Genética e ritmo circadiano

A rotação diária da Terra em seu eixo e a revolução anual ao redor do Sol têm efeitos significativos em nossos "ritmos biológicos". Desenvolvemos relógios circadianos moleculares endógenos para sincronizar nossos ritmos comportamentais, biológicos e metabólicos com sinais ambientais, com o objetivo de ter o melhor desempenho em um período de 24 horas. A regulação circadiana coordenada dos ciclos sono/vigília, repouso/atividade, jejum/alimentação e ciclos catabólicos/anabólicos é crucial para a saúde ideal.

Os ritmos circadianos na expressão genética sincronizam processos bioquímicos e fluxos metabólicos com o ambiente externo, permitindo que o organismo funcione efetivamente em resposta a desafios fisiológicos previsíveis. Uma perda de sincronização pode alterar a gama fisiológica de ritmos, levando a distúrbios metabólicos e doenças, ou seja, cronopatologia.

A imagem acima representa a regulação genética do ritmo circadiano, destacando genes e proteínas essenciais para a sincronização dos ciclos biológicos com estímulos ambientais, como a luz solar.

Genes da imagem:

1. Entrada de Luz e Ativação de Genes Relógio:

   A luz solar ativa células ganglionares da retina, estimulando a expressão do gene PER2 via CREB (proteína de ligação ao elemento de resposta ao AMP cíclico). Outros genes como PER1, PER3, CRY1 e CRY2 também são regulados pela luz.

   Exposição à luz solar pela manhã (idealmente nos primeiros 30-60 minutos após acordar) ativa o gene PER2, ajustando o relógio biológico.

   Evitar luz azul à noite (de telas e lâmpadas LED) previne a supressão da melatonina, essencial para o sono e regulação dos genes circadianos.

2. Mecanismo Molecular do Relógio Circadiano:

   No núcleo celular, os genes CLOCK e ARNTL (BMAL1) formam um heterodímero e se ligam a regiões chamadas EBOX para ativar a transcrição de genes do ciclo circadiano, como PER1, PER2, PER3, CRY1 e CRY2. Essas proteínas formam complexos que, ao longo do tempo, inibem sua própria transcrição, criando um ciclo oscilatório de aproximadamente 24 horas.

   A alimentação influencia diretamente genes como CLOCK, BMAL1, PER, CRY e ROR, regulando o metabolismo e o ciclo circadiano. Alimentos que ajudam na regulação circadiana:

• Triptofano (precursor da melatonina)

  • Presente em: ovos, queijo, peru, banana, castanhas, cacau.

  • Favorece a síntese de melatonina e serotonina, melhorando o sono e o humor.

• Magnésio (essencial para a função do CLOCK)

  • Fontes: amêndoas, espinafre, sementes de abóbora, cacau.

  • Modula a expressão dos genes circadianos e melhora a qualidade do sono.

• Vitamina B6 (cofator da conversão de triptofano em serotonina e melatonina)

  • Fontes: banana, salmão, batata-doce, abacate.

  • Atua na síntese de neurotransmissores e no gene PDXK.

• Vitamina B12 e Metilcobalamina (importante para ritmos metabólicos)

  • Fontes: carne vermelha, ovos, leite, frutos do mar.

  • Regula a produção de melatonina e a resposta ao ciclo circadiano.

• Ácidos graxos ômega-3 (anti-inflamatório e modulador de genes circadianos)

  • Fontes: peixes gordurosos (salmão, sardinha), linhaça, chia.

  • Estimula genes como BMAL1 e ROR e reduz inflamações que afetam o ritmo circadiano.

• Resveratrol e Polifenóis (favorecem a expressão de CLOCK e BMAL1)

  • Fontes: uva, vinho tinto, cacau, chá verde.

  • Melhoram a sensibilidade à insulina e ajudam no controle dos ciclos metabólicos.

  Estratégias de Estilo de Vida

  1. Jejum Intermitente e Horários Regulares de Alimentação

     • Comer sempre nos mesmos horários ajusta genes como PER1 e PER2.

     • O jejum intermitente estimula SIRT1, que interage com CLOCK e BMAL1.

  2. Exercício Físico

     • Atividade física pela manhã aumenta a expressão de BMAL1 e CLOCK, promovendo um ritmo metabólico estável.

     • Treinos noturnos intensos podem atrasar a liberação de melatonina e alterar PER2.

  3. Sono de Qualidade

     • Dormir em um ambiente escuro preserva a produção de melatonina e melhora a sincronização circadiana.

     • Evitar cafeína e refeições pesadas à noite reduz a desregulação de CLOCK e PER.

  4. Exposição ao Frio

     • Banhos frios ou exposição ao frio ativam o metabolismo de gordura marrom e regulam genes circadianos como PER1 e ROR.

  3. Regulação por Fatores Adicionais:

  RORA, RORB e RORC regulam positivamente ARNTL, enquanto NR1D1 (REV-ERB) age como um inibidor. GSK3B, um alvo do lítio, modula a estabilidade de proteínas do ciclo circadiano.

• Vitamina D: estimula a expressão de RORs. Fontes: sol, peixes gordurosos, gema de ovo.

• Resveratrol e Polifenóis: modulam RORs e melhoram ritmos circadianos. Fontes: cacau, chá verde, uvas.

• DHA (Ômega-3): regula a expressão de RORA e RORB, promovendo neuroproteção. Fontes: salmão, sardinha, chia.

• Exposição à luz solar matinal: essencial para manter a atividade circadiana correta.

  Como ativar NR1D1:

  • Exercício físico moderado: melhora a função de REV-ERBα.

  • Carboidratos complexos à noite: ajudam a regular o ciclo NR1D1-BMAL1.

  • Cafeína pela manhã: promove a ativação de NR1D1.

  4. Relação com o Metabolismo e a Saúde:

  MTNR1A e MTNR1B são receptores de melatonina, hormônio regulador do sono. Pyridoxal phosphate (Pdxk) e vitamina B6 influenciam a síntese de neurotransmissores. LDHA participa da regulação redox, conectando metabolismo energético e ritmos circadianos.

Como otimizar a sinalização de melatonina:

• Evitar luz artificial azul após o pôr do sol.

• Alimentos ricos em triptofano: ovos, nozes, cacau e peru.

• Jejum noturno de pelo menos 12 horas: melhora a sensibilidade à melatonina.

• Magnésio e zinco: aumentam a expressão de MTNR1A/B. Fontes: castanhas, sementes de abóbora.

Como modular LDHA naturalmente:

• Treino HIIT e exercícios de resistência: aumentam a expressão de LDHA.

• Dieta cetogênica ou baixa em carboidratos: reduz a necessidade de LDHA.

• Evitar picos glicêmicos: excesso de açúcar pode desregular LDHA.

A desregulação desses genes pode levar a cronopatologias, como distúrbios do sono, metabolismo alterado e doenças neurológicas. O equilíbrio circadiano é essencial para a manutenção da saúde física e mental.

Pequenos ajustes no estilo de vida têm um impacto significativo na expressão genética, melhorando saúde metabólica, sono e desempenho cognitivo.

Luz solar matinal ️
Exercícios físicos regulares ️‍️
Jejum intermitente ⏳
Dieta rica em magnésio, ômega-3, vitamina D e triptofano