Tema Libre: Ritmos Biológicos, Cronobiología y Cronofarmacología

Un Desafío para el Profesional de Enfermería en la Administración de Medicamentos

Biological rhythms, chronobiology and chronopharmacology: A challenge to the nursing related to the drugs administration

Andrés Camargo Sánchez*, Rafael Antonio Vargas Vargas**

Facultad de Enfermería, Universidad de Ciencias Aplicadas y Ambientales (U.D.C.A), facultad de Medicina, Pontificia Universidad Javeriana, Bogotá, D.C., Colombia.

Ritmos Biológicos y Cronobiología

Los ritmos biológicos son un conjunto de fenómenos fisiológicos cíclicos que se presentan en los seres vivos. Son una propiedad conservada en todos los niveles de organización biológica, desde los organismos unicelulares hasta las plantas superiores y los mamíferos. Desde el nivel celular hasta el sistémico, con el organismo como un todo.

Los ritmos biológicos no constituyen un fenómeno casual, ni una respuesta pasiva a las condiciones ambientales, sino que forman parte de un proceso adaptativo al entorno, que proporciona un orden temporal interno fundamental para la supervivencia de las especies, su principal función es la optimización del metabolismo y la utilización de la energía para el sostenimiento de los procesos vitales del organismo(1).

la cronobiología como una rama de la fisiología

A partir del estudio de estos fenómenos surge la cronobiología como una rama de la fisiología, la cual se encarga de estudiar los mecanismos que regulan los ritmos biológicos, sus manifestaciones, sus alteraciones y las aplicaciones que puedan tener en el área de la salud.

La cronobiología como disciplina nació con la celebración del congreso sobre ritmos biológicos en Cold Spring Harbor (1960) dirigido por el Prof. Dr. Franz Halberg, y el desarrollo de la cronobiología ha sido progresivo durante las últimas décadas(2). La cronobiología estudia la organización temporal de los procesosde los Ritmos Biológicos, tanto a nivel molecular, celular, tisular, sistémico y del individuo en su conjunto, así como con su entorno, con el fin de establecer una concordancia entre los sucesos del ambiente y la organización de las funciones biológicas.

Todos estos mecanismos preparan al organismo ante cambios predecibles de una condición del ambiente, un evento que ocurre en forma repetida en el tiempo, con un intervalo y con una frecuencia constante y un periodo previsible, como sucede por ejemplo con el ciclo día-noche(3,4). Hacia 1981 los ritmos biológicos fueron clasificados en tres grandes grupos, de acuerdo con la frecuencia de su oscilación: ritmos circadianos, ritmos ultradianos y ritmos infradianos.

Más información de Ritmos Biológicos, Cronobiología y Cronofarmacología:

1. Cronobiología y Farmacología: Cronofarmacología
2. Cronofarmacología, Enfermería y Administración de Medicamentos

Ritmos circadianos

Los ritmos circadianos (el término “circadiano”, acuñado por Franz Halderg, proviene del latín circa, “cerca” y diano “día”, que literalmente significa “aproximadamente un día”) tienen una frecuencia cercana a las 24 horas. Estos ritmos representan una adaptación de los organismos al fenómeno de rotación de la tierra alrededor de su propio eje.

En los mamíferos los ritmos circadianos son generados por un reloj maestro ubicado en el hipotálamo, el núcleo supraquiasmático (SCN), y por relojes periféricos ubicados en diversos órganos, regulados a través de mecanismos de expresión génica de los denominados genes reloj.

Hasta ahora los ritmos circadianos han sido los más estudiados por sus implicaciones en funciones metabólicas, fisiológicas, comportamentales y reproductivas de casi todas las especies.

Los ritmos ultradianos son ritmos de alta frecuencia:

Se presentan más de una vez en un día, ejemplo de estos son los disparos de potenciales de acción neuronales, cuya duración es del orden de milisegundos, o los fenómenos del orden de minutos, como es el caso del ritmo cardíaco y la frecuencia respiratoria.

Los ritmos infradianos son ritmos de baja frecuencia, es decir, se presentan menos de una vez en 24 horas, aquí están incluidos fenómenos como el ciclo menstrual, la producción de plaquetas, cuyo período es de aproximadamente siete días, o el caso extremo, el ciclo reproductivo de bambú chino, con período de 100 años(5-15).

