Ritmo circadiano na saúde cognitiva e física

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Ritmo circadiano na saúde cognitiva e física
O crescente campo da biologia circadiana está avançando nossa compreensão dos ritmos e representa
um modelo de equilíbrio para ajudar a informar a medicina.
O ritmo circadiano é um processo biológico natural governado por um número de relógios biológicos
cuidadosamente sincronizados que cada um completa um ciclo a cada 24 horas. O termo circadiano
vem do latim circa, que significa “ao redor”, e dim, que significa “dia”.
Os ciclos circadianos estão mudando os conceitos de homeostase biológica e possibilitaram uma nova
abordagem médica chamada medicina circadiana.
Aqui, especialistas no campo Kun Hu e Peng Li, pesquisadores principais da Harvard Medical School,
mergulham nos efeitos da biologia circular na saúde, o que acontece quando as coisas derem errado,
desafios enfrentados pelos pesquisadores e sua paixão pelo avanço da nossa compreensão do campo.
Quais são os principais desenvolvimentos científicos que levaram ao seu pensamento atual
sobre distúrbios no ritmo circadiano e seus efeitos na saúde relacionada à idade?
KunKun: A maioria dos estudos circadianos humanos há 10 ou 20 anos se concentrou na demonstração
dos ritmos circadianos “endógenos” de diferentes funções biológicas/fisiológicas e suas respostas a
estressores externos, independentes dos ciclos comportamentais diários externos.
Meus pensamentos iniciais sobre ritmos circadianos e distúrbios circadianos foram limitados aos seus
efeitos “agudos” sobre o desempenho do sistema, como redução do desempenho cognitivo após o
https://en.wiktionary.org/wiki/circa#Latin
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trabalho por turnos e a privação do sono. Menos se sabia sobre como os distúrbios circadianos
impactaram os resultados de saúde a longo prazo. No entanto, estudos nas últimas duas décadas
mostraram evidências esmagadoras de que distúrbios circadianos crônicos (por exemplo, trabalho
noturno) resultam em aumento do risco de obesidade, distúrbios digestivos, distúrbios do sono / humor,
doenças cardiometabólicas, acidente vascular cerebral e outros eventos vasculares e mortalidade.
Descobertas adicionais identificaram um papel dos distúrbios circadianos em doenças
neurodegenerativas relacionadas à idade. De fato, usando um desenho longitudinal, nosso estudo
recente mostrou uma relação bidirecional entre distúrbios circadianos e o desenvolvimento e progressão
da doença de Alzheimer em pessoas idosas durante um período de acompanhamento de até 14 anos.
Peng : Há um debate científico de longa data sobre se os distúrbios circadianos estão causalmente
ligados a futuras doenças ou distúrbios relacionados à idade, ou são consequências de alterações
fisiopatológicas subjacentes durante o desenvolvimento da doença.
Vários estudos de coorte prospectivos, incluindo [nosso próprio trabalho], mostraram que os ritmos de
repouso circadianos perturbados – a atividade previu o comprometimento cognitivo e a demência
incidente futuro, incluindo a doença de Alzheimer, mesmo entre pessoas cognitivamente [saudáveis], e
também sugeriu uma potencial relação bidirecional desde que os padrões de atividade circadiana se
amortecem e se tornam arrítmicos à medida que as pessoas envelhecem, o que acelera ainda mais com
a progressão da doença de Alzheimer.
No entanto, esses estudos observacionais limitam nossa capacidade de inferir causa e efeito. Estudos
recentes em animais não humanos têm avançado a nossa compreensão causal do papel da
desregulação circadiana no desenvolvimento da doença de Alzheimer. Estes resultados exigem mais
estudos para entender melhor os mecanismos subjacentes à ligação entre os distúrbios circadianos e a
doença de Alzheimer e outras consequências para a saúde relacionadas à idade.
O que você vê como os principais desafios que dificultam a pesquisa em biologia circadiana?
Kun: Há pelo menos três grandes desafios na pesquisa circadiana:
1) A quantificação dos ritmos circadianos requer monitoramento contínuo das saídas biológicas por pelo
menos 24 horas e períodos ainda mais longos em que os ritmos não são estáveis, o que torna os
estudos circadianos demorados e intrusivos em humanos. Para resolver isso, são necessários avanços
na metodologia. Por exemplo, a tecnologia baseada em fluorescência permitiu gravações in vivo de
longo prazo da expressão gênica do relógio em estudos com animais e dispositivos vestíveis, como
relógios inteligentes fizeram uma avaliação não invasiva dos ritmos diários de atividade circadiana
possível em estudos de campo humanos em larga escala.
