Resumen

Nuestro cuerpo es una maquina perfecta capaz de repararse y crear vida somos como un gran rompecabezas y dentro de cada una de esas piezas hay otras más, es como un gran juego que descubrir y resolver,  el año pasado investigue sobre el cerebro y las neuronas, haciendo mi trabajo de investigación  fue ahí donde vi estas palabras “genes reloj”  me llamo tanto la atención que no me lo saque de la cabeza, así que le pregunte a mi  tío el Doctor Gustavo Adolfo Bermúdez Hernández él es doctor y está haciendo un Doctorado en Investigación, al hacerle la pregunta se emocionó y me comenzó a explicar, me quede tan impactado por lo que me dijo que decidí hacer mi proyecto sobre ese tema, en modo paréntesis les contare una pequeña historia, la abuelita de mi mamá falleció de cáncer cuando ella era una niña, hecho que la tiene triste hasta ahorita que ya es adulta, al leer sobre el cáncer me di cuenta que es una enfermedad terrible que destruye tu cuerpo y a su vez a las familias, les cuento esto porque los genes reloj y el cáncer están altamente conectados, y es por eso que  quiero llegar a todas las personas que sean posibles para hacer un cambio, acompáñenme los llevare por un viaje  adentro del núcleo de nuestras células donde se encuentra nuestra receta secreta.                                                          

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Al alterar el ciclo circadiano se generan mutaciones en los genes reloj los cuales provocan la aparición de tumores cancerígenos.

Antecedentes

Antes de empezar hay que tener claro ciertos temimos para que podamos entender, el primero es el ADN.

¿Qué es el ADN?

El ácido desoxirribonucleico (ADN) es un ácido nucleico que contiene toda la información genética hereditaria que sirve de “manual de instrucción” para desarrollarnos, vivir y reproducirnos.

El ADN se encuentra en el núcleo de las células, aunque una pequeña parte también se localiza en las mitocondrias, de ahí los términos ADN mitocondrial y ADN nuclear. El ADN como ácido nucleico está compuesto por estructuras más simples, las bases nitrogenadas. Estas son 4:

• Adenina
• Guanina
• Citosina
• Timina

¿Qué función tiene el ADN?

Además de su función más evidente, la de proveer la información genética que nos determina, el ADN tiene otras funciones, por ejemplo:

Replicación

La capacidad de hacer copias de sí mismo permite que la información genética se transfiera de una célula a las células hijas y de generación en generación.

Codificación

La codificación de las proteínas adecuadas para cada célula se realiza gracias a la información que provee el ADN.

Metabolismo celular

Intervienen en el control del metabolismo celular mediante la ayuda del ARN y mediante la síntesis de proteínas y hormonas.

Mutación

Nuestra evolución como especie está determinada por la función de mutación del ADN. También la diversidad biológica responde a esta capacidad.

¿Qué es el ARN?

El ARN o ácido ribonucleico es el otro tipo de ácido nucleico que posibilita la síntesis de proteínas. Si bien el ADN contiene la información genética, el ARN es el que permite que esta sea comprendida por las células. Está compuesto por una cadena simple, al contrario del ADN, que tiene una doble cadena.

¿Qué función tiene el ARN?

Las funciones del ARN pueden comprenderse mejor a través de la descripción de los diferentes tipos que existen. Entre los más conocidos están:

ARNm o ARN mensajero, que transmite la información codificante del ADN sirviendo de pauta a la síntesis de proteínas.

ARNt o ARN de transferencia, que trasporta aminoácidos para la síntesis de proteínas.

ARNr o ARN ribosómico que, como su nombre indica, se localiza en los ribosomas y ayuda a leer los ARNm y catalizan la síntesis de proteínas.

¿En qué se diferencian el ADN y ARN?

Algunas de las diferencias entre ADN y ARN ya las hemos mencionado, por ejemplo, que el ADN es de cadena doble y el ARN de cadena simple. Otras diferencias:

El azúcar que lo componen es diferente. En el ADN es la desoxirribosa y en el ARN la ribosa

En las bases nitrogenadas del ARN la Timina se sustituye por Uracilo, siendo entonces Adenina, Guanina, Citosina y Uracilo.

Entendiendo que es el ADN y el ARN les voy a explicar otro término “genes. “

 ¿Qué son los genes?

Los genes son las unidades de almacenamiento de información genética, segmentos de ADN que contienen la información sobre cómo deben funcionar las células del organismo.

