L'articolo è dedicato al lavoro dei ritmi circadiani - ritmi biologici endogeni con un periodo di circa 24 ore, caratteristici della maggior parte degli organismi, compreso l'uomo. Questa è una panoramica delle ultime ricerche scientifiche, non una raccolta di suggerimenti utili, sebbene l'articolo parli di un potenziale cambiamento nello stile di vita. Questa recensione non è esaustiva; continueremo ad aggiornarla man mano che emergeranno nuovi studi di ricerca.
La stessa cosa:
→ Un lavoro coerente e salutare dei ritmi circadiani può aiutare a migliorare la salute generale così come una prevenzione efficace delle malattie croniche.
→ Non dimenticare il sonno: dieta, esercizio fisico e altri fattori influenzano il funzionamento dei ritmi circadiani.
→ Studia le peculiarità del lavoro dei ritmi circadiani, determina il tuo "cronotipo", quindi applica le conoscenze acquisite alle raccomandazioni metodologiche indicate nella ricerca scientifica.
Prima di incorporare qualsiasi consiglio in questo articolo nella tua routine quotidiana, consulta il tuo medico.
Prima di leggere l'articolo: un breve glossario:
- Circadiano: un ciclo naturalmente ricorrente con un periodo di circa 24 ore, indipendentemente dalla durata delle ore diurne; dal latino circa ("o") e diem ("giorno").
- Sensore del ritmo: un segnale ambientale, come un cambiamento di luce o temperatura; dal tedesco zeit ("tempo") e geber ("donatore").
- Endogeno: un processo patologico nel corpo dovuto a fattori interni e non causato da influenze esterne (causa principale).
- Regolazione del ritmo circadiano: si verifica quando compiti ritmici, fisiologici o comportamentali corrispondono a cambiamenti nell'ambiente; interazione dei ritmi circadiani con l'ambiente.
- Giornaliero: tutti i giorni; dal latino dies (giorno) e e diurnus (quotidiano).
- Master Clock: una coppia di popolazioni cellulari trovate nell'ipotalamo, noto anche come nucleo soprachiasmatico (SCN); Queste cellule contengono geni che controllano i ritmi circadiani.
- Gene mutante: cambiamento permanente nella sequenza del DNA; utilizzato dai cronobiologi per riconoscere il meccanismo dei geni dell'orologio identificando un gene mutante negli animali con sindrome circadiana aritmica.
Immagina una pianta che cerca di fotosintetizzare di notte: un breve dramma al buio. "Le piante hanno a che fare con la vita e la morte", dice cupa Sally Yu, assistente professore di biochimica e biologia cellulare presso il Centro di scienze della salute dell'Università del Texas a Houston (UTHealth). "Se non seguono i ritmi circadiani, moriranno". Ma per una persona, le previsioni non saranno così cupe. "Anche se rimuovi il gene dell'orologio (un gene importante che regola il lavoro dei ritmi circadiani), non morirai immediatamente", dice Yu. "Ma soffrirai". Probabili problemi? Persistenti problemi psicologici e, tra le altre cose, un aumento del rischio di malattie croniche. La vita è dura quando tutto non è sincronizzato.
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Il collega di Yu Jake Chen, assistente professore nello stesso dipartimento, dice in modo diverso: “Spesso diciamo che tutto deve essere fatto nei tempi previsti. Ma questa è un'esagerazione. Ma la frase "ogni cosa ha il suo tempo" non lo è. E questo è direttamente correlato al corpo umano. In ogni singola cellula, tessuto o organo, i processi fisiologici avvengono in un momento specifico. L'orologio biologico è una specie di timer, un meccanismo attraverso il quale possiamo assicurarci che tutto funzioni correttamente. Questa è una funzione fondamentale."
