I segreti della cronobiologia - Marie Borrel

SINTESI DEL LIBRO:
 QUANDO si parla di ritmi biologici, il primo cui si pensa è il ciclo
 sonno-veglia. Poiché lo sperimentiamo con piena consapevolezza
 ogni giorno della nostra esistenza, è il più evidente. Questo ciclo è
 strettamente legato a quanto accade nei recessi del corpo e del
 cervello. Ma ne esistono molti altri: l’alternanza appetito-sazietà, i
 momenti di affaticamento che seguono picchi di attività, la gioia che,
 senza apparente motivo, cede il posto alla tristezza.
 Come abbiamo visto, seguiamo diversi ritmi interni. Alcuni di essi,
 detti circadiani, si strutturano intorno a cicli di circa ventiquattr’ore;
 altri possono essere più brevi (ultradiani) o più lunghi (infradiani). Tra
 questi ultimi se ne contano alcuni settenari (la cui durata corrisponde
 a una settimana circa), altri mensili (di ventotto-trenta giorni), come
 quello mestruale, e altri ancora stagionali o annuali. In base a
 questo, il professor Alain Reinberg, uno dei pionieri della
 cronobiologia in Francia, sostiene: «La ritmicità è una proprietà
 fondamentale della materia vivente».1 Di conseguenza, alle
 domande normalmente poste dal medico (dove, perché e come),
 bisognerebbe aggiungerne una nuova: quando? Reinberg prosegue:
 «Qualsiasi materia vivente rappresenta uno stato di non-equilibrio.
 Per ogni specie animale o vegetale esiste anche una scansione
 temporale coerente, una vera e propria anatomia temporale che
 completa la tradizionale anatomia spaziale». La vita, pertanto, non si
 troverebbe mai in una condizione di equilibrio, ma dipenderebbe da
 molteplici stati di squilibrio in correlazione tra loro.
 Prendiamo in esame questi ritmi biologici, visibili e non.
L’ORIGINE DEL TERMINE
 Il termine «cronobiologia» deriva dal greco chronos, che significa «tempo», al quale
 sono state aggiunte le due radici da cui è formata la parola «biologia»: bios, che
 rimanda all’insieme dei fenomeni che interessano gli esseri viventi (la vita), e logos,
 che significa «discorso» o «parola». La cronobiologia è pertanto lo studio delle
 manifestazioni temporali della vita. In altri termini, l’esplorazione dei ritmi.
 All’origine dei ritmi biologici: la genetica
 I ritmi biologici non hanno nulla a che vedere con l’educazione,
 l’ambiente famigliare, le abitudini dell’infanzia. Dipendono dai geni.
 Vi sentite particolarmente in forma la mattina appena alzati, ma la
 sera fate fatica a restare svegli? Siete stati «programmati» in questo
 modo. Non avete alcuna difficoltà ad andare a dormire tardi, ma il
 suono della sveglia è una tortura? La colpa è dei vostri ritmi biologici.
 Gli specialisti parlano di «cronotipi» per indicare profili cronobiologici
 che variano da individuo a individuo (vedi più avanti).
 Lo stesso vale per tutti gli altri ritmi, anche i più impercettibili,
 sebbene con qualche distinguo. Alcuni cicli variano ben poco da una
 persona all’altra e nel corso dell’esistenza. È il caso, per esempio,
 del cortisolo. Questo ormone, indispensabile per la sopravvivenza,
 possiede un ciclo di produzione molto stabile e poco sensibile ai
 fattori esterni. Altri cicli, invece, assai meno costanti, variano per
 l’intervento di sincronizzatori esterni. Parlando sempre di ormoni, la
 melatonina, la sostanza che ci fa addormentare, è prodotta di sera,
 al calare della luminosità; essa è dunque condizionata dalla stagione
 (variazioni nella durata delle giornate, nelle ore di luce solare
 eccetera) e dallo stile di vita.
 RITMI DI VITA E… DI MORTE
 Da migliaia di anni, i criteri che consentono di stabilire il decesso di un individuo
 sono molto cambiati. È lontana l’epoca in cui si passava uno specchietto davanti alla
bocca del moribondo per controllare se respirasse ancora, o l’epoca in cui se ne
 mordeva l’alluce (da cui il termine «beccamorti»). Nei decenni appena trascorsi si è
 passati prima alla misurazione del battito cardiaco e in seguito al tracciato
 dell’encefalogramma. Oggi, in caso di morte, i migliori protocolli scientifici si
 affidano allo studio dei ritmi biologici dei defunti. Analizzando tipi diversi di tessuto,
 è possibile rintracciare le sostanze specifiche (soprattutto proteine) secrete in
 funzione degli orologi endogeni e misurarle in modo sempre più preciso per
 determinare con esattezza l’ora del decesso. È il punto di incontro tra i cicli
 individuali e il calendario universale.
 Ciononostante, dire che i ritmi biologici dipendono dalla genetica
 non equivale ad affermare che siano immutabili. Pur non potendo
 cambiarli completamente, possiamo influenzarli. I ritmi meno stabili,
 quelli che subiscono maggiormente gli effetti delle condizioni
 ambientali, sono quelli più facili da «ritarare», ma sono anche quelli
 che più di frequente possono alterarsi. In tutto questo, in fin dei conti,
 non c’è nulla di strano.
