En el estudio de la cronobiología , el arrastre ocurre cuando los eventos fisiológicos o conductuales rítmicos hacen coincidir su período con el de una oscilación ambiental. Es, en última instancia, la interacción entre los ritmos circadianos y el medio ambiente. Un ejemplo central es el arrastre de los ritmos circadianos al ciclo diario de luz y oscuridad, que en última instancia está determinado por la rotación de la Tierra . La exposición a ciertos estímulos ambientales indicará un cambio de fase y un cambio abrupto en la sincronización del ritmo. El arrastre ayuda a los organismos a mantener una relación de fase adaptativa con el entorno, así como a evitar la deriva de un ritmo de funcionamiento libre. Se cree que esta relación de fase estable lograda es la función principal del arrastre.[1]
Hay dos modos generales de arrastre: fásico y continuo. [ cita requerida ] El modo fásico es cuando hay una interacción limitada con el medio ambiente para "reiniciar" el reloj todos los días por la cantidad igual al "error", que es la diferencia entre el ciclo ambiental y el ritmo circadiano del organismo. [ cita requerida ] El modo continuo es cuando el ritmo circadiano se ajusta continuamente por el medio ambiente, por lo general por la luz constante. [ cita requerida ] Dos propiedades, el período de funcionamiento libre de un organismo y la curva de respuesta de fase, son las principales piezas de información necesarias para investigar el arrastre individual. También hay límites para el arrastre. Aunque puede haber diferencias individuales en este límite, la mayoría de los organismos tienen un límite de arrastre de +/- 3 horas. [ cita requerida ] Debido a este límite, puede tomar varios días para el reingreso. [2]
El término arrastre se aplica porque los ritmos biológicos son endógenos : el ritmo persiste incluso en ausencia de señales ambientales porque no es un comportamiento aprendido sino algo inherente a los organismos. De las varias señales posibles, llamadas zeitgebers (que en alemán significan 'dadores de tiempo', 'sincronizadores', 'cronometradores externos'), que pueden contribuir a la sincronización, la luz tiene el mayor impacto. [3] [4] Las unidades de tiempo circadiano (CT) [ aclaración necesaria ] se utilizan para describir el arrastre para referirse a la relación entre el ritmo y la señal de luz/pulso. [ cita requerida ]
El ciclo de actividad/descanso (sueño) en los animales es uno de los ritmos circadianos que normalmente son arrastrados por señales ambientales. En los mamíferos, estos ritmos endógenos son generados por el núcleo supraquiasmático (SCN) del hipotálamo anterior . El arrastre se logra alterando la concentración de los componentes del reloj a través de la expresión génica alterada y la estabilidad de la proteína. [5]
Las oscilaciones circadianas ocurren incluso en las células de órganos aislados como el hígado/corazón como osciladores periféricos, y se cree que se sincronizan con el marcapasos maestro en el cerebro de los mamíferos, el SCN. Estas relaciones jerárquicas no son las únicas posibles: dos o más osciladores pueden acoplarse para asumir el mismo período sin que ninguno domine al otro. Esta situación es análoga a los relojes de péndulo de Huygens .
La fase de arrastre se refiere al tiempo relativo de cualquier evento circadiano dentro del día objetivo de 24 horas. [6]