La RADE organizó un ciclo de conferencias para celebrar el Año Internacional de la Luz

La radiación luminosa es imprescindible para la vida y la salud, inseparable del arte, esencial para conocer el origen del Universo y determinante en el avance científico y tecnológico

La RADE organizó un ciclo de conferencias para celebrar el Año Internacional de la Luz

La luz es vital para la salud, garantiza el mantenimiento del equilibro orgánico, ha determinado el avance de la cirugía y, gracias al láser, se aplica en múltiples tratamientos médicos y en diversos sectores industriales. La luz es casi la única herramienta que permite el estudio astronómico y es inseparable de la creación artística. Todos estos aspectos fueron objeto del ciclo sobre el Año Internacional de la Luz, organizado por la Sección de Ciencias Experimentales de la Real Academia de Doctores de España (RADE), cuyas sesiones atrajeron a estudiantes de bachillerato con vocación científica.

La luz es la única fuente de color en la naturaleza, explicó Francisco Valero, catedrático de Física de la Atmósfera de la Complutense, en la primera sesión, titulada “La luz y la atmósfera”. Las diferencias de color en el cielo dependen de varios factores: la variación de la altitud del Sol a lo largo del día y del año; la estratificación térmica de la atmósfera, la altitud del fenómeno que se contempla y los niveles de determinados ingredientes en la atmósfera, entre ellos, el polvo atmosférico.

El color de los objetos tiene relación con su capacidad de absorber, reflejar o transmitir la luz, y el ojo ve la radiación reflejada. El color del cielo depende de la interacción de la luz solar con la atmósfera, en la que hay moléculas de aire sobre las que incide la luz solar, y el resultado puede ser un azul puro o que veamos nubes, si hay concentraciones de gotas de agua en la atmósfera. Según Valero, el color predominante del cielo debería ser el violeta por la desviación en el prisma de las ondas más cortas, pero es el azul por tener mayor energía que el violeta en la longitud de onda trasmitida de la luz blanca y, además, resulta más intenso a la sensibilidad del ojo humano. La refracción de la luz es la causante del color rojizo del cielo a la puesta del Sol o al amanecer.

Nubes y colores

De aclarar por qué las nubes son blancas, grises o anaranjadas se encargó José Luis Sánchez Gómez, catedrático de Física Aplicada en la Universidad de León. Las nubes contienen partículas de agua de diferentes tamaños, desde cinco micras hasta cinco centímetros. Cuando una onda luminosa toca una pequeña partícula su comportamiento dependerá de la diferencia o semejanza de tamaño entre una y otra. Normalmente, las partículas son de agua, aunque hay también cristales de hielo e, incluso, aerosoles, que son partículas de polvo.

Las nubes son blancas porque la luz que las atraviesa encuentra partículas muy pequeñas o pasa sin reflejarse en ninguna. Las nubes grises tienen partículas de entre 50 u 80 y cien micras, o incluso mayores. La luz que incide en la nube ya no se dispersa en todas direcciones, y menos hacia abajo. Al filtrarse menos que en las blancas, el color es gris, y se va oscureciendo por la evolución de las partículas. Las nubes anaranjadas se ven al amanecer y al atardecer porque la luz les llega desde abajo. Como su base es bastante plana, la nube se comporta como un espejo.

En las nubes de tormenta hay miles de fenómenos eléctricos que pueden verse si se atraviesan en avión durante la noche. Lo mismo sucede con los rayos que van de la tierra al cielo, los llamados “chorros azules”, que son rayos X causados por la interacción de nubes de tormenta de alta energía con la atmósfera. Se trata, apuntó Sánchez, de casos bastante desconocidos y poco documentados, pero de un interés especial.

El ozono es un gas con dos caras. Es bueno el que se encuentra en la estratosfera porque nos protege de la parte más perjudicial de la radiación ultravioleta proveniente del Sol. El malo está en la tropósfera, hasta unos 17.000 metros de altura de la superficie terrestre, porque es perjudicial para la salud de los seres vivos y los ecosistemas, señaló Arturo Romero Salvador, académico de la RADE y coordinador de la sesión. 