Teniendo claro los términos ADN, ARN y genes vamos a otro muy importante “APOPTOSIS. “

 ¿Qué es Apoptosis?

La palabra “apoptosis” deriva del latín y significa “desprenderse” o “decaer”, como las hojas de un árbol en otoño. De la misma manera que la hoja cae del árbol cuando está muerta, la apoptosis se refiere a un proceso conocido como la “muerte celular programada”; es como si la célula reconociera que ha llegado su momento, y terminase consigo misma. Cuando esto ocurre, se pone en marcha un complejo mecanismo de señalización bioquímica y proteínas que se activan para “eliminar” la célula sin crear demasiado alboroto a su alrededor. Esto ocurre a menudo durante el desarrollo, por ejemplo, durante el proceso de formación de una mano. Al principio, la mano, parece más bien la de un pato con los dedos unidos por una fina membrana. Pero, entonces, las células de este tejido membranoso entran en apoptosis, y aparecen los dedos. En algunos casos poco frecuentes, la apoptosis no ocurre y la persona nace con los dedos de los pies unidos por esta membrana.

La apoptosis normalmente se da en células que han acometido su función en el cuerpo durante el tiempo suficiente y les toca renovarse, para dar lugar a otras células nuevas y jóvenes. Cuando esto no tiene lugar, aparece el cáncer, las células se vuelven inmortales y no paran de proliferar. Por lo tanto, la apoptosis es un proceso normal y necesario. Aunque un exceso de apoptosis también resulta un problema que da lugar a las llamadas enfermedades neurodegenerativas, donde las células que mueren antes de tiempo.

Llegando al final de nuestro pequeño diccionario de términos le toca a este último “Ciclo Circadiano”

¿Qué es un ciclo circadiano?

El ciclo circadiano corresponde a las modificaciones físicas, conductuales y mentales que siguen un ritmo durante 24 horas. Estos procedimientos son naturales y responden fundamentalmente a la oscuridad y a la luz y florecen en la gran mayoría de los seres vivos. Cabe destacar, que en este conjunto se incluyen los microbios, plantas y animales.

Ahora ha llegado el momento de mi gran pregunta ¿Que son los genes reloj y su relación con el cáncer?

Continuemos con los ciclos circadianos, son ritmos biológicos con una duración cercana a 24 horas, regulan nuestra actividad metabólica, hormonal y conductual diaria. Se establecen por la actividad de un grupo de genes, denominado genes reloj, quienes se expresan rítmicamente en el cerebro y tejidos periféricos. Estudios epidemiológicos recientes sugieren que las alteraciones del ritmo circadiano representan un factor de riesgo para el desarrollo de cáncer en humanos. De manera interesante se encontró que ratones mutantes del gen reloj Per2 desarrollan tumores. Con estas evidencias, se han analizado biopsias de diversos tipos de cáncer en humanos, demostrando que la expresión de los genes Per1, Per2 o Per3 está considerablemente reducida, en comparación con tejido normal.

En los mamíferos, los ritmos circadianos son generados por un reloj biológico central o “maestro”, localizado en unas estructuras hipotalámicas llamadas núcleos supraquiasmáticos en el sistema nerviosos central, y por relojes localizados en las células de diversos tejidos, conocidos como osciladores periféricos En conjunto, estos relojes son sistemas capaces de generar un orden temporal en las actividades del organismo, oscilan con un periodo regular y utilizan estas oscilaciones como referencia temporal interna para regular el ritmo biológico de muchas de las funciones corporales, tales como: el dormir y el despertar, el descanso y la actividad, la temperatura corporal, la presión arterial, el gasto cardiaco, el consumo de oxígeno, el equilibrio de los fluidos y la secreción de glándulas endocrinas.

Genes reloj y mecanismo molecular del reloj circadiano

Estudios de mutagénesis realizados en la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) permitieron identificar moscas mutantes con alteraciones del ritmo circadiano. La caracterización y análisis de estas mutantes permitió descubrir un pequeño número de genes involucrados en generar y mantener el ritmo circadiano en estos insectos. A este grupo de genes se les denominó genes reloj o “clock genes”

Posteriormente, se clonaron los genes homólogos en los mamíferos y se identificaron nuevos genes reloj a partir de hámsteres o ratones mutantes. En los mamíferos se han descrito al menos nueve genes reloj denominados: Per1, Per2, Per3, Cry1, Cry2, Clock, Bmal1.

