Conference PaperPDF Available

Cómo la luz prende y apaga nuestro estado de ánimo?

Authors:
Monica MC Gonzalez at Instituto Ferrero de Neurología y Sueño
Monica MC Gonzalez
  • Instituto Ferrero de Neurología y Sueño
Download full-text PDF
Read full-text
Download citation

Abstract

Desde hace muchos años, es bien conocida la relación entre la luz ambiental y los trastornos del humor. La luz brillante mejora el humor, mientras que la exposición limitada a la luz está asociada a un alto riesgo de depresión. Sin embargo el mecanismo por el cual la luz ejerce está acción aún es desconocido. Mis estudios de los últimos años, sugieren por primera vez, la implicación funcional del sistema circadiano en la etiología de los trastornos del humor. La relación entre la luz ambiental y los trastornos del humor es bien conocida desde hace muchos años. La luz brillante mejora el humor, mientras que la exposición limitada a la luz está asociada a un alto riesgo de depresión. Los efectos benéficos de la terapia con luz brillante, son reconocidos en la Clinical Practice Guidelines de los Estados Unidos (Depression Guideline Panel 1993) y el resto del mundo. En 2005, la American Psychiatric Association declara que la terapia lumínica puede servir como terapia médica inicial para el tratamiento de la depresión estacional y no estacional. Por su eficacia, The International Society for Affective Disordersla recomienda para el tratamiento contra la depresión crónica y The American Journal of Psychiatry (April 2005) declara quelos efectos de la terapia lumínica son comparables a los de los antidepresivos. Mis estudios en los últimos años sugieren, por primera vez, el mecanismo luz dependiente que estaría implicado en la etiología de la depresión y que además explicaría el efecto benéfico de la terapia con luz brillante. ¿Por qué es tan importante estar expuestos a la luz? Un ritmo biológico es la recurrencia de un fenómeno biológico a intervalos regulares de tiempo. Las funciones bioquímicas, fisiológicas y de conducta, presentan un ritmo que se repite generalmente cada 24 horas (ritmo circadiano), como por ejemplo nuestro desempeño cognitivo, la temperatura corporal, los niveles hormonales, la vigilia y el sueño, entre otros. Estos ritmos son mecanismos adaptativos en respuesta a la rotación de la tierra sobre su eje, que hace que su superficie esté expuesta cada 24 horas, y en forma alternada, a la luz (día) y a la oscuridad (noche). En mamíferos, incluso el hombre, los núcleos supraquiasmáticos del hipotálamo (conocidos como relojes biológicos, NSQ) son los que determinan estos ritmos circadianos. La luz natural (luz solar), a través de una vía directa desde la retina hasta los relojes biológicos, es el factor más importante para la puesta en hora de todos los ritmos, coordinándolos entre sí y con las variaciones del ambiente. Esto les permite a los organismos estimar el paso del tiempo, y anticiparse y prepararse para las demandas que surgen de los cambios ambientales cíclicos (día/noche, estaciones del año). Así, el nivel máximo de una variable se expresará cuando el medio ambiente requiera de su respuesta máxima (Meijer and Schwartz 2003). Durante la exposición de ciclos de luz-oscuridad (LO) naturales, los núcleos supraquiasmático funcionan correctamente generando en forma conjunta ritmos sincronizados con el ciclo de LO. Sin embargo, frente a una insuficiente exposición a la luz (abrupta o prolongada), su actividad celular se altera generando una desalineación de los ritmos metabólicos, hormonales y comportamentales entre sí y 24 horas con respecto al ciclo de LO llamada desincronización interna del sistema circadiano(de la Iglesia et al. 2004). Esto causa diversas patologías, entre ellas la depresión (Duncan 1996). Características de la depresión Depresión es un trastorno que persiste al menos por dos semanas y que afecta cuerpo, ánimo y pensamiento, disminuyendo el rendimiento en el trabajo y limitando la actividad habitual. Se expresa a través de una tristeza patológica, ansiedad, impedimento cognitivo, falta de energía y