol Mejor desempeño en carreras y natación

9:00 Mínimo peso corporal Disminución de la temperatura Aumento de la síntesis de melatonina

10:00-11:00

Aumento de funciones de alerta Mayor frecuencia de relaciones sexuales

12:00 Mejora del estado de animo.

Tabla I. Horas del día a las que ocurren máximos y mínimos de diversas variables fisiológicas.

Tabla II. Frecuencia horaria de diversos procesos fisiológicos y patológicos

El sistema circadiano es muy sensible a los pulsos de luz.

Puede ocasionar un avance o retraso de fase.

El ritmo empezará antes o después (respectivamente) de lo que

se esperaba.

Desincronización externa: jet-lag, trabajos nocturnos

Desincronización interna: Diabetes , HAS

Cronodisrrupción

Alteración relevante del orden temporal interno de los ritmos

circadianos bioquímicos, fisiológicos y de comportamiento

La intensidad del pulso de luz (>0.1 lux).

Duración del pulso de luz.

Longitud de onda de la luz (más sensible a la luz verde).

Fase del ritmo circadiano en la que se produce el pulso de luz.

La dirección y magnitud del desplazamiento de fase producido

por un pulso de luz depende de:

Nadir

ACROFASE

Mesor Amplitud

Tempo / hora del día

Osc

ila

ció

n d

el p

ará

me

tro

(fu

nc

ión

)

Consecuencias de la alteración del sistema circadiano

1.- Atenuación de la amplitud

2.-Avances de fase

Desfase

Existen sincronizadores externos que pueden alterar dichos ritmos.

El sincronizador más potente el Ciclo luz-oscuridad

Sincronización

Estado fisiológico de autorregulación y reposo uniforme de un

organismo en donde hay bajos niveles de actividad fisiológica

(presión sanguínea, respiración) y una respuesta menor ante estímulos

externos.

Sueño

¿Por qué dormimos?

Secreción de hormonas

Neuromaudración

Reparación celular

Mantenernos despiertos

Restauración cognitiva

El sueño se divide en dos estadios que se alternan en ciclos de 40

minutos en el recién nacido y en 90 minutos en el adulto.

NOMOR o NOREM

Sueño de ondas lentas.

MOR O REM

sueño de movimientos oculares

rápidos

Sueño NOMOR (sueño activo) Sueño MOR (sueño tranquilo)

N1 – Adormecimiento aparece a los 5 a 10 minutos

- Cambio en el EEG

- Movimientos oculares lentos

- El sujete puede responder preguntas sin recordar

- Periodo de adormecimiento

Actividad cerebral más rápida

sueños más sensoriales, (imágenes, olores ,tonos y

claramente mas vivos y emocionales

N2 - Sueño ligero aparece a los 10 a 30 minutos

- Presencias de husos del sueños en el EEG

- Aparición de complejos K

- Sueño superficial ligero

Presencia de movimientos rápidos de los ojos

N3 - Ondas lentas en un 20-50%

- Ondas lentas > 50% Profundidad importante

FC y respiración irregulares

Sueño más profundo no hay movimiento oculares Musculatura atónica , eventualmente aparecen

contracciones cortas de las caras y músculos.

Tono Muscular: menor que en vigilia Cuerpos paralizados

Movimientos oculares: algunos lentos en estadio 1 Presencia de sueños emocionales activos

Habla durante el sueño , sonambulismo, terror

nocturno.

Más frecuente al final de la noche

Funciones Automáticas: Disminución de la Frecuencia

Cardiaca, temperatura y tensión arterial, Miosis

Relacionado con la recuperación cerebral

*COMPLEJOS K: son descargas lentas, negativas (hacia arriba) y de amplitud elevada que se continúan inmediatamente después por una deflexión positiva (hacia abajo). *HUSOS DEL SUEÑO: son descargas de alta frecuencia de corta duración que presentan una amplitud característica con subidas y bajadas. No hay actividad ocular

Características del sueño NOMOR y MOR

En el adulto, el sueño nocturno de unas 8 horas se

organiza en 4 ciclos de 90 A 120 minutos:

Vigilia: 6 min (5%)

Somnolencia: 30 min (25%)

Sueño lento.54 min (45%)

30 min ( 25 %.)

