Así es como la duración del día influye en nuestra conducta
Desde siempre, se han asociado los cambios propios del transcurrir de las estaciones (la llegada del frío o del calor, la luz solar…) con variaciones en la forma de comportarse de las personas, tales como el sueño o la alimentación. Un buen ejemplo es lo que se conoce como trastorno depresivo estacional, en el que una persona experimenta determinados síntomas psiquiátricos sólo en una época del año, típicamente las más frías y oscuras.
De hecho, la ciencia ha demostrado que la terapia a base de luz es efectiva en muchos pacientes con esta condición, así como otras como el trastorno depresivo mayor, la depresión post-parto y el trastorno bipolar. Sin embargo, los mecanismos concretos por los que los cambios en la duración de los días y en la exposición a la luz solar afectan y alteran el cerebro humano a los niveles celular y de circuitería ha continuado siendo mayormente un misterio.
Alteraciones en el núcleo supraquiasmático
Ahora, un nuevo estudio llevado a cabo por investigadores de la Escuela Médica de San Diego de la Universidad de California y publicado en el medio especializado Science Advances ha empleado un modelo murino (ratones) para arrojar luz sobre un proceso por el cual las neuronas afectadas cambian la expresión de neurotransmisores en respuesta al estimulo de la duración del día, desencadenando así cambios conductuales relacionados.
En el interior del hipotálamo existe una pequeña estructura llamada núcleo supraquiasmático, formado por unas 20.000 neuronas (el cerebro humano medio contiene más o menos 86.000 millones de neuronas y otras 85.000 millones de células no neuronales). En cierto modo, se trata de una suerte de ‘cronómetro’ del cuerpo, regulando los ritmos circadianos (el conjunto de cambios fisiológicos, conductuales y psicológicos asociados a la alternancia entre el sueño y la vigilia). Pues bien, el núcleo supraquiasmático opera de acuerdo con las señales recibidas desde unas células fotosensibles especializadas situadas en la retina, que comunican cambios en la luz y en la duración del día.
En el presente trabajo, los autores describen cómo las neuronas de esta estructura se coordinan entre sí para adaptarse a diferentes duraciones de luz solar, con cambios a nivel celular y estructural. Específicamente, parece que los ratones, cuyo cerebro funciona de un modo similar al de los humanos, las neuronas cambiaron su mezcla y expresión de una serie de neurotransmisores clave que, a su vez, alteraron la actividad cerebral y las conductas diarias subsecuentes.
Revelada una diana terapéutica
Al mismo tiempo, se ha demostrado que los cambios estacionales en la exposición a la luz alteran el número de neuronas que expresan neurotransmisores en el núcleo paraventricular, otra región del cerebro que juega papeles esenciales en el control del estrés, el metabolismo, el crecimiento, la reproducción, la función inmune y otras funciones autónomas.
El hallazgo más impresionante de este estudio, dicen los autores, es que han encontrado cómo se puede manipular artificialmente la actividad de neuronas específicas del núcleo supraquiasmático y, así, inducir con éxito la expresión de dopamina en el circuito hipotalámico paraventricular.
Así, quedan reveladas adaptaciones moleculares novedosas de la red supraquiasmática-paraventricular en respuesta a la luz solar, al adaptar la función hipotalámica y la conducta diaria, señalan los investigadores.
Finalmente, sugieren que estos hallazgos ofrecen una nueva explicación de cómo el cerebro se adapta a los cambios estacionales; y, dado que dicha adaptación, afirman, parece localizarse exclusivamente en neuronas exclusivamente localizadas en el núcleo supraquiasmático, esta estructura podría convertirse en una prometedora diana terapéutica para tratar desórdenes asociados a los cambios estacionales en la exposición a la luz solar.
Referencias
Alessandra Porcu, Anna Nilsson, Sathwik Booreddy, Samuel A Barnes, David K. Welsh y Dave Dulcis. Seasonal changes in day length induce multisynaptic neurotransmitter switching to regulate hypothalamic network activity and behaviour. Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abn9867.