vitalidad, pérdida de interés y placer, y aumenta el riesgo de suicidios y mortandad (Neugebauer 1999). Este perfil está asociado al déficit de los sistemas noradrenérgico (NA) del locus coeruleus (LC), serotoninérgico (5-HT) de los núcleos del rafe y dopaminérgico (DA) del área tegmental ventral (VTA), y alteraciones profundas de los ritmos circadianos. Por ejemplo, el ritmo circadiano del sueño presenta un retraso de fase lo que implica que el individuo deprimido concilia el sueño más tarde y se levanta también más tarde que el común de la gente, por lo que sufre de somnolencia de día e insomnio de noche (Duncan 1996). Proyecciones para el 2020 pronostican que la depresión será la segunda causa de discapacidad en el mundo (5.7% en comparación del 2.6% por VIH). Además, niños cada vez más pequeños sufren de depresión. En un estudio reciente, se acaba de reconocer depresión en bebés de sólo 6 meses de vida, y la conducta depresiva se observa aún cuando el bebé interactúa con una persona no deprimida (Hay et al. 2010). En la Argentina, 5% de los niños presentan depresión neonatal (fuente: Agencia Infancia Hoy). De acuerdo con esto, diversos estudios concuerdan que en las últimas décadas se observa un incremento importante de las conductas suicidas infanto-juveniles. En la Argentina, la depresión se trata revirtiendo el déficit aminérgico bloqueando la recaptura de NA y/o 5-HTcon antidepresores, sin embargo no tratan la causa, ya que se desconoce. Por lo que conocer los sustratos neuroquímicos y neuroanatómicos implicados en la etiología de la depresión deviene crucial para el desarrollo de tratamientos más eficientes y para su prevención. Esto sólo se puede conseguir con la explotación de un modelo animal que presente todas las características anatómicas y comportamentales que caracterizan a la enfermedad. Mecanismo implicado en la etiología de la depresión Como mencionamos antes, la insuficiente exposición a la luz puede llevar a la depresión (Wehr & Rosenthal 1989). La acción antidepresora de la terapia con luz brillante depende de la integridad de los sistemas NA-LC y del 5-HT de los núcleos del rafe (Neumeister et al. 1998). En concordancia con todo esto, en nuestros últimos estudios mostramos que ratas adultas mantenidas en oscuridad total por varias semanas presentan características anatómicas y comportamentales similares a las de los pacientes deprimidos, como ser daño neuronal y déficit de los neurotransmisores de NA-LC, 5-HT de los núcleos del rafe, y DA-VTA, en asociación con índices comportamentales de depresión tales como disminución de la amplitud y retraso de la fase del ritmo circadiano de la vigilia y el sueño, ansiedad, y helplessness durante el test de nado forzado (forced swim test), entendiéndose por helplessness a la falta de una respuesta estratégica para evitar o salir de una situación apremiante. La sintomatología depresiva asociada con la privación de luz, fue revertida con la administración prolongada del antidepresivo, desipramina (Gonzalez & Aston-Jones 2006, 2008). Por lo que las ratas deprivadas de luz, se convirtió en un excelente modelo animal para evaluar potenciales drogas antidepresivas y analizar los mecanismos implicados en la etiología de la depresión. Mi hipótesis fue que la ausencia de luz desarticula los mecanismos intrínsecos del NSQ, lo que conduce a la depresión a través de la desregulación de los circuitos eferentes transinápticos que modulan la actividad del NA-LC, 5-HT núcleos del rafe, y DA-VTA y sus comportamientos asociados (sueño, vigilia, ánimo, motivación,etc.). Recientemente confirmamos esta hipótesis, al demostrar en ratas que el desacoplamiento de los osciladores del NSQ inducida por exposición a un ciclo de LO más corto (22h) que el genéticamente normal (24h), genera un fenotipo anatómico y comportamental semejante al de los pacientes deprimidos (González y de la Iglesia 2008, artículo en revisión). Nuestros estudios sugieren por primera vez que el mecanismo neurobiológico por el que la insuficiente cantidad/intensidad de luz genera depresión, se aloja en el reloj