El oscilador de arrastre de alimentos (FEO) es un reloj circadiano que puede ser arrastrado variando el tiempo de presentación de los alimentos. Se descubrió cuando se encontró un ritmo en la actividad de las ratas. Esto se denominó actividad anticipatoria de alimentos (FAA, por sus siglas en inglés), y es cuando la actividad de rueda de los ratones disminuye después de la alimentación y luego aumenta rápidamente en las horas previas a la alimentación. [1] La FAA parece estar presente en los no mamíferos (palomas/peces), [2] [3] pero la investigación se centra en gran medida en su presencia en los mamíferos. Esta actividad rítmica no requiere del núcleo supraquiasmático(SCN), el oscilador circadiano central en los mamíferos, lo que implica la existencia de un oscilador, el FEO, fuera del SCN, pero aún se desconoce el mecanismo y la ubicación del FEO. [4] Hay una investigación en curso para investigar si el FEO es el único oscilador que no se puede entrenar con luz en el cuerpo. [5]
En 1922, el científico Curt Richter comenzó el estudio de la actividad anticipatoria de alimentos (FAA) después de observar un ritmo en la actividad de la rueda de las ratas en relación con tiempos de alimentación constantes. En su experimento, Richter alimentaría a ratas mantenidas en condiciones ambientales constantes al mediodía todos los días durante veinticinco minutos. Se registró que la actividad de las ruedas de las ratas disminuía inmediatamente después de la alimentación, luego aumentaba rápidamente dentro de las 2 a 3 horas antes de volver a alimentarse. [6] Este patrón diario de 24 horas persistió y se descubrió que dependía del momento de presentación de los alimentos. Richter atribuyó este comportamiento al "funcionamiento de reloj" del estómago. [7]
La aparición del comportamiento anticipatorio se confirmó en investigaciones adicionales sobre los efectos de los horarios de alimentación diarios en el comportamiento de ratas y ratones. Por ejemplo, Bolles y deLorge descubrieron que las ratas expuestas a un ciclo de luz-oscuridad (LD) de 24 horas mostraban una actividad anticipatoria de correr ruedas cuando se las mantenía bajo un programa de alimentación de 24 horas. Sin embargo, este mismo ritmo anticipatorio no se mantuvo con los horarios de alimentación de 19 y 29 horas, lo que sugiere que la FAA estaba controlada por las señales de luz externas de 24 horas o por un reloj circadiano de 24 horas. Aunque pronto se descubrió que la actividad de las ratas seguía horarios de luz impuestos externamente durante un máximo de 28 horas, pero se perdía a las 29 horas. Por lo tanto, se encontró que las señales de luz no eran una entrada necesaria ni suficiente para producir un comportamiento anticipatorio. [7]
Investigaciones posteriores de la FAA en la década de 1970 documentaron que un oscilador circadiano autónomo fuera del núcleo supraquiasmático (SCN) debe controlar la actividad anticipatoria de los alimentos. El SCN es una región del cerebro conocida por controlar los ritmos circadianos en los mamíferos que pueden verse influenciados por señales de luz externas. El investigador Friedrich Stephan estableció que las ratas con lesión SCN mantenidas en luz constante (LL) muestran un comportamiento anticipatorio de presión de palanca con horarios de alimentación de menos de 23 y 25 horas, pero no de 18 o 30 horas. También se observó un funcionamiento anticipado de la rueda con horarios de alimentación de menos de 23 horas, pero no con horarios de 18 horas. [7]Stephan atribuyó estos resultados a un oscilador circadiano, llamado oscilador arrastrable por alimentos (FEO, por sus siglas en inglés), que controla la salida del comportamiento anticipatorio. Se determinó que el FEO era autónomo y circadiano porque su ritmo de 24 horas persistía en condiciones constantes y también podía ajustarse a una variedad de intervalos de alimentación. Los resultados sugirieron que la actividad anticipatoria de correr la rueda se desarrolló dentro de los 2 a 4 días posteriores al experimento y tan rápido en ratas con lesiones SCN como en los controles. [4] Además, se descubrió que los horarios de alimentación restringidos eran capaces de arrastrar estos osciladores circadianos y permitir que las ratas anticiparan un horario de alimentación de 24 horas. [4]Este fue un descubrimiento importante en el campo de la biología circadiana, ya que destacó la existencia potencial de otros osciladores circadianos fuera del SCN, que se creía que era el reloj circadiano maestro en los mamíferos.