Os ritmos biológicos internos são muito antigos e foram selecionados pela seleção natural durante a evolução da vida na Terra. Já existem nos organismos unicelulares aquáticos, como certas algas que se contraem e expandem em tempos regulares, e realizam as suas funções de sobrevivência básicas com um ritmo adaptado ao ambiente em que vivem.
Podemos compreender os ritmos biológicos como uma adaptação da fisiologia e do comportamento dos seres vivos a um ciclo de sincronizadores externos que foram, e continuam a ser importantes para a sobrevivência, e estes ritmos internalizados funcionam mesmo na ausência de sinais externos.
Organismos que experimentaram ciclos diurnos e noturnos recorrentes durante a sua evolução no planeta Terra, desenvolveram um oscilador bioquímico ou relógio circadiano interno que determina quais atividades, desde o sono até ao metabolismo celular, ocorrem em momentos biologicamente vantajosos.
Existem diversos ritmos biológicos. Os rítmos circadianos correspondem a curvas de atividade cobrindo as 24h do dia e da noite. O ritmo circadiano é influenciado pela luz do sol, pela temperatura, pelo movimento das marés e dos ventos, pelo dia e pela noite.
O ciclo sono-vigília é um dos ritmos circadianos mais estudados nos humanos, e é controlado pelo hipotálamo, um pequeno órgão no interior de cérebro que regula a produção de hormonas, a temperatura, a sede e a fome. Este ritmo regula também a atividade física, química, fisiológica e psicológica dos organismos, influenciando as diversas funções como a digestão, o estado de vigília, a pressão arterial e a regulação das células.
Se o ritmo de atividade é inferior a 20h, fala-se de ritmo ultradiano. Os ritmos ultradianos estão associados a processos fisiológicos que se repetem várias vezes ao longo do dia, como o ciclo de alimentação e de sono REM (fase do sono caraterizado por movimentos oculares rápidos).
Se o ritmo for superior a 28h, fala-se de ritmo infradiano. Um exemplo comum de ritmo infradiano é o ciclo menstrual nas mulheres e em outras fêmeas de primatas, com a duração média de 28 e 26 dias. Mais exemplos incluem os ritmos de hibernação em alguns animais, o ciclo de migração de aves e a floração de certas plantas.
Os ritmos circanuais correspondem à periocidade típica de certos comportamentos regulados pela sucessão das estações. Estes ritmos relacionam-se com a variação da quantidade de luz solar ao longo do ano, e tanto a lua quanto o sol desempenham papéis importantes na sua regulação.
Por exemplo, muitos animais usam a fase da lua para sincronizarem os seus ritmos reprodutivos e comportamentais e, em certas tradições culturais, ainda se referem as fases da lua para as plantações ou as colheitas, e o nascimento dos bebés.
Quando o sinal externo não é um sincronizador verdadeiro, mas corresponde simplesmente a um agente físico orientando o comportamento, como é o caso, por exemplo, da facilitação da atividade da borboleta noturna pela luz artificial, fala-se então de fenómeno de indução e não de cronobiologia.
A atividade estará presente enquanto o próprio agente físico estiver presente, e a ação resulta da capacidade indutora do agente (como a luz, a gravidade ou substâncias químicas) em provocar uma reação.
Atividades deste tipo são correntemente exemplificadas pelas taxias nas plantas e pelos tropismos nos animais, que correspondem a orientações comportamentais para certos estímulos. É o caso da borboleta noturna atraída por uma fonte luminosa, os anelídeos pela humidade, ou o girassol orientando-se para a luz solar.
Quando o sinal externo não é um sincronizador verdadeiro, mas corresponde simplesmente a um agente físico orientando o comportamento, como é o caso, por exemplo, da facilitação da atividade da borboleta noturna pela luz artificial, fala-se então de fenómeno de indução e não de cronobiologia. A atividade estará presente enquanto o próprio agente físico estiver presente, e a ação resulta da capacidade indutora do agente (como a luz, a gravidade ou substâncias químicas) em provocar uma reação.
Atividades deste tipo são correntemente exemplificadas pelas taxias nas plantas e pelos tropismos nos animais, que correspondem a orientações comportamentais para certos estímulos. É o caso da borboleta noturna atraída por uma fonte luminosa, os anelídeos pela humidade, ou o girassol orientando-se para a luz solar.
A sincronização adequada dos ritmos biológicos com os sinais externos é essencial para a manutenção da saúde humana e não humana. Perturbações nos ritmos circadianos são observados em trabalhadores por turnos que permanecem acordados durante toda a noite, ou em pessoas que sofrem de jet lag porque viajaram para países com diferentes fusos horários.