biológico. Ello abre nuevas puertas para novedosas terapias mucho más eficaces que las actuales, al estar dirigidas a tratar el desalineamiento de los mecanismos del NSQ en lugar del déficit monoaminérgico. Además, este mecanismo propuesto explicaría cómo la terapia con luz brillante revierte la depresión y demás comorbilidades. REFERENCIAS De la Iglesia HO et al. 2004. Forced desynchronization of dual circadian oscillators within the rat suprachiasmatic nucleus. Curr. Biol. 14: 796-800 Duncan Jr. WC. 1996. Circadian rhythms and the pharmacology of affective illness. Pharmacol. Ther. 71: 253-312. González, MMC, Aston-Jones G. 2006. Circadian regulation of arousal: role of the noradrenergic locus coeruleus system and light exposure. SLEEP 29: 1327-1336. González, MMC, Aston-Jones G. 2008 Light deprivation damages monoamine neurons and produces a behavioral depresive phenotype Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105: 4898-4903. González MMC, de la Iglesia H. 2008. Circadian desynchronization induces recurrent cycling of depression-and mania-like states: a potential model for bipolar disorder. X Taller Argentino de Neurociencias P51. Hay DF, Pawlby S, Waters CS, Perra O, Sharp D. 2010. Mothers' antenatal depression and their children's antisocial outcomes. Child Dev. 81: 149-165. Meijer JH, Schwartz WJ. 2003. In search of the pathways for light-induced pacemaker resetting in the suprachiasmatic nucleus J. Biol. Rhythms 18: 235-249. Neugebauer R. 1999. Mind matters: the importance of mental disorders in public health's 21st century mission. Am. J. Public Health 89: 1309-1311. Neumeister A, Turner EH, Matthews JR, Postolache TT, Barnett RL, Rauh M, et al. 1998. Effects of tryptophan depletion vs catecholamine depletion in patients with seasonal affective disorder in remission with light therapy therapy Arch Gen Psychiatry 55: 524-530. Wehr TH, Rosenthal NE. 1989. Seasonality and affective illness. Am. J. Psychiatry 146: 829-839.
Content uploaded by Monica MC Gonzalez
Author content
All content in this area was uploaded by Monica MC Gonzalez on Oct 12, 2016
Content may be subject to copyright.
González, Mónica María del Carmen
¿Cómo la luz “prende” y “apaga” nuestro esta-
do de ánimo?
II Jornada de Intercambio Académico y de Investigación, 2012
Facultad de Psicología y Psicopedagogía - UCA
Este documento está disponible en la Biblioteca Digital de la Universidad Católica Argentina, repositorio institucional
desarrollado por la Biblioteca Central “San Benito Abad”. Su objetivo es difundir y preservar la producción intelectual
de la Institución.
La Biblioteca posee la autorización del autor para su divulgación en línea.
Cómo citar el documento:
González, M. M. (2012, octubre). ¿Cómo la luz “prende” y “apaga” nuestro estado de ánimo? [en línea]. Presentado en
Segunda Jornada de Intercambio Académico y de Investigación, Universidad Católica Argentina, Facultad de
Psicología y Psicopedagogía, Buenos Aires, Argentina.
Disponible en http://bibliotecadigital.uca.edu.ar/repositorio/ponencias/como-luz-prende-apaga-animo.pdf [Fecha de
consulta: ….]
Actas de la II Jornada de Intercambio Académico y de Investigación de la Facultad de Psicología y
Psicopedagogía, Pontificia Universidad Católica Argentina. Buenos Aires, 23 de octubre de 2012.
117
¿Cómo la luz “prende” y “apaga” nuestro estado de ánimo?
González, Mónica María del Carmen
Resumen
Desde hace muchos años, es bien conocida la relación entre la luz
ambiental y los trastornos del humor. La luz brillante mejora el humor,
mientras que la exposición limitada a la luz está asociada a un alto riesgo
de depresión. Sin embargo el mecanismo por el cual la luz ejerce está
acción aún es desconocido. Mis estudios de los últimos años, sugieren
por primera vez, la implicación funcional del sistema circadiano en la
etiología de los trastornos del humor.
La relación entre la luz ambiental y los trastornos del humor es bien conocida desde
hace muchos años. La luz brillante mejora el humor, mientras que la exposición
limitada a la luz está asociada a un alto riesgo de depresión.
