Cronobiologia e evolução: tipos de ritmos e como nosso modo de vida atual pode afetar nosso relógio biológico.

30/11/2023 at 06:11:24

Sabemos que a evolução da atividade humana no contexto global nas últimas décadas tem causado mudanças ambientais e sociais que têm impactado negativamente cada vez mais a humanidade, caracterizando uma época geológica chamada de Antropoceno. Esses impactos externos negativos refletem em todo nosso sistema fisiológico, principalmente em nosso relógio biológico. Antes de discutirmos esses fatores precisamos definir o que é cronobiologia. Cronobiologia é a ciência que estuda o nosso relógio biológico, que está localizado numa área cerebral denominada núcleo supraquiasmático (imagem ao lado), localizado no hipotálamo na base do cérebro e acima das glândulas pituitárias nos seres humanos e outros animais mamíferos. Essa estrutura através de controle nervoso e endócrino controla todas as funções fisiológicas do corpo de acordo com padrões de ciclos que podem ou não variar de acordo com o ambiente externo.

A cronobiologia pode obedecer vários tipos de ciclo, como é o caso do ritmo circadiano (imagem ao lado), onde cada ciclo possui duração de 24h. Ele é geneticamente determinado, mas pode sofrer alterações ambientais. Basicamente, o ciclo sono-vigília é o principal exemplo desse tipo de ritmo. Em determinadas pessoas, esse ciclo pode variar a depender do sistema neuroquímico de cada um. Para o ritmo circadiano sono e vigília, por exemplo, existem 3 cronotipos: matutino, vespertino e intermediário. O matutino tende a acordar com alto nível de alerta logo no início da manhã, o vespertino são mais alertas no período da tarde ou da noite, e os intermediários mesclam características dos primeiros cronotipos. Se ocorrer alguma variação externa como iluminação local, horário de dormir e acordar, presença de fatores estressantes, por exemplo, pode prejudicar esse ciclo e consequentemente distúrbios fisiológicos associados podem se tornar presentes. As causas fisiológicas do ciclo sono vigília estão relacionadas com a necessidade do nosso corpo de descansar e "repor as energias" gastas durante o período de vigília. Durante o sono o cérebro faz uma espécie de "faxina" a fim de eliminar as toxinas, isso se deve em função do encolhimento das células nervosas conhecidas como células da glia ou neuróglias. Já as causas evolutivas podem estar relacionadas com fato de que o período da noite não seria interessante para nossos ancestrais caçavam pela pouca luminosidade, além de por esse mesmo motivo tornar o ambiente mais propício para ameaça de predadores, fazendo com que o período da noite fosse o mais ideal para descansar e dormir em ambientes seguros como cavernas ou em bandos. Existem outros tipos de ritmos circadianos que podem ou não possuir correlato geofísico, como digestão, renovação das células e o controle da temperatura do organismo, por exemplo. Também existem outros ritmos diferentes de 24 horas, como é o caso dos ritmos ultradianos e infradianos. O ritmo ultradiano, é aquele que possui duração menor que 24 horas, e podemos citar como exemplo, as fases do sono que obedecem um ciclo de 90–120 e também transtornos de bipolaridade, que podem ter vários episódios de troca de humor em um único dia. Como existem muitos ciclos fisiológicos relacionados ao ritmo infradiano, vamos nos deter mais as causas fisiológicas e evolutivas de alguns exemplos desse tipo de ritmo.

O ritmo infradiano é um tipo de ritmo biológico que possui ciclos acima de 28 horas. Esses tipos de ritmos podem ou não possuir correlatos geofísicos. O ciclo menstrual é um tipo de ritmo infradiano com duração aproximada de 28 dias e que possui correlato geofísico. Suas causas fisiológicas está relacionada com a liberação do óvulo que na fase lútea do período menstrual que não será fertilizado, onde uma série de fatores hormonais causam a descamação do endométrio que é a camada superior do revestimento uterino, o que pode caracterizar o sangramento nessa área aproximadamente a cada 28 dias. Já as causas evolutivas envolvidas nesse processo pode está relacionada com necessidade durante toda a linha evolutiva de vertebrados de criar novas adaptações que permitisse a capacidade de proteger o embrião no processo de migração para o ambiente terrestre (fecundação interna), visto que ambiente aquático era o único meio pelo o qual as espécies se reproduzem por fecundação externa. Dessa forma, o ciclo menstrual aparece com a necessidade de renovação para manter o útero propício para fecundação interna além de induzir o término do ciclo reprodutivo rapidamente visando a economia de energia. Já o transtorno afetivo sazonal pode ser um exemplo de ritmo infradiano com correlato de ciclo geofísico, já que esse tipo de transtorno pode ocorrer frequentemente em períodos relacionados com as estações do ano, possuindo um ciclo anual. As causas fisiológicas desse evento estão relacionadas com a diminuição da quantidade de luz recebida pelos indivíduos típica durante o inverno, onde os dias são mais curtos que as noites, levando a produção de melatonina por um maior período de tempo, podendo ocasionar uma resposta exacerbada ao atraso do ciclo cronológico relacionado ao sono, podendo trazer sintomas como sonolência excessiva durante o dia, ganho de peso, indisposição e depressão. As causas evolutivas associadas a este transtorno podem estar relacionadas com uma tentativa geneticamente programada na linha evolutiva de conservar energia durante períodos historicamente previsíveis de diminuição do suprimento alimentar como o inverno, por exemplo, também podendo ter relação com a conservação de energia no contexto de ciclos reprodutivos sazonais.

Como vimos, vários tipos de ciclos biológicos possuem uma íntima ligação com mudanças ambientais externas decorrentes ou não da ação humana, e que isso pode trazer efeitos negativos fisiológicos. Mudanças como variações dos níveis dos mares, da temperatura média do planeta, da composição do carbono na atmosfera, da exposição à luminosidade, do ritmo de trabalho e pressão social, entre outras mudanças ambientais e sociais, são exemplos que exigem a presença de uma plasticidade da ritmicidade biológica muito evidente para adaptação a essas mudanças. A adaptação cronológica a o meio ambiente cíclico é um fator primordial para o aparecimento de uma estrutura temporal do ritmo biológico, permitindo a antecipação dos organismos às alterações ambientais que são primordiais para a sua sobrevivência. Por exemplo, no caso das oscilações contínuas no ciclo circadiano claro e escuro (24 horas), a maior parte dos organismos vivos estão adaptados a esse tipo de mudança regular, onde também ocorrem oscilações paralelas a este ciclo das funções comportamentais e fisiológicas endócrinas. Porém, se ocorre mudanças frequentes e não constantes de forma crônica, como no caso de exposição luminosa instável (como exposição de tela pela noite, ou até mesmo luzes das grandes metrópoles) e ritmicidade do sono irregular que podem ser um fenômeno característico no período antropoceno, o padrão rítmico biológico pode sofrer uma série de mudanças que excede a capacidade cronológica fisiológica adaptativa, como a própria duração da melatonina por exemplo, para este caso. Deslocamento da acrofase de ritmos, alterações na amplitude e na estabilidade da oscilação de ciclos, geram uma dessincronização rítmica interna (fisiológica) e externa (interação com o ambiente) e aumenta a labilidade dos osciladores circadianos, podendo apresentar esses ritmos com períodos menores que 20 horas, por exemplo. Todas essas alterações podem causar diversos efeitos deletérios fisiológicos e comportamentais que refletem na saúde do indivíduo.

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