El ozono se forma cuando el oxígeno, O2, recibe radiación ultravioleta solar y se rompe en dos átomos. Uno de ellos reacciona con otra molécula de oxígeno, y forma ozono, O3. A su vez, cuando el O3 recibe radiación ultravioleta con suficiente concentración y menos energía, como sucede en la estratosfera, absorbe casi el 99 por ciento de la radiación perjudicial y se descompone lentamente en oxígeno. Como la velocidad de formación es igual a la de descomposición, la concentración de ozono varía solo con el lugar y la época del año. 

El problema conocido como “agujero de ozono” surge cuando los átomos de cloro procedentes de los compuestos clorofluorocarbonos (CFC), por ser inestables en la estratosfera, reaccionan con el ozono y disminuye la capa de este gas. Los CFC, que pueden permanecer 150 años en la atmósfera, se emitían en grandes cantidades desde la industria y de diversos productos de uso cotidiano. Pero, como manifestó el doctor Romero, al eliminar la causa el problema ha desaparecido, aunque hay tal cantidad de CFC en las capas bajas de la atmósfera que todavía asciende a la estratosfera. Pero la capa de ozono protectora va aumentando.

La luz, obsesión de la ciencia

La luz que llega de los astros es casi la única herramienta que ha permitido el estudio astronómico, como afirmó el coordinador de la segunda sesión del ciclo, “La luz del cosmos”, Rafael Bachiller, director del Observatorio Astronómico Nacional y académico de la RADE. Este año se celebra el centenario de la teoría general de la relatividad, en la que se describe la propagación de la luz de forma novedosa: la luz se curva cuando pasa por las proximidades de un cuerpo material. La expansión del universo, establecida en la Ley de Hubble, y el fondo cósmico de microondas son los otros dos factores que confirman la teoría del Big Bang.

Hoy sabemos que el universo se creó en una gran explosión que se produjo hace 13.800 millones de años. Tras el Big Bang el espacio se fue dilatando a velocidades mayores de la luz. A medida que el universo se enfriaba, las partículas más complejas (núcleos atómicos) empezaron a ser estables y a forman quarks que, a su vez, crearon neutrones y protones, que dieron lugar a los primeros átomos. Tres minutos después de la gran explosión había una “sopa” de electrones y núcleos. Cuando se formaron los átomos de hidrógeno, hace 300.000 millones de años, se emitió un gran flash de luz, que conocemos como radiación cósmica de microondas.

Para Mariano Esteban Piñeiro, profesor honorífico de la Universidad de Valladolid, el conocimiento de la naturaleza de la luz es un ejemplo magnífico para enseñar a los jóvenes cómo progresa el conocimiento científico por el trabajo sucesivo de los investigadores.

Dos teorías básicas sobre la luz han perdurado desde hace siglos hasta nuestros días: según una, su naturaleza está formada por corpúsculos, y según la otra, por longitudes de onda. A mitad del siglo XVII Huygens defendía la teoría ondulatoria y Newton, la de los corpúsculos en movimiento. En el XVIII, Young, con su prueba de las dos rendijas, confirmó la naturaleza ondulatoria de la luz. Maxwell, en el XIX, afirmó que la luz es una perturbación electromagnética apoyado en una complicada teoría matemática, según las cuales, la electricidad, el magnetismo y la luz son manifestaciones de un mismo fenómeno: el campo electromagnético. Pero no dejaba de ser una teoría. Michelson y Morley, en el XIX, dieron la razón a Maxwell. A finales del XIX, Lorentz estableció que cualquier objeto en movimiento se contrae por un determinado factor en su tamaño y en el tiempo. Con esta corrección, la velocidad de la luz es constante en todo medio. Pero la teoría de Maxwell seguía sin confirmarse. Hertz, a partir del experimento de Michelson y Morley, reformuló las ecuaciones de Maxwell en 1888 y probó que las ondas electromagnéticas pueden viajar a través del aire libre y del vacío. Se demostraba así que la luz era una onda electromagnética.