GH

PRL

MEL

REN

Evidencia…

M.D. Q.F Luís del Castillo C . Y Q.F Dary Luz

Mendoza M. 2005

Sueño y envejecimiento

Cuestionario de sueño para niños

SEPEAP www.sepeap.org

IglowsteinI, et alt. Pediatrics (Ed esp)2003;55(2):84-91

www.sepeap.org

IglowsteinI, et alt. Pediatrics (Ed esp)2003;55(2):84-91

IglowsteinI, et alt. Pediatrics (Ed esp)2003;55(2):84-91

Homeostasis vs Cronostasis

HAMBREHIPOGLUCEMIA

CONSUMO SACIEDAD ABSORCIÓN

Mecanismo que tienden a la estabilidad en la composición bioquímica , líquidos, células,

tejidos, para mantener la vida.

Mecanismos que transmiten un orden temporal a diversos

procesos fisiológicos que ajustan el tiempo biológico con el

geofísico y coordina la progresión temporal de distintos procesos

fisiológicos y conductuales entre si

Homeostasis Cronostasis

Resulta insuficiente para explicar algunos fenómenos, como la

ingestión de alimento, necesidad

previa a cambios en los niveles de

metabolitos que mantienen

el balance energético.

Componentes del sistema circadiano

NÚCLEO INTERGENICULADO

LATERAL

TRACTO GENICULOHIPOTALAMICA

NEURONAS

SEROTONERGICAS

AFERENCIAS EFERENCIAS

VÍA NERVIOSA VÍA HORMONAL

GLUTAMATO

ASPARTATO

ESTIMULO

NSQ

NPY

SER

GP

Componentes del sistema circadiano

¿ Qué es la oscuridad?

¿Se hace de noche en Mérida ?

La oscuridad es la ausencia de luz visible.

Es el periodo durante el que una parte de la

Tierra, por acción de la rotación, deja de

recibir la luz solar y, por ende, permanece en

oscuridad.

Cronodisrrupción

Cronodisrrupción

Cronodisrrupción

Cronodisrrupción

Cronodisrrupción

Cronodisrrupción

Cronodisrrupción

Cronodisrrupción

“Cuando los ambientes de

tratamiento resultan muy

agresivos en cuanto a la

cronobiología normal (como en

los casos de terapia intensiva en

los que las luces permanecen

encendidas las 24 horas y se

producen irrupciones en la

sala en cualquier momento del

día) la remisión de la enfermedad

se dificulta, en comparación con

situaciones cronobiológicamente

más “normales”.

Cronodisrrupción

• Manuel A. Castellanosa, Samuel Vázquez Ruizb, et al. Desarrollo de los ritmos biológicos en el recién nacido. Cátedra Especial “Dr. Ignacio Chávez” Revista

de la Facultad de Medicina de la UNAM ,Vol. 56, N.o 3. Mayo-Junio 2013.

Manuel Ángeles Castellanosa, Carolina Escobara. De la cronobiología a la cronomedicina. Revista de la

Facultad de Medicina de la UNAM Vol. 59, N. o 2. Marzo-Abril 2016

Estadísticas demuestran que el 60% de los errores en cuidados anestésicos se deben a la fatiga; 86% de

los errores en el manejo clínico en cuidados anestésicos, 6% a incidentes críticos de anestesia, 10% de

errores a la mala administración de fármacos.

En los mamíferos se han descrito al menos nueve genes reloj denominados:

Per1, Per2, Per3, Cry1, Cry2, Clock, Bmal1, Caseína cinasa Ie(CkIe) y Rev-Erb

Se encarga de controlar la actividad

circadiana en todos los seres vivos.

El asa de señales

positivas está controlada por

Clock y Bmal1

EL asa de señales

negativas esta controlada

por Per (asociado al control

del tiempo) y Cry

Genes reloj

PER

CAJA

CAAT

CAJA

TATA

CAJA

E CAJA

GC TGC GGG

Región promotora

Per 1

Per 2

Cry 1

Cry 2 CR

Y

Rev-Erb α

PER:CRY

Fosforilación por la enzima CKI Feed back negativo

CITOSOL CELULAR

NUCLEO CELULAR

Represión

de transcripción

Inhiben

Inhiben

SIRT I

Genes reloj

Genes reloj y osciladores periféricos.

