Ritmo circadiano - como funciona e qual a sua importância?

O que é o ritmo circadiano¹?

O ritmo circadiano¹ (latim: circa = aproximadamente + diem = dia) caracteriza-se por mudanças físicas, mentais e comportamentais que se dão nas pessoas no período de um dia. Ele responde principalmente (mas não só) à luz e às trevas no ambiente de um organismo. Dormir à noite e estar acordado durante o dia é um exemplo de ritmo circadiano¹ relacionado à luz.

Os ritmos circadianos são encontrados na maioria dos seres vivos, incluindo animais, plantas e muitos pequenos micróbios. Diz-se, pois, que há um ritmo circadiano¹ quando qualquer processo biológico tem uma oscilação endógena ao longo de cerca de 24 horas (24 ± 4 horas). Esses ritmos de aproximadamente 24 horas são dirigidos por um “relógio circadiano interno”; os ciclos das diversas espécies são integrados entre si e fornecem à natureza um funcionamento perfeitamente harmônico.

Chama-se cronobiologia ao estudo formal dos ritmos biológicos temporais, como os ritmos de sucessão não só dos dias, mas também sazonais e anuais. Processos com oscilações de 24 horas só devem ser chamados de ritmos circadianos quando forem de natureza puramente endógena e não devidos a disciplinas diárias aprendidas.

Porém, embora os ritmos circadianos sejam endógenos ("incorporados"), eles são ajustados pelo ambiente local, por fatores externos como os ciclos de luz e temperatura, por exemplo. Para ser chamado de circadiano, um ritmo biológico deve atender a três critérios básicos:

1. Ter uma duração de aproximadamente 24 horas, endogenamente² determinado.
2. O ritmo circadiano¹ pode ser adaptado pela exposição a estímulos externos, como luz e calor, por exemplo. Viajar através dos fusos horários ilustra a capacidade do relógio biológico humano se ajustar à hora local externa.
3. Os ritmos devem manter a periodicidade circadiana em uma faixa de temperaturas fisiológicas³.

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Quais são as causas do ritmo circadiano¹?

O que levou os ritmos circadianos a evoluir ainda é uma questão enigmática. Algumas hipóteses antigas enfatizavam que as proteínas⁴ fotossensíveis e os ritmos circadianos poderiam ter se originado juntos nas primeiras células⁵, com o propósito de proteger o DNA duplicador de altos níveis de radiação ultravioleta durante o dia. No entanto, faltam evidências a esse respeito.

Estudos mais recentes destacam a importância da coevolução das reações de oxirredução com osciladores circadianos. A visão⁶ atual é que as mudanças circadianas nos níveis de oxigênio ambiental e a produção de espécies reativas de oxigênio na presença da luz do dia provavelmente levaram à necessidade de evoluir os ritmos circadianos para antecipar e neutralizar as reações de oxirredução de base.

De qualquer modo, sabe-se que os ritmos circadianos são comandados por eventos cósmicos e suas influências locais sobre a fisiologia⁷ dos seres particulares. A fisiologia⁷ humana varia endogenamente² conforme as épocas dos anos, havendo, por isso mesmo, enfermidades sazonais. Da mesma forma, varia nas diferentes horas do dia (ritmo circadiano¹) em que o corpo se prepara automaticamente para novas funções.

As plantas, igualmente, têm seu desenvolvimento condicionado às estações do ano e comportam-se durante as horas do dia de modo a melhor aproveitarem o sol, a água e os nutrientes. Alguns animais realizam impressionantes migrações em épocas propícias à reprodução⁸ e exercem atividades automaticamente adaptadas a horas do dia em que suas presas ou suas fontes de alimentação estão mais disponíveis.

Como funciona o ritmo circadiano¹?

Sabe-se agora que o relógio circadiano é autônomo em cada célula⁹ e que células⁵ diferentes podem se comunicar umas com as outras, resultando em uma sincronização de sinais¹⁰. Estes sinais¹⁰ podem interagir com as glândulas endócrinas¹¹ do cérebro¹² para resultar na liberação periódica de hormônios. Assim, também, a informação da hora do dia como transmitida pelos olhos¹³ viaja para o relógio no cérebro¹² e, através disso, os relógios no resto do corpo podem ser sincronizados. É assim que o tempo de sono-vigília, temperatura corporal, sede e apetite, por exemplo, são coordenadamente controlados pelo relógio biológico.

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Qual é a importância do ritmo circadiano¹?

Os ritmos circadianos permitem que os organismos (inclusive os organismos humanos) se antecipem e se preparem para as mudanças ambientais regulares. Assim, permitem que os organismos capitalizem melhor os recursos ambientais, como a luz e o alimento, por exemplo, em comparação com aqueles que não podem prever tal disponibilidade. Em termos evolutivos, os ritmos circadianos parecem colocar os organismos em certa vantagem seletiva. Mais ainda, a ritmicidade parece ser tão importante na regulação e coordenação de processos metabólicos internos, quanto na coordenação com o ambiente.

O ritmo biológico tem grande importância para a saúde¹⁴ humana. A cronoterapia (uso de remédios em coordenação com o relógio biológico) pode aumentar significativamente a eficácia dos medicamentos e reduzir a toxicidade¹⁵ ou as reações adversas. Vários estudos têm mostrado que uma soneca (curto período de sono) durante o dia não tem nenhum efeito mensurável nos ritmos circadianos normais, mas pode diminuir o estresse e melhorar a produtividade individual. Estudos também mostraram que a luz tem um efeito direto sobre a saúde¹⁴ humana devido à maneira como ela influencia os ritmos circadianos. Os ritmos circadianos também desempenham um papel no sistema de ativação reticular¹⁶, que é crucial para manter um estado de consciência.

Assim, os ritmos circadianos podem influenciar os ciclos de sono/vigília, a liberação de hormônios, os hábitos alimentares e a digestão¹⁷, a temperatura e outras funções corporais importantes. Por outro lado, os problemas de saúde¹⁴ podem resultar de um distúrbio no ritmo circadiano¹. Ritmos irregulares têm sido associados a várias condições crônicas de saúde¹⁴, como distúrbios do sono, obesidade¹⁸, diabetes¹⁹, depressão, transtorno bipolar e transtorno afetivo sazonal.

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