Un zeitgeber ( / ˈ ( t ) s aɪ t ɡ eɪ b ər , ˈ z aɪ t -/ (T)SYTE -gay-bər, ZYTE - , alemán: [ˈtsaɪtˌɡeːbɐ] ) es cualquier señal externa o ambiental que sincroniza los ritmos biológicos de un organismo , generalmente de origen natural y que sirve para sincronizar los ciclos de luz/oscuridad de 24 horas y 12 meses de la Tierra. [1] [2]
El término Zeitgeber ( literalmente, " dador del tiempo " ) fue utilizado por primera vez por Jürgen Aschoff , uno de los fundadores del campo de la cronobiología . Su trabajo demostró la existencia de relojes biológicos endógenos (internos), que sincronizan los ritmos biológicos. Además, descubrió que ciertas señales exógenas (externas), a las que llamó zeitgeber, influyen en el tiempo de estos relojes internos.
Cualquier proceso biológico del cuerpo que se repite durante un período de aproximadamente 24 horas y mantiene este ritmo en ausencia de estímulos externos se considera un ritmo circadiano . [4] Se cree que el núcleo supraquiasmático (SCN) del cerebro, o marcapasos interno, es responsable de regular los ritmos biológicos del cuerpo, influenciado por una combinación de señales internas y externas. [2] Para mantener la sincronía entre el reloj interno y el entorno externo, los zeitgebers, como la salida del sol, provocan la vigilia en los humanos. Esta capacidad de alinear comportamientos como la alimentación y la actividad al ciclo ambiental externo es un proceso llamado arrastre . [5]
Los ritmos biológicos , incluidos los ciclos relacionados con el sueño y la vigilia, el estado de ánimo y el rendimiento cognitivo, están sincronizados con el reloj circadiano interno del cuerpo . [6] La mejor manera de observar el funcionamiento de este reloj es privar experimentalmente a los individuos de señales externas como la luz y la interacción social y permitir que el cuerpo experimente un entorno de "libre funcionamiento", es decir, uno en el que no hay zeitgebers que influyan en los ritmos del cuerpo. [6] En estas circunstancias, el reloj circadiano por sí solo modula los ritmos biológicos del cuerpo. [6] Sin embargo, normalmente, las señales externas como los ciclos de luz-oscuridad y las interacciones sociales también ejercen una influencia en los ritmos del cuerpo. Estos zeitgebers lo hacen alertando a los individuos sobre los cambios en la probabilidad de posibles recompensas o amenazas en el entorno, o permiten a los individuos anticipar cambios predecibles en su entorno. Por ejemplo, los ratones, que son organismos presa, son inactivos durante el día para evitar la depredación de los depredadores, que son más activos durante el día. También hay una mayor competencia por los recursos durante el día, por lo que los ratones comenzarán a volverse activos a medida que se acerca la noche para obtener con éxito recursos para sobrevivir y evitar la depredación.
Las primeras investigaciones sobre los ritmos circadianos demostraron que, cuando los seres humanos no tienen zeitgebers o están en condiciones de iluminación constante, tienen un período de "funcionamiento libre" de 24,9 horas. [7] En este experimento, los seres humanos estaban en un búnker subterráneo insonorizado donde las luces estaban encendidas continuamente. Los sujetos preparaban sus propias comidas y tomaban sus propias muestras, por lo que tampoco había señales de interacción social. Por lo tanto, los seres humanos se adaptan del ritmo interno de 24,9 horas al día de 24 horas.
Existen muchos zeitgebers diferentes, y su influencia relativa en un individuo en un momento dado depende de una serie de factores, la hora del día en que se presenta el zeitgeber y la intensidad de ese zeitgeber. Por ejemplo, Jürgen Aschoff demostró que los individuos pueden compensar la ausencia de algunos zeitgebers como la luz natural prestando atención en su lugar a los zeitgebers sociales. En concreto, los individuos colocados en oscuridad total durante cuatro días no difirieron en una variedad de medidas, incluida la temperatura corporal y varias tareas psicomotoras como la estimación del tiempo y el golpeteo de los dedos, de los individuos colocados en un entorno de luz y oscuridad artificial cuando a ambos grupos se les dio el mismo horario estricto. [8] Los investigadores concluyeron que los zeitgebers sociales, como los horarios de las comidas y las interacciones con otras personas, pueden sincronizar los ritmos biológicos de formas similares a las de otros zeitgebers comunes como la luz.
