Il nostro organismo contiene un orologio interno, che permette di allineare le attività del corpo con il trascorrere dei giorni? La risposta, dopo quasi un secolo di studi a riguardo, è sì. Si tratta dei ritmi circadiani, il meccanismo con cui il nostro corpo capisce quando è ora di mangiare e dormire, e svolgere le altre attività principali degli organi.

Vediamo meglio cosa sono i ritmi circadiani e come funzionano.

Cosa sono i ritmi circadiani?

I ritmi circadiani costituiscono le variazioni cicliche che avvengono durante le 24 ore che compongono un giorno nelle attività biologiche del nostro organismo. All’interno del corpo umano infatti gli organi, gli ormoni, la temperatura del corpo, la pressione arteriosa e altre funzioni si attivano con un sistema di orari ben preciso. Ed è proprio il ritmo circadiano a dettare questi orari.

Il termine “circadiano” deriva dal latino circa, che significa “intorno”, e diem ovvero “giorno”. Il significato letterale è quindi ritmo “intorno al giorno”, un sistema a cicli che ha attirato l’interesse degli studiosi nel corso della storia. Ma è solamente a partire dall’inizio del ‘900 che si ha un’idea più precisa di come funzionino. Negli anni ’70 in particolare è stata scoperta la regione del cervello che funge da orologio centrale per tutti gli organi, ovvero il nucleo soprachiasmatico (SCN), che si trova nell’ipotalamo.

Successivamente, sono stati rilevati altri orologi periferici, responsabili di specifiche azioni che avvengono nell’organismo durante i ritmi circadiani. Le scoperte più recenti sono da parte di tre genetisti cronobiologici, Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash e Michael W. Young, che hanno ricevuto il Premio Nobel per la Medicina nel 2017  Grazie al loro studio sul meccanismo molecolare che controlla il ritmo biologico dell’uomo e scoperto il sistema grazie al quale tutti gli organismi viventi regolano il proprio orologio circadiano.

A “tenere il tempo” del nostro orologio molecolare sarebbero alcune proteine: l’interazione di queste proteine fa attivare i geni controllati da Clock (Clock Controlled Geens o CCG). Sembra infatti che il 10-30% dei geni contenuti nel DNA di un tessuto, siano controllati dall’orologio biologico molecolare. Non nella stessa quantità: di conseguenza, ogni organo risponde in maniera differente allo stesso stimolo.

Ritmi circadiani e ritmi biologici

La cronobiologia è la branca della scienza che studia i ritmi biologici di tutti gli organismi, tra cui anche l’uomo. I ritmi circadiani durano all’incirca 24 ore, e regolano il ritmo biologico del corpo: in ogni ciclo circadiano infatti avvengono dei cambiamenti a livello di secrezione di determinati ormoni e proteine.

Questi elementi sono implicati in tutte le attività biologiche primarie dell’essere umano, come il sonno, la veglia, l’alimentazione e l’energia di cui il corpo necessita.

Il ritmo circadiano è suddiviso in cicli da circa 3 ore: in ognuno di essi avvengono dei mutamenti nell’organismo, che influiscono sull’attività dell’uomo durante il giorno e la notte. In particolare:

  • tra le 21 e le 24 parte la produzione di melatonina, e la temperatura del corpo comincia a diminuire. Tutto l’organismo si prepara dunque alla fase di sonno;
  • tra le 24 e le 3 è il ciclo di sonno profondo, con i livelli di melatonina al massimo;
  • tra le 3 e le 6: la temperatura corporea è al minimo, dunque si continua a dormire, ma la melatonina comincia lentamente a scendere, preparando il corpo al ciclo successivo del risveglio;
  • tra le 6 e le 9 del mattino la melatonina prodotta durante la notta diminuisce, mentre aumenta il livello di cortisolo, che porta il corpo allo stato di veglia;
  • tra le 9 e le 12 è il momento in cui l’organismo è più sveglio, attivo e concentrato, anche per la presenza massima di cortisolo. Inoltre, la temperatura corporea, anch’essa importante regolatore durante i vari cicli biologici, si alza;
  • tra le 12 e le 15, in concomitanza con il pranzo, l’attività corporea si riduce per lasciare spazio alla digestione. Durante il pasto aumentano i livelli di glucosio che sospendono la produzione di orexina, proteina coinvolta nel mantenimento degli stati di sonno e veglia. Questo ciclo è anche quello opposto al ciclo notturno nel quale il sonno è più profondo. È per questo motivo che si sperimenta la tipica sensazione di abbiocco;
  • tra le 15 e le 18 la temperatura corporea torna ad aumentare, e anche la pressione, infatti è il ciclo con il massimo di efficienza di cuore e polmoni. Si consiglia di fare attività fisica proprio in queste ore, perché i muscoli sono più reattivi;
  • tra le 18 e le 21 si assiste ad un nuovo rallentamento delle attività dell’organismo. Il fegato e l’intestino rallentano, e impiegano molto più tempo a digerire zuccheri e grassi. Per questo motivo i medici consigliano di effettuare cene leggere, proprio perché l’organismo si sta preparando nuovamente al riposo.

