O sono e o ritmo circadiano (cronobiologia)

 Há tempos a ciência vem estudando o cortisol, um hormônio do estresse que aumenta durante crises de ansiedade aguda. No inicio das descobertas,os cientistas estavam cientes de que o cortisol também diminui e flui em ciclos circadianos. Amostras de sangue coletadas repetidamente ao longo do tempo mostraram que os níveis de cortisol caem quando as pessoas adormecem mais tarde do que o normal, atrasando o aumento esperado que ocorre algumas horas após a hora de dormir. Isso mostra que o sono interage com os ritmos circadianos para afetar a secreção do hormônio.

Os ritmos circadianos são conhecidos por regular funções essenciais em nosso organismo que vão desde a liberação de hormônios até a temperatura corporal, sono e metabolismo. Os relógios internos do corpo são primorosamente sintonizados com as sugestões ambientais e otimizados para o mundo natural. Isso também significa que eles podem ser desviados pela vida no mundo moderno. As interrupções circadianas estão cada vez mais ligadas à deficiência de sono, bem como a doenças crônicas, como diabetes.

O sono é holístico, afetando o coração, cérebro, pulmões, verdadeiramente todas as partes do corpo, e seu estudo envolve todos os nossos sistemas orgânicos.

O estudo dos ritmos circadianos é chamado de cronobiologia e baseia-se em uma longa história evolutiva. Bilhões de anos atrás, as cianobactérias fotossintéticas desenvolveram a capacidade de seguir os relógios circadianos para antecipar e responder à luz do sol ao amanhecer e, à medida que plantas e animais mais complexos se espalharam pelo planeta, eles também desenvolveram funções rítmicas que fornecem vantagens adaptativas. Os pássaros desenvolveram relógios circadianos para se orientarem de acordo com a posição do sol durante a migração, e pequenos mamíferos, como esquilos, desenvolveram um senso inato de escapar de predadores em horários que minimizam suas chances de serem caçados e mortos. Algumas das primeiras evidências de ritmos circadianos foram geradas durante experimentos realizados há mais de 300 anos quando os cientistas descobriram que certas espécies de plantas movem suas folhas na mesma hora do dia, mesmo que estejam sujeitas à escuridão total. O termo “circadiano” foi posteriormente cunhado para descrever os ritmos biológicos que circulam em períodos de 24 horas, mesmo na ausência de estímulos ambientais.

Nos mamíferos, a biologia circadiana é em grande parte governada por um feixe de células nervosas do tamanho de uma cabeça de alfinete no cérebro chamado núcleo supraquiasmático (SCN). Este chamado relógio mestre preside uma série de processos fisiológicos. Os cientistas costumavam pensar que o SCN estava ligado aos seus ritmos cíclicos pelo horário de dormir/vigília e pelas interações sociais. Mas se descobriu que o SCN é, na realidade, ativado por impulsos de luz que viajam pelas células nervosas da retina até o cérebro humano. A luz sincroniza o SCN com o dia solar, levando-o, por exemplo, a coordenar a liberação de cortisol para aumentar durante a noite várias horas após a hora de dormir, precedida pela liberação do hormônio do sono, a melatonina, que começa uma ou duas horas antes de dormir e atinge o pico no meio da noite.

A princípio, os cientistas presumiram que o SCN controlava todos os aspectos da biologia circadiana e do comportamento dos mamíferos. Mas, no final da década de 1990, fizeram outra descoberta crucial: órgãos e células individuais contêm seus próprios relógios circadianos, cada um deles operando de maneira semelhante em horários de 24 horas conduzidos por um relógio molecular governado por células.

Se analisarmos uma célula do coração, da pele ou do fígado ela exibirá comportamentos rítmicos mesmo sem informações externas do ambiente ou de uma rede neural. Uma célula hepática isolada, por exemplo, ativa os genes necessários para o metabolismo em intervalos programados, independentemente de estar se comunicando com o SCN ou não. Como um relógio central, o SCN desempenha o papel de um condutor, sincronizando outros relógios com a programação claro/escuro por meio de sua sinalização hormonal e neuronal. Mas os outros relógios “periféricos” ainda podem ser zerados por sinais comportamentais específicos de seu funcionamento, como o horário das refeições.

Os processos mais importantes de cada sistema orgânico são regulados por seus relógios circadianos. Os relógios circadianos no tecido pulmonar regulam a respiração e, no coração, regulam o funcionamento cardíaco. Mas quando os relógios do corpo ficam fora de sincronia, surgem problemas. É o que está acontecendo hoje, à medida que as tecnologias modernas nos separam do dia solar para o qual nossos corpos evoluíram. Passamos através de fusos horários, obscurecendo nossa capacidade interna de distinguir o dia da noite, resultando em jet lag. A maioria de nós passa várias horas da noite banhados por luz artificial que sinaliza o dia para o SCN - mudando os relógios circadianos mais tarde no tempo. Pesquisas mostram que bebês prematuros expostos a ciclos alternados de 12 horas de claro e escuro na unidade de terapia intensiva neonatal ganham mais peso, atingem melhores níveis de oxigênio e recebem alta semanas antes do que bebês mantidos em UTINs continuamente iluminadas, significando como os ritmos solares estão embutidos no genoma humano.