Dado que el reloj interno se ajusta a sí mismo mediante zeitgebers, la pérdida o alteración de los zeitgebers habituales de una persona puede resultar muy desorientadora. Cuando una persona experimenta cambios significativos en los zeitgebers, como por ejemplo que le programen el turno de noche de forma irregular, esos cambios pueden tener diversos efectos negativos. Un ejemplo de este fenómeno es el jetlag , en el que viajar a otra zona horaria provoca una desincronización de los ciclos de sueño-vigilia, el apetito y las emociones. Estas alteraciones de los zeitgebers también pueden provocar una disminución del rendimiento cognitivo, un estado de ánimo negativo y, en algunos casos, episodios de enfermedad mental.
Los investigadores han demostrado que el reloj circadiano de 24 horas también influye en el rendimiento cognitivo en una amplia variedad de paradigmas, incluida la búsqueda en serie , el razonamiento verbal, las tareas de memoria de trabajo , la supresión de respuestas incorrectas y la destreza manual. [6] [9] El rendimiento en estas tareas varía a lo largo del día, y cada tipo de tarea tiene un ritmo diario único. Por ejemplo, el mejor momento para realizar una tarea de memoria de trabajo tiende a ser el mediodía, mientras que la memoria inmediata es mejor por la mañana y el procesamiento simple se realiza idealmente por la noche. [9] Además, las diferencias individuales entre los participantes pueden tener un efecto en los ritmos diarios en el rendimiento. Los estudios han encontrado que los niños realizan ejercicios de cálculo mental con mayor éxito por la mañana, [10] pero el rendimiento de los adultos jóvenes alcanza su punto máximo por la noche. [11] Esta variación en el rendimiento de varias tareas es atribuible a una serie de factores, incluida la carga relativa de la memoria de trabajo, el cambio de estrategia, el dominio hemisférico, la capacidad para suprimir las respuestas incorrectas, la edad, el nivel de práctica y la matutina-vespertina, muchos de los cuales fluctúan según la hora del día. [9] Basándose en estos hallazgos, los investigadores concluyen que los factores que alteran los ritmos circadianos también pueden afectar el rendimiento cognitivo.
Las alteraciones en los zeitgebers pueden ejercer una influencia negativa en la emoción y el estado de ánimo, así como en el funcionamiento cognitivo. [6] Se teoriza que la alteración de los ritmos biológicos por los zeitgebers aumenta el riesgo de algunas formas de psicopatología . Hay evidencia sólida de que las personas con depresión experimentan ritmos biológicos irregulares, incluidos ciclos de sueño-vigilia interrumpidos, ritmos de temperatura y cortisol . [12] Estos hallazgos respaldan la teoría propuesta por primera vez por Ehlers, Frank y Kupfer en 1988 que dice que los eventos vitales estresantes pueden conducir a episodios depresivos al alterar los ritmos sociales y biológicos, lo que lleva a síntomas negativos como la alteración del sueño que puede desencadenar depresión en individuos vulnerables. [1] Trabajos recientes también han demostrado que intervenciones como la terapia de luz , la privación del sueño y algunos antidepresivos farmacológicos pueden ser eficaces en el tratamiento de la depresión al reordenar estos ritmos a su estado natural. [13] Estas intervenciones influyen en el estado de ánimo del individuo, su temperatura corporal, los niveles de cortisol y la producción de melatonina , todos los cuales parecen ser irregulares en los individuos deprimidos.