Al explicar el efecto fotoeléctrico, Einstein demostró que la luz tiene naturaleza corpuscular y dio la razón a Newton. Pero otros fenómenos verificaban la teoría de las ondas electromagnéticas. Louis de Broglie habló de la dualidad onda-corpúsculo: la luz se comporta una veces como onda y otras como corpúsculos. Tras añadir los movimientos acelerados y la gravitación a su teoría especial de la relatividad y su principio de invariancia de la velocidad de la luz, Einstein llegó a su teoría de la relatividad general, en 1915, con la que iba a explicar la mecánica, el electromagnetismo, la óptica y la gravitación: la luz se desvía al pasar cerca de un cuerpo de gran masa. Pero había que demostrarla experimentalmente, lo que ocurrió en 1919, durante un eclipse solar, gracias a un trabajo dirigido por el astrónomo Eddington.

La atmósfera terrestre produce una gran perturbación para la observación astronómica, pero el telescopio espacial Hubble ha cubierto toda la banda ancha del espectro electromagnético que no podíamos percibir desde los observatorios terrestres, y nos ha permitido conocer las primeras estrellas del universo, en una prodigiosa aventura expuesta por Asunción Sánchez Justel, directora del Planetario de Madrid.

La idea del Hubble surgió en 1946, su fabricación se completó en 1985, pero no se lanzó hasta 1990. Para este telescopio se elaboró el espejo más pulido y perfecto que se había hecho nunca. Pero algo falló, y las imágenes salieron borrosas. El error de un parámetro fue la causa de lo que podía haber sido el gran desastre de la historia de la astronomía; pero en menos de seis años el problema se arregló, en una misión tripulada a la que siguieron otras para resolver distintas averías.

En 1990, los telescopios terrestres llegaban hasta los 6.000 millones de años del origen del universo. En 1995, el Hubble, llegó a 1.500 millones de años. Con los sucesivos arreglos que se le hicieron, fue viendo más atrás en el tiempo. En 2014 se vieron las galaxias más antiguas que se pueden observar, cuando el universo tenía de 900 a 500 millones de años, que tienen poco que ver con lo que vemos ahora. Gracias al Hubble sabemos que solo un 4,9 por ciento de la materia del universo es como la nuestra (bariónica), un 25,9 es materia oscura y el 69 es energía oscura.

En 2018 el telescopio espacial James Webb, un observatorio espacial que estudiará el cielo en frecuencia infrarroja, sucederá al Hubble y al Spitzer. Con un gran espejo de 6,5 metros de diámetro (el del Hubble tiene 2,4), una posición de observación lejos de la Tierra, y cuatro instrumentos especializados, el James Webb tendrá una resolución sin precedentes y sensibilidad de larga longitud de onda visible al infrarrojo medio, que le permitirán estudiar el nacimiento y la evolución de las galaxias y la formación de estrellas y planetas, y nos llevará mucho más atrás en el conocimiento del origen del universo.

La luz, el arte y la cirugía

Hay luces que no se ven pero que nos afecta, como la infrarroja y la del microondas, o la ultravioleta, que emite el Sol y quema la piel. El color verde es el que más se ve por la noche, y de día, el amarillo. La luz no es solo onda, sino también un conjunto de partículas de fotones, de los que el ojo puede ver uno solo. La iguana posee un visor de ultravioleta que le permite ver el rastro que ha dejado a su paso, y así encuentra el camino de vuelta, y la serpiente tiene un detector de infrarrojos entre la nariz y la boca. Estas características y curiosidades relacionadas con la luz las expuso Manuel García Velarde, académico de la RADE y coordinador de la sesión “La luz y el número cinco”.

García Velarde hizo referencia a los descubrimientos relacionados con la luz ocurridos en años terminados en cinco. Entre esas coincidencias, que el ponente calificó de puramente casuales, por lo que nadie debe dar valor exotérico al cinco, manifestó que, en 1865, Maxwell estableció la gran teoría electromagnética; en 1905, Einstein publicó su descubrimiento del efecto fotoeléctrico, que le valió el Nobel, y en 1915 expuso su teoría general de la relatividad, y, en 1965, Penzias y Wilson descubrieron por casualidad la radiación cósmica de fondo.

Mientras que la ciencia se ocupa de las ondas luminosos y los fenómenos captables, el humanismo estudia el conocimiento espacial y la percepción, que nos lleva, mediante un proceso de creación, a la obra artística, afirmó Rosa Garcerán Piqueras, académica de la RADE. Luz y arte son inseparables a lo largo de la historia de la humanidad, como subrayó la ponente, que utilizó cinco ejemplos artísticos para mostrar esa relación de honda raíz humanística.

En todas las religiones la representación religiosa se asocia a la luz. Existen vínculos mitológicos entre el Sol, el agua, el arco iris, que se convierten en símbolos de la Providencia y la realidad humana. La luz tiene una intima relación con la belleza, como en el caso de Narciso, que se enamora de su reflejo en el agua. El empleo de la luz diferencia escuelas y estilos pictóricos y artistas. El puntillismo recurre a aplicar colores fundamentales a base de puntitos, que la retina percibe en su conjunto como una imagen; y los impresionistas restan importancia al dibujo para dar relevancia a la luminosidad con la que representan el color. Incluso la arquitectura utiliza la luz para crear arte en sus construcciones, desde las vidrieras de las catedrales a los efectos lumínicos en tres dimensiones que llegan al concepto de arquitectura visual. El arte, en definitiva, aprovecha los descubrimientos científicos sobre la luz para la creación, como sucede con la fotografía, los hologramas o el cine en tres dimensiones, entre otros ejemplos aludidos por Garcerán.

La luz es un elemento imprescindible para la cirugía, apuntó el doctor Jesús Álvarez Fernández-Represa, presidente de la RADE, quien recorrió en cinco capítulos desde la época del oscurantismo en la práctica médica hasta la cirugía robótica de la actualidad. Hipócrates (460-375 a. C.) describió tubos (especulum) con fines diagnósticos, que introducía por cualquier orificio para ver, con luz natural, si estaba obstruido. La primera noticia de que un órgano interno se viera desde el exterior la da Albucasis, médico cordobés (936-1013), que colocaba espéculos en la vagina para ver el cuello uterino con luz natural.

En 1806, Bonzinni presentó un aparato para conducir la luz de una vela por unos tubos que permitían ver las uretras: fue el primer endoscopio. Pero prácticamente le prohibieron usarlo por considerarse un método digno para explorar a los seres humanos. Mejor aceptación tuvo Desemeaux, en 1865, que utilizó un tubo rígido y unos espejos, con una lámpara de queroseno, para ver unos centímetros a través de conductos naturales. Sobre una idea del dentista Bruck, el urólogo alemán NItze creó el primer cistoscopio que permitía ver el interior de la vejiga con una lente de aumento, y abría los tratamientos quirúrgicos bajo visión directa.

Los avances importantes llegaron en los siglos XIX y XX. Kelling (1902) inventó la laparoscopia, que Jacobaeus (1910) empleó en abdomen y tórax haciendo orificios. Kramer (1920) creó un sistema de visión oblicua para examinar los márgenes del neumoperitoneo inyectando aire en el abdomen para separar los órganos internos. Fourestier (1952) utilizó fibra de vidrio para introducir luz intensa en el cuerpo. Y Hopkins (1952) creo un sistema para flexionar el haz de luz con un haz de fibras, el fibroscopio, invento primordial para el futuro de la cirugía.

En nuestra generación, continuó Álvarez Fernández-Represa, nuevas aportaciones mejoraron la cirugía. Storz (1960) mejoró el modelo de Hopkins, Kurt Semm (1960-80), ginecólogo e ingeniero alemán, inventó instrumentos importantes para una cirugía mínimamente invasiva: un aparato de insuflación de CO2 y un sistema de irrigación para limpiar la zona quirúrgica, entre otros; Berci adaptó una cámara de televisión y cambió por completo los quirófanos, al conseguir que las intervenciones pudieran ser observadas por alumnos y ayudantes. Y llegó a la cirugía robótica, con aparatos de cinco brazos que se manejan con manos y pies, la cabeza metida en una consola como si estuviera en el abdomen del enfermo, y con visión de la tercera dimensión, gracias al uso de la luz. El futuro será la fluoroscopia, que permitirá identificar los tejidos que hay que extirpar porque emiten luz fluorescente, y la tomografía por emisión de positrones (PET), que identificará las células que tienen alterado su funcionamiento metabólico y van a desarrollar metástasis.

Láser: un haz de soluciones

Cuando se inventó, en 1960, el láser se calificó como "una solución a la espera de un problema". Desde entonces se ha vuelto omnipresente y actualmente puede encontrarse en miles de aplicaciones en campos muy variados, como la electrónica de consumo, la tecnología de la información, la investigación científica, la medicina, la industria y el sector militar. José María Teijón Rivera, académico de la RADE y coordinador de la sesión “La radiación láser y sus aplicaciones”, introdujo a los asistentes en el conocimiento del láser, término procedente de la sigla inglesa que significa amplificación de luz por emisión estimulada de radiación.

Muchos científicos prepararon el camino del láser. En 1916, Einstein estableció los fundamentos para el desarrollo de los láseres y de sus predecesores, los máseres. En 1928, Landenburg tuvo la primera evidencia del fenómeno de emisión estimulada de radiación. En 1953, Townes y los estudiantes de postgrado Gordon y Zeiger construyeron el primer máser. Básov y Prójorov trabajaron independientemente en el oscilador cuántico y resolvieron el problema de obtener un máser de salida de luz continua. Townes, Básov y Prójorov compartieron el Premio Nobel de Física en 1964 por "los trabajos fundamentales en el campo de la electrónica cuántica", que condujeron a la construcción de osciladores y amplificadores basados en los principios de los máser-láser.

El primer láser era de rubí y funcionó por primera vez el 16 de mayo de 1960, construido por Theodore Maiman. El retraso de su publicación dio tiempo a que se pusieran en marcha otros desarrollos paralelos. Por este motivo, Townes y Schawlow también son considerados inventores del láser, que patentaron en 1960. Dos años después, Robert Hall creó el láser generado por semiconductor. En 1969 se practicó la primera aplicación industrial del láser para soldar elementos de chapa de vehículos y, al año siguiente, Gould patentó otras aplicaciones del láser.

Hay más de mil tipos de láseres totalmente distintos, y algunos se pueden comprar en el mercado. Según sean de alta o baja potencia tienen distinta utilidad. En general, los de baja se usan para reducir inflamación, y los de alta, como bisturí, dijo el académico de la RADE José Antonio Rodríguez Montes, que trató de los diversos tipos de láseres (gaseosos, semiconductores, etc.) y sus distintas aplicaciones en biomedicina.

El láser se utiliza en diversos tipos de especialidades quirúrgicas: cirugía plástica, oftalmología, dermatología, urología, podología y otorrinolaringología. Rodríguez Montes explicó algunas de estas aplicaciones, como eliminar varices, mamas en el varón (ginecomasia), juanetes, hiperqueratosis plantar, hemorroides, condilomas acuminados, onicomicosis (infección de uñas por hongos), arrugas, lunares, acné inflamatorio, nevus epidérmico, verrugas y cicatrices, tumores superficiales, carcinoma vasocelular, rinofima, granulomas de cuerdas vocales (tumor benigno); o su uso para rejuvenecimiento facial, lipoescultura láser, xantelasmas (tumores benignos en párpados), tatuajes cosméticos, estenosis traqueal, retinopatía diabética y en cirugía refractiva, para diversas deficiencias visuales: miopía, hipermetropía, etc.

Aunque usar láseres no presenta prácticamente inconvenientes en odontología, faltan muchos estudios sobre su aplicación sistemática en todo tipo de tejidos porque no se conoce suficientemente qué dosis y qué aparatos son más adecuados en cada caso. Además, son productos muy caros, a pesar de que están bajando, y los profesionales están esperando láseres multiusos para diferentes aplicaciones, según Juan Antonio García Núñez, profesor titular de la Facultad de Odontología de la Complutense.

Los láseres más potentes son típicamente quirúrgicos y producen cortes por efecto fotoquímico, fototérmico, fotomecánico o fotoeléctrico. Los blandos tienen efecto bioenergético, bioeléctrico, bioquímico, bioestimulante o inhibitorio. En odontología, los láseres se utilizan en caries pequeñas, eliminación de composites (empastes blandos), sellado de fosas y fisuras, esterilización, hiperestesias dentinarias (hipersensibilidades) y endodoncias. Para tratamientos estéticos: carillas y obturaciones anteriores y blanqueamientos dentales. Para tallado de coronas, aunque resulta muy lento y se recomienda en casos excepcionales. Para cirugía bucal: tumores benignos, papilomas en labio y en lengua, con la ventaja de que no hay sangrado y se aplica sin anestesia; leucoplasias, lesiones con riesgo de transformarse en cáncer; torus, crecimiento del hueso en el paladar; mucoceles, glándula salivar bloqueada por la saliva; ortodoncia, recolocación de dientes. En medicina bucal: liquen plano, lupus eritematoso discoide, glosodinia: dolor de lengua. Y en periodoncia (piorrea).

La luz es vida y salud

Desde que las cianobacterias aprendieron a desprender oxígeno y sintetizar azúcares, la fotosíntesis es un tesoro por el que la luz se transforma en energía química y se reparte en racimo. Con la fotosíntesis, la luz nos da fibra, alimento, combustible, belleza, artes y flores, colores y diversión (vino y cerveza). Pero la relación de las plantas con la luz es más compleja que la fotosíntesis. Se habla de los sentidos de la plantas, que eran las segundonas de la evolución, y ahora su investigación cobra relevancia, manifestó Matilde Barón, directora de la estación experimental del Zaidin (CSIC).

El estrés afecta a las plantas como al resto de organismos vivos, por sequía, temperaturas extremas, falta de luz, malas hierbas, insectos patógenos y otras causas, y el cambio climático les provoca súper-estrés. El cloroplasto no es perfecto, no toda la energía solar se transforma en fotosíntesis y se convierte en fluorescencia roja y en calor. Una planta estresada absorbe menos radiación roja y azul y refleja una parte, lo que da información la planta enferma. Las plantas estresadas pueden ser fluorescentes o febriles. Las fluorescentes reflejan un falso dibujo de colores con energía disipada por la zona por la que viaja el virus. Las febriles elevan su temperatura al ser invadidas por una bacteria, cierran los estomas, hacen poca fotosíntesis y reducen su transpiración.

Las plantas tienen metabolitos de defensa que emiten florescencia en el azul y el verde, lo que permite detectar estrés en cultivos mediante cámaras de distintos filtros colocadas en drones, pequeños aviones o helicópteros que sobrevuelan las plantaciones. Así se sabe donde se necesita más o menos agua, donde hay zonas enfermas, estresadas, etc. Este sistema sirve para una agricultura de precisión, más sostenible y menos contaminante, que se investiga con un proyecto apoyado por fondos FEDER, el Ministerio de Agricultura y la Junta de Andalucía.

La percepción de la luz no sería posible sin el ojo, el segundo órgano más complejo después del cerebro y el más conectado con él. Como en una cámara fotográfica, el ojo tiene un sistema de apertura, el iris y la pupila, y una película de detección de la señal luminosa, la retina. El coroides absorbe el exceso de luminosidad que escapa a la acción de los receptores, aseveró Federico Mayor Menéndez, académico de la RADE y presidente de la Sociedad Española de Bioquímica y Biología Molecular, que copatrocinaba la sesión.

El ojo se acomoda rápidamente a la proximidad o lejanía por la acción de uno de los músculos que más trabaja de nuestro organismo, el ciliar. La retina es la estructura especializada en detectar y procesar las señales lumínicas. Está formada por fotoreceptores, bastones y conos, células bipolares y ganglionares que organizan los axones que van al cerebro por el nervio óptico. Luego hay dos capas horizontales de células reguladoras. Hay seis millones de conos y 120 millones de bastones que contienen oxinas, unos pigmentos fotosensibles. Los bastones funcionan mejor en luz tenue, y los conos con luz diurna y colores. La fóvea, zona con mayor agudeza visual para los colores, está fundamentalmente poblada por conos; mientras que los bastones se encargan de la periferia. Vemos gamas de colores porque tenemos diversas proteínas con distintas sensibilidades a diferentes longitudes de onda en bastones y conos.

El cuerpo humano fabrica vitamina D porque la luz solar, al incidir en la piel, transforma una molécula derivada del colesterol en previtamina D que sigue evolucionando en el hígado para después pasar al riñón, donde se genera la vitamina D activa, que nos permite absorber calcio. Para ello, basta con tomar cinco minutos de Sol. Con este ejemplo abrió su intervención la doctora Mónica de la Fuente, académica de la RADE y coordinadora de la sesión.

La luz está relacionada con el estado de ánimo por su influencia en neurotransmisores, como la serotonina, el neurotransmisor de la felicidad, que se fabrica esencialmente a base de triptófano, un aminoácido esencial que se ingiere con alimentos como las legumbres. Pero hay más. Una buena salud necesita de una correcta homeostasis, el equilibrio funcional entre los sistemas nervioso, endocrino e inmunitario. La comunicación entre los tres depende del momento del día, a través de las moléculas que genera cada uno: el endocrino, las hormonas; el inmunitario, las citoquinas, y el nervioso, los neurotransmisores. Los niveles de estas moléculas son distintos según la hora del día, y dependen de los ritmos biológicos. La cronobiología es la ciencia que estudia los relojes biológicos de los seres vivos, que sirven para anticiparse a los cambios periódicos previsibles, y han permitido que las especies se mantengan.

Los valores normales de estas moléculas cambian durante el día, el año y con la edad. El ritmo circadiano, de 24 horas, lo controla un reloj biológico que está en el hipotálamo y se pone en hora con la luz. El sueño es parte de su equilibrio. El reloj circadiano es un conjunto de neuronas, el núcleo supraquiasmático, que detecta la luz que llega a la retina y llega a la glándula pineal, donde se produce melatonina, el gran sincronizador de los relojes. Luego, por vía endocrina y nerviosa, alcanza todo el organismo. Este reloj central hace funcionar los relojes periféricos de células y órganos gracias a la melatonina de origen pineal, que los coordina. La melatonina generada en otros centros es un gran protector celular, antoxidante e inmunomodulador. El pico de melatonina se alcanza por la noche en un proceso que comienza con la luz de la mañana. Si por la noche no dormimos a oscuras, no se crea melatonina.

El sistema circadiano influye en la proliferación celular y, si se alteran sus ritmos, favorece el cáncer. Está demostrado que enfermeras y azafatas, que cambian de turnos y de ciclos de luz, sufren mayores porcentajes de cáncer de mama. La cronoterapia trata de restaurar la estructura temporal del individuo perturbada por la enfermedad, y la cronofarmacología estudia cuando hay que administrar la medicación para aumentar su efectividad. Cambios de turnos, jet lag, falta de relaciones sociales o exceso de actividad nocturna rompen los ritmos de nuestro diseño biológico, evolucionado durante millones de años. Las condiciones de vida actuales no favorecen unos ritmos adecuados; por eso, pesar de los avances médicos, seguimos enfermando, concluyó De la Fuente.

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