Estado nutricional afecta directamente la actividad endógena y la sincronización a la luz del NSQ, resaltando de nuevo la gran relación funcional entre el sistema circadiano y el metabolismo.

Algunos ejemplos de enzimas reguladas por el reloj son la glucogeno fosforilasa, la citocromo oxidasa, la lactato deshidrogenasa , la acetil-CoA carboxilasa la acido graso sintasa y la glucosa-6-fosfato deshidrogenasa , entre otras.

Una evidencia de este control temporal se muestra después de lesionar el NSQ, cuando se observa una perdida de las variaciones diurnas en la homeostasis de la glucosa

Genes reloj y osciladores periféricos.

Genes reloj y osciladores periféricos.

Genes reloj y osciladores periféricos.

OBESIDAD

NEOPLÁSIA ENVEJECIMIENTO PREMATURO

SÍNDROME METABÓLICO

(DIABETES, HIPERTENSIÓN, ATEROGÉNIA)

Genes reloj y osciladores periféricos.

Melatonina

Médula Espinal

Triptófano Triptófano

5- hidroxilasa

5-hidroxitriptófano

L-triptófano

descarboxilasa

Serotonina ( 5-OH- Triptamina)

NAT

N- acetilserotonina (N-acetil-5-OH- Triptamina)

HIOMT

Melatonina ( N-acetil-5-metoxitriptamina)

AC

SANGRE

SANGRE

cAMP

ATP

Melatonina

Triptófano 5- hidroxilasa

5-hidroxitriptófano

Serotonina

5Hidroxi-triptófano descarboxilasa

SEROTONINA (5- Hidroxiriptamina)

N-acetiltranferasa

( N-acetil-5-

metoxitriptamina)

Melatonina

Triptófano

N-Acetilserotonina

Hidroxindol-Ometiltranferasa

Melatonina

Melatonina

Fuentes Plenamente Aceptadas Tracto Gastro Intestina

Sistema Inmune Sistema Cutáneo

Retina Cerebro

Células Endocrinas Epitelio

Respiratorio Hígado Riñon

Glándula Adrenal Tiroides

Páncreas Ovario

Placenta Endometrio

Células No Endocrinas Cuerpo Carotideo

Mastocitos Células Nk

Leucocitos, Plaquetas Células Endoteliales Células De Purkinje

Hipotálamo

Líneas Celulares Jurkat U937 3t3

Bcg1 Nb41a3

F9 Mdck BCG1

MELATONINA

EXTRAPINEAL

MELATONINA

PINEAL

Melatonina

e- e-

e-

e-

e-

e-

e-

e- e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

MELATONINA

AFMK

RÁDICAL LIBRE AMK

CASCADA ANTIOXIDANTE DE LA MELATONINA

MELATONINA: Alta capacidad para donar un e- debido a su alto potencial redox de 0,73V, puede donar un átomo de hidrógeno al grupo NH del anillo pirrólico, + O2 = N-acetil-N-formil-5-metoxiquinuramina (AFMK) y, tras su degradación , N-formil-5-metoxiquinuramina (AMK). Ambos metabolitos antioxidantes potentes

Estrés Oxidativo

Triptófano

Efecto potenciador del sueño nocturno

- Efecto directo sobre el ritmo sueño/vigilia.

- Aumenta la cantidad de sueño NREM

- Disminuye la latencia del sueño

- Modula el ritmo de la temperatura

corporal

Efecto antioxidante e Inmunomodulador

- Aumenta la variabilidad celular

- Resistencia al estrés oxidativo inducido

- Potencia la función fagocítica

- Disminuye la peroxidación lipídica

- Efecto gastroprotector

Mejora el estado de ánimo

Serotonina

Efecto potenciador del sueño nocturno

- Participa en el sistema serotonergéico

sobre el mantenimiento del sueño

Incrementa la proporción de sueño de

onda lenta

- Neurotransmisor del despertar

- Regulación endógena del reloj

circadiano

- Regula el sueño por factores inmunes

Crononutrición

Es necesario tomar los

alimentos en el momento del

día en el que los compuestos

bioactivos que contienen sean más útiles para nuestro

organismo.

