Come l’orologio interno del corpo influenza la salute generale
Cos’è l’orologio biologico &Ritmi circadiani?
Tutti gli esseri viventi (uomini, animali, piante, funghi e microrganismi) hanno adattato ciascuno dei loro processi biologici al ciclo giorno-notte di 24 ore.
Il ritmo circadiano o circadiano, noto anche come “orologio biologico”, regola in ogni organismo vivente alcune funzioni biologiche molto necessarie e importanti, come il ciclo sonno-veglia, la secrezione di ormoni, la pressione sanguigna e persino il metabolismo!
La scienza che si occupa della ghiandola pineale e dell’ipofisi si chiama Cronologia e si basa sullo studio dei ritmi biologici.
Il ritmo biologico o circadiano è il ciclo giornaliero che segue ogni organismo vivente ed è caratterizzato da un’alternanza ritmica dei livelli di componenti chimici e della loro omeostasi nel corpo e dall’adattamento delle funzioni biologiche.
Anche se questi ritmi sono esclusivamente endogeni, con molte vie biochimiche coinvolte nella loro regolazione, essi sono direttamente influenzati dalla grande adattabilità che presentano da vari fattori esterni come il calore e la luce del giorno!
Recenti scoperte – Premio Nobel per la fisiologia
E’ da notare che il premio Nobel per la fisiologia e la medicina di quest’anno è stato assegnato a Jeffrey Hall, Michael Rosbash e Michael Young, scienziati di origine americana, premiati per le loro scoperte sui meccanismi molecolari che controllano il ritmo circadiano, .
Queste scoperte sono state premiate perché hanno fornito le spiegazioni necessarie su come ogni organismo vivente riesce ad adattare il suo ritmo biologico in modo tale che sia sincronizzato con la rotazione terrestre.
Questo è stato realizzato isolando il gene che controlla il ritmo biologico, dimostrando così come questo gene sia responsabile della codifica di una proteina presente nelle cellule durante la notte e degradata durante il giorno.
I ritmi biologici – circadiani sono influenzati nel tempo da modelli comportamentali e stimoli esterni.
In ulteriore analisi, le attività principali associate all’orologio biologico e capaci di mantenerlo regolato o di disattenderlo gradualmente sono le seguenti:
– Il sonno è regolato dall’orologio biologico, con la luce che è il principale stimolo esterno che lo mantiene impostato.
– Il cibo è lo stimolo principale per sincronizzare i ritmi circadiani dei tessuti periferici del corpo.
– Il metabolismo è direttamente collegato al ritmo circadiano e all’assunzione di cibo, in quanto è l’unico responsabile della pianificazione della produzione di energia che è simile alle attività che ognuno dovrebbe soddisfare nell’arco della giornata.
– La risposta immunitaria è più efficace durante la veglia, dove le esigenze del corpo sono crescenti.
– L’invecchiamento non regola i ritmi circadiani. Questo fa sì che gli anziani abbiano difficoltà nelle attività quotidiane di base, come il sonno, la produzione di energia, ecc.
– I viaggi transatlantici o intercontinentali causano un esaurimento fisico e mentale, nonché un disorientamento dei ritmi biologici.
– Il ciclo cellulare e la differenziazione cellulare sembrano essere controllati dai ritmi circadiani, senza che si sappia ancora in che modo.
Dati scientifici
Il centro delle funzioni biologiche del corpo umano si trova nell’ipotalamo superiore del cervello chiamato nucleo iperchumorico. Per molti anni è stato considerato l’unico orologio composto da neuroni che rispondeva ai comportamenti ritmici sonno-veglia e alimentazione.
Questo orologio centrale è coinvolto nella guida dei processi fisiologici fondamentali di tutto il corpo. Fino a poco tempo fa, non era affatto chiaro come funzionasse questo orologio centrale, né come comunicasse le diverse funzioni fisiologiche cellulari.
Si è scoperto recentemente che le funzioni dell’organismo umano, così come le sue variazioni, non possono essere attivate solo da un orologio centrale. I ricercatori hanno scoperto che ogni cellula, compresi i microbi, ha un orologio autonomo e completamente funzionale.
Più specificamente, ogni tessuto e ogni organo sembra avere cicli giornalieri unici, responsabili di specifiche funzioni biologiche ma anche di funzioni metaboliche uniche di ogni organo.
Così, possiamo essere sicuri che ogni singola cellula del corpo consiste in un orologio genetico di base, come un nucleo, e poi c’è una vasta gamma di distinti ritmi ausiliari con cicli genetici responsabili della sincronizzazione del metabolismo così come del suo comportamento di ogni cellula, tessuto e organo.
E’ da notare che il modo in cui tutti questi cerchi autonomi e diversi sono collegati tra loro e sincronizzati con l’orologio centrale, che invia messaggi neurologici e ormoni a un ciclo giorno-notte di 24 ore, è appena scoperto!
Le variazioni dell’orologio biologico influenzano la fisiologia del corpo umano
Le cellule umane sono composte da un gran numero di geni e funzionano in un ciclo di 24 ore. È uno dei più grandi insiemi di reti genetiche che influenzano le funzioni più importanti della fisiologia.
Queste reti sono principalmente influenzate da:
- esposizione alla luce del giorno e al buio della notte,
- ore di mangiare e dormire.
Ogni cambiamento del ritmo biologico influisce sulla comunicazione tra le cellule e i tessuti, provocando la loro graduale deregolazione.
Le reti genetiche ed epigenetiche producono tempi specifici per lo svolgimento di certe funzioni che sarebbe difficile o impossibile fare nello stesso momento. Questi cerchi ritmici dei ritmi circadiani ottimizzano la produzione e l’utilizzo di energia per qualsiasi attività necessaria.
In effetti, il disordine di questi processi può portare a varie malattie metaboliche, come il diabete mellito, l’iperlipidemia, l’obesità, i disturbi della tiroide e l’osteoporosi.
Per esempio, recenti ricerche hanno dimostrato che una dieta rigorosa e orari di digiuno possono influenzare positivamente i ritmi anomali per curare anche le malattie croniche!
Le variabili che interagiscono con i centri di controllo dell’orologio biologico sono legate al bilancio energetico, all’alimentazione e al digiuno, così come alla luce e al buio. Queste variabili includono la temperatura e l’attività fisica.
Forse la variabile più studiata è una dieta speciale chiamata dieta fissa (cioè mangiare alla stessa ora ogni giorno). Questo ha interazioni con i cicli dell’equilibrio energetico che includono l’assorbimento, l’immagazzinamento delle molecole e il loro utilizzo.
Non c’è più alcun dubbio che la tempistica delle attività della vita, in particolare mangiare e dormire, ha un impatto significativo sul fatto che sviluppiamo o meno malattie multiple.
Gli orologi centralizzati inviano segnali ritmici che sincronizzano molte funzioni cellulari ai tessuti del corpo. Tuttavia, le singole cellule hanno i propri orologi, così come cicli metabolici specifici, ma anche cicli associati a funzioni specifiche nei tessuti.
In qualche modo tutto questo è coordinato a livello del cervello, degli organi del corpo e delle singole cellule.
Possiamo già sapere che le cellule sanno quanto devono essere grandi, qual è la loro posizione e quali sono le loro funzioni in rete. Quello che non possiamo ancora essere sicuri al 100% è il modo in cui comunicano tra loro. Questo è un processo che sembra estremamente complicato.
Un riassunto degli orologi circadiani per il metabolismo umano
Al mattino presto
1) la produzione di melatonina si ferma
2) aumenta la pressione sanguigna
3) viene stimolato il movimento intestinale
4) aumenta il testosterone