Cronobiologia do sono: jet-lag, depressão sazonal, luminosidade e ritmos circadianos-por Jefferson Jardim Espindola e Salvador Dias Vieira Neto

 

1. Introdução 

   

O sono é um estado comportamental complexo e um dos grandes mistérios da neurociência moderna. Sua importância e sua dimensão ainda não totalmente esclarecidas nos convidam a estudá-lo, buscando decifrá-lo em sua ampla magnitude. O sono está diretamente ligado a maturação sexual do individuo e aos seus trejeitos comportamentais, que se desenvolvem e se moldam no decorrer da vida, moldando o ser humano em sua plenitude. A existência e a percepção dos ritmos aos quais estamos,  seres humanos, submetidos, e como isso afeta cada detalhe da vida denota o grau de atenção que esse processo merece.  A relação entre a produção circadiana de hormônios e o impacto no controle dos ritmos biológicos é abordada de forma sucinta e coerente, dada sua importância, e enriquecida por um estudo transversal feito na cidade de Dourados. A compreensão da forma com que se mesclam e se influenciam os fatores endógenos e exógenos na regulação do nosso ciclo vital e do ciclo sono-vigília está diretamente ligada a cada pormenor dos assuntos aqui tratados. Nesse contexto, a influência e a participação direta da luz na regulação dos ritmos biológicos, ao passo que induz a liberação ou não de hormônios regulatórios importantíssimos, deve ser corretamente esclarecida e compreendida, ao mesmo tempo que questões mais abrangentes, como a própria ocorrência da depressão sazonal merece destaque e dedicação, pois seus efeitos biológicos podem ser observados, acompanhados e, inclusive, quantificados. Da mesma forma, a regulação da produção de hormônios pelo sistema nervoso, a existência do Jet-lag e outros fatores que modificam nossa interação com o meio em que nos encontramos está cada vez mais ao nosso alcance.

 

 

1. O sono

Estado de inconsciência do qual a pessoa pode ser despertada sem dificuldade por estímulos sensoriais, ou outros. È definido por 4 critérios:

• Atividade motora reduzida
• Resposta diminuída à estimulação
• Posturas estereotipadas (em humanos, corpo deitado com os olhos fechados)
• Reversibilidade relativamente fácil (distinguindo-se do coma e da hibernação)

Partindo de uma análise primordial filogenética, o sono é uma manifestação biológica e tem necessariamente sua história evolucionária. Dessa forma, o sono pode ser estudado a partir de dois objetivos diferentes. Primeiro, para se compreender a própria evolução e seus processos; segundo, para se compreender o próprio sono. (1).

Ademais, é um estado fisiológico clínico e composto por 5 estágios fundamentais, que se diferenciam de acordo com o padrão do eletroencefalograma (EEG) e a presença ou ausência de movimentos oculares rápidos (rapid eye movements: REM), além de mudanças em diversas outras variáveis fisiológicas, como o tônus muscular e o padrão cardio-respiratório. (1). Sendo assim, estudar o sono significa investigar sua alocação temporal e da vigília, bem como a alternância rítmica entre esses dois estados.

 

Os ciclos do sono duram 90-110 minutos e repetem-se 4-6 vezes na noite. No adulto jovem a proporção das diferentes fases no tempo total de sono é:

–Fase 1: 5-10%:

–Fase 2: 50-60%

–Fases 3 e 4: 15-20%

–Fase REM: 20-25%

 

 

III. Abordagem cronobiológica  

A cronobiologia é a ciência que investiga as características temporais dos organismos vivos, as quais sofrem variações regulares de estado. Assim, essas alterações correspondem a respostas adaptativas à alternância dos dias e das noites, das estações do ano, das fases da lua e de outros ciclos ambientais. (1;2)

No entanto, essa ritmicidade biológica dos seres também é determinada por fatores internos, ou seja, elementos de caráter endógeno. O primeiro cientista a sugerir essa possibilidade foi o francês De Mairan em 1729. Ele observou o movimento regular de abertura e fechamento das folhas de uma sensitiva, Mimosa pudica, e constatou, colocando-a dentro de um baú, em condições de escuro constante, que o movimento de abrir e fechar das folhas persistia. A partir desse experimento, ele concluiu que o ritmo não estava sendo determinado pela oscilação ambiental da luz, e propôs que esse ritmo endógeno fosse entendido como uma propriedade intrínseca da planta. (1;2).