Chen e Yu studiano i ritmi circadiani: i ritmi biologici del corpo con un periodo di circa 24 ore, seguiti quotidianamente da tutti gli esseri viventi sul nostro pianeta. I ritmi circadiani o ritmi circadiani sono direttamente correlati ai milioni di anni di sviluppo della vita sul nostro pianeta. È un prodotto dell'interazione dell'orologio biologico interno del corpo e dell'ambiente - non solo la luce solare, ma molti altri fattori determinano il comportamento, regolano i livelli ormonali, il sonno, la temperatura corporea e il metabolismo.
Il cosiddetto "orologio principale" o nucleo soprachiasmatico (SCN) è l'orologio principale che regola i ritmi circadiani. Sono una coppia di popolazioni cellulari piene di geni (inclusi Clock, Npas2, Bmal, Per1, Per2, Per3, Cry1 e Cry2) situati nell'ipotalamo. A livello molecolare, le tracce dei geni dell'orologio si trovano nei reni, nel fegato, nel pancreas e in altri organi. SCN funge da CEO istruendo l'organismo a rispettare la pianificazione ed elaborare i segnali ambientali. (Per una rapida occhiata al funzionamento di SCN, vedere l'animazione interattiva dell'Howard Hughes Medical Institute.)
Come vedremo in seguito, prestare attenzione ai ritmi circadiani migliora il funzionamento quotidiano (fisiologico e psicologico) del corpo e, in ultima analisi, influisce sullo stato di salute, sia a lungo che a breve termine. La cura dei ritmi circadiani li fa funzionare mantenendo quello che Sally Yu chiama un "orologio affidabile".
Informazioni sugli esperti:
Scienziato: Zheng "Jake" Chen
Istruzione: Ph. D., Columbia University, New York
Posizione: Assistant Professor, Dipartimento di Biochimica e Biologia Cellulare, University of Texas Health Sciences Center a Houston
Ultimo articolo pubblicato: la piccola molecola Nobiletin prende di mira l'oscillatore molecolare per migliorare i ritmi circadiani e proteggere dalla sindrome metabolica.
Area di ricerca: Sonde a piccola molecola per cronobiologia e medicina.
Scienziato: Seung Hee "Sally" Yoo
Istruzione: Ph. D., Korea Institute of Science and Technology
Posizione: Professore associato, Dipartimento di Biochimica e Biologia Cellulare, Centro di scienze della salute dell'Università del Texas a Houston
Ultimo articolo pubblicato: Period2 3'-UTR e microRNA-24 regolano i ritmi circadiani reprimendo l'accumulo di proteine PERIOD2, anche sviluppo e potenziale terapeutico di modulatori di piccole molecole di sistemi circadiani.
Area di ricerca: Meccanismi cellulari fondamentali nei ritmi circadiani e decifrazione dei ruoli fisiologici e patologici dell'orologio.
STORIA: PRINCIPALI FASI DELLO SVILUPPO BIOLOGICO DEI RITMI DI CIRCADIO
La prima cosa da sapere sullo studio dei ritmi circadiani (lo fanno i cronobiologi) è che, salvo rare eccezioni, tutti gli organismi seguono i propri ritmi circadiani. Dai narcisi ai passeri, dalle zebre agli esseri umani, praticamente tutti gli organismi viventi del pianeta seguono il ciclo solare. Nel 1729, lo scienziato francese Jean-Jacques de Meran registrò la prima osservazione di movimenti fogliari diurni endogeni o incorporati della pianta Mimosa pudica. Anche nella completa oscurità, la pianta ha continuato a seguire il suo ritmo quotidiano. Lo scienziato ha concluso che la pianta si basa non solo su segnali esterni o un sensore del ritmo, ma anche sul proprio orologio biologico interno.