I ritmi circadiani e la luce

ritmi circadiani
Fonte: Web

I ritmi circadiani subiscono quindi influenze da tutte le ore del giorno, ma sono regolati principalmente dall’alternanza di luce e sole. La fase del giorno, di luce, è detta ergotropica, nella quale l’organismo concentra l’attività metabolica. Durante il giorno infatti il corpo ha bisogno di energia, deve rimanere sveglio e attivo.

La fase notturna è invece chiamata trofotropica, dedicata al riposo: gli organi si preparano dunque a riposare e alla ricostruzione cellulare e immunitaria per poter affrontare il nuovo giorno.

Il ritmo circadiano si basa principalmente sulla secrezione di melatonina, l’ormone prodotto dall’ipofisi che regola il ciclo di sonno e veglia. Si tratta di una componente fondamentale per l’organismo, perché da essa dipendono i cicli di tutto il giorno. È per questo motivo che, se non si dorme in maniera regolare, ad esempio in occasione di insonnia, risvegli notturni o di jet lag, tutto il corpo fatica a funzionare anche durante il giorno.

La produzione di melatonina è strettamente legata alla luce, o meglio, all’assenza di essa. Infatti la ghiandola riceve lo stimolo luminoso dall’esterno, inibendo così la secrezione dell’ormone del sonno. Il buio invece stimola il rilascio di melatonina, favorendo così la corretta quantità e qualità del sonno.

Cosa influenzano i ritmi circadiani?

I ritmi circadiani influenzano la vita biologica di tutto l’organismo. Come in natura ogni cosa e ogni essere vivente si muove attraverso cicli definiti, legati in parte al trascorrere del tempo, così l’organismo di un essere umano segue il ritmo circadiano. Come abbiamo visto, avvengono una serie di passaggi all’interno del corpo, secondo orari precisi, che si ripetono giorno dopo giorno.

Questi cicli influenzano innanzitutto il sonno e la veglia dell’uomo, grazie al lavoro della melatonina, spiegato nel paragrafo precedente. Se impariamo a seguire il più possibile i ritmi circadiani del nostro corpo, ci accorgiamo di essere più efficienti e produttivi durante il giorno. Dormire le ore giuste, svegliarsi presto, evitare i sonnellini pomeridiani, sono tutti accorgimenti per non sentirsi più stanchi e appesantiti durante la giornata.

Allo stesso modo, i cicli circadiani influiscono sui processi della digestione, infatti la sera il fegato e l’intestino sono meno attivi. Per questo motivo è bene seguire una buona alimentazione, preferendo alimenti ricchi di carboidrati nella colazione e nel pranzo, che danno la giusta energia. E facendo cene più leggere, ricche di proteine e povere di grassi, difficilmente digeribili.

Guardando il ritmo circadiano di una giornata, appare chiaro come sia consigliato lo svolgimento di attività fisica nelle ore di maggior energia e tonicità del corpo. Di conseguenza, il mattino è il momento ideale per un allenamento energico, quando il corpo è risvegliato e pronto ad affrontare la giornata. Il pomeriggio è invece più adatto per lo svolgimento di attività che richiedono forza e coordinazione. Per lo stesso ragionamento è preferibile evitare attività sportiva la sera, prima di dormire, quando la melatonina ha già iniziato la sua azione.

Il ritmo circadiano influenza molto la concentrazione: il mattino è il momento migliore, grazie al picco di cortisolo, che permette di concentrarsi maggiormente ed essere più produttivi, sia nel lavoro che in qualsiasi attività del corpo.

Articolo originale pubblicato il 24 Settembre 2021

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