Contenido

de los alimentos +

Hora día

+

Correcto

funcionamiento

Del sistema

circadiano

Determina efectividad de cualquier regimen alimentario

Melatonina y sus precursores en el reino vegetal

TRIPTÓFANO SEROTONINA MELATONINA Cereza Valle del

Jerte Banana

Manzana Arroz Nuez

Altramuz Café

Cerveza Zumo de uva

Altramuz

Cereza Valle del Jerte

Banana Fresa Piña Nuez Café

Guisante Lechuga Tomate

Judía pinta

Cereza Valle del Jerte

Banana Fresa

Mandarina Manzana

Arroz Lentejas

Garbanzos Espárrago blanco

Maíz dulce

Buen aumento de

Serotonina

Intermedio aumento

Serotonina

Disminuye Serotonina

Rico en Triptófano g/100g Intermedio en

Triptófano

g/100

g

Bajo en Triptófano g/100g

Leche 1.8 Queso 0.9 Pan (integral) 0

Claras de huevo 1.6 Chocolate negro 0.8 Frutas 0

Pavo, Pollo 1.1 Pescado 0.5 Avena, Cereales 0

Carne de res 1.0 Nueces 0.4 Arroz 0

Soya 0.3 Refrescos, Gatorade

(bebidas azucaradas)

0

Una dieta rica en Triptófano aporta de 1 a 1500 mg

Melatonina y sus precursores en el reino vegetal

+ Sueño REM (sujetos sanos)

Vitamina B12

VITAMINAS GRUPO B Vitamina B6

Vitamina B3 + Eficiencia de sueño (sujetos con insomnio)

Mejora la alerta y la concentración

+ Producción de MELATONINA nocturna

Implicada en ruta de síntesis de SEROTONINA

Relación con TRIPTOFANO

Crononutrición dieta y sueño

• Deficiencia en vitaminas B • Bajos niveles de TRIPTÓFANO, SEROTONINA Y MELATONINA

PERTURBACIONES EN LA REGULACIÓN CICLO SUEÑO/VIGILIA

β-CAROTENO Y VITAMINAS C, E + Actividad diurna Instauración del ritmo sueño/vigilia

Síntomas de Serotonina baja por

falta de Triptófano

Ansiedad por comer HC

Insomnio

Dolor de cabeza

Estreñimiento e inlfamación

Crononutrición dieta y sueño

Principios básicos de Crononutrición La actividad celular la podemos dividir en

dos fases:

De las 5:00 a.m. a 5:00 p.m. - Generación de energía necesaria para actividades

mas extenuantes.

De las 5:00 p.m. a 5:00 a.m.- Inicio de los procesos de reparación celular,

teniendo su pico por la madrugada en el sueño MOR.

Pautas nutricionales para un tratamiento exitoso. Preferir ácidos grasos saturados antes de las 3:00 p.m. (por su acción energética).

Preferir ácidos grasos poliinsaturados a partir de las 5:00 p.m. (por su acción

reparadora).

Antes de las 5:00 p.m. Después de las 5:00 p.m.

Por la mañana… Mayor sensibilidad a

Insulina

(mayor afinidad al receptor)

Mayor producción

adiponectina

(protección contra

resistencia a la

insulina)

La concentración de leptina es mayor durante la noche y los niveles de

adiponectina caen durante la noche (van a la inversa)

Disociando los componentes nutricionales

Elementos nutritivos Elementos nutritivos de la mañana del Sueño o la

noche

Blemil Plus Noche Blemil Plus día Patente nº Nº 057846149-2114 Europea Patente nº Nº 05260301 Arabia Saudí

Leches enriquecidas con triptófano y nucleótidos (adenosina y

uridina) ¡FELICES SUEÑOS!

No puedo enseñar nada a

nadie, solo puedo hacerlos

pensar.

Aristóteles