|
Al matí ens despertem i a la nit ens ve la son. És lògic: al matí hi ha llum i a la nit..., doncs és de nit. Què fàcil! Però no pot ser tan senzill. Encara que tanquessis totes les persianes i desconnectessis tots els rellotges i despertadors de casa, tu o els teus pares us despertaríeu més o menys a l’hora correcta per portar-te a l’institut. Per què? Com? Tots els éssers vius portem rellotges interns que ens diuen, aproximadament, quina hora és i ens desperten quan toca (encara que no vulguem).
|
|
Cicles i calendari: polsera contra sorra
Tic-tac... La vida és plena de cicles: dia-nit, hivern-estiu, tic-tac, tic-tac... Tic. Encara que puguin no semblar-ho, aquests cicles són perillosos. De nit no hi ha llum, baixen les temperatures, estem més exposats als perills. Tac. S’ha d’estar preparats. La selecció natural afavoreix els organismes preparats per afrontar aquests cicles. De fet, estar preprogramat per fer front als canvis cíclics és tan essencial que tots els éssers vius ho estan.
|
| Però no només portem interiorment rellotges de polsera. Existeixen d’altres rellotges que marquen el temps que resta fins a un esdeveniment puntual: el desenvolupament dels embrions, la pubertat, la mort... Si els anteriors eren rellotges de polsera, aquests són els rellotges d’arena. Quan tota la sorra ha caigut, es produeix l’esdeveniment i ningú pot ja donar-li la volta al rellotge. Són rellotges no cíclics, que marquen el calendari de la nostra vida. |
Rellotges de polsera
Rellotges diaris: circadiaris
Si un tren surt cada dia, de manera constant, a les 8.42 h, com es fa per no perdre’l? Portant un rellotge. Tots els éssers vius actuals presenten un ritme intern, anomenat rellotge biològic, que marca, més o menys, cicles de 24 hores. Són els anomenats ritmes circadiaris (del llatí circa diem, quasi un dia). Quasi? Sí, el nostre rellotge no és infal·lible, necessita un reajustament diari. Sense reajustar el rellotge, perdem el tren. Aquest reajustament es realitza, principalment, a través de la llum.
Però no tots els òrgans del cos estan exposats a la llum. Necessitem un director que sincronitzi totes les cèl·lules del nostre cos. El cap organitzatiu, el rellotger major del cos humà, es troba al cervell, una mica més amunt del quiasma òptic, on es creuen els nervis procedents dels ulls. Per això se l’anomena nucli supraquiasmàtic (NSQ).
|
(c) www.sxc.hu/profilessri_grafix.
|
| L’NSQ és el capatàs i, com a tal, té certs privilegis. És l’únic que té el rellotge amb accés a la llum. Des de les retines dels nostres ulls surten nervis que van directament a l’NSQ i que l’informen de quan hi ha llum. Però la retina no és l’únic espieta del capatàs: l’epífisi, l’anomenat tercer ull, s’activa en absència de llum, produint melatonina. La melatonina és el missatger que informa l’NSQ que no hi ha llum. Amb aquests dos informadors, l’NSQ es pot regular ell mateix i regular la resta de les cèl·lules del nostre organisme. Quan un organisme és capaç d’anticipar-se als cicles, és capaç també d’estar preparat per afrontar-los. En darrer terme, és l’acció de l’NSQ sobre la resta del cos la que ens activa al matí i ens fa descansar a la nit. |
Errades en el rellotge circadiari: “jet lag”
Els viatges amb avió de llarga durada han reduït les distàncies de la Terra. Anar a l’altra punta del món ja no és una tasca d’aventurers navegants. Es triga un dia a arribar-hi. Però els viatges tan llargs amb avió han creat un nou problema: el jet lag (trastorn horari). Qui pateix el jet lag ha de suportar el símptomes següents: alteracions del son, disminució de la capacitat mental, pèrdua de la gana i indigestions. Però, per què apareix el jet lag?
