Ritmi biologici: più sani con il ritmo giusto!

L’orologio endogeno (interno al corpo) stabilisce i ritmi di fame e sonno, regola la temperatura corporea, è sensibile alle variazioni di luce e buio, alla percezione di rumori o silenzio, alle quantità circolanti di determinati ormoni, alla distribuzione dell’energia nei vari distretti del corpo. Regola, inoltre, apprendimento e memoria e collabora alle funzioni di mantenimento e ripristino di numerose operatività organiche.

Osservando la natura, ci si rende conto dell'esistenza di fenomeni ritmici che coprono archi di tempo di diversa lunghezza. Si va da ritmi brevi come quelli della respirazione o del battito cardiaco, a fenomeni che durano ore come i cicli sonno/veglia o l'apertura dei fiori, fino ad eventi della durata di mesi o anni, come nel caso del letargo, o degli equilibri preda/predatore.

Esistono poi altri ritmi nascosti all'osservazione diretta, come i ritmi dell'attività cerebrale, della secrezione ormonale e l'attività dei geni a livello delle singole cellule.

Alcuni fenomeni sono legati ai movimenti del nostro pianeta, come nel caso dei ritmi sonno/veglia, correlati all'alternanza del giorno e della notte, o i tempi del letargo legati alle diverse stagioni [1].

E’ ampiamente dimostrato che SE LO STILE DI VITA NON È IN EQUILIBRIO COL RITMO CIRCADIANO, c’è la possibilità di andare incontro a numerosi disturbi, fino a sviluppare vere e proprie malattie:

• AUMENTO DI INSULINO RESISTENZA, IPERGLICEMIA CON CONSEGUENTE AUMENTO RISCHIO DI DIABETE.
Sul sito dell’IAFA viene riportato uno studio i cui risultati confermano “come soggetti con condizioni pre-diabetiche possano incorrere in un aggravarsi della malattia se sottoposti ad alterazione del ciclo sonno-veglia, come i lavoratori notturni.”
• AUMENTO RISCHIO DI OBESITÀ tramite alterazione degli ormoni che regolano la fame, aumento del cortisolo notturno, insulina e infiammazione cronica di basso grado. Per avere un peso forma ottimale non contano solo la quantità e la qualità di ciò che mangiamo ma anche quando mangiamo e quando e quanto dormiamo.
• PROBLEMI CARDIACI CON IPERTENSIONE E ALTERATA FREQUENZA CARDIACA.
Molte funzioni cardiovascolari, comprese la frequenza cardiaca, la pressione del sangue, e i vasi sanguigni, sono regolati dai geni del nostro orologio circadiano interno. La pressione arteriosa durante la notte subisce un calo fisiologico: negli individui in cui ciò non accade, questo rappresenta un campanello d’allarme aggiuntivo per aumento dei rischi di danno d’organo causato dall’ipertensione. Nel 2021 la Società Europea di Cardiologia ha pubblicato un ampio studio dal quale si evince che il momento migliore per dormire è tra le 22 e 23 di sera e che andare a dormire troppo presto ma soprattutto troppo tardi ossia dopo la mezzanotte comporta danni alla salute aumentando il rischio di sviluppare patologie cardiovascolari.
• Alterazioni del normale ritmo circadiano sono implicate nella patogenesi di molti disturbi psichiatrici, tra cui il disturbo bipolare e la depressione, il disturbo affettivo stagionale, i disturbi d’ansia e schizofrenie, ma anche deterioramento cognitivo con problemi di memoria, difficoltà di concentrazione o patologie del neurosviluppo nei più piccoli.
• Ricordiamo in ultimo le alterazioni del microbiota e disturbi gastrointestinali e le alterazioni del sistema immunitario (uno studio ha documentato che alcune terapie utilizzate contro patologie autoimmuni potrebbero funzionare meglio se somministrate in determinati orari piuttosto che in altri).

BREVE STORIA DELLA CRONOBIOLOGIA
Le prime osservazioni sui ritmi biologici di cui siamo in possesso risalgono all'antica Grecia: nel IV secolo A.C. Androstene riporta che le foglie del tamarindo si aprono durante il giorno e chiudono di notte. Simili osservazioni si ritrovano negli scritti di molti studiosi in tutte le epoche, ma si dovrà attendere il XVIII secolo per il primo esperimento mirato a comprendere i meccanismi di questi fenomeni.