2) O sistema circadiano é uma rede de vias neurais e hormonais interagindo e há muitos estímulos
externos ou sinais de tempo, como luz e temperatura, que redefinem ou ajustam os ritmos circadianos.
Estudos de relógios circadianos individuais e seu comportamento integrativo representam um grande
desafio na pesquisa em cronobiologia devido a “propriedades emergentes” que surgem de interações
tanto entre os componentes da rede quanto entre fatores externos. De fato, mostramos que o núcleo
supraquiasmático (SCN) é um relógio circadiano mestre que é conectado diretamente à retina em
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nossos olhos e, surpreendentemente, influencia a frequência cardíaca e os regulamentos de atividade
motora em uma ampla gama de escalas de tempo de minutos a cerca de 24 horas.
Essa função reguladora multiescala provavelmente representa a interação dos ritmos circadianos com
muitos outros processos biológicos e fisiológicos que funcionam em diferentes escalas de tempo. Para
entender as propriedades emergentes do sistema circadiano, as abordagens reducionistas não serão
suficientes. Novas abordagens holísticas baseadas em sistemas, como teoria complexa e biologia de
sistemas, são necessárias para obter uma visão de rede de todos os componentes e suas interações.
3) [Traduzir] os resultados da biologia circadiana na prática clínica e na área da saúde (ou seja,
“medicina circadiana”) é outro grande desafio – e oportunidade. A barreira se deve em parte às
comunicações insuficientes de pesquisadores circadianos com médicos e profissionais de saúde. Para
resolver isso, é fundamental promover a educação da saúde circadiana e incentivar mais médicos a
conhecer e participar da pesquisa circadiana.
Como o ritmo circadiano e o envelhecimento são um ótimo exemplo de oportunidades para os
pesquisadores em estágio inicial se envolverem em pesquisas interdisciplinares?
KunKun: As interações entre o sistema circadiano e os processos e funções biológicos relacionados à
idade provavelmente ocorrem em diferentes níveis e em diferentes escalas de tempo. Os avanços deste
campo interdisciplinar, portanto, dependerão de diferentes abordagens de estudo, desde estudos
moleculares e genéticos até estudos fisiológicos e de população de pessoas.
Também exigirá novas tecnologias experimentais, teorias matemáticas e ferramentas de modelagem e
analíticas. Para promover essa pesquisa translacional, estabeleci o Programa de Biodinâmica Médica
dentro da Divisão de Medicina do Sono do Brigham & Women’s Hospital (BWH), Harvard Medical
School, em 2010.
Financiado pelos Institutos Nacionais de Saúde e apoiado pela BWH, o programa forneceu treinamento
em fisiologia circadiana, pesquisa de envelhecimento e análise de dados complexos para inúmeros
pesquisadores de diferentes áreas. Por exemplo, em colaboração com cientistas com diversas origens,
vários projetos de pesquisa estão sendo conduzidos para entender o papel da disfunção circadiana no
desenvolvimento e progressão da doença de Alzheimer.
— - A que
O crescente campo da biologia circadiana está avançando nossa compreensão dos ritmos na biologia
nos níveis celular, de órgãos e de todo o corpo. Esses ritmos biológicos representam um novo modelo
de equilíbrio e homeostase que, sem dúvida, informará a prática médica.
De fato, estudos emergentes sobre o momento do tratamento médico com base em ritmos biológicos
estão rapidamente dando origem a um novo campo: a medicina circadiana e talvez até uma nova
estrutura conceitual para uma vida saudável combase na atenção aos ciclos rítmicos em nossas vidas.
Esta entrevista foi originalmente publicada em Advanced Biology em 15 de junho de 2022.
Acesse a entrevista completa aqui: Monty Montano, Série de Ciências da Vida Emergentes: Perguntas e
Respostas com o Editor Biologia Circadiana, Biologia Avançada (2022). DOI: 10.1002/adbi.202200136
https://www.nytimes.com/2022/07/06/magazine/circadian-medicine.html?referringSource=articleShare
https://www.nytimes.com/2022/07/06/magazine/circadian-medicine.html?referringSource=articleShare
https://onlinelibrary.wiley.com/journal/27010198?utm_source=google&utm_medium=paidsearch&utm_campaign=R3MR425&utm_content=LifeSciences&gclid=CjwKCAjwrNmWBhA4EiwAHbjEQKtQ9nb3V7SZCxSa1Q77jIs_zLRwW-eCZHfNUelVL1h4YyMMlj7uVxoC_GYQAvD_BwE
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adbi.202200136
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