È probabile che abbiate sentito parlare del termine “orologio biologico”, anche se spesso viene associato alla fertilità delle donne e alle loro capacità di generare figli, in realtà quasi tutti i processi biologici dell’organismo sono coordinati e cadenzati da questi orologi biologici interni. Il corpo umano è composto da una serie di orologi e ritmi biologici. Se un tempo questi ritmi erano un mistero per scienziati e medici, oggi un numero crescente di ricerche spiega come quasi tutti i nostri processi biologici, dal sonno alla digestione, dal controllo della pressione sanguigna alle funzioni cerebrali, siano tutti collegati a orologi e ritmi interni.
Questa nuova comprensione dei ritmi e degli orologi interni del corpo è nota come scienza della cronobiologia, o studio degli orologi interni e del tempo, e questa ricerca sta aprendo la strada a nuovi progressi nella salute e nella medicina.
Gli orologi e i ritmi della vita
Esistono diversi tipi di orologi interni che regolano il nostro corpo. Tre di questi sono i ritmi circadiani, ultradiani e infradiani.
I ritmi circadiani, che sono i più conosciuti, sono correlati al ciclo luce-buio di 24 ore della rotazione terrestre. Questi tipi di ritmi controllano vari processi che si verificano una volta ogni 24 ore, come il ciclo sonno-veglia umano.
I ritmi ultradiani, che regolano cicli più brevi come la fame, la frequenza cardiaca, la digestione e altri processi che si verificano più volte in un giorno di 24 ore.
I ritmi infradiani, invece, sono cicli che durano più a lungo delle comuni 24 ore circadiane, con un ciclo completo che dura 28 ore o più. Un buon esempio di ritmi infradiani sono i cicli ormonali delle donne adulte, ovvero i vari processi cellulari e i livelli ormonali che si regolano in base alla stagione.
Questi diversi orologi corporei lavorano insieme per preparare il nostro corpo alle esigenze dei diversi periodi del giorno, del mese e dell’anno.
Il ritmo circadiano: L’orologio maestro
Il ritmo circadiano è il più conosciuto tra gli orologi interni del corpo, poiché è presente in quasi tutti gli organismi viventi conosciuti. Questo orologio di 24 ore regola una serie di processi diversi, come il sonno, la riparazione del DNA e la rigenerazione cellulare.
Mentre le cellule primitive vengono danneggiate dal sole e dal calore durante il giorno, sono in grado di utilizzare le ore notturne per la necessaria riparazione del DNA e altri processi di guarigione. Sebbene il ritmo circadiano umano sia molto più complesso del concetto di danno diurno e di riparazione serale, questa formula è la spiegazione più completa di come il nostro corpo utilizzi le ore notturne per la riparazione e la rigenerazione delle cellule e per prepararsi chimicamente agli eventi importanti. Questo reset serale garantisce che tutti i processi biologici avvengano al momento giusto e nel giusto ordine.
Come si regolano gli orologi del corpo
Tutti i processi ritmici e simili a un orologio sono regolati accuratamente dal nostro cervello, in particolare dal nucleo soprachiasmatico dell’ipotalamo. L’ipotalamo riceve indicazioni temporali chiamate zeitgeber, ovvero indicazioni esterne o ambientali, e le utilizza per mantenere gli orologi in sincronia tra loro e con le esigenze del nostro ambiente.
Per il ritmo circadiano, la nostra retina riceve lo zeitgeber della luce dall’ambiente che ci circonda e trasmette il segnale luminoso all’ipotalamo. L’ipotalamo segnala poi alla ghiandola pineale di sopprimere la produzione di melatonina (un ormone che ci rende sonnolenti), mentre dice ad altre aree del cervello di aumentare la produzione di ormoni associati alla veglia.
Per contratto, quando la nostra retina percepisce l’abbassamento o la mancanza di luce esterna, l’ipotalamo presume che stia arrivando la notte. Ciò è particolarmente vero se l’abbassamento della luce è combinato con altri indizi che indicano la notte, come ad esempio una temperatura più bassa. L’ipotalamo dà quindi il via libera alla ghiandola pineale per la produzione di melatonina e il corpo si prepara alla modalità sonno.
Orologi interni e salute
Gli orologi interni dell’organismo non sono importanti solo per il nostro ritmo di sonno, ma anche per la salute dell’intero corpo. Ad esempio, se i nostri orologi interni non segnalano la riparazione del DNA e questo processo viene saltato o non avviene correttamente, le cellule del corpo iniziano a perdere la loro capacità di funzionare, il che può portare a mutazioni genetiche, malattie e persino al cancro.
A seconda della capacità del nostro corpo di mantenere i corretti cicli dell’orologio interno, questi ritmi biologici possono funzionare a nostro vantaggio e benessere finale, oppure a nostro sfavore. Un ramo della scienza della cronobiologia è la cronofarmacologia (nota anche come cronoterapia), che ricerca approcci terapeutici basati sui principi di base della cronobiologia e sulla comprensione dei ritmi e degli orologi interni del corpo.
La cronoterapia agisce efficacemente combinando gli ingredienti e le formule farmacologiche ottimali, le giuste dosi e la comprensione degli organi selezionati o delle relazioni coinvolte, al fine di somministrare le sostanze nel momento più efficace della giornata per ottenere i migliori risultati con minori effetti collaterali.
Questo tipo di ricerca ha portato a molte intuizioni per il trattamento di diverse malattie, come il diabete e le malattie cardiovascolari. Altre ricerche hanno adottato questo approccio per garantire che la chemioterapia sia ora programmata per colpire le cellule cancerose nel momento più vulnerabile del loro ciclo cellulare, riducendo così il rischio per le cellule sane.
Da un punto di vista scientifico, gli orologi interni del corpo sono affascinanti, ma lo sono ancora di più da un punto di vista medico. La comprensione dei complicati processi a cui è sottoposto l’organismo e dei vari tempi ad essi associati sta portando a una migliore comprensione dell’interazione tra salute e malattia, consentendo ai ricercatori di sviluppare nuove e più efficaci opzioni terapeutiche. Poiché gli orologi biologici del nostro corpo sono essenziali per la nostra salute, concentrarsi sul mantenimento e sul trattamento dei ritmi biologici e dei disturbi del ritmo è un campo nuovo e promettente dell’assistenza sanitaria e della salute preventiva.