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Los turnos nocturnos de trabajo u otros horarios de trabajo no estándar aumentan el riesgo de volverse obeso y desarrollar diabetes y otros trastornos metabólicos, lo que en última instancia también elevan las probabilidades de desarrollar enfermedad cardiaca, accidente cerebrovascular y cáncer. No está claro exactamente por qué sucede, pero un nuevo estudio realizado en la Universidad Estatal de Washington (WSU, por sus siglas en inglés), Estados Unidos, ha acercado a los científicos a encontrar la respuesta.
Publicado en la edición digital de esta semana de Proceedings of the National Academy of Sciences, el estudio disipa la creencia de que la interrupción metabólica en los trabajadores por turnos está impulsada principalmente por el reloj maestro del cerebro, que normalmente mantiene nuestros cuerpos en un ciclo diurno y nocturno y utiliza señales de luz para sincronizar los ritmos de los órganos y tejidos del cuerpo. En cambio, el trabajo reveló que los relojes biológicos separados (los llamados osciladores periféricos) en el hígado, el intestino y el páncreas tienen una mente propia.
Trabajando con colegas en la Universidad de Surrey, en Reino Unido, el equipo de WSU recolectó muestras de sangre de voluntarios sanos que acababan de completar un horario de turno de día simulado o un horario de turno de noche simulado. Los autores analizaron las muestras de sangre en busca de metabolitos, productos de las reacciones químicas implicadas en la digestión, como la descomposición y la oxidación de las moléculas de los alimentos, así como en otros procesos metabólicos de las células y los órganos.
De esta forma, los investigadores descubrieron que, siguiendo el horario del turno de noche, los ritmos de 24 horas en los metabolitos relacionados con el sistema digestivo habían cambiado en 12 horas completas, a pesar de que el reloj biológico maestro en los cerebros de los participantes solo había avanzado aproximadamente dos horas.
Grandes cambios en los relojes biológicos de los órganos digestivos
"Nadie sabía que los relojes biológicos en los órganos digestivos de las personas cambian tan profundamente debido a los turnos de trabajo, a pesar de que el reloj maestro del cerebro apenas se adapta a esos horarios --señala el coautor Hans Van Dongen, director del Centro de Investigación del Sueño de WSU Sleep y profesor en la Escuela de Medicina Elson S. Floyd--. Como resultado, algunas señales biológicas en los cuerpos de los trabajadores de turno dicen que es de día, mientras que otras señales dicen que es de noche, lo que causa la interrupción del metabolismo".
Van Dongen dice que el próximo paso es averiguar si los ritmos metabólicos desplazados son impulsados por los horarios alterados de sueño/vigilia de los trabajadores por turnos, el cambio de horario de su ingesta de alimentos, o ambos. Una vez que se sepa, los científicos podrían tratar de identificar los procesos celulares y/u hormonales subyacentes, lo que apoyaría el desarrollo de nuevos tratamientos para volver a sincronizar los relojes cerebrales y corporales de los trabajadores por turnos con el fin de evitar consecuencias negativas a largo plazo para la salud.
El trabajo del equipo de investigación también puede tener implicaciones para el estudio de otras enfermedades crónicas en las que los trabajadores por turnos son más susceptibles, como la enfermedad renal crónica y el cáncer de mama, próstata y piel.
"Creemos que el nuestro es el primer estudio que sugiere un mecanismo para la conexión entre el trabajo por turnos y la enfermedad renal crónica", dice el coautor principal Shobhan Gaddameedhi, profesor asistente en la Facultad de Farmacia y Ciencias Farmacéuticas de WSU. Señala que el grupo de turno de noche simulado tenía ritmos alterados en dos metabolitos comúnmente asociados con la enfermedad renal crónica: triptófano y quinurenina.
Sin embargo, como biólogo del cáncer, Gaddameedhi primero y principalmente quiere desentrañar el vínculo entre el trabajo por turnos y el cáncer. "Es posible que los cambios en el metabolismo de los trabajadores por turnos estén relacionados con la actividad alterada de los procesos celulares que pueden estar involucrados en el desarrollo del cáncer más adelante en la vida –apunta Gaddameedhi–. Una vez que entendamos esos procesos celulares, podríamos identificar los genes involucrados y usar ese conocimiento para encontrar formas de prevenir el cáncer en los trabajadores por turnos".
Así se estudian los ritmos biológicos
El estudio incluyó a 14 participantes que pasaron siete días dentro del laboratorio del sueño en el campus de Ciencias de la salud Spokane de WSU. En primer lugar, la mitad de ellos completó un turno de noche simulado de tres días, mientras que el resto tenía un turno de día simulado de tres días. Tras completar sus turnos simulados, todos los participantes se mantuvieron en un protocolo de rutina constante utilizado para estudiar los ritmos biológicos generados internamente por los humanos, independientemente de cualquier influencia externa.
Durante este protocolo, se mantuvieron despiertos durante 24 horas en una postura semi-reclinada. Recibieron refrigerios idénticos cada hora y se mantuvieron bajo exposición constante a la luz y temperatura ambiente. Cada tres horas se les extrajo una muestra de sangre, que fueron analizadas en la 'Metabolomics Core Facility' de la Universidad de Surrey para evaluar 132 metabolitos diferentes relacionados con el metabolismo y el sistema digestivo.
"Veintisiete metabolitos siguieron un ritmo de 24 horas durante los horarios simulados de turnos de noche y día –señala el primer autor Debra Skene, profesor de Neuroendocrinología en la Universidad de Surrey–. De estos, 24 mostraron un cambio dramático de 12 horas en el ritmo siguiendo el horario de turno de noche simulado, que no se observó tras el turno de día. Esto indicó que solo estar tres días en un turno de noche tiene el potencial de alterar el metabolismo. Identificar las rutas metabólicas interrumpidas ayudará a desentrañar los mecanismos subyacentes al trabajo por turnos y los trastornos metabólicos".