Estas perturbações circadianas podem levar a problemas de sono, fadiga, problemas metabólicos e até mesmo aumentar o risco de doenças cardiovasculares e autoimunes. Os ritmos circadianos são extremamente afetados pelo quotidiano da vida moderna, marcada pela luz elétrica noturna, as televisões e os ecrãs dos computadores, tablets e telemóveis ligados por longos períodos.
A dessincronização interna com os sincronizadores externos, como a luz e a temperatura, é a causa de muitas perturbações fisiológicas, psicológicas e comportamentais, tanto nos animais como nos humanos. Sabemos que muitos animais são perturbados no seu sono e orientação pelas cidades iluminadas e pelo ruído ambiente. Dispositivos eletromagnéticos como as torres elétricas, antenas transmissoras de televisão, radares e outros aparelhos eletrónicos geram campos magnéticos que interferem com a capacidade de orientação animal.
Como vimos acima, o ciclo sono-vigília está ligado aos ritmos ultradianos, inferiores a 20h, e as perturbações do sono como a insónia ou os problemas com a fase REM do sono, têm sido associados a uma variedade de problemas de saúde mental, incluindo depressão, transtorno bipolar e ansiedade. O ciclo de sono REM, que se repete várias vezes durante a noite, desempenha um papel na consolidação da memória e no processamento emocional. Perturbações deste ciclo podem estar relacionados com dificuldades em lidar com as emoções negativas ou positivas, e no controle dos sintomas de ansiedade.
As oscilações dos ritmos infradianos, superiores a 28h, também podem afetar a saúde física e mental. O ciclo menstrual é um exemplo de ritmo infradiano que afeta com frequência a saúde das mulheres. A tensão disfórica pré-menstrual é caracterizada por sintomas emocionais e físicos intensos que ocorrem na fase lútea do ciclo menstrual e as alterações nos níveis hormonais ao longo do ciclo podem influenciar o humor e a cognição das mulheres.
As mudanças sazonais nos padrões de luz é outro exemplo de ritmo infradiano que, por vezes, estão na origem de sintomas depressivos e/ou maníacos em pessoas suscetíveis, especialmente na primavera ou no outono, estações de transição em que há marcada mudança na radiação solar, na humidade e na temperatura.
O ritmo infradiano é também responsável pela boa disposição no verão e pela tristeza invernal. Os ritmos sazonais desempenham igualmente um papel importante na saúde física. Por exemplo, a exposição reduzida à luz solar durante os meses de inverno pode levar à deficiência de vitamina D em algumas populações.
O conhecimento da cronobiologia é fundamental para o desenvolvimento de estratégias terapêuticas mais eficazes. Por exemplo, a administração de medicamentos pode ser programada de acordo com os ritmos circadianos do paciente, visando melhorar a eficácia do tratamento e reduzir os efeitos colaterais.
Na saúde mental, o conhecimento dos ritmos biológicos é essencial para o desenvolvimento de intervenções terapêuticas mais eficazes. Um exemplo é a terapia da luz, uma intervenção comum para perturbações do humor, como a depressão sazonal. A exposição à luz brilhante, especialmente pela manhã, pode ajudar a realinhar os ritmos circadianos e melhorar os sintomas depressivos.
A cronoterapia é a abordagem que utiliza a manipulação dos ritmos circadianos para tratar o sono e o humor. Pode incluir a otimização dos horários de sono, a exposição a certas bandas de luz em momentos específicos do dia e a regulação dos padrões de alimentação.
Importa compreender que as alterações climáticas e ambientais, com as suas mudanças nos regimes das temperaturas e da humidade, associadas aos padrões eletromagnéticos da Terra, afetam profundamente os ritmos biológicos dos animais, das plantas e dos seres humanos.
Perturbações do sono, da homeostase química e da temperatura corporal, alterações nos padrões de migração e reprodução de animais, mudanças nos padrões de floração de plantas, podem afetar a saúde e o bem-estar de populações inteiras, humanas e não humanas. Por exemplo, variações na temperatura e na precipitação podem alterar o tempo de floração de certas espécies de plantas, afetando os padrões de polinização e a disponibilidade de alimentos para pessoas e animais que dependem delas.
Por todas estas razões, e porque importa perceber que estamos desde sempre intimamente ligados ao planeta Terra e às suas condições de vida, importa ensinar a cronobiologia nas escolas e nas universidades, para podermos retirar os melhores ensinamentos que a nossa relação com a natureza nos pode oferecer.