Essa simples constatação no século XVIII foi o pontapé inicial para que hoje demonstrações semelhantes sejam realizadas em animais e em seres humanos também. Assim, pode-se afirmar que o período endógeno de um ritmo é, normalmente, diferente do período do ciclo ambiental a que está sincronizado, sendo ligeiramente maior ou menor. Diante disso, surge o termo circadiano (cerca de um dia) para caracterizar ritmos com períodos endógenos em torno de 24 horas.

A partir da verificação do caráter endógeno dos ritmos biológicos, conclui-se que os organismos possuem estruturas que lhes permitem gerar sua própria ritmicidade, as quais são comumente chamadas de relógios biológicos.

Nos mamíferos, o núcleo supraquiasmático do hipotálamo recebe aferências da retina pelo trato retino-hipotalâmico. O núcleo supraquiasmático controla a atividade da glândula pineal através de vias simpáticas. A glândula pineal controla o comportamento através da liberação de melatonina.

 

 

1. Ciclo sono-vigília

Conforme foi apresentado, o ciclo sono-vigília é uma adaptação do organismo ao ciclo dia-noite, persistindo mesmo na ausência de pistas temporais. O seu controle endógeno é administrado pelos núcleos supra-quiasmáticos do hipotálamo (relógios biológicos), os quais estão localizados na base do cérebro, sobre o cruzamento das fibras originárias dos olhos. O funcionamento adequado deste sistema de temporização e sincronização permite uma harmonização com os ciclos ambientais e proporciona uma capacidade antecipatória, a qual possibilita ao organismo organizar recursos para se preparar para eventos e atividades que sejam necessários à manutenção da vida. (2). Este marca-passo circadiano está presente no ser humano desde a vida fetal. À medida que sinais temporais maternos chegam ao feto através da placenta, antes mesmo do nascimento, o feto já estaria recebendo informações temporais do ambiente. Assim, a mãe atua como o primeiro de uma série de zeitgebers (sincronizadores) aos quais o ser humano é exposto ao longo da vida.  A oscilação circadiana varia conforme as oscilações rítmicas do ambiente, tais como horários de trabalho e lazer; porém, o ciclo claro-escuro é o zeitberger mais potente para a espécie humana.

 

 

 

 

 

• Jet lag

 

Jet lag é o resultado da dessincronização entre o “relógio interno” e o ciclo claro-escuro externo. É provocado após rápidas viagens para lugares distantes com múltiplos fusos horários. É caracterizado por um maior pronunciamento após viagens para o leste, sendo tanto maior quanto mais fusos horários forem atravessados.  Os sintomas mais comuns são fadiga, desempenho físico diminuído, perda de apetite e irritabilidade. (3;4).  A influência da idade na recuperação dos efeitos do jet lag ainda não é bem determinada visto que vários estudos apresentam discordância nos resultados, assim, não é possível afirmar com certeza que a capacidade de dormir em um momento anormal do ciclo circadiano decresce com a idade. (3;5)

Doses noturnas de melatonina podem aliviar os sintomas diurnos do jet lag; porém, a melatonina ainda não é regulada nos EUA pela FDA (Food and Drug Admnistration), fato que impede a total isonomia sobre a pureza do produto. Por fim, estimulantes como a cafeína não são muito favoráveis a melhorar os sintomas do jet lag; porém, pesquisas indicam que os ritmos circadianos retornam ao normal mais rapidamente quando há o consumo de cafeína por 5 dias antes da ida e justamente no horário de chegada do voo em seu local. (3;6;7)

 

 

1. Luz e o sono 

A luz é elemento fundamental para o sono. Ela regula a liberação de hormônios, regula o ciclo circadiano e participa do controle da temperatura corporal. Os neurônios dos núcleos supra-quiasmáticos (NSQs) do hipotálamo além de serem capazes de gerar ritmos endógenos também comunicam-se com a retina, via trato retino-hipotalâmico, recebendo, dessa forma, informação luminosa do ambiente. Essa combinação permite a coordenação entre o sistema de temporização e o sistema fótico. No entanto, esse equilíbrio pode ser alterado conforme a exposição do homem a variados fatores, tais como horários escolares, trabalho noturno e em turnos, voos transmeridianos, os quais podemos denominar como social zeitgebers.(1) 

 

 

• Depressão Sazonal

 

Transtorno afetivo sazonal é uma combinação de distúrbios biológicos e de humor com um padrão sazonal, ocorrendo geralmente no outono e inverno, com remissão na primavera ou no verão. (8). Embora a condição seja sazonalmente limitada, os doentes podem ter uma piora significativa dos sintomas depressivos associados. O tratamento pode melhorar esses sintomas e também pode ser utilizada como profilaxia antes do outono e inverno subsequentes. (8)

