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Influencia en el reloj interno: la luz intensa te da sueño

Influencia en el reloj interno: la luz intensa te da sueño


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La intensidad del sueño aumenta con la intensidad creciente de la luz solar.

Para muchas personas, la falta de luz en los meses de invierno los cansa y les falta energía. Sin embargo, ciertos insectos se vuelven somnolientos cuando la luz solar es particularmente intensa. Los investigadores ahora lo han descubierto.

Efectos de diferentes intensidades de luz sobre el ritmo día-noche

Los expertos en salud generalmente aconsejan prestar atención a la luz suficiente, de lo contrario la fatiga lo alcanzará rápidamente. En el caso de ciertos insectos, por otro lado, la intensidad del sueño aumenta a medida que aumenta la intensidad de la luz solar, la pausa para el almuerzo se extiende y la reanudación de la actividad pasa a la noche. Esta es la conclusión a la que llegaron investigadores de Alemania y Estados Unidos, que habían investigado los efectos de diferentes intensidades de luz sobre el ritmo diurno y nocturno de la mosca de la fruta de Drosophila.

El reloj interno está sincronizado

"Pudimos mostrar que la luz de baja, media y alta intensidad sincroniza el reloj interno en el cerebro de la mosca con el día de 24 horas de diferentes maneras específicas", explicó el profesor Dr. Charlotte Helfrich-Förster de la Universidad Julius Maximilians de Würzburg (JMU) en una comunicación.

Junto con su ex estudiante de doctorado Dr. Matthias Schlichting, quien ahora investiga en el laboratorio del Premio Nobel de Fisiología 2017, Michael Rosbash, en la Universidad de Brandeis en Waltham, Massachusetts (EE. UU.), Dirigió el estudio.

Los resultados del equipo se publicaron en la edición actual de The Journal of Neuroscience.

Comienzo retrasado de las actividades nocturnas habituales.

Los experimentos muestran que la luz de alta intensidad influye claramente en el patrón de comportamiento de las moscas de la fruta. Lo que fue particularmente sorprendente fue una "siesta" significativamente más larga de la mosca de la fruta en un promedio de aproximadamente una hora, pero al menos en 30 minutos.

Esto fue acompañado por un inicio retrasado de las actividades nocturnas habituales, que las moscas generalmente demoraban una o dos horas en llegar.

Los investigadores también pudieron identificar a los responsables de estos cambios de comportamiento a nivel molecular: fotorreceptores especiales fuera de la retina, conocidos con los nombres de ojales Hofbauer-Buchner-Äuglein o HB.

Estos "ojos adicionales" microscópicos, cada uno de ellos consiste en solo cuatro células sensoriales, solo se conocen desde hace 30 años. Fueron descubiertos en 1989 por los biólogos de Würzburg Alois Hofbauer y Erich Buchner.

La siesta de las moscas se intensifica con altas intensidades de luz.

"Pudimos demostrar por primera vez que los ojos de Hofbauer-Buchner reaccionan a las altas intensidades de luz y fortalecen la siesta de las moscas", dijo Helfrich-Förster.

El camino de señalización que siguen es de varias etapas: los ojales HB actúan en un subconjunto de las neuronas del reloj a través de receptores específicos de acetilcolina, lo que aumenta sus niveles de calcio.

Como consecuencia, las neuronas en la parte posterior del cerebro de la mosca liberan un neuropéptido especial: el "factor de dispersión de pigmento" (PDF).

El PDF influye en la actividad de otras neuronas del reloj, que regulan la expresión de la siesta y controlan el inicio de la actividad nocturna.

Según los científicos, esta reacción a la fuerte incidencia de la luz en la mosca de la fruta tiene sentido.

"Este es un mecanismo esencial para evitar la luz fuerte y posiblemente dañina a la hora del almuerzo", dijo el neurobiólogo.

Después de todo, las altas intensidades de luz a menudo van de la mano con los calurosos días de verano, lo que puede ser particularmente peligroso para los insectos, por un lado porque podrían secarse rápidamente, por otro lado, porque sus depredadores los descubren más fácilmente a la luz del día.

Estructuras comparables en humanos

Para descartar la posibilidad de que no sea la luz intensa, sino posiblemente el desarrollo de calor asociado lo que desencadena la siesta prolongada, los investigadores también llevaron a cabo sus experimentos para controlar moscas especiales genéticamente modificadas.

Su reloj interno ya no reacciona a los cambios de temperatura, pero las moscas aún muestran el comportamiento cambiado. Esto sugiere que la entrada de luz es responsable de la siesta extendida y la actividad nocturna.

Según los autores, los resultados de su estudio muestran "paralelos sorprendentes a los mecanismos de los mamíferos".

Los mamíferos, y los humanos, por cierto, también tienen fotorreceptores especializados que perciben luz intensa y transmiten sus señales directamente al reloj interno en un área especial del diencéfalo (hipotálamo).

No se sabe si su activación también conduce a una prolongación de la siesta en humanos. Sin embargo, los científicos lo consideran totalmente posible. (anuncio)

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