Anche quando non siamo al lavoro, siamo in orario – il nostro orologio biologico, cioè.

Un sistema di orologi biologici controlla i ritmi giornalieri, o circadiani, del corpo. Questi cicli di circa 24 ore di cambiamenti fisici, mentali e comportamentali si trovano nella maggior parte degli organismi, dagli esseri umani ai moscerini della frutta, alle piante e persino ai piccoli microbi. I ritmi circadiani determinano i modelli di sonno, contribuiscono al jet lag e sono responsabili della sensazione di stanchezza che si può provare dopo aver “anticipato” l’ora legale il prossimo fine settimana. La ricerca sostenuta dal National Institutes of Health ha dimostrato che i ritmi circadiani influenzano anche la produzione di ormoni, la fame, la rigenerazione cellulare e la temperatura corporea e sono associati all’obesità, alla depressione e al disturbo affettivo stagionale.

Cosa li fa ticchettare?

Gli orologi biologici non sono fatti di ingranaggi e ruote, ma piuttosto gruppi di molecole che interagiscono nelle cellule di tutto il corpo. Un “orologio principale” mantiene tutto in sincronia. Nei vertebrati, comprese le persone, l’orologio principale si trova nel cervello. Il nostro si trova nell’ipotalamo in un gruppo di cellule nervose chiamato nucleo soprachiasmatico o SCN.

Gli orologi del corpo sono parzialmente guidati da fattori interni, compresi numerosi geni e le proteine che producono. Nel 2006, i ricercatori dell’Università della California, Irvine, hanno scoperto che una proteina giustamente chiamata CLOCK è un componente essenziale nel dirigere i ritmi circadiani negli esseri umani, nei moscerini della frutta, nei topi, nei funghi e in altri organismi. A controbilanciare CLOCK è una proteina metabolica chiamata SIRT1, che rileva l’uso di energia nelle cellule. I disordini nell’equilibrio CLOCK-SIRT1 possono portare all’interruzione del sonno e all’aumento della fame. Se le proteine rimangono cronicamente sbilanciate, possono contribuire all’obesità.

Gli orologi biologici sono anche influenzati da segnali provenienti dall’ambiente – principalmente luce e buio. Il SCN si trova appena sopra i nervi ottici, che trasmettono le informazioni dagli occhi al cervello, quindi è in posizione ideale per ricevere informazioni sulla quantità di luce in arrivo. Quando c’è meno luce, come dopo il tramonto, il SCN dirige il cervello a produrre più melatonina, un ormone che rende sonnolenti. In questo modo, l’orologio principale dirige i nostri cicli sonno-veglia.

I ritmi circadiani sono forse più famosi implicati nel jet lag, quando il passaggio attraverso più fusi orari sfalsa l’orologio del tuo corpo da quello del tuo orologio da polso. “Perdere” o “guadagnare” tempo durante il viaggio aereo può lasciare il tuo corpo disorientato, soprattutto se si aspetta la luce del giorno quando in realtà è buio, o viceversa. Alla fine il tuo corpo è in grado di regolare i suoi ritmi circadiani al nuovo ambiente. Ma il viaggio di ritorno lo perturberà di nuovo, richiedendo un altro reset.

Tempo di trattamento

La comprensione dei ritmi circadiani può aiutare i ricercatori a migliorare i trattamenti per i disturbi del sonno, il jet lag, la depressione e anche il cancro.

Per esempio, i ricercatori della University of North Carolina-Chapel Hill hanno misurato l’attività dei sistemi di riparazione del DNA in vari momenti della giornata nei topi e hanno scoperto che erano più attivi nel pomeriggio e la sera. Poiché alcuni farmaci antitumorali hanno come obiettivo i sistemi di riparazione del DNA, i farmaci potrebbero essere più efficaci se somministrati all’inizio della giornata, quando il corpo è meno attivo nel riparare le cellule tumorali danneggiate.

Inoltre, esaminare l’interazione delle proteine metaboliche coinvolte nei ritmi circadiani, come CLOCK e SIRT1, potrebbe portare allo sviluppo di farmaci mirati all’obesità e al diabete.

Per saperne di più:

• Il ritmo circadiano influenza la memoria

Questo articolo di Inside Life Science è stato fornito a LiveScience in collaborazione con il National Institute of General Medical Sciences, parte dei National Institutes of Health.