Médicos, biólogos, químicos-farmacéuticos, psicólogos y químicos han consolidado la cronobiología como una especialidad multidisciplinaria que pretende estudiar los ritmos biológicos en beneficio del enfermo.

Sus bases teóricas son relativamente complejas y conocer esta especialidad implica familiarizarse con un conjunto de conceptos y términos que suscitan un argot propio (ritmos exógenos, ritmos endógenos, período, amplitud, fase de respuesta, arrastre, cronograma, plexograma, sincronismo, desincronización interna y externa, zeitgeber, etc.) que relaciona la matemática de las funciones sinusoidales con elementos cosmológicos, ritmos biológicos y de ciencias de la salud(16).

Pero no solo los fenómenos fisiológicos tienen un ritmo biológico:

También se ha observado que muchas patologías poseen componentes temporales, tanto en sus manifestaciones clínicas, como en su susceptibilidad a protocolos de diagnóstico y tratamiento. Los signos y síntomas de muchas enfermedades varían a lo largo del día, así como en función de ciclos mensuales o estacionales(17).

Patrones cíclicos relacionados con el día, la noche o las estaciones se han reportado en enfermedades como la depresión(18), la hipertensión arterial(19), la enfermedad coronaria(20), o la artritis reumatoide(21). Las alteraciones en estos casos dependen de la disfunción de sistemas tan diversos como el sistema nervioso, el aparato cardiovascular, el sistema inmune y el sistema endocrino.

Múltiples reportes muestran como algunos sistemas corporales presentan variaciones en algunas situaciones clínicas. Variaciones que tienen un componente cíclico temporal que varía a lo largo del día.

Siendo de relevancia conocer los picos máximos en los valores de algunas variables fisiológicas (presión arterial, flujo sanguíneo, tono vascular, intercambio gaseoso, secreción de hormonas, liberación de neurotransmisores, división celular y expresión génica). Para tener una visión más amplia a la hora de planear cuidados de enfermería respecto a la administración de medicamentos:

1. Sistema vascular:

Los parámetros que muestran variación rítmica en este sistema son la presión arterial, la agregación plaquetaria y la rigidez de los vasos sanguíneos. Estas variaciones probablemente son debidas a la secreción de hormonas y sustancias químicas de regulación, que presentan una variación en un periodo de 24 horas (hormona antidiurética, péptido intestinal vasoactivo, melatonina, somatotropina, insulina, esteroides, serotonina, factor liberador de corticotropina, hormona adrenocorticotrópica, hormona liberadora de tirotropina, prostaglandinas y opioides endógenos).

Todos estos factores determinan el patrón temporal de la presión arterial, el cual presenta un ritmo circadiano caracterizado por un descenso durante el período de sueño en la noche y un fuerte aumento en las horas de la mañana, comúnmente observado en los pacientes hipertensos, lo que se asocia con un mayor riesgo cardiovascular y renal(22,23).

El aumento de la presión arterial también puede estar mediado por un aumento matutino de la agregación plaquetaria. Lo cual a su vez incrementa el riesgo de trombosis(24-26). Las variaciones circadianas de factores hormonales también pueden tener un efecto sobre el aumento de la rigidez de los vasos sanguíneos con implicaciones importantes de riesgo en evento cardiovasculares en horas de la noche(27-30).

2. Sistema cardíaco:

Este sistema incluye músculo cardiaco, tejido eléctrico cardiaco y sistema vascular coronario. Alteraciones a este nivel generan patologías que incluyen desde angina inestable hasta el infarto agudo de miocardio (IAM).

De acuerdo con la literatura, la presentación clínica del infarto agudo de miocardio tiene un patrón circadiano, que ha sido descrito en un gran número de estudios durante las últimas décadas, los cuales muestran un pico en la presentación de la patología en horas de la mañana.

Además de este patrón circadiano se ha encontrado una variación semanal en el tiempo de inicio del IAM, ya que se presenta un mayor riesgo en los días lunes, presumiblemente asociado con el estrés y otros posibles factores desencadenantes externos como ejercicio físico excesivo de fin de semana, la actividad sexual, el estrés mental y la tensión emocional. También se ha descrito una variación estacional, con un aumento de casos durante los meses de invierno en comparación con las otras estaciones(31).