Algunos investigadores han sugerido que las alteraciones de los ritmos biológicos presentes en las personas deprimidas pueden ser en realidad el resultado de alteraciones previas de las interacciones sociales, que sirven como señales para esos ritmos. [1] Esta posibilidad puede ayudar a explicar la relación entre los acontecimientos vitales estresantes y el desarrollo de trastornos del estado de ánimo. Por ejemplo, las parejas recién casadas o que cohabitan a menudo necesitan adaptarse a los ritmos de sueño del otro cuando comienzan a compartir la misma cama por primera vez. Este ajuste puede ser difícil y puede provocar alteraciones en la calidad y cantidad del sueño, y posiblemente aumentar el riesgo de depresión como resultado. Los investigadores han intentado explorar el efecto que los acontecimientos vitales que alteran los ritmos sociales pueden tener sobre los síntomas depresivos de diversas maneras. Varios estudios han analizado si la pérdida de un cónyuge, un acontecimiento vital negativo significativo que a menudo se asocia con un aumento de los síntomas depresivos, puede conducir a un aumento de la depresión a través de la alteración de los ritmos sociales. Además del duelo, los cónyuges en duelo también pueden estar lidiando con cambios en numerosos zeitgebers sociales. Por ejemplo, los cónyuges en duelo pueden enfrentarse de repente a cambios en los horarios de las comidas, responsabilidades por tareas adicionales, expectativas sociales o simplemente la realidad de vivir día a día sin el compañero de conversación habitual. En conjunto, los hallazgos de los estudios sobre cónyuges en duelo indican que cuando el duelo se asocia con cambios en los ritmos sociales, es probable que aumenten los síntomas depresivos; sin embargo, si los individuos en duelo son capaces de mantener los ritmos sociales después de la muerte de su cónyuge, es menos probable que aumente la depresión. [2] Estos hallazgos sugieren que la estabilidad del ritmo social puede no depender completamente de los acontecimientos de la vida, sino que también tiene algunos elementos similares a los rasgos, ya que algunos individuos pueden ser más propensos a mantener los ritmos sociales que otros después de la ocurrencia de un acontecimiento vital significativo.
A partir del año 2000, los estudios también han encontrado una conexión entre la alteración de los ritmos sociales y el desencadenamiento de episodios maníacos en el trastorno bipolar . [14] La diferenciación entre las alteraciones de los zeitgebers que conducen a la depresión y las que conducen a episodios maníacos ha resultado difícil. Sin embargo, tanto en la depresión unipolar como en la bipolar, el concepto de zeitgebers sociales como posibles factores de riesgo ha influido en el desarrollo de intervenciones para abordar este riesgo. Para el trastorno bipolar, la terapia del ritmo interpersonal y social (IPSRT) está destinada a regular y normalizar los ritmos sociales de un individuo, incluidos los horarios de las comidas, las relaciones personales, el ejercicio y las demandas sociales. Al regular los ritmos sociales, los terapeutas esperan normalizar a su vez los ritmos biológicos de los individuos. Los estudios no han encontrado mucha evidencia de que IPSRT mejore el estado de ánimo, pero las personas que se someten a IPSRT experimentan períodos más largos entre episodios bipolares, lo que indica que la normalización de los ritmos sociales puede tener un efecto preventivo. [13]
El trastorno afectivo estacional puede ocurrir como resultado de deficiencias en los zeitgebers (como la luz) durante los meses de invierno que estimulan el sistema de activación de recompensa , lo que resulta en un estado de ánimo deprimido. Algunos estudios han señalado a la hormona melatonina, que está regulada por ritmos circadianos, como un posible mecanismo. [15] Debido a que los relojes circadianos sincronizan los ciclos de sueño-vigilia humanos para que coincidan con los períodos del día durante los cuales el potencial de recompensa es más alto, es decir, durante el día [16] - y estudios recientes han determinado que los ritmos diarios en la activación de la recompensa en humanos también están modulados por los relojes circadianos, [16] las influencias externas sobre esos ritmos pueden influir en el estado de ánimo de un individuo.