Por otro lado, se ha demostrado que aproximadamente el 7% de todos los genes controlados por el reloj participan en procesos celulares importantes, como la proliferación celular o la apoptosis. Entre estos genes se encuentran: el oncogén c-Myc, los genes supresores de tumores Trp53 y Gadd45_, así como genes que codifican para caspasas, ciclinas, factores de transcripción y los factores asociados a ubiquitinas. Otro grupo de genes que presentan patrones de expresión circadiana lo conforman: genes que tienen que ver con el metabolismo y transformación de los alimentos, por ejemplo, los genes que codifican para las enzimas: colesterol 7- hidroxilasa, glucógeno sintasa, glucógeno fosforilasa, y factores de transcripción que gobiernan en el metabolismo de ácidos grasos (PPAR); y genes involucrados en la detoxificación citocromo p450 y Cyp2a5 [11]. Genes relacionados con la regulación del estado redox y la regulación de la energía, como el gen de la NADH deshidrogenasa, el gen del citocromo oxidasa y el gen que codifica para la proteína 1-del transportador de glucosa-6-fosfato Así como genes relacionados con control del citoesqueleto como la tubulina _ y tubulina b, entre otros Este podría ser también uno de los mecanismos mediante el cual el reloj circadiano controla diversas funciones celulares.

Genes reloj y cáncer

Con el fin de comprender la función de cada uno de los genes reloj en el mecanismo molecular responsable de generar los ritmos circadianos, se han desarrollado una serie de ratones mutantes o knock-out, en los que se ha inactivado de forma específica la función de estos genes. Estos ratones mutantes presentan pérdida del ritmo circadiano de actividad locomotora e ingesta de agua. Un hallazgo sorpresivo ocurrió al desarrollar ratones mutantes del gen reloj Per2, quienes además de pérdida del ritmo circadiano, desarrollaron hiperplasias de glándulas salivales, linfomas y teratomas cutáneos. Al tratar a los ratones mutantes Per2 con radiaciones gamma, un agente que daña al ADN, se aceleró el desarrollo de tumores, induciendo muerte prematura en estos roedores. En contraste, este fenotipo no se observó en los ratones control (no mutantes) sometidos al mismo tratamiento. Existen algunas teorías para tratar de explicar de qué manera el reloj circadiano funciona como supresor de tumores. Una de ellas fue establecida por Fu y col en el 2002, quienes propusieron que los ritmos circadianos pueden actuar como supresor de tumores debido a que participan en diversos niveles:

1) A nivel sistémico, el reloj central (NSQ) regula la proliferación celular y apoptosis en tejidos periféricos a través del sistema nervioso autónomo y sistemas neuroendocrinos, como el eje hipotálamo-pituitaria-adrenales e hipotálamo-pituitaria-gonadal.

2) in vivo, debido a que la actividad del sistema nervioso autónomo y de algunos sistemas neuroendocrinos está regulada por el NSQ, permitiendo una actividad rítmica de 24 horas en células de diversos tejidos periféricos. Este control se mantiene por medio de vías de señalización mediadas por proteínas G acopladas a receptores transmembranales. Por lo tanto, la alteración en los ritmos neuroendocrinos podría conducir a la desregulación del ritmo circadiano en células de tejidos periféricos y promover la oncogénesis.