Suposem que viatgem a San Francisco, Califòrnia. El primer que hem de saber és que Califòrnia té una diferència horària amb Catalunya de +9 hores (el sol surt 9 hores després allà que aquí). El nostre vol surt a les 12 h de l’aeroport del Prat. El vol és tranquil i dura 18 hores. Per al nostre rellotge intern (i per al rellotge de polsera que ens han deixat pujar a l’avió), arribem a les 6 de la matinada. Tanmateix, allà són les 9 de la nit. El nostre cos té els seus cicles programats perquè en aquell moment comenci a brillar el sol (haurien de ser les 6 de la matinada!) i en canvi acaba de començar la nit. El cos s’activa, pensant que sortirà el sol..., i es troba amb hores de foscor. Quan, des de la retina, hauríem d’estar enviant senyals de llum, sol, dia, ens arriben senyals de foscor, nit, melatonina des de l’epífisi. Això fa que l’NSQ es perdi i se’ns alterin els bioritmes. I no hi ha iogurt que hi pugui fer res. El nucli supraquiasmàtic triga uns cinc dies a tornar a ajustar-se al nou horari.
|
24 hores
Rellotges de menys d’un dia Però no només tenim rellotges que marquen dies. Molts dels processos del nostre cos necessiten rellotges més ràpids. Per exemple, el cor batega unes 70 vegades per minut, de manera sincrònica. El cor és format de cèl·lules musculars que també “bateguen”. Aquestes cèl·lules, perquè el cor funcioni correctament, han de coordinar-se com si fossin remers d’una barca de competició. Si cada remer va al seu ritme i no es posen d’acord, la barca es posarà a donar voltes i no avançarà correctament. |
(c) www.sxc..hu/profiles/przybysz
|
|
Les cèl·lules cardíaques es poden cultivar aïlladament en el laboratori. Cada cèl·lula per si mateixa batega amb el seu propi ritme i compàs. Ara bé, quan dues cèl·lules del cor es toquen, s’aturen i immediatament comencen a bategar alhora. És així com el cor pot donar impuls a la sang: sincronitzant els petits cronòmetres de totes les seves cèl·lules. La barca de rems ja pot avançar.
28 dies
Rellotges mensuals
Hi ha d’altres rellotges que marquen intervals de temps de més d’un dia: el cicle menstrual femení, per exemple, té un ritme (quasi) mensual. Quan arriba la pubertat, les dones entren en un cicle que ja no abandonaran fins a la menopausa.
Començarem el cicle per l’augment de gruix de l’endometri de la dona, és a dir, les parets del seu úter, on s’allotjarà i creixerà el bebè. L’endometri s’“engreixa” per allotjar l’òvul que la dona alliberarà. S’ablaneix perquè el possible embrió “es trobi a gust”. Cap als 14 dies, la dona allibera un òvul des dels seus ovaris: ovula. Cap als 28 dies, si l’òvul no ha estat fecundat, l’endometri es desprèn: és la menstruació. Un cop acabada la menstruació, l’endometri torna a regenerar-se i a créixer. I tot torna a començar.
Aquest cicle, el regeixen les hormones. Dues d’elles són els estrògens i la progesterona. Com es pot observar en el gràfic, aquestes dues hormones tenen també un comportament cíclic. De manera general podríem dir que els estrògens dirigeixen l’ovulació i la progesterona es prepara per a la fecundació. L’absència de la fecundació fa que disminueixi la quantitat de progesterona i produeix la menstruació.