Los efectos benéficos de la terapia con luz brillante, son reconocidos en la Clinical
Practice Guidelines de los Estados Unidos (Depression Guideline Panel 1993) y el
resto del mundo. En 2005, la American Psychiatric Association declara que la terapia
lumínica puede servir como terapia médica inicial para el tratamiento de la depresión
estacional y no estacional. Por su eficacia, The International Society for Affective
Disordersla recomienda para el tratamiento contra la depresión crónica y The
American Journal of Psychiatry (April 2005) declara quelos efectos de la terapia
lumínica son comparables a los de los antidepresivos.
Mis estudios en los últimos años sugieren, por primera vez, el mecanismo luz-
dependiente que estaría implicado en la etiología de la depresión y que además
explicaría el efecto benéfico de la terapia con luz brillante.
¿Por qué es tan importante estar expuestos a la luz?
González, Mónica María del Carmen (2012). ¿Cómo la luz “prende” y “apaga” nuestro estado de ánimo? Actas
de laII Jornada de Intercambio Académico y de Investigación. Buenos Aires: Facultad de Psicología y
Psicopedagogía Pontificia Universidad Católica Argentina, 108-112.
Actas de la II Jornada de Intercambio Académico y de Investigación de la Facultad de Psicología y
Psicopedagogía, Pontificia Universidad Católica Argentina. Buenos Aires, 23 de octubre de 2012.
118
Un ritmo biológico es la recurrencia de un fenómeno biológico a intervalos regulares
de tiempo. Las funciones bioquímicas, fisiológicas y de conducta, presentan un ritmo
que se repite generalmente cada 24 horas (ritmo circadiano), como por ejemplo
nuestro desempeño cognitivo, la temperatura corporal, los niveles hormonales, la
vigilia y el sueño, entre otros (ver figura). Estos ritmos son mecanismos adaptativos en
respuesta a la rotación de la tierra sobre su eje, que hace que su superficie esté
expuesta cada 24 horas, y en forma alternada, a la luz (día) y ala oscuridad (noche).
Dibujo de las características del ritmo circadiano del sueño. El sueño se inicia y mantiene
durante el período de oscuridad (noche) y disminuye durante el período de luz (día), ciclo que
se repite cada 24 horas, aproximadamente a la misma hora. A: amplitud del ritmo.
En mamíferos, incluso el hombre, los núcleos supraquiasmáticos del hipotálamo
(conocidos como relojes biológicos, NSQ) son los que determinan estos ritmos
circadianos. La luz natural (luz solar), a través de una vía directa desde la retina
hasta los relojes biológicos, es el factor más importante para la puesta en hora de
todos los ritmos, coordinándolos entre sí y con las variaciones del ambiente. Esto les
permite a los organismos estimar el paso del tiempo, y anticiparse y prepararse para
las demandas que surgen de los cambios ambientales cíclicos (día/noche,
estaciones del año). Así, el nivel máximo de una variable se expresará cuando el
medio ambiente requiera de su respuesta máxima (Meijer and Schwartz 2003).
Durante la exposición de ciclos de luz-oscuridad (LO) naturales, los núcleos
supraquiasmático funcionan correctamente generando en forma conjunta ritmos
sincronizados con el ciclo de LO. Sin embargo, frente a una insuficiente exposición a
la luz (abrupta o prolongada), su actividad celular se altera generando una
desalineación de los ritmos metabólicos, hormonales y comportamentales entre sí y
24 horas
día
noche
noche
A
Actas de la II Jornada de Intercambio Académico y de Investigación de la Facultad de Psicología y
Psicopedagogía, Pontificia Universidad Católica Argentina. Buenos Aires, 23 de octubre de 2012.
119
con respecto al ciclo de LO llamada desincronización interna del sistema
circadiano(de la Iglesia et al. 2004). Esto causa diversas patologías, entre ellas la
depresión (Duncan 1996).
Características de la depresión
Depresión es un trastorno que persiste al menos por dos semanas y que afecta
cuerpo, ánimo y pensamiento, disminuyendo el rendimiento en el trabajo y limitando
la actividad habitual. Se expresa a través de una tristeza patológica, ansiedad,
impedimento cognitivo, falta de energía y vitalidad, pérdida de interés y placer,y
aumenta el riesgo de suicidios y mortandad (Neugebauer 1999).
