Scopri come i ritmi circadiani influenzano il nostro organismo, dalla nostra nascita fino all'età adulta, leggendo l'anteprima del nuovo libro di Satchin Panda.
Regola la tua dieta attraverso i ritmi circadiani
I ritmi circadiani esistono davvero
In passato, si riteneva che il ciclo giorno-notte fosse regolato esclusivamente dal mondo esterno: la luce del giorno ci svegliava e il sorgere della luna indicava l’avvicinarsi del riposo notturno. Ancora alla metà degli anni Settanta, molti scienziati dubitavano dell’affidabilità della biologia circadiana.
Anche se l'esistenza di un orologio interno alle piante era nota fin dal Settecento, era difficile dimostrare che animali ed esseri umani fossero mossi dall’interno invece che dall’esterno, ed era opinione comune che gli umani, la specie più evoluta, fossero guidati dai fattori ambientali, dal sole e dalla luna.
Gli esperimenti sulle piante non presentavano particolari difficoltà: una pianta lasciata in una stanza buia continua a muovere le foglie verso l’alto o verso il basso ogni giorno seguendo un determinato ritmo. Molte piante alzano le foglie durante il giorno per catturare una maggiore quantità di raggi solari. Di notte, invece, le foglie si abbassano per risparmiare energia.
Analogamente, molti fiori si schiudono durante il giorno, per sfruttare la presenza di insetti e uccelli impollinatori, mentre altre piante, come il gelsomino vicino a casa dei miei nonni, fioriscono di notte: queste specie si affidano al vento, e non agli animali, per l’impollinazione.
La successiva serie di studi si rivelò esponenzialmente più difficile: gli scienziati iniziarono a esaminare insetti, uccelli e altre specie animali. Studiarono la metamorfosi delle larve dei moscerini della frutta, che è circadiana perché avviene di mattina, quando il vento è minore e l'umidità maggiore. Analizzarono le abitudini migratorie degli uccelli e il ciclo sonno-veglia di altri animali.
Cavie di laboratorio furono esaminate in condizioni controllate; quando erano tenute in completa oscurità, senza indizi esterni relativi al passare del tempo, si svegliavano e addormentavano con estrema regolarità, ogni 23 ore e 45 minuti. Questa durata, di quasi 24 ore esatte, rispecchia gli orologi circadiani di molte specie di piante e funghi.
Era pressoché impossibile determinare l’esistenza di simili orologi interni per gli esseri umani, perché non c'era un modo semplice di rimuovere tutti gli stimoli provenienti dall’esterno. Tuttavia, negli anni Cinquanta, alcuni ricercatori ebbero un'idea: svilupparono un telefono molto semplice in grado di connettere un volontario con un’altra persona, dopo di che il volontario si calò in una caverna nella cordigliera delle Ande, portando con sé solamente cibo, candele e letture sufficienti per qualche settimana.
Ogni volta che decideva di andare a dormire, chiamava l'interlocutore all’altro capo del filo, che registrava l'ora. Allo stesso modo, effettuava una chiamata al momento del risveglio. Lo studio mostrò che all’interno della caverna il ciclo sonno-veglia proseguiva inalterato per diverse settimane.
Ogni giorno, il volontario andava a dormire leggermente più tardi, il che suggeriva che il suo orologio fosse di poco superiore alle ventiquattro ore. L'intero ciclo durava esattamente 24 ore e 15 minuti: la durata era così prevedibile che poteva essere guidata solo da un orologio interno.
Il fatto che il ritmo circadiano non sia precisamente di ventiquattro ore non è una sorpresa, perché in gran parte del mondo il sole non sorge mai ogni ventiquattro ore esatte. L'inclinazione dell’asse terrestre fa sì che durante il moto di rivoluzione l’emisfero settentrionale o quello meridionale restino a turno esposti al sole più a lungo in alcuni momenti dell’anno. Con l’allungarsi e l’accorciarsi delle giornate, cambiano gli orari in cui il sole sorge e tramonta.
All’equatore il cambiamento è minimo, ma per gli abitanti di Boston, Stoccolma o Melbourne l’orario della levata del sole può cambiare di diversi minuti da un giorno all’altro. Con l’avvicinarsi dell'estate, le giornate si allungano e il nostro orologio interno ci sveglia un po’ più presto; quando voliamo da un fuso orario all’altro, il ciclo sonno-veglia si adatta progressivamente alle nuove condizioni.
Questi sono solo alcuni esempi che dimostrano l’esistenza di un orologio interno e come i suoi meccanismi di adattamento siano legati all’ora in cui il sole sorge o alla durata delle giornate. Dopo aver appurato questo fatto, gli scienziati ipotizzarono che i ritmi circadiani fossero connessi alla luce o potessero essere misurati in relazione a essa.
Il ritmo della vita quotidiana
Gli scienziati come me esaminano costantemente i tempi della fisiologia, del metabolismo e della cognizione negli umani adulti, e quello che abbiamo scoperto è che quasi ogni aspetto della nostra vita quotidiana segue un ritmo. Anche se gli umani non hanno fiori che sbocciano, né migrano coprendo lunghe distanze, tutti abbiamo orologi circadiani che sincronizzano quasi ogni aspetto della salute con il giusto momento del giorno e della notte.
Il nostro corpo è programmato per seguire determinati ritmi quotidiani, ed è interessante notare come l’impatto maggiore sia quello delle attività serali; le modifiche più importanti suggerite in questo libro riguardano la porzione di giornata compresa tra le 18 e mezzanotte.
Ancor prima di destarci la mattina, l'orologio interno prepara il corpo per il risveglio. Inizia con l'interrompere la produzione della melatonina, l’ormone del sonno, nella ghiandola pineale. Il respiro si fa più veloce e il battito cardiaco aumenta leggermente, insieme alla pressione sanguigna. Prima che apriamo gli occhi, la nostra temperatura corporea sale di mezzo grado. Il nostro intero concetto di salute è guidato dai ritmi quotidiani.
Al mattino, essere in salute significa svegliarsi freschi e riposati, evacuare l’intestino per eliminare le tossine accumulate durante la notte e sentirsi vigili, leggeri e affamati per la colazione. Poco dopo il risveglio, la ghiandola surrenale aumenta la produzione di cortisolo, l'ormone dello stress, per aiutarci a portare a termine la routine mattutina. Il pancreas si attiva e rilascia insulina per assimilare la colazione. Dopo una notte di riposo e il nutrimento dato dalla colazione, il cervello è pronto per apprendere e risolvere i problemi della mattinata.
Di pomeriggio, ci sentiamo in salute se abbiamo portato a termine una quantità di lavoro sufficiente per sentirci soddisfatti. (Quando non si riposa bene la notte, è possibile essere sopraffatti dalla sensazione di sprecare la giornata.) Il tono muscolare raggiunge il massimo nelle ultime ore pomeridiane e, quando il sole tramonta, la temperatura corporea inizia ad abbassarsi, la produzione di melatonina aumenta e il corpo si prepara al riposo.
Di sera, essere in salute significa rilassarsi, sentirsi stanchi e addormentarsi profondamente senza sforzi eccessivi. Il sonno non è una modalità predefinita durante la quale il cervello si spegne, al contrario, mentre dormiamo, il cervello è molto attivo. Si occupa di consolidare i ricordi basandosi sull'esperienza sensoriale della giornata e archiviando le informazioni mediante la creazione di nuove sinapsi, ovvero i collegamenti tra neuroni.
Durante la notte, il cervello si occupa anche della produzione di vari ormoni, come la melatonina, nella ghiandola pineale, e l'ormone della crescita. Chi non dorme a sufficienza ne produce una quantità minore, un fattore molto importante durante l’infanzia, perché la carenza di sonno può riflettersi in una carenza di questo importante ormone e compromettere la crescita.
Inoltre, il cervello usa le ore notturne per disintossicarsi. Durante il giorno, le cellule cerebrali assorbono e processano le sostanze nutritive, producendo scorie tossiche che sono eliminate nel sonno. Nuove cellule cerebrali sono create mediante il processo di neurogenesi.
Possiamo paragonare il funzionamento del cervello a quello di un ufficio: quando arriviamo la mattina, sembra che nessuno abbia lavorato durante la notte, ma in realtà sono accadute molte cose. La spazzatura è stata rimossa e forse gli addetti alla manutenzione hanno aggiornato i server o sostituito le lampadine. Ognuna di queste attività è necessaria affinché il lavoro della giornata possa cominciare.
La maggior parte delle funzioni corporee ha un momento di picco durante il giorno o la notte. Si pensa che questi ritmi siano regolati dagli orologi circadiani, e proseguono inalterati per diversi giorni se veniamo completamente isolati dal ciclo naturale giorno-notte.
Abbiamo bisogno di ritmi circadiani solidi
I ritmi circadiani ottimizzano le funzioni biologiche; ognuna di esse ha un orario specifico, perché il corpo non riesce a realizzare contemporaneamente tutto ciò di cui ha bisogno. Osservare i neonati ci può aiutare a comprendere perché abbiamo bisogno di ritmi circadiani. Studiando i pattern di sviluppo dei lattanti, abbiamo scoperto che quando veniamo al mondo l’orologio circadiano non funziona molto bene; abbiamo un ritmo, ma non è ancora ben definito.
I neonati provano a dormire, ma nel mezzo della notte hanno fame o devono defecare, e questi bisogni biologici sono abbastanza forti da svegliarli, quindi piangono, perché sono affamati, sporchi e assonnati contemporaneamente. Tutto è in preda al caos. Tuttavia, man mano che loro ritmo circadiano si rafforza, a un’età compresa tra 5 e 8 mesi, il controllo delle funzioni corporee migliora. La prima conquista è riuscire a dormire ininterrottamente per diverse ore.
La digestione rallenta, eliminando il bisogno di mangiare durante la notte, e l'evacuazione è controllata fino alla mattina, perché i livelli ormonali che stimolano la motilità intestinale sono soppressi durante il sonno. Giorno dopo giorno, il ritmo si rafforza e si consolida.
Via via che i bambini crescono, la vita famigliare inizia ad assegnare orari alle attività corporee. Ci sono orari per la colazione, il pranzo e la cena. Inoltre, i sensori nei nostri occhi sono programmati per accorgersi delle variazioni della luce mattutina e regolare l'orologio di qualche secondo o minuto ogni giorno. Questa sincronizzazione dell'orologio interno con il naturale ciclo giorno-notte consentiva ai nostri antenati di svegliarsi all’alba in qualsiasi stagione.
L'orologio circadiano è il sistema di temporizzazione interno che interagisce con le ore di luce e gli orari dei pasti per dettare i nostri ritmi quotidiani, e il nostro compito per restare in buona salute è occuparci della sua manutenzione. Come scopriremo, il miglior modo per farlo è vivere secondo i suoi ritmi, invece di contrastarli.
Data di Pubblicazione: 4 novembre 2021