 

Há dois modos de tratamento comuns e temas de recentes pesquisas: farmacoterapia (inibidores seletivos da receptação da serotonina) e terapia com luz.  A primeira possui boas taxas de eficácia e tendo como protagonista de uso a fluoxetina (Prozac), já a terapia que usa a luz como papel principal é a mais estudada nos últimos tempos e apresenta um bom número de eficácia. A luz fluorescente branca numa emissão de 10.000 lux por 30 minutos diários é a utilização mais comum para o tratamento da pressão sazonal. Segundo os estudos mais recentes, a luz ultravioleta não apresenta aumento estatístico na melhoria do quadro clínico. Tanto a farmacoterapia ou a terapia com luz são eficazes, não há uma hegemonia de uma sob a outra. (8;9;10;11;12).

A musicoterapia também pode ser adotada como método de tratamento complementar, tendo efeitos satisfatórios principalmente em pessoas mais velhas. (13;14)

 

• Estudo transversal

Foram relatados no estudo, 178 ocorrências de alterações sazonais em humor, apetite ou sexualidade dos entrevistados, e citados o mês, ou meses, em que essas alterações eram mais perceptíveis para cada indíviduo. Os resultados compilados revelam épocas do ano em que os indivíduos ficam mais suscetíveis a essas alterações, notadamente o mês de julho, onde alcançamos o pleno inverno, inclusive com 48 associações às temperaturas mais amenas desse período.

Para corroborar estes dados, foi verificado que dos 16 entrevistados que afirmam dormir em ambientes iluminados, todos os 16, ou seja, 100% apresentam alterações humorais sazonais, o que pode sugerir uma ligação da produção deficitária de melatonina com a ocorrência da depressão sazonal.

 

• Melatonina

A melatonina é um dos hormônios mais importantes relacionados à regulação do sono. É produzido pela glândula pineal (epífise), a qual possui a forma da pinha de um pinheiro, em inglês pine, daí o nome pineal. (15;16)

A epífise é estudada há muito tempo tanto é que a primeira hipótese de sua relação com os movimentos do corpo e com a retina é oriunda dos textos do filósofo francês René Descartes. (16). Hoje, sabe-se que a epífise é oriunda embriologicamente do mesmo tecido que origina a retina e algumas das classes de suas células possuem a característica funcional de fotorreceptores. Sua relação com a luz é inerente ao seu próprio processo de secreção. Na ausência de luz à noite, há aumento da síntese de melatonina na pineal. E na presença de luz, há diminuição de sua síntese. Dessa forma, a luz agindo através da retina durante o período de escuro da noite circadiana, bloqueia e promove a queda na concentração plasmática de melatonina. Diante disso, pode-se afirmar que a melatonina é um agente crono-hipnótico e cronobiótico e de produção exclusivamente noturna.

A ação inibitória da luz sobre a pineal é realizada pela seguinte via: impulsos luminosos excitam os neurônios da retina que fazem conexão com o núcleo supraquiasmático através do trato retino-hipotalâmico. Do núcleo supraquiasmático partem projeções gabaérgicas inibitórias para o núcleo paraventricular, onde conexões da porção subparaventricular se ligam ao núcleo dorsomedial do hipotálamo, controlando ritmos circadianos relacionados com sono-vigília, atividade locomotora, alimentação e síntese de corticosteroides, como o cortisol, conhecido hormônio do stress. (17;18;19).

Uma importante correlação foi encontrada nesse estudo transversal realizado em Dourados: enquanto a média de horas de sono das pessoas residentes na zona urbana encontrada foi de aproximadamente 7 horas, na zona rural essa média sobe para 8,5 horas. Inversamente, o relato da influência das horas de repouso na ocorrência de alterações de humor pelos entrevistados residentes na zona urbana é muito superior aos relatado pelos que residem na zona rural, o que traz à baila a evidência da correlação direta entre a produção deficiente ou menor de melatonina e possíveis níveis maiores de cortisol, o que levaria o individuo a uma maior suscetibilidade de ocorrência de alterações humorais. Os entrevistados quantificaram, numa escala de 0 a 9, a influência para si das horas que repousam em relação à ocorrência de alterações em seu humor. Enquanto a influência no humor dos residentes na zona rural ficou em torno de 3,5, para os residentes na zona urbana, esse impacto supera a casa dos 6.