Este perfil está asociado al déficit de los sistemas noradrenérgico (NA) del locus
coeruleus (LC), serotoninérgico (5-HT) de los núcleos del rafe y dopaminérgico (DA)
del área tegmental ventral (VTA), y alteraciones profundas de los ritmos circadianos.
Por ejemplo, el ritmo circadiano del sueño presenta un retraso de faselo que implica
que el individuo deprimido concilia el sueño más tarde y se levanta también más
tarde que el común de la gente, por lo que sufre de somnolencia de día e insomnio
de noche (Duncan 1996).
Proyecciones para el 2020 pronostican que la depresión será la segunda causa de
discapacidad en el mundo (5.7% en comparación del 2.6% por VIH). Además, niños
cada vez más pequeños sufren de depresión. En un estudio reciente, se acaba de
reconocer depresión en bebés de sólo 6 meses de vida, y la conducta depresiva se
observa aún cuando el bebé interactúa con una persona no deprimida (Hay et al.
2010). En la Argentina, 5% de los niños presentan depresión neonatal (fuente:
Agencia Infancia Hoy). De acuerdo con esto, diversos estudios concuerdan que en
las últimas décadas se observa un incremento importante de las conductas suicidas
infanto-juveniles.
En la Argentina, la depresión se trata revirtiendo el déficit aminérgico bloqueando la
recaptura de NA y/o 5-HTcon antidepresores, sin embargo no tratan la causa, ya que
se desconoce. Por lo que conocer los sustratos neuroquímicos y neuroanatómicos
implicados en la etiología de la depresión deviene crucial para el desarrollo de
tratamientos más eficientes y para su prevención. Esto sólo se puede conseguir con
Actas de la II Jornada de Intercambio Académico y de Investigación de la Facultad de Psicología y
Psicopedagogía, Pontificia Universidad Católica Argentina. Buenos Aires, 23 de octubre de 2012.
120
la explotación de un modelo animal que presente todas las características
anatómicas y comportamentales que caracterizan a la enfermedad.
Mecanismo implicado en la etiología de la depresión
Como mencionamos antes, la insuficiente exposición a la luz puede llevar a la
depresión (Wehr & Rosenthal 1989). La acción antidepresora de la terapia con luz
brillante depende de la integridad de los sistemas NA-LC y del 5-HT de los núcleos
del rafe (Neumeister et al. 1998). En concordancia con todo esto, en nuestros
últimos estudios mostramos que ratas adultas mantenidas en oscuridad total por
varias semanas presentan características anatómicas y comportamentales similares
a las de los pacientes deprimidos, como ser daño neuronal y déficit de los
neurotransmisores de NA-LC, 5-HT de los núcleos del rafe, y DA-VTA, en asociación
con índices comportamentales de depresión tales como disminución de la amplitud y
retraso de la fase del ritmo circadiano de la vigilia y el sueño, ansiedad, y
helplessness durante el test de nado forzado (forced swim test), entendiéndose
porhelplessness a la falta de una respuesta estratégica para evitar o salir de una
situación apremiante. La sintomatología depresiva asociada con la privación de luz,
fue revertida con la administración prolongada del antidepresivo, desipramina
(Gonzalez & Aston-Jones 2006, 2008). Por lo que las ratas deprivadas de luz, se
convirtió en un excelente modelo animal para evaluar potenciales drogas
antidepresivas y analizar los mecanismos implicados en la etiología de la depresión.
Mi hipótesis fue que la ausencia de luz desarticula los mecanismos intrínsecos del
NSQ, lo que conduce a la depresión a través de la desregulación de los circuitos
eferentes transinápticos que modulan la actividad del NA-LC, 5-HT núcleos del rafe,
y DA-VTAy sus comportamientos asociados (sueño, vigilia, ánimo, motivación,etc.).
Recientemente confirmamos esta hipótesis, al demostrar en ratas que el
desacoplamiento de los osciladores del NSQ inducida por exposición a un ciclo de
LO más corto (22h) que el genéticamente normal (24h), genera un fenotipo
anatómico y comportamental semejante al de los pacientes deprimidos (González y
de la Iglesia 2008, artículo en preparación).
Nuestros estudios sugieren por primera vez que el mecanismo neurobiológico
por el que la insuficiente cantidad/intensidad de luz genera depresión, se
Actas de la II Jornada de Intercambio Académico y de Investigación de la Facultad de Psicología y
Psicopedagogía, Pontificia Universidad Católica Argentina. Buenos Aires, 23 de octubre de 2012.
121
alojaen el reloj biológico. Ello abre nuevas puertas para novedosas terapias
mucho más eficaces que las actuales, al estar dirigidasa tratar el desalineamiento de
los mecanismos del NSQ en lugar del déficit monoaminérgico. Además, este
mecanismo propuesto explicaría cómo la terapia con luz brillante revierte la
depresión y demás comorbilidades.
REFERENCIAS
De la Iglesia HO et al. 2004. Forced desynchronization of dual circadian oscillators
within the rat suprachiasmatic nucleus. Curr. Biol. 14: 796-800.
Duncan Jr. WC. 1996. Circadian rhythms and the pharmacology of affective illness.
Pharmacol. Ther. 71: 253-312.
González, MMC, Aston-Jones G. 2006. Circadian regulation of arousal: role of the
noradrenergic locus coeruleus system and light exposure. SLEEP 29: 1327-
1336.
González, MMC, Aston-Jones G. 2008 Light deprivation damages monoamine
neurons and produces a behavioral depresive phenotype Proc. Natl. Acad.
Sci. USA 105: 4898-4903.
González MMC, de la Iglesia H. 2008. Circadian desynchronization induces recurrent
cycling of depression-and mania-like states: a potential model for bipolar
disorder. X Taller Argentino de Neurociencias P51.
Hay DF, Pawlby S, Waters CS, Perra O, Sharp D. 2010. Mothers' antenatal
depression and their children's antisocial outcomes. Child Dev. 81: 149-165.
Meijer JH, Schwartz WJ. 2003. In search of the pathways for light-induced
pacemaker resetting in the suprachiasmatic nucleus J. Biol. Rhythms 18:
235-249.
Neugebauer R. 1999. Mind matters: the importance of mental disorders in public
health's 21st century mission. Am. J. Public Health 89: 1309-1311.
Neumeister A, Turner EH, Matthews JR, Postolache TT, Barnett RL, Rauh M, et al.
1998. Effects of tryptophan depletion vs catecholamine depletion in patients
with seasonal affective disorder in remission with light therapy therapy Arch
Gen Psychiatry 55: 524-530.
Wehr TH, Rosenthal NE. 1989. Seasonality and affective illness. Am. J. Psychiatry
146: 829-839.
ResearchGate has not been able to resolve any citations for this publication.
Mothers’ Antenatal Depression and Their Children’s Antisocial Outcomes
Article
Full-text available
  • Feb 2010
  • CHILD DEV
Interviews of 120 British adolescents and their parents (80% of a random sample of antenatal patients drawn from a representative urban population and followed longitudinally) revealed that 40 (33%) had been arrested and/or had a diagnosis of DSM-IV conduct disorder by 16 years of age; of those, 18 (45%) had committed violent acts. Depression in pregnancy significantly predicted violence in adolescence, even after controlling for the family environment, the child's later exposure to maternal depression, the mother's smoking and drinking during pregnancy, and parents' antisocial behavior. Mothers with a history of conduct problems were at elevated risk to become depressed in pregnancy, and the offspring of depressed women had a greater chance of becoming violent by age 16.
View
Circadian Regulation of Arousal: Role of the Noradrenergic Locus Coeruleus System and Light Exposure
Article
Full-text available
  • Nov 2006
Noradrenergic locus coeruleus (LC) neurons regulate arousal. Previous studies have shown that noradrenergic LC neurons exhibit a circadian rhythm in impulse activity, which peaks during the active period. This is mediated by an indirect circuit projection from the suprachiasmatic nucleus (SCN) to the LC. Here we sought to evaluate the hypothesis that the LC regulates the circadian properties of the sleep-wake cycle. Sprague-Dawley rats maintained on a light-dark (LD) schedule or in constant darkness (DD) for 3 to 4 weeks were treated with DSP-4, a neurotoxic agent specific for noradrenergic-LC projections. Vigilance states were analyzed before and 3 weeks after LC lesion. The DSP-4 lesion was verified by immunohistochemistry of noradrenergic fibers in the frontal cortex. University of Pennsylvania. N/A. N/A. DSP-4 decreased the amplitude of the sleep-wake rhythm in LD animals by significantly decreasing wakefulness and increasing sleep during the active period. However, DSP-4 had no effect on the sleep-wake cycle of DD animals. Moreover, DD itself decreased the amplitude of the sleep-wake cycle similar to that of the neurotoxic lesion of the noradrenergic system in LD animals. Analysis of noradrenergic fiber staining in the frontal cortex revealed that this effect was associated with fewer fibers or boutons in nonlesioned DD rats than in nonlesioned LD animals. Noradrenergic LC neurons provide a circadian regulation of the sleep-wake cycle, and the maintenance of LC function depends on light exposure. Light deprivation induces a loss of noradrenergic fibers, which in turn decreases the amplitude of the sleep-wake rhythm.
View
Seasonality and affective illness
Article
  • Aug 1989
The authors review what has been learned about the causes, symptoms, and treatments of seasonal affective disorder and discuss its relevance to affective illness in general. They point out that seasonal and environmental influences on depression have been themes in writings on affective illness for more than 2,000 years and that there has been a resurgence of interest during the past decade. There appear to be two primary, opposite seasonal patterns of annual depression--winter depression and summer depression--with opposite vegetative symptoms. Seasonal affective disorder is not uncommon. It is important to identify patients with winter depression because they respond to a specific treatment, phototherapy.
View
Duncan Jr WC. Circadian rhythms and the pharmacology of affective illness. Pharmacol Ther 71: 253-312
Article
  • Feb 1996
  • PHARMACOL THERAPEUT
The chronic effects of antidepressant drugs (ADs) on circadian rhythms of behavior, physiology and endocrinology are reviewed. The timekeeping properties of several classes of ADs, including tricyclic antidepressants, selective serotonin reuptake inhibitors, monoamine oxidase inhibitors, serotonin agonists and antagonists, benzodiazepines, and melatonin are reviewed. Pharmacological effects on the circadian amplitude and phase, as well as effects on day-night measurements of motor activity, sleep-wake, body temperature (Tb), 3-methoxy-4-hydroxyphenylglycol, cortisol, thyroid hormone, prolactin, growth hormone and melatonin are examined. ADs often lower nocturnal Tb and affect the homeostatic regulation of sleep. ADs often advance the timing and decrease the amount of slow wave sleep, reduce rapid eye movement sleep and increase or decrease arousal. Together, AD effects on nocturnal Tb and sleep may be related to their therapeutic properties. ADs sometimes delay nocturnal cortisol timing and increase nocturnal melatonin, thyroid hormone and prolactin levels; these effects often vary with diagnosis, and clinical state. The effects of ADs on the coupling of the central circadian pacemaker to photic and nonphotic zeitgebers are discussed.
View
Effects of Tryptophan Depletion vs Catecholamine Depletion in Patients With Seasonal Affective Disorder in Remission With Light Therapy
Article
  • Jun 1998
  • ARCH GEN PSYCHIAT
Although hypotheses about the therapeutic mechanism of action of light therapy have focused on serotonergic mechanisms, the potential role, if any, of catecholaminergic pathways has not been fully explored. Sixteen patients with seasonal affective disorder who had responded to a standard regimen of daily 10000-lux light therapy were enrolled in a double-blind, placebo-controlled, randomized crossover study. We compared the effects of tryptophan depletion with catecholamine depletion and sham depletion. Ingestion of a tryptophan-free amino acid beverage plus amino acid capsules was used to deplete tryptophan. Administration of the tyrosine hydroxylase inhibitor alpha-methyl-paratyrosine was used to deplete catecholamines. Diphenhydramine hydrochloride was used as an active placebo during sham depletion. The effects of these interventions were evaluated with measures of depression, plasma tryptophan levels, and plasma catecholamine metabolites. Tryptophan depletion significantly decreased plasma total and free tryptophan levels. Catecholamine depletion significantly decreased plasma 3-methoxy-4-hydroxyphenylethyleneglycol and homovanillic acid levels. Both tryptophan depletion and catecholamine depletion, compared with sham depletion, induced a robust increase (P<.001, repeated-measures analysis of variance) in depressive symptoms as measured with the Hamilton Depression Rating Scale, Seasonal Affective Disorder Version. The beneficial effects of light therapy in the treatment of seasonal affective disorder are reversed by both tryptophan depletion and catecholamine depletion. These findings confirm previous work showing that serotonin plays an important role in the mechanism of action of light therapy and provide new evidence that brain catecholaminergic systems may also be involved.
View
View
In Search of the Pathways for Light-Induced Pacemaker Resetting in the Suprachiasmatic Nucleus
Article
  • Jul 2003
Within the suprachiasmatic nucleus (SCN) of the mammalian hypothalamus is a circadian pacemaker that functions as a clock. Its endogenous period is adjusted to the external 24-h light-dark cycle, primarily by light-induced phase shifts that reset the pacemaker's oscillation. Evidence using a wide variety of neurobiological and molecular genetic tools has elucidated key elements that comprise the visual input pathway for SCN photoentrainment in rodents. Important questions remain regarding the intracellular signals that reset the autoregulatory molecular loop within photoresponsive cells in the SCN's retino-recipient subdivision, as well as the intercellular coupling mechanisms that enable SCN tissue to generate phase shifts of overt behavioral and physiological circadian rhythms such as locomotion and SCN neuronal firing rate. Multiple neurotransmitters, protein kinases, and photoinducible genes add to system complexity, and we still do not fully understand how dawn and dusk light pulses ultimately produce bidirectional, advancing and delaying phase shifts for pacemaker entrainment.
View
Forced Desynchronization of Dual Circadian Oscillators within the Rat Suprachiasmatic Nucleus
Article
  • Jun 2004
  • CURR BIOL
The circadian clock in the suprachiasmatic nucleus of the hypothalamus (SCN) contains multiple autonomous single-cell circadian oscillators and their basic intracellular oscillatory mechanism is beginning to be identified. Less well understood is how individual SCN cells create an integrated tissue pacemaker that produces a coherent read-out to the rest of the organism. Intercellular coupling mechanisms must coordinate individual cellular periods to generate the averaged, genotype-specific circadian period of whole animals. To noninvasively dissociate this circadian oscillatory network in vivo, we (T.C. and A.D.-N.) have developed an experimental paradigm that exposes animals to exotic light-dark (LD) cycles with periods close to the limits of circadian entrainment. If individual oscillators with different periods are loosely coupled within the network, perhaps some of them would be synchronized to the external cycle while others remain unentrained. In fact, rats exposed to an artificially short 22 hr LD cycle express two stable circadian motor activity rhythms with different period lengths in individual animals. Our analysis of SCN gene expression under such conditions suggests that these two motor activity rhythms reflect the separate activities of two oscillators in the anatomically defined ventrolateral and dorsomedial SCN subdivisions. Our "forced desychronization" protocol has allowed the first stable separation of these two regional oscillators in vivo, correlating their activities to distinct behavioral outputs, and providing a powerful approach for understanding SCN tissue organization and signaling mechanisms in behaving animals.
View
Circadian desynchronization induces recurrent cycling of depression-and mania-like states: a potential model for bipolar disorder. X Taller Argentino de Neurociencias
  • Jan 2008
  • 51
  • Mmc González
  • H De La Iglesia
González MMC, de la Iglesia H. 2008. Circadian desynchronization induces recurrent cycling of depression-and mania-like states: a potential model for bipolar disorder. X Taller Argentino de Neurociencias P51.
Light deprivation damages monoamine neurons and produces a behavioral depresive phenotype Proc
  • Jan 2008
  • 4898-4903
  • Mmc González
González, MMC, Aston-Jones G. 2008 Light deprivation damages monoamine neurons and produces a behavioral depresive phenotype Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105: 4898-4903.