Nel 1729, l'astronomo francese Jean-Jacques d'Ortous de Mairan, incuriosito dal comportamento della Mimosa pudica (pianta comunemente nota col nome di sensitiva, le cui foglie si aprono di giorno e chiudono di notte), effettua un semplice, ma decisivo, esperimento per determinare se questo movimento fosse dovuto alla luce del sole. De Mairan mette delle piante di sensitiva costantemente al buio, ed osserva che il movimento delle foglie continua indisturbato, conclude quindi che l'esposizione alla luce non è la causa diretta del movimento [2]. Esperimenti condotti nei decenni successivi, dimostrano che questi ritmi continuano anche a temperatura costante. La prova che derivano da proprietà intrinseche delle cellule e non dipendono direttamente da fattori esterni sarà tuttavia presentata solo all'inizio del '900.

Il XX secolo vede un interesse sempre più forte nello studio dei ritmi biologici: viene infatti mostrata la presenza di questi ritmi innati anche negli animali e nell'uomo. Un affascinante risultato di questi studi è che quando si passa da una situazione di alternanza luce-buio, ad una di temperatura e buio costanti, la durata di alcuni ritmi giornalieri non è più di 24 ore ma può aumentare o diminuire. Questo porta alla nascita del termine “circadiano”, dal latino circa dies ossia “circa un giorno”, termine coniato negli anni '50 dal biologo tedesco Franz Halberg [3]. Il ritmo indipendente dalla luce viene chiamato con il termine inglese “free?running” (a corsa libera) e può essere più lungo o più breve di 24 ore (ad esempio, nell'uomo è di circa 24.5 ore, mentre nel topo è 23.6). Il ritmo endogeno dell'organismo è dunque circa di 24 ore, la luce sincronizza questo ritmo endogeno con le condizioni ambientali.

Il 1960 segna una data molto importante nella storia della cronobiologia: a Cold Spring Harbor viene tenuto il primo congresso internazionale di cronobiologia, dove ben 157 partecipanti contribuirono a dare forma alle successive scoperte riguardanti i meccanismi cellulari e molecolari degli orologi biologici [4-5]. Negli anni '60 era oramai chiaro che tutti gli animali e le piante possiedono un “orologio interno”, e negli anni '80 la stessa cosa venne confermata anche per i batteri. Molti sono i parametri biologici studiati in medicina che presentano un ritmo circadiano, con momenti, nell’arco delle 24 ore, di massima (acrofase) e di minima espressione (più o meno dopo 12 ore). Anche quelli di più comune ed insospettabile rilievo nella medicina classica, come l’emocromo, possono variare a seconda dell’ora nella quale vengono studiati.

Ci si è domandato cosa regola nell’organismo l’andamento dei cicli. La risposta è stata trovata sia all’interno di esso che all’esterno. Si è infatti osservato che i ritmi circadiani sono regolati da una sorta di orologio biologico, localizzato in una struttura del sistema nervoso centrale denominata ipotalamo.
Tuttavia è stato osservato che anche stimoli esogeni, cioè esterni all’organismo, possono alterare i ritmi circadiani. Il più importante tra questi è l’alternarsi del giorno e della notte, cioè della luce e del buio, che condiziona tutte le abitudini della società umana. In tal senso basti soffermarsi sul fatto che la maggior parte delle attività dell’uomo moderno si svolgono di giorno quando c’è luce e la temperatura dell’ ambiente è più elevata. Ad ulteriore dimostrazione dell’influenza dei fattori esogeni basta ricordare la desincronizzazione e la successiva risincronizzazione dei ritmi circadiani dopo un cambiamento di fuso orario. Ciò prova che l’orologio biologico è essenzialmente sincronizzato sull’alternanza di luce e buio.

L’andamento del ritmo circadiano “dell’umore”, di un individuo, mostra come lo stato d’animo migliore coincida con le ore pomeridiane e serali. Un altro problema fondamentale, strettamente connesso all’esistenza dei ritmi circadiani, è il cambiamento di fuso orario. Trasferirsi da un continente all’altro costringe i soggetti a mangiare ad ore diverse da quelle alle quali è abituato e, principalmente, a cambiare l’ora di addormentamento e di risveglio. Egli avrà la sensazione che il suo giorno si sia allungato quando si sposta verso ovest (per esempio andando in America) e che, invece, si sia accorciato andando verso est (Australia).

Il CORTISOLO è soggetto ad una secrezione basale pressoché costante nelle 24 ore, con picco massimo (acrofase) registrato intorno alle primissime ore del mattino (3-4) e picco minimo che coincide con le prime ore di riposo notturno (22-24).

LA CONCENTRAZIONE PLASMATICA DEL GH o somatotropina raggiunge la propria acrofase intorno alle 24 e fa registrare i suoi valori minimi dalle 8 alle 20.

IL TESTOSTERONE ha il suo apice intorno alle 2-3 del mattino, mentre il picco minimo si registra intorno alle 18.