A luz é o desregulador mais potente da biologia circadiana. Isso é especialmente verdadeiro para a luz azul que emana de nossas telas de computador, que tem impactos muito maiores no sistema circadiano do que a luz de comprimentos de onda mais longos. Além desses efeitos no sistema circadiano, a luz incide diretamente nos olhos, produzindo um efeito de alerta. Estudos mostram que pessoas que leem e-books todas as noites em um brilho típico têm níveis de melatonina suprimidos, demoram mais para adormecer e ficam menos alertas na manhã seguinte. Outros dispositivos emissores de luz portáteis à noite interrompem os ritmos circadianos e perpetuam a deficiência do sono. O horário de verão tem efeitos prejudiciais, principalmente a redução da duração do sono, que tem sido associada a problemas de saúde e cognitivos.

O sono desempenha muitas funções cruciais nos seres humanos: ocorre uma verdadeira depuração de produtos residuais para fora do cérebro através de canais linfáticos, incluindo proteínas amiloides, que danificam as células nervosas. Também reproduzimos muitas das experiências que tivemos durante o dia enquanto dormimos e reforçamos os caminhos pelos quais essas memórias são armazenadas. A deficiência de sono, por outro lado, que ocorre quando os adultos dormem menos de 7 a 9 horas por noite, é prejudicial para o desempenho. Alguém que dorme em média de quatro a cinco horas por noite durante vários dias seguidos desenvolve o mesmo nível de comprometimento cognitivo como se estivesse acordado por 24 horas, o que equivale a estar bêbado. Pesquisas mostrarm que padrões irregulares de sono e exposição à luz em alunos de graduação de Harvard estão ligados a ritmos circadianos atrasados ​​e menor desempenho acadêmico.

A luz artificial está longe de ser o único disruptor circadiano - os outros relógios do corpo são afetados de forma semelhante por suas próprias exposições inoportunas. Relógios no intestino, por exemplo, foram preparados pela evolução para receber comida durante o dia; lanches e refeições noturnas fazem com que eles “reiniciem”. Os relógios no tecido muscular evoluíram para facilitar a atividade física diurna, não os treinos noturnos na academia

Desalinhamentos circadianos colocam as pessoas em risco de doenças crônicas. Durante um estudo, descobriu-se que participantes humanos vivendo em condições nas quais seus horários de refeições, horários de sono e horários claro/escuro eram repetidamente alterados exibiam alterações metabólicas preocupantes: em poucos dias, seus níveis de glicose após as refeições estavam elevados, a pressão sanguínea aumentava, os níveis de cortisol atingiram o pico na hora de dormir, e não ao acordar, e os níveis de leptina diminuíram. A leptina é um hormônio que suprime a fome, e níveis baixos estimulam o apetite e tornam as pessoas lentas.

Essas e outras descobertas ajudam a apoiar evidências epidemiológicas que ligam o trabalho noturno a riscos mais altos de obesidade, doenças cardíacas e diabetes que não podem ser totalmente explicados por outros fatores, como estilo de vida ou histórico familiar. Pessoas que se alimentam durante a noite mudam o ritmo circadiano endógeno da glicose em cerca de 12 horas,tornando-se permanentemente elevada. Precisamente por que comer à noite aumenta os níveis de glicose não está claro. Evidências acumuladas, no entanto, sugerem que refeições atrasadas, juntamente com o aumento normal dos níveis de melatonina à noite, desempenham um papel importante.

Todas essa evidências têm implicações entre os trabalhadores de plantões noturnos. Um exemplo : médicos residentes tomando decisões de vida ou morte no hospital. Turnos de 24 horas ou mais são um rito de passagem na formação médica. Mas a privação do sono diminui o estado de alerta e o desempenho e pode aumentar o número de erros médicos. Os plantões de 24 horas exigem que os residentes trabalhem durante as fases circadianas, quando sua sonolência subjetiva está em seus níveis mais altos.Residentes que trabalham em turnos limitados a não mais de 16 horas têm melhores pontuações em testes neurocomportamentais, não são tão sonolentos e cometem menos erros médicos.

Finalmente, a questão do horário de verão. Os relógios são adiantados em uma hora para que a escuridão caia mais tarde sem qualquer alteração na quantidade de luz do sol. Então os relógios são,depois,atrasados  restaurando assim o tempo padrão. O horário de verão foi estabelecido décadas atrás como uma medida de economia de energia - uma premissa que mais tarde se provou não ser verdadeira. Aqueles que querem torná-lo permanente dizem que as tardes mais claras estimulam mais atividade econômica. No entanto, o horário de verão tem alguns efeitos nocivos, principalmente a redução da duração do sono, o que, por sua vez, tem sido associado a problemas de saúde.

Comportamentos que perturbam nossos ritmos, como manter horários de sono irregulares, ser exposto à luz artificial à noite e comer em horários errados podem exigir muito esforço para mudar. Mas, quanto mais entendermos os mecanismos subjacentes, melhor será a oportunidade de projetar abordagens baseadas no ritmo circadiano que melhorem a saúde.