Fisiologia do sistema de temporização circadiano

Abstract

A rotação da Terra sobre seu eixo, com um períodoaproximado de 24 horas, impõe uma alternância naexposição da superfície terrestre à radiação solar, ociclo diário de luz e escuridão (Ciclo Claro-Escuro– CE). Por sua vez, temos também a translação doplaneta em uma órbita elíptica de aproximadamente365 dias ao redor do sol, impondo transições estacionaisna duração da parte iluminada do ciclo CE, oufotoperíodo, os quais se alternam entre os hemisfériosnorte e sul em decorrência da inclinação do eixo doplaneta em relação ao plano de órbita. Os ciclos CEestabeleceram uma forte pressão de seleção sobreos organismos, pois, durante a evolução, foramselecionados aqueles que apresentaram variaçõesperiódicas de 24 horas, atualmente chamamos deritmos circadianos, e sua existência é conhecida emuma grande variedade de espécies, desde unicelularesprocariontes até em plantas e animais. A primeiradescrição formal de um ritmo foi documentada em1729, por Jean Jacques De Mairan, que registrou osmovimentos das folhas na planta Mimosa pudicapor um tempo, evidenciando o ritmo de 24 horasnos movimentos de abrir e fechar as folhas sobreciclo CE, o qual também se mantinha em condiçõesde escuro constante com a ausência do CE. A hipótesede o ritmo ser endógeno só teve uma evidênciaexperimental no século XX, em que a presença deritmos no comportamento e na fisiologia foi descritaem todos os táxons biológicos (1). A ocorrência deritmos espontâneos em situação de ausência de pistatemporais, separados de suas influências externas,permitiu hipotetizar a existência de processos biológicoscom funções de marcapassos, denominadosrelógios biológicos. Atualmente, sabemos que essasoscilações diárias são apresentadas em praticamentetodos os seres vivos e em todos os níveis de organização,desde o molecular e celular (por exemplo, naatividade dos genes, rotas metabólicas, atividade neuronalelétrica), até o nível fisiológico (por exemplo,ritmos hormonais, cardiovasculares, temperaturacentral) e comportamental (por exemplo, ritmo deatividade-repouso). O estudo científico de ritmos eos relógios biológicos constituem a Cronobiologia.