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El premio Nobel de Fisiología o Medicina de 2017 fue otorgado conjuntamente a Jeffrey Hall, Michael Rosbash, y Michael Young por sus investigaciones sobre los ritmos circadianos. La expresión génica de los organismos vivos no es uniforme a lo largo de las 24 horas del día, sino que varía siguiendo un patrón cíclico. Los tres científicos investigaron un gen denominado per, que regula los ritmos circadianos en Drosofila. A partir de este descubrimiento, se identificaron un conjunto de genes en otros animales, incluidos los humanos, que actúan como reguladores de los ritmos circadianos. Las mutaciones de estos genes pueden alargar, acortar o suprimir los ritmos circadianos.

 

La existencia de los ritmos circadianos tiene importantes implicaciones prácticas en fisiología, puesto que el cambio en los patrones de expresión génica a lo largo del día implica cambios en las funciones del organismo. A continuación, comentamos una publicación reciente que explica cómo se modifica el riesgo de una operación a corazón abierto, el remplazamiento de una válvula aórtica, según la operación se realice por la mañana o por la tarde.

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En la cirugía cardíaca con circulación extracorpórea se interrumpe temporalmente la circulación coronaria después de detener la actividad cardíaca (cardioplegia). Este tipo de intervención implica someter al miocardio a hipoxia-reoxigenación, lo que aumenta el riesgo de muerte miocárdica. El daño miocárdico que puede producirse durante la circulación extracorpórea varía según la intervención se realice por la mañana o por la tarde. En pacientes operados mediante circulación extracorpórea en el remplazamiento de una válvula aórtica se ha demostrado que las complicaciones de la intervención son menores si esta se realiza por la tarde.

 

Las biopsias miocárdicas obtenidas por la mañana o por la tarde muestran diferencias de expresión génica que afectan a 287 genes.  Entre las variaciones de expresión resulta relevante la del receptor nuclear Rev-Erb-alfa. La expresión de este receptor es mayor por la mañana y disminuye por la tarde. La expresión aumentada del receptor nuclear Rev-Erb-alfa implica una disminución de la expresión de p21, lo que aumenta la vulnerabilidad a la hipoxia-reoxigenación de los cardiomiocitos. Por el contrario, la disminución de expresión del receptor nuclear Rev-Erb-alfa que se observa por la tarde aumenta la expresión de p21, lo que aumenta la tolerancia de los cardiomiocitos a la hipoxia-reoxigenación, tal como se indica en la figura. 

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El bloqueo genético o farmacológico del receptor Rev-Erb-alfa aumenta la capacidad de supervivencia de las células miocárdicas. Este receptor nuclear puede constituir una interesante diana terapéutica para minimizar el daño miocárdico. El daño miocárdico se produce en diferentes circustancias al margen de la circulación extracorpórea. Tanto la incidencia del infarto de miocardio como el tamaño y las complicaciones son mayores cuando el infarto se produce durante la mañana, en comparación con los que se producen durante la tarde.