Il TSH, il principale ormone che regola le funzioni tiroidee, ha un andamento del tutto simile a quello del testosterone.

SONO MOLTI ANCHE I MALESSERI CHE TENDONO A SEGUIRE RITMI CIRCADIANI ovvero una cadenza prossima alle 24 ore. Ad esempio di notte chi ha subito importanti operazioni chirurgiche va più facilmente incontro a complicazioni, come pure aumenta la secrezione acida dello stomaco (attenzione all’ulcera, soprattutto tra le 22.00 e le 2.00) e compaiono più facilmente attacchi d’asma, intorno alle 4.00, orario in cui il corpo riduce al minimo la produzione di sostanze bronco-dilatatrici naturali.

I RISCHI DI ICTUS E INFARTO AUMENTANO NELLE PRIME ORE DEL MATTINO, quando sale la pressione del sangue e sempre intorno alle 6.00 le persone diabetiche sono maggiormente a rischio di crisi ipoglicemiche poiché i livelli di insulina raggiungono i valori minimi.

Ma, dopo aver superato le insidie della notte, il momento del risveglio può rivelarsi poco piacevole per chi soffre di emicrania, che spesso si presenta in questa fascia di orario, e ancor di meno lo è per chi soffre di raffreddore da fieno, i cui sintomi (naso chiuso, lacrimazione, difficoltà a respirare) sono massimi al risveglio. Sempre tra le 7.00 e le 9.00 è maggiore il numero di casi di angina pectoris, rispetto alle altre ore del giorno.

Ma anche la seconda parte della giornata riserva le sue sorprese: tra le 17.00 e le 19.00 si possono manifestare i malesseri – COME IL MAL DI TESTA – legati all’aumento della pressione sanguigna, mentre le ultime ore della sera sono quelle più a rischio per le emorragie cerebrali.

Responsabile di questo meccanismo è il cosiddetto “orologio interno”, una sorta di centro di controllo che regola i nostri ritmi biologici. Nei mesi invernali l’organismo umano produce maggiori quantità di cortisolo, un ormone che favorisce l’accumulo di grasso soprattutto nella regione addominale. Una delle proprietà del tessuto adiposo è quella di fungere da vero e proprio isolante termico, proteggendo il corpo dalle rigide temperature esterne.

Questa funzione, essenziale per l’uomo primitivo, è stata ereditata e spiega, almeno in parte, il fenomeno per cui si tende ad ingrassare soprattutto durante i mesi invernali.

Nei mesi estivi si assiste invece ad un picco di secrezione degli ormoni anabolici (GH E TESTOSTERONE). Il GH, detto anche ormone della crescita o somatotropina, ed il testosterone, sono ormoni lipolitici e favoriscono pertanto lo smaltimento del grasso corporeo in eccesso. Inoltre il testosterone, l’ormone maschile per eccellenza, ha tra le sue tante funzioni quella di stimolare la libido in entrambi i sessi. Un aumento degli stimoli sessuali in questo periodo aveva lo scopo di far nascere la prole nove mesi dopo e cioè in primavera e prima estate, periodo nel quale la disponibilità di cibo era superiore.

Ovviamente queste non sono le uniche motivazioni che spiegano le variazioni ormonali durante l’anno. Alla base di questi mutamenti esistono infatti dei meccanismi fisiologici ben più complessi, che possono però essere ricondotti in un qualche modo alle motivazioni riportate in questo articolo.

Fonte: https://www.fondazioneveronesi.it/magazine/i-blog-della-fondazione/il-blog-di-airicerca/tieni-il-tempo-una-breve-introduzione-ai-ritmi-biologici

Bibliografia
1. Roenneberg, T. & Merrow, M. Circadian clocks - the fall and rise of physiology Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 6, 965–971 (2005)
2. D’Ortous de Mairan, J.-J. Histoire de l’Académie royale des sciences ... avec les mémoires de mathématique & de physique... tirez des registres de cette Académie. (Imprimerie de Du Pont (Paris), 1729)
3. Halberg, F. et al. Transdisciplinary unifying implications of circadian findings in the 1950s. J. Circadian Rhythms 1, 2 (2003)
4. Menaker, M. Circadian clocks: 50 years on. Cold Spring Harb. Symp. Quant. Biol. 72, 655–659 (2007)
5. Chovnick, A. & Biology, C. S. H. S. on Q. Biological Clocks: (5.-14. June, 1960). (Biological Laboratory, Long Island Biological Ass, 1960)
6. Lévi, F. Circadian chronotherapy for human cancers. Lancet Oncol. 2, 307–315 (2001)

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