3) A nivel celular y molecular, debido a que los relojes circadianos regulan la expresión circadiana de diversos genes involucrados en el mantenimiento y control de la proliferación celular y la apoptosis en las células de los tejidos periféricos. Por lo tanto, debido a que estos mecanismos moleculares regulan el ciclo celular y la apoptosis, las mutaciones en los genes circadianos podrían causar la pérdida de regulación de estos procesos y el desarrollo del cáncer. En conjunto, todos estos resultados apoyan la idea de que el reloj circadiano orquesta eventos mitóticos; lo que pone de manifiesto la importancia de la regulación circadiana en las funciones celulares. Patologías asociadas con los trastornos del ritmo circadiano El ser humano presenta una serie de cambios fisiológicos durante el transcurso del día circadiano (24 h). Por ejemplo, los cambios hormonales que ocurren al inicio del día principalmente a nivel del eje hipotálamo-hipófisis-glándulas suprarrenales, se traducen en la liberación de catecolaminas al torrente sanguíneo con su correspondiente efecto activador de las funciones orgánicas. Esto hace posible que el organismo se mantenga despierto y activo debido a un aumento en el tono muscular y en la actividad nerviosa. La liberación de catecolaminas disminuye durante la noche, con lo que disminuye también su efecto activador y se produce el sueño, periodo en el que se anulan las funciones intelectuales conscientes para dar paso a las inconscientes. Por lo tanto, la integridad de la estructura biológica circadiana es fundamental para el funcionamiento biológico y cognitivo eficiente. Sin embargo, cuando aparecieron los trabajos en turnos rotativos, ocurrió un cambio en los hábitos conductuales del hombre, creando la necesidad de trabajar de noche y descansar durante el día. A estos cambios en los hábitos de conducta se les llama inversión del ritmo circadiano y son consecuencia de un desalineamiento del ritmo circadiano interno. Esta alteración también se ha descrito en personas que realizan vuelos intercontinentales frecuentes, sometidas a trastornos de tipo jet-lag, donde ocurre una alteración abrupta del ciclo circadiano habitual entre el sueño y la vigilia. La alteración del sistema circadiano en estas personas conlleva, a que la relación de fases normales que existen entre distintos ritmos se altere, debido a que el sistema circadiano ha sido desafiado por ciclos de luz-oscuridad inusuales. Los trastornos del ritmo circadiano ocurren como consecuencia de múltiples factores como: el jet-lag, trabajo nocturno o demoras en las fases de sueño, ronquido, obesidad, mioclono nocturno, síndrome de piernas inquietas, fobias, narcolepsia, entre otros y llegan a desencadenar una serie de patologías a largo plazo. Un ejemplo claro de ello ocurre con la pérdida del ritmo de sueño, que conduce a la aparición de enfermedades como la obesidad, envejecimiento precoz, pérdida de la memoria, etc.

Por otro lado, la falta de sueño crónica está relacionada con alteraciones cardiacas, como cambios en la presión arterial (hipotensión e hipertensión) y en la frecuencia cardiaca, enfermedad coronaria e inclusive infarto de miocardio. Un grupo de investigadores afirman que existe una relación directa entre la falta de sueño y el aumento de la presión sanguínea, la cual puede derivar en ataque cardiaco y en infarto cerebrovascular. Existen también otras patologías relacionadas con la pérdida del ritmo circadiano, entre las que se encuentran: problemas digestivos como gastritis, úlceras y estreñimiento, depresión, irritabilidad, trastornos neurológicos, y enfermedades metabólicas, incluyendo la diabetes. En el caso de la diabetes se sugiere que el punto de regulación de la glucosa, así como el de la insulina siguen el ritmo circadiano, por lo que se plantea que en algunos pacientes diabéticos se pierde la comunicación entre el reloj y los órganos periféricos, entre ellos el páncreas y el hígado. Estudios epidemiológicos recientes sugieren que los trastornos del ritmo circadiano constituyen un factor de riesgo para el desarrollo del cáncer. En un estudio realizado con pilotos y asistentes de vuelo de diversas líneas aéreas, quienes sufren trastornos frecuentes del ritmo circadiano de tipo jet-lag, se encontró que presentan una mayor incidencia de cáncer de mama, cáncer de piel, cáncer de próstata y cáncer de colon, en comparación con la población normal.

Otros estudios epidemiológicos realizados a lo largo de varios años, han sugerido que las mujeres que trabajan de noche o que se ven sometidas a rotaciones frecuentes en el turno de trabajo muestran una mayor incidencia de cáncer de mama en comparación con las mujeres que trabajan durante el día. En un estudio realizado por la Dra. Schernhammer y colaboradores, durante un periodo de 10 años, con la participación de más de 78000 mujeres, se evaluó la relación entre el riesgo de padecer cáncer de mama y el trabajo en turnos nocturnos. En este período se diagnosticaron 2400 casos con esta patología y mostraron una correlación con el aumento en el número de años de trabajo en turno nocturno. Estos resultados sugieren que las alteraciones de los ritmos circadianos podrían ser más importantes que la historia familiar en la determinación del riesgo a padecer cáncer de mama.

Objetivo

Comprender sobre los genes reloj, y el cáncer y demostrar que nuestro ciclo circadiano se ve alterado de manera continua poniendo en riesgo nuestra salud.

Justificación

Quiero llevar un mensaje a todo el mundo para que hagan conciencia sobre sus hábitos y cuiden su cuerpo y su salud.