 I ricercatori hanno scoperto l’origine genetica dei ritmi studiando
 coppie di gemelli monozigoti (derivanti cioè da una singola cellula
 uovo) e dizigoti (derivanti da due cellule uovo distinte). I primi
 condividono lo stesso patrimonio genetico, mentre i secondi, pur
 essendo fratelli, possiedono ciascuno il proprio corredo di geni.
 Diversamente da quanto accade con i gemelli dizigoti, il cronotipo
 dei gemelli monozigoti si è rivelato estremamente simile.
 LA GENETICA DEGLI INSETTI
 Gli scienziati hanno identificato i geni che controllano i ritmi biologici in molte specie
 animali. La mosca drosofila femmina, per esempio, è spesso oggetto di studio
 perché i risultati delle ricerche sono facilmente applicabili agli esseri umani. Il
 responsabile di alcuni dei suoi ritmi è un gene detto Per, localizzato sul cromosoma
 X. La sua presenza è bilanciata da un altro gene, Tim, che, mutando, è in grado di
 neutralizzarlo. Nella femmina della drosofila, il gene Per regola i cicli di deposizione
 delle uova. In entrambi i sessi, governa anche l’alternanza sonno-veglia e attività
riposo. Inoltre, è il gene che spinge i maschi a «cantare» per attirare le femmine. La
 scienza non ha ancora identificato chiaramente i geni portatori dei ritmi biologici
 negli umani, ma potrebbe farlo a breve.
 Dove si nascondono gli orologi interni?
 I ritmi biologici non nascono dal nulla. Sono per la maggior parte
 coordinati da un gruppo di cellule cerebrali: il nucleo
 soprachiasmatico. Questa piccola struttura, localizzata nella parte
 anteriore dell’ipotalamo, si occupa della sincronizzazione dei cicli
 endogeni. Più propriamente, bisognerebbe parlare di nuclei, al
 plurale, dato che ne possediamo due: uno per emisfero. Sono
 strettamente correlati, e ciascuno è costituito da circa 10.000 cellule
 cerebrali. Questi 20.000 neuroni hanno una particolarità: «pulsano»
 a un ritmo regolare, seguendo la loro programmazione genetica. E
 non è tutto: questa pulsazione è governata anche dalle informazioni
 provenienti dall’esterno, in particolare dalla luce (vedi Capitolo 2).
 Tali nuclei controllano in primis i ritmi circadiani, che si ripetono
 ogni ventiquattr’ore, essendo «regolati» anche dalla luce. Senza
 punti di riferimento luminosi, come abbiamo visto, la durata di questi
 ritmi varia leggermente. È dunque dai nuclei soprachiasmatici che
 partono quegli «ordini» che governano numerose funzioni che
 seguono cicli giornalieri. I messaggi vengono poi trasmessi al corpo,
 in direzione delle ghiandole o degli organi interessati. In tal modo gli
 ormoni sono secreti ogni giorno a orari precisi, seguendo un ciclo
 oscillatorio caratterizzato da picchi massimi e minimi.
 QUATTRO PARAMETRI PER UNO STUDIO
 La scienza dei cicli biologici si basa sullo studio di quattro parametri.
 In primis, il periodo, ossia la durata media di un ciclo: un giorno, una
 settimana, un mese…
Poi, la posizione dei picchi. I cicli si compongono di movimenti ritmici scanditi
 in crescita, raggiungimento di un culmine, diminuzione, discesa verso il punto
 più basso. Lo studio di questi picchi (zenit o acrofase in alto e nadir o barofase
 in basso) fornisce ai ricercatori informazioni preziose.
 Gli scienziati sono interessati anche all’ampiezza dei cicli, ossia alla distanza
 che separa l’acrofase dalla barofase.
 Infine, il livello medio. Si tratta della media tra i valori più alti e quelli più bassi.
 Combinando tutti questi paramenti, chi si occupa di cronobiologia studia i ritmi e ne
 scopre i segreti.
 I 
nuclei soprachiasmatici non funzionano da soli, ma ricevono
 informazioni in tempo reale su quanto accade nell’ambiente
 circostante da messaggi trasmessi da altre zone del corpo, in
 particolare dai tessuti periferici, come la pelle.
 Non conosciamo ancora tutto su questi meccanismi. Per esempio,
 ignoriamo le ragioni per cui la loro durata si assesta intorno alle
 ventiquattr’ore. Forse è semplicemente una regolazione naturale in
 armonia con la rotazione terrestre? Avrebbero una durata diversa se
 il 
nostro pianeta ruotasse intorno al proprio asse in ventisette,
 ventotto o trenta ore? Impossibile rispondere, ma una cosa è certa:
 questi meccanismi esistono, e i ricercatori ne hanno calcolato
 l’impatto sulla nostra vita.2 Un altro elemento più volte verificato
 dagli scienziati è che, negli animali, la distruzione di tutto il nucleo
 soprachiasmatico o di una sua parte provoca un’alterazione o la
 scomparsa di alcuni ritmi biologici. Nei ratti, per esempio, quando
 questo gruppo neuronale viene danneggiato, i cicli del sonno
 vengono sovvertiti. Nei topi e nei criceti sono state osservate
 alterazioni nella secrezione di diversi ormoni (acetilcolina, prolattina
 eccetera), nello stimolo della fame e della sete e nella temperatura
 corporea. Reinnestando cellule cerebrali specializzate nei nuclei
 danneggiati diventa invece possibile ripristinare le funzioni biologiche
 compromesse.
NELLO SPAZIO
 Gli astronauti l’hanno sperimentato: nello spazio i ritmi biologici vengono alterati. Gli
 «oscillatori temporali» si sfasano e le radiazioni ambientali desincronizzano i loro
 cicli. Le prime conseguenze si ripercuotono sull’alimentazione. L’assenza di gravità
 rallenta la digestione e l’assimilazione dei nutrienti, lo stimolo della fame scompare e
 a poco a poco passa la voglia di mangiare. L’importante perdita di massa muscolare
 riscontrata nei piloti che rientrano da lunghi soggiorni nello spazio è dovuta sia a
 una diminuzione dei movimenti dovuta agli spazi angusti delle cabine sia all’assenza
 di gravità, che limita gli sforzi muscolari, ma soprattutto alle profonde alterazioni del
 metabolismo delle proteine, il cui ritmo viene gravemente deteriorato. Tutto questo
 ostacola il rinnovamento delle cellule muscolari.
 Nonostante possa sembrare estremamente semplice – un unico
 orologio centrale che regolerebbe tutta la nostra vita biologica –, la
 realtà, come spesso accade per ciò che riguarda il corpo umano, è
 un po’ più complessa. Possediamo infatti anche «orologi secondari»
 localizzati nel fegato, nei reni, nelle arterie, nel cuore. Quello del
 fegato regola soprattutto le variazioni del tasso di glucosio nel
 sangue, che deve restare stabile anche se l’apporto alimentare viene
 frazionato nel corso della giornata. Nel tubo digerente, un altro
 orologio secondario si occupa di preparare l’apparato alla digestione.
 Nel sistema cardiovascolare, diversi tipi di recettori controllano le
 variazioni della pressione arteriosa, della coagulazione del sangue o
 dell’apporto di ossigeno al muscolo cardiaco, ritarandone
 incessantemente i cicli, dato che nessuno di questi parametri è
 costante.
 Riuscite a immaginare la quantità di lavoro? Un complesso di ritmi
 diversi, di durata e ampiezza differenti, costretti a convivere e a
 sincronizzarsi in un sistema coerente, quest’ultimo coordinato con
 l’ambiente esterno e con le sue variabili. Un rompicapo che
 l’organismo, altamente performante, riesce a risolvere giorno dopo
 giorno.
Gli ingranaggi degli orologi: gli ormoni
 La maggior parte dei ritmi biologici è regolata dagli ormoni: il
 cortisolo, che stimola l’energia in alcuni momenti della giornata; la
 melatonina, che ci accompagna nel sonno quando viene sera; la
 vasopressina, che blocca lo stimolo a urinare durante la notte; gli
 ormoni sessuali, che controllano il ciclo mestruale e la sessualità; la
 grelina, che ci fa sentire appetito quando l’organismo è a corto di
 carburante. Tutti questi ormoni sono come lettere che l’organismo
 combina per formare prima delle singole parole, poi delle frasi,
 quindi dei libri interi. Se a scandire il ritmo è il nucleo
 soprachiasmatico (assistito dagli orologi secondari), sono gli ormoni
 che avvertono gli organi e gli apparati interessati che è il momento di
 dedicarsi a questa o all’altra attività.
 Un ormone è una sostanza secreta in piccolissime quantità da
 una ghiandola allo scopo di trasmettere un messaggio a un luogo
 preciso del corpo. Avete mai aperto un vecchio orologio? Al suo
 interno, tanti ingranaggi dentellati (alcuni minuscoli, altri molto più
 grandi) si incastrano gli uni con gli altri per consentire alle lancette di
 muoversi a tempo, ciascuna secondo il proprio ritmo. Nell’organismo
 succede qualcosa di molto simile, solo che a dover essere
 sincronizzato non è soltanto il movimento di due lancette, ma un
 numero infinito di processi. E questo è possibile grazie all’intervento
 degli ormoni, che sono come ingranaggi di un orologio sui generis.
 Sarebbe impossibile descrivere il viavai degli ormoni, che si
 incrociano, si scambiano informazioni, modulano i loro messaggi… E
 tutto questo notte e giorno, senza sosta. Sarebbe troppo complicato
 e, 
ammettiamolo, anche un po’ noioso. Tuttavia, a scopo
 esemplificativo, trovate di seguito qualche scena di quello spettacolo
 che si svolge nei più segreti recessi del vostro corpo nel corso di una
 normale giornata.

SCARICA IL LIBRO NEI VARI FORMATI :