|
Rellotges d'arena
9 mesos
|
(c) www.sxc.hu/profiles/tkobosz
|
Embaràs i desenvolupament
Si durant gran part de la vida adulta d’una dona el seu rellotge sexual és un rellotge cíclic, durant l’embaràs aquest rellotge es converteix en un rellotge d’arena. En nou mesos, aquest rellotge s’esgotarà i esdevindrà el part. Durant aquests nou mesos, tanmateix, el rellotge ha anat treballant. Tots els éssers humans ens desenvolupem de la mateixa manera i en els mateixos temps. Estem programats així. |
| Passem per diferents etapes (23, segons les etapes de Carnegie). Per
exemple, cap a les 5 setmanes, tots comencem a desenvolupar els ulls i
les orelles; cap a la setena setmana, desenvolupem els ossos, etc. I
tot això ens ve marcat des de nosaltres mateixos! Quan i com es
transforma el rellotge cíclic en un rellotge d’arena? Després de la
implantació de l’embrió. Quan un espermatozou fecunda un òvul, formen
una única cèl·lula, el zigot. Aquest zigot es va dividint en 2, 4, 8,
16, 32... cèl·lules. A partir d’un nombre determinat de divisions
s’anomena embrió. Aquest embrió s’ha d’implantar en l’endometri ablanit
per poder desenvolupar-se adequadament. La implantació impedeix que la
quantitat de progesterona disminueixi; de fet, comença a augmentar i,
amb ella, la quantitat d’estrògens. Els seus nivells ja no disminuiran
fins al part. El canvi en els nivells de progesterona és el que fa
girar el rellotge d’arena. |
|
(c) www.sxc.hu/profiles/wierdvis
|
12-15 anys
Infància i adolescència
El nostre desenvolupament no s’acaba després del part. Després de néixer, es posa en marxa un altre rellotge: la infància. Durant els primers 6 anys (aproximadament) de la nostra vida ens seguim formant i sembla que el nostre creixement no s’aturi. És l’època en què més hem de sentir les típiques frases: “Però què gran que t’has fet!”; “Si tampoc fa tant que no et veig!”; “Que no pararàs mai de créixer?”... Doncs sí!
|
| Cap als 6 anys aquest creixement s’alenteix fins a, més o menys, els
12-15 anys (segons si ets nen o nena). En aquesta època es produeix el
canvi més radical: la pubertat. Tots aquests canvis, els regeixen els
nostres amics interns: els rellotges d’arena. El nostre cos sap quan ha
de créixer. |
Envelliment: telòmers
A la coneguda pel·lícula Blade Runner, Harrison Ford persegueix els replicats. Els replicats són robots tan perfectament construïts que són indistingibles dels humans. Els replicats s’han rebel·lat perquè estan farts de tenir data de caducitat. Quan es fabrica un replicat, es programa el dia en què serà desconnectat, sense que ho sàpiga; de manera semblant al que passa amb nosaltres. No existeix la immortalitat. Des del mateix moment en què naixem, els nostres rellotges d’arena ens van marcant els diferents esdeveniments. Un d’ells és l’envelliment: les cèl·lules envelleixen i tenen una manera de saber fins a quin punt són velles. El nostre rellotge d’envelliment el trobem als nostres cromosomes.
Els cromosomes són agrupacions de l’ADN.
|
A les puntes de cada cromosoma és on es troben els telòmers, en aquest cas tenyits amb groc. (c) Human Genome Program, US Department of Energy. http://genomics.energy.gov.
|
| Cada cromosoma, quan es divideix la cèl·lula, ha de ser copiat totalment perquè les dues cèl·lules resultants tinguin la mateixa informació, si no és així, no serien les nostres cèl·lules. Als extrems de cada cromosoma hi ha una regió de “lletres” repetides que es va perdent amb cada duplicació de les cèl·lules. Tenen un nom estrany: telòmers. Les cèl·lules resultants d’una divisió tenen els telòmers més curts que l’original, s’han dividit més vegades: són més velles. Si a la cèl·lula original el telòmer deia “jovejovejovejovejove”, a les cèl·lules resultants dirà “jovejovejovejove” i, a les que resultin d’aquestes, dirà “jovejovejove”. Per tant, com més es divideix una cèl·lula, menys jove és. |
|