 

1. Conclusão 

A cronobiologia traz consigo, como consequência principal, a necessidade de uma abordagem temporal, o tempo deve ser explicitado em estudos sobre o sono ao longo da vida.  Todos os conhecimentos acerca dos ritmos biológicos estão refletidos atualmente no campo científico da cronobiologia. Estar ciente da significância das mudanças nas ritmicidade biológicas pode influenciar diretamente ações de saúde pública e no espectro de novas e futuras pesquisas no meio acadêmico e científico.

 

Jefferson Jardim Espindola e Salvador Dias Vieira Neto-Discentes do curso de Medicina da Universidade Federal da Grande Dourados – UFGD-XVa turma

 

VII. Referências Bibliográficas

1: Aschoff, J. (1974), Speech After Dinner. Chronobiologia , 1 (suppl 1): pp. 483-495.

2: Pittendrigh, C. H. (1960), Circadian rhythms and circadian organization of living systems. Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol ., n. 25

3: Kolla BP, Auger RR. Jet lag and shift work sleep disorders: how to help rest the internal clock. Cleve Clin J Med. 2011 Oct;78(10):675-84

4: Vosko AM, Colwell CS, Avidan AY. Jet lag syndrome: circadian organization, pathophysiology, and management strategies. Nat Sci Sleep. 2010 Aug 19;2: 187-98

5: Sack RL, Auckley D, Auger RR, et al., American Academy of Sleep Medicine. Circadian rhythm sleep disorders: part I, basic principles, shift work and jet lag disorders. An American Academy of Sleep Medicine review. Sleep 2007; 30:1460–1483.

6: Piérard C, Beaumont M, Enslen M, et al. Resynchronization of hormonal rhythms after an eastbound flight in humans: effects of slow-release caffeine and melatonin. Eur J Appl Physiol 2001; 85:144–150.

7: Beaumont M, Batéjat D, Piérard C, et al. Caffeine or melatonin effects on sleep and sleepiness after rapid eastward transmeridian travel. J Appl Physiol 2004; 96:50–58.

8: Kurlansik SL, Ibay AD. Seasonal affective disorder. Am Fam Physician. 2012 Dec 1;86(11):1037-41

9: Lam RW, Levitt AJ, Levitan RD, et al. The Can-SAD study: a randomized controlled trial of the effectiveness of light therapy and fluoxetine in patients with winter seasonal affective disorder. Am J Psychiatry. 2006;163(5):805–812.

10: Moscovitch A, Blashko CA, Eagles JM, et al. International Collaborative Group on Sertraline in the Treatment of Outpatients with Seasonal Affective Disorders. A placebo-controlled study of sertraline in the treatment of outpatients with seasonal affective disorder. Psychopharmacology (Berl). 2004;171(4):390–397.

11: Westrin A, Lam RW. Seasonal affective disorder: a clinical update. Ann Clin Psychiatry. 2007;19(4):239–246.

12: Golden RN, Gaynes BN, Ekstrom RD, et al. The efficacy of light therapy in the treatment of mood disorders: a review and meta-analysis of the evidence. Am J Psychiatry. 2005;162(4):656–662.

13: Ma QF, Wong JJ. Traditional music therapy in China. Xin Li Ke Xue 2006; 6(29): 1470-1473.

14: Liu X, Niu X, Feng Q, Liu Y. Effects of five-element music therapy on elderly people with seasonal affective disorder in a Chinese nursing home. J Tradit Chin Med. 2014 Apr;34(2): 159-61

15: López-Muñoz F, Marín F, Alamo C. The historical background of the pineal gland: I. From a spiritual valve to the seat of the soul. Rev Neurol. 2010 Jan 1-15;50(1):50-7

16: López-Muñoz F, Marín F, Alamo C. The historical background of the pineal gland: II. From the seat of the soul to a neuro endocrine organ. Rev Neurol. 2010 Jan 16-31;50(2):117-25

17: Gilbert SS, van den Heuvel CJ, Dawson D. Daytime melatonin and temazepam in young adult humans: equivalente effects on sleep latency and body temperatures. J Physiol.1999, 514(3), pp. 905-914.

18: Teclemariam-Mesbah R, Ter Horst GJ, Postema F, Wortel J, Buijs RM. Anatomical demonstration of the supraquiasmatic nucleus-pineal pathway. J Comp Neurol. 1999, 406, pp. 171-182.

19: Zeitzer JM, Ayas NT, Shea SA, Brown R, Czeisler CA. Absence of detectable melatonin and perservation of cortisol and thyrotropin rhythms in tetraplegia. J Clin Endocrinol Metab. 2000, 85, pp. 2189-2196.