Muchas plantas abren sus flores cuando aparece la luz solar y las cierran cuando ésta se va. Esta es una manifestación de lo que se ha llamado "ritmo circadiano", que en cada organismo está internamente regulado por un verdadero reloj biológico que funciona por ciclos diarios que se alargan o se acortan de acuerdo a las horas de luz solar de las diferentes estaciones del año.

También los animales poseen igual reloj interno que responde a la luz solar. En este caso es la luz que penetra a través de la vista y que estimula en la retina a los conos y bastoncitos, lo que a su vez transmiten el estímulo a un lugar del cerebro llamado núcleo supraóptico. Como consecuencia de ello, muchas funciones fisiológicas (especialmente hormonales) varían con los ciclos de luz-obscuridad. Cada ciclo biológico demora 24 horas y debe ajustarse cada vez de acuerdo a los períodos en que se inicia la luz. Si el cambio de la luz varía bruscamente, lo que sucede por ejemplo cuando viajamos en avión, este ajuste puede demorar algún tiempo. Por eso cuando se viaja en avión y cambia el horario, atrasándose o adelantándose las horas, se produce un malestar que demora algunos días en desaparecer. En esos viajes, y durante ese período, es frecuente que haya insomnio en la noche y sueño y cansancio en el día, hasta que se logra adaptar el nuevo ritmo.

Se sabe que en la regulación del ritmo circadiano, la glándula pineal, que está en el cerebro, desarrolla una importante función. Ella secreta una hormona llamada "melatonina" que, entre otras acciones, disminuye la temperatura del cuerpo y facilita el comienzo del sueño.

El estímulo solar llega a la glándula pineal a través de un complejo circuito que ya se conoce con bastante detalle (fig. 1). La luz estimula la retina, y este estímulo viaja hacia el núcleo y de allí la conexión nerviosa baja a través de la médula espinal (línea entre cortada), para luego ascender al ganglio cervical superior y, finalmente, a la glándula pineal que a su vez secreta melatonina. Este era el mecanismo hasta ahora aceptado pero, sin embargo, hay algunos hechos que no cuadran con este esquema. Así, por ejemplo, los ciegos, que no tienen percepción luminosa y que no registran la luz en la retina, presentan variaciones de la producción de la melatonina en la misma forma en que lo hacen los que pueden ver la luz y pueden registrar ésta en la retina. Es decir, necesariamente en los animales deben existir otros receptores luminosos, aparte de los ojos, que también permitan diferenciar los ciclos de obscuridad y luz, llegando este estímulo en definitiva a conectarse con la glándula pineal.

Recientemente se han descrito estos receptores luminosos extra visuales en la mosca de la fruta (Drosofila). Ellos estarían en todo el cuerpo del insecto, los que le permitirían regular su ritmo circadiano, en la misma forma que lo hacen las plantas (Science, vol. 278, pág. 1632, año 1997). Pareciera que también los animales poseerían iguales receptores en la piel. Esto es lo que han descubierto recientemente Scott Campell y Patricia Murphy de la Universidad de Cornell en USA (Science, vol. 279, pág. 396, enero 1998). Los investigadores, mediante la iluminación de la piel del hueco poblitea, logran que la glándula pienal produzca la melatonina e incluso produzca modificaciones en las faces del reloj biológico. Para ello aplican una lámpara halógena conectada a un cable de fibra óptica, con la que iluminan la región poblitea, previniendo así que el sujeto perciba la luz por la vista.


Cómo funcionarían estos receptores

Este curioso hallazgo necesita de una explicación, ya que nadie sabe cómo el estímulo luminoso, partiendo de la piel, llega hasta el cerebro. Los autores piensan que el estímulo viajaría a través de la sangre. El mecanismo sería semejante al de las plantas, donde la clorofila y fitocromos actuarían como fotoreceptores. En el caso de los mamíferos los pigmentos serían la hemoglobina y la bilirrubina. Los autores piensan que se despertaría la capacidad de los grupos heme de estos pigmentos de formar gases reactivos, como el NO y CO, en la misma forma que facilitan la destrucción y excreción de la bilirrubina no conjugada.

En todo caso, los resultados muestran que la iluminación del hueco pobliteo (originalmente desarrollada para tratar la ictericia del recién nacido) puede cambiar el ritmo circadiano sin que medien estímulos a través de la vista. Así, por ejemplo, si aplican la luz en el hueco pobliteo, justamente cuando la temperatura alcanza su más bajo nivel, es decir a las 5:30 de la mañana, se produce en la noche siguiente un retraso de tres horas del ritmo circadiano. Los investigadores esperan, más adelante, dilucidar en qué medida la bilirrubina y/o hemoglobina serían los mediadores o fotoreceptores. De esta forma el estímulo viajaría a través de la sangre, desde el lugar de la iluminación hasta la glándula pineal (fig. 1). Sin embargo, otros investigadores como Azinz Sancar, de la Universidad de South Carolina, piensan que el estímulo no viajaría a través de la hemoglobina, ya que éste no es un pigmento fotoactivo. Él piensa, en cambio, que serían otras proteínas fotoreceptoras, denominadas "criftocromos", que están presentes prácticamente en todos los tejidos del cuerpo. Ellos pueden inducir una fotorespuesta detrás de la rodilla, las orejas o de cualquier otra parte de la superficie del cuerpo (Scientific American, abril 1998, pág. 15).


Posibles futuras aplicaciones

En la actualidad, se utiliza con éxito el estímulo luminoso captado por la vista para ajustar los ciclos aberrantes de sueño-vigilia, como también para aliviar las depresiones que se producen en algunas personas en los largos períodos de oscuridad del invierno. Mediante la estimulación luminosa se logra estimular la producción de melatonina, con lo que se alivian estos síntomas. ¿Podría la iluminación poblitea producir el mismo efecto?, de ser así ello tendría beneficio, ya que la iluminación se podría aplicar mientras el paciente duerme, evitando así la molestia luminosa.

Los autores también están desarrollando un aparato portátil, que aplicándose al hueco pobliteo inmediatamente antes o después del viaje, pueda reducir las molestias que provocan los viajes aéreos. Ello tendría que ser justo en el momento que el cuerpo alcanza la temperatura mínima (5:30 de la mañana). El mismo aparato serviría para tratar también a los pacientes que sufren de depresión de invierno.