Otro evento de relevancia clínica en el sistema cardiaco es la angina inestable. Aquí los episodios isquémicos también presentan una variación circadiana y con frecuencia se producen en reposo desde la medianoche hasta la madrugada. También se pueden presentar episodios isquémicos durante el ejercicio leve en la mañana. Sin embargo, no está asociada, por lo general, al ejercicio extenuante en la tarde(32).

3. Sistema inmune:

Actualmente hay un aumento en la evidencia científica que postula que el sistema inmune está regulado por ritmos circadianos, una amplia gama de parámetros inmunológicos, como el número de glóbulos rojos y células mononucleares de sangre periférica, así como el nivel de importantes mediadores inmunes, como citoquinas, están sometidos a fluctuaciones diarias.

Además del sistema circadiano, el sueño ejerce una fuerte influencia reguladora sobre las funciones inmunes(33-36).

4. Sistema respiratorio:

Actualmente se ha documentado la existencia y magnitud de variaciones circadianas sobre la respiración y el control de la respiración en los seres humanos, estas variaciones sumadas al sueño puede mediar en el aumento de la resistencia de vía aérea inferior en el asma nocturna, también el sistema de sincronización circadiano causa un aumento nocturno en el umbral quimioreflejo, lo que sugiere que esto puede aumentar la predisposición a padecer apnea del sueño(5, 37).

5. Sistema digestivo:

Lla mayoría de pacientes con úlceras pépticas o reflujo gastroesofágico desarrollan síntomas subjetivos de epigastralgia y dolor retroesternal desde la media noche a la madrugada (dolor nocturno), el cual suele desaparecer antes del desayuno, también las alteraciones circadianas en la secreción de ácido gástrico pueden tener una estrecha relación con la aparición y complicaciones de enfermedades gastroesofágicas(38).

6. Sistema nervioso:

Es importante resaltar que las enfermedades que involucran trastornos del ánimo se caracterizan por presentar patrones anormales en los ritmos circadianos, como es el caso del trastorno bipolar, la ansiedad y la depresión.

En estas variaciones del estado de ánimo se evidencian alteraciones en los ritmos principalmente en la noche que coincide con la máxima secreción de la hormona melatonina, un marcador del ritmo circadiano.

En las personas deprimidas se ha encontrado una disminución no rítmica de la amplitud secretora nocturna de melatonina(1), también las alteraciones del ritmo circadiano afectan el sueño cuya presentación clínica puede ser insomnio o somnolencia excesiva diurna, por lo que es importante saber la causa y el momento oportuno de tratarlas(39).

7. Cáncer:

Recientes estudios epidemiológicos recientes sugieren que los trastornos del ritmo circadiano constituyen un factor de riesgo para el desarrollo del cáncer. En estudios realizados con pilotos y asistentes de vuelo y mujeres que laboran en el horario nocturno o que presenta rotación en los turnos de trabajo. Quienes sufren trastornos frecuentes del ritmo circadiano denominado jet-lag, se encontró una mayor incidencia de cáncer de seno, cáncer de piel, cáncer de próstata y cáncer de colon(40).

8. Dolor:

conocer el comportamiento temporal de las enfermedades, sus signos y síntomas entre ellos uno de los más importante el dolor(17) y las respuestas del organismo. Se convierte en una herramienta fundamental para Enfermería por la que permite tener una fuente valiosa de información. Para el médico de los cambios en las evolución a lo largo del día de los pacientes y anticiparse a situaciones que puedan afectar el pronóstico.

La recuperación y rehabilitación de pacientes, incorporando la cronoterapia (desarrollo de criterios de administración de fármacos. En un momento específico según la necesidad fisiopatológica de la enfermedad mejorando el estado del paciente) al cuidado de Enfermería(41-43).

Autores:

* Primero, Andrés Camargo Sánchez. Enfermero, Magister en Enfermería con énfasis en cuidado al paciente crónico, Universidad Nacional de Colombia. Docente de la facultad de Enfermería, Universidad de Ciencias Aplicadas y Ambientales (U.D.C.A).
Correspondencia: acamargos@unal.edu.co
** Segundo, Rafael Antonio Vargas Vargas. Médico, Magister en Fisiología, Doctor en Ciencias Biomédicas. Universidad Nacional de Colombia, Universidad Nacional Autónoma de México. Docente de la facultad de Medicina, Pontificia Universidad Javeriana.

Correspondencia: rvargas3200@hotmail.com
Recibido: marzo de 2013
Aceptado para publicación: octubre de 2013
Actual. Enferm. 2014.17(1):14-20