Il nostro organismo è abituato a interagire con l’ambiente esterno, perché lo fa continuamente, infatti, la mattina ci svegliamo, facciamo una sostanziosa colazione e andiamo al lavoro. Poi arriva l’ora di pranzo, leggero, altrimenti ci addormentiamo sul tavolo dell’ufficio, immediatamente dopo il pasto, quindi, abbiamo ritmi via via più lenti, cena molto leggera per poi andare a dormire.
Questi sono i cicli circadiani (dal latino circa = intorno e dies = giorno), ossia, che interessano all’incirca un giorno. Questo ritmo non l’abbiamo alla nascita, ma l’acquisiamo dopo un po’ di tempo, circa 16 settimane, momento in cui i bambini, insieme ai loro genitori, cominciano a dormire durante la notte.
Il ritmo circadiano è regolato dal Nucleo Soprachiasmatico (SCN), localizzato nell’ipotalamo anteriore, che funge da orologio centrale per diversi equilibri, tra cui il ciclo sonno-veglia, per allinearlo con l’andamento giorno-notte dell’ambiente esterno. Sono determinati geneticamente, esistono, infatti, i geni “orologio”, che fanno parte del meccanismo centrale dell’orologio biologico del cervello, che regola i processi metabolici, il ritmo circadiano, la regolazione del sonno e tanti altri meccanismi come: l’infiammazione, l’immunità, la trascrizione e i meccanismi di segnalazione cellulare.
La durata del ritmo è, mediamente, leggermente superiore alle 24 ore, 24,2, anche se oscilla tra 23,8 e 27,1, a seconda degli individui e delle ore di luce.
Quando i fotorecettori retinici, non deputati alla visione, sono attivati dalla luce, inviano l’informazione al SCN, tramite il tratto retino-ipotalamico. Altri fattori che influiscono la regolazione temporale sono: la temperatura, il cibo e le relazioni sociali.
L’SCN trasmette le informazioni all’epifisi che produce melatonina, che aumenta la sera fino al picco (nadir) e diminuisce al mattino fino a terminare la produzione durante la giornata. Il punto di massima produzione di melatonina coincide col momento di temperatura corporea più bassa e di sonno più profondo.
Durante la mattina aumentano i livelli di cortisolo, l’ormone dello stress, che ci attiva, ci sveglia e ci induce ad iniziare una nuova giornata.
Con l’invecchiamento l’influenza della luce sul controllo del ciclo circadiano diminuisce, così come diminuisce l’attività dei geni “orologio”, di conseguenza la produzione di melatonina e, quindi, le ore di sonno. Queste sono fondamentali per tutti: per i bambini perché, proprio durante le ore di sonno, viene rilasciato l’ormone della crescita, fondamentale per il loro sviluppo; gli adulti perché si attivano i sistemi di rigenerazione cellulare, soprattutto al livello cerebrale.
Invece, le aree del cervello che promuovono la veglia sono il Sistema Attivatore Reticolare Ascendente (ARAS) e i gruppi cellulari collocati in prossimità della giunzione mesopontina con proiezioni ascendenti verso il proencefalo e la neocorteccia e proiezioni discendenti verso aree del tronco encefalico, deputate alla regolazione del sonno e dello stato di vigilanza. I neurotrasmettitori che partecipano al meccanismo di veglia sono: catecolamine (dopamina, noradrenalina e adrenalina), i triptani (serotonina e melatonina), l’istamina (che è coinvolta nei processi di infiammazione) e l’orexina/ipocretina (che sono importanti anche per la nutrizione e la regolazione del dispendio energetico).
La veglia è determinata da una riduzione dei livelli di adenosina, per metabolismo, infatti, il miglior stimolante conosciuto al mondo è la caffeina, che è un antagonista dell’adenosina.
Abbiamo visto come i neuroni ipotalamici sono sincronizzati nell’alternanza luce/buio e questi, tramite il rilascio di ormoni specifici, influenzano i centri periferici, mediante l’attivazione di geni, tra cui i geni “orologio” che sono modulari per tipo e timing (tempistica) nell’assunzione degli alimenti.
Questo si riflette, innanzitutto, sul rilascio di cortisolo che, anziché essere ritmico, quindi, alto al mattino e sempre più basso nell’arco della giornata, come dovrebbe essere, ma continuo fino a sera e, a volte, fino alla notte. Conosciamo l’azione catabolica, cioè demolitrice del cortisolo che, quindi, non persiste nelle prime ore della giornata fino a un decremento nel pomeriggio, ma continua per tutta la giornata. Inoltre, il cortisolo favorisce un aumento dei livelli glicemici durante tutta la giornata, favorendo l’accumulo di tessuto adiposo.
Proprio per questo motivo la maggior parte delle calorie, anche i 2/3, deve essere introdotta con la colazione, che, secondo i rigori di una sana alimentazione, deve costituire il pasto principale, anche di carboidrati della giornata.
La cena, per gli stessi motivi, non dovrebbe avvenire tardi (massimo ore 20.00), ma neanche essere molto pesante perché, oltre a peggiorare la qualità del sonno, determina un aumento della temperatura corporea e un allungamento dell’attività dei centri circadiani periferici. Questo, inoltre, porta ad una desincronizzazione dei centri circadiani centrali e periferici e, al livello muscolare, ad una riduzione della sensibilità all’insulina, quindi, ad un aumento della glicemia e ad un aumento di tessuto adiposo.
La Cronobiologia è una branca della biologia molto recente, ma che sta rivelando aspetti molto interessanti, non solo dal punto di vista del metabolismo dei nutrienti, ma anche dal punto di vista della prevenzione di malattie (diabete, tumori, ecc.) e nella riduzione di effetti collaterali nel trattamento, ad esempio, della chemioterapia: è stato dimostrato che la somministrazione dei chemioterapici antitumorali somministrati nel momento di maggiore crescita dei tumori ha maggiore efficacia e minori effetti collaterali.
Dimenticavo, lo studio dei cicli circadiani è valso il “Premio Nobel”, nel 2017, per la fisiologia e la medicina a Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash e Michael W. Young, scienziati statunitensi, per la scoperta dei meccanismi molecolari che controllano i ritmi circadiani.
Non ci resta, quindi, che conoscere… i nostri tempi.