Hipótesis

Al hacer encuestas a grupos de adultos de 20 a 45 años nos daremos cuenta que no respetamos el orden de nuestro ciclo circadiano, pudiendo provocar alteraciones en nuestros genes reloj.

Método (materiales y procedimiento)

Se realizo una encuesta a 1 segmento de población.

1.- Adultos con un rango de edad de 20 a 45 años.

En donde el objetivo principal era recaudar información sobre los hábitos de sueño, como la hora en la que se van a adormir, si antes de dormir están en contacto con algún dispositivo electrónico que emane luz como celulares, tableta, televisión etc., y la hora en la que se despiertan, de esta manera es que podemos darnos

cuenta de que existe un problema con nuestros hábitos de sueño los cuales son muy importantes para la salud de nuestro cuerpo ya que en la noche es cuando entra en modo reparación.

Es importante mencionar que la OMS (Organización Mundial de la Salud) menciona que el insomnio crónico afecta al 8%y al 10% DE la población adulta y el insomnio transitorio lo sufren alrededor del 40% de la población

Galería Método

Resultados

Se encuestaron a 401 personas hombres y mujeres de 20 a 45 años y estos fueron los resultados:

Galería Resultados

Discusión

Propuesta

Al investigar acerca de los hábitos de sueño se me ocurrió mostrarle a todos lo fácil y lo accesible que hoy en día es tener al alcance métodos para poder dormir.

Ondas Delta

Las ondas Delta son lentas y de baja frecuencia (entre 1.5-4 hercios) que son el patrón dominante de ondas cerebrales de sueño profundo (etapa 3 y 4), NMOR.

Como puede verse, cuanto más rápido (y mayor frecuencia tenga) el patrón de ondas cerebrales, mayor será su estado de excitación. Cuanto más lentas y más bajas sean las ondas cerebrales, más profundo será el estado de relajación o sueño

Las ondas delta son las ondas cerebrales asociadas al sueño profundo y reparador. Si te cuesta conciliar el sueño o mantenerlo, las ondas delta pueden ayudarte a conseguir el descanso que necesitas. Para obtener el máximo beneficio de las ondas delta, escuche una frecuencia de 1 a 4 Hz antes de acostarse.

Las frecuencias pueden ser encontradas en you tube de manera gratuita.

Conclusiones

La vida y la ciencia nos brinda la información para poder hacer las cosas de manera diferente, teniendo en cuenta la frase de “Conocimiento es poder” considero que radica en nosotros hacer un cambio, en mirarnos y ver cuánto nos comportamos, cuanto estamos dispuestos a cambiar nuestros hábitos para mejorar nuestra calidad de vida, por nosotros y por nuestros seres queridos, la solución está al alcance de nuestras manos, ahora que lo saben, me despido con esta pregunta. ¿se atreven a hacer un cambio?

Bibliografía

1.-Médica A.D.A.M. [Internet]. Johns Creek (GA): Ebix, Inc., A.D.A.M.; ©1997-2020. Anomalías de la uña; [actualizado 16 abr. 2019; consulta 30 ago. 2020

2.-Rotstein NP, Politi LE, German OL, Girotti R. Protective effect of docosahexaenoic acid on oxidative stress-induced apoptosis of retina photoreceptors. Invest Ophthalmol Vis Sci 2003 May [citado 24 Jul 2011]

3.-González SJ, Cristiano E, Argibay P. Epigenética y epigenoma: un paso más allá en la etiología y potencial tratamiento de las enfermedades neurológicas. Medicina (Buenos Aires) [2011 Jul-Ago [citado 13 Sept 2011

4.-Yamamoto T, Nakahata Y, Soma H, Akashi M, Mamine T, Takumi T. Transcriptional oscillation of canonical clock genes in mouse peripheral tissues. BMC Mol Biol 2004; 5:1-8.

5.-Damiola F, Minh NL, Preitner N, Kornmann B, Fleury-Olela F, Schibler U. Restricted feeding uncouples circadian oscillators in peripheral tissues from the central pacemaker in the suprachiasmatic nucleus. Genes Dev 2000; 14:2950- 61

6.-Winter SL, Bosnoyan-Collins L, Pinnaduwage D, Andrulis IL. Expression of the circadian clock genes Per1 and Per2 in sporadic and familial breast tumors. Neoplasia 2007; 9:797-800

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography