Los enterocitos y las neuronas son células con capacidad de aprendizaje entendiendo, por aprendizaje, el establecimiento de relaciones entre una célula y su medio ambiente. Así enterocitos y neuronas detectan cambios en el medio ambiente, los analizan, y reaccionan en consecuencia. La secreción de enzimas diversos, en función de la composición cambiante de la alimentación, por parte del enterocito y la adaptación a los ritmos, de vigilia y sueño, por parte de la neurona son dos ejemplos básicos de esta capacidad de aprendizaje. Una gran variedad de reacciones al medio ambiente cambiante pueden encontrarse en la naturaleza pero cuando el medio ambiente varía de forma repetitiva se produce una respuesta también repetitiva conocida como reflejo condicionado.

Aunque los enterocitos y las neuronas se encuentran actualmente separados, del exterior, sus células predecesoras estaban en contacto directo con el medio ambiente ya que, en realidad, los enterocitos son células epiteliales y las neuronas células procedentes de los ganglios de los anélidos que a través de la acumulación de rodopsinas llegaron a sensibilizarse a los estímulos lumínicos externos.

Establecida esta capacidad de aprendizaje y reacción, a los cambios medioambientales, es fácil concluir que cuando los cambios medioambientales son cíclicos la reacción será también cíclica y así aparecen los ritmos cíclicos en los organismos uni y pluricelulares.

Entre los primeros estudios realizados sobre estos ciclos podemos destacar los debidos a Jean Jacques Dortus de Mairan en el siglo XVII con Helianthus annuus, conocida como girasol. Esta planta responde a la fracción azul de la luz solar y gira diariamente en relación con la posición del sol. En el siglo XIX Agustin Pyrame de Candolle demuestra que bajo condiciones constantes el período de los ciclos de los movimientos de las plantas dura un día solar y en el siglo XX Jurgen Aschoff (autor de las reglas de Aschoff), Rutger Wever y Michel Siffre estudian en humanos los ritmos diarios de la temperatura y su relación con el sueño.

Todo el conglomerado de estudios previos llevaron a Franz Halberg a definir una nueva ciencia denominada cronobiología basada inicialmente en el estudios de los ciclos diarios o circadianos (circa = alrededor, die= día).

Sin embargo el estudio de los ciclos demostró que no todos los ciclos tienen una duración equivalente al día solar y por ello en 1991 Yves Ruckebush clasifico los ritmos de los animales en ciclos infradianos es el ritmo cuya frecuencia es mayor a 28 horas (existen varios tipos de ciclos infradianos especialmente relacionados con la reproducción (según se adapten a las fases lunares ,ritmo circalunar, o al movimiento de traslación terrestre; ritmo circaanual y que vinculados con hormonas ) ,ciclos circadianos cuya frecuencia es un día solar (especialmente relacionados con la vigilia y el sueño y vinculados a la serotonina y melatonina) y ciclos ultradianos cuya frecuencia es menor de 20 horas (especialmente relacionados con la alimentación y vinculados al neuropeptido NPY).

Se considera que los primeros ritmos circadianos se establecieron en las células más primitivas (Archeas) por selección de forma que cuando la replicación se realizaba en horas de oscuridad la descendencia no se veía afectada por la luz ultravioleta. De esta forma las proteínas llamadas histonas (relacionadas con la replicación del ADN) quedaron vinculadas al establecimiento de estos ciclos y su concentración en los diferentes tipos de células puede ser un factor relacionado con estos ciclos circadianos. El hongo Neurospora mantiene este mecanismo circadiano de replicación de su material genético y el ciclo circadiano de la fotobacteria Synechococcus elongatus puede ser regulado.

La aparición de organismos multicelulares y por tanto de células especializadas puede haber modificado sus ciclos en función de medios ambientes internos menos influidos por los ritmos básicos de luz u oscuridad pero que en esencia comparten un diseño básico.

Hoy se conocen genes que regulan diversos ritmos en Drosophila (Seymur Benzer 1979), la fotosíntesis, el uso del nitrógeno, la apertura de los pétalos en los vegetales (Andrew Millar 2011) y en mamíferos situados en el núcleo supraquiasmatico del hipotálamo medio.

También se conoce que muchas células no nerviosas cultivadas in vitro mantienen sus ritmos circadianos tales como las células hepáticas, responden a los ciclos alimentarios más que a la luz, el esófago, pulmones, bazo, timo, células sanguíneas, células dérmicas, y las células de glándula suprarrenal . Incluso el bulbo olfatorio y la próstata experimentarían oscilaciones rítmicas en cultivos in vitro, lo que sugiere que también dispondrían de los denominados osciladores periféricos o relojes propios sincronizados principalmente con la luz (vía neuronas del NSQ), y con la alimentación (vía enterocitos).

Así pues podemos concluir que los dos tipos de células con capacidad de aprendizaje, neuronas y enterocitos, reaccionan al medio ambiente creando sus propios ciclos y son los motores de los ciclos de otras células conectadas bioquímicamente con ellas.

Una vez establecidos los ciclos neuronales y enterociticos debemos considerar la influencia filogenética en las fracciones de estos ciclos de forma que un ciclo infradiano, circadiano o ultradiano estaría dividido en subciclos que equivaldrían a la subciclos evolutivos desde LUCA hasta cada una de las especies actuales y sus células especializadas.

Esto abre unas extraordinarias oportunidades a la investigación de nuevos fármacos y especialmente a la aplicación de pronutrientes y nutrogénicos en la mejora de la salud y de la eficiencia productiva como demuestra el siguiente ejemplo relacionado con el metabolismo cálcico en las aves ponedoras. En un periodo de puesta de 52 semanas pueden depositar 600 g de calcio en la cascara de huevo (esto equivale a 30 veces el contenido cálcico del organismo de un ave). Es decir aproximadamente cada 2 semanas las aves deben reponer la cantidad total de calcio de su organismo. Esto significa un elevado nivel de absorción enterocitica lo cual parecería que debería producirse durante todo el día. Sin embargo los ciclos de los enterocitos demuestran que el 60% de la absorción de realiza en el 25% del tiempo (4 horas comprendidas entre las 8 y las horas anteriores a la próxima puesta del huevo).