La cronobiologia fiorì duecento anni dopo, a metà del XX secolo. Il contributo di numerosi scienziati, in particolare Colin Pittendry, "il padre dell'orologio biologico", ha fatto la differenza. Pittendry ha studiato i moscerini della frutta o Drosophila e ha fatto luce su come i ritmi circadiani interagiscono o si sincronizzano con il ciclo del giorno e della notte. Anche Jurgen Aschoff, un amico di Pittendry, ha studiato l'interazione con il ciclo del giorno e della notte, ma gli scienziati sono giunti a conclusioni diverse su come avviene l'interazione (parametrica e non parametrica, puoi leggere di più qui e qui). John Woodland Hastings ei suoi colleghi hanno fatto scoperte fondamentali sul ruolo della luce nel lavoro dei ritmi circadiani studiando i dinoflagellati bioluminescenti (alghe, una specie di plancton). Anche il botanico Erwin Bannig ha contribuito alla ricerca di base sulla modellazione dell'interazione.descrivere la relazione tra organismi e cicli di cut-off.
La fase successiva delle scoperte in cronobiologia collegava i meccanismi molecolari e genetici specifici del lavoro dei ritmi circadiani. Ciò deriva dal lavoro di Ron Konopka e Seymour Benzer, che all'inizio degli anni '70 cercarono di identificare geni specifici che controllano i ritmi circadiani dei moscerini della frutta. Konopka e Benzer sono accreditati della scoperta di un gene mutato, che hanno chiamato un periodo che sconvolge l'orologio circadiano dei moscerini della frutta. È così che è stato scoperto per la prima volta il determinante genetico dei ritmi comportamentali. Jeffrey S. Hall, Michael Rosbash e Michael W. Young hanno completato con successo il lavoro di Konopka e Benzer mostrando il lavoro del gene del periodo a livello molecolare. Hall, Rosbash e Young hanno ricevuto il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina nel 2017. Hanno isolato il gene del periodo e poi hanno mostrato come funziona il sistema dell'orologio giornaliero a livello molecolare.
Ricercando moscerini della frutta e topi nel 1994, Joseph Takahashi e il suo team hanno scoperto i geni dell'orologio nei mammiferi e li hanno chiamati orologi, descrivendoli come "una caratteristica evolutivamente conservata del meccanismo dell'orologio circadiano". La scoperta del gene dell'orologio, insieme al lavoro di Hall, Rosbash, Young e dello scienziato Michael Greenberg, è stato un momento di svolta nella cronobiologia. Nel giro di pochi anni furono scoperti geni che assicurano il lavoro dei ritmi circadiani negli organismi inferiori.
La scienza sta avanzando costantemente e molti studi su moscerini della frutta e topi hanno dimostrato la notevole persistenza dei geni dell'orologio all'interno delle specie, il che significa che esistono geni simili che controllano i ritmi circadiani in organismi più complessi, inclusi gli esseri umani.
L'ULTIMA RICERCA: DETERMINARE IL RUOLO DEI RITMI CIRCADIO NELLA SALUTE E NELLE MALATTIE UMANE
È importante notare che la biologia dei ritmi circadiani è incredibilmente complessa: ci sono molte riviste scientifiche dedicate a quest'area di ricerca. Di conseguenza, la nostra comprensione del ruolo dell'orologio biologico nella salute umana è il risultato di studi epidemiologici e studi sugli animali. Gli studi sugli organismi inferiori aiutano a rivelare il lavoro dei meccanismi molecolari e genetici al lavoro, dopo di che si può vedere come, ad esempio, i disturbi del sonno portano ad un aumento del rischio di diabete di tipo 2, obesità e una serie di malattie cardiovascolari.
In effetti, una delle aree di ricerca più promettenti è il sonno. Gli scienziati oggi associano la mancanza di sonno e la conseguente interruzione dei ritmi circadiani con lo sviluppo di obesità e depressione, nonché con la maggior parte delle malattie croniche. La ricerca ha dimostrato che la mancanza di sonno può portare a effetti collaterali inaspettati, come l'incapacità di riconoscere i volti.
Capire come funzionano i ritmi circadiani è andato ben oltre l'interazione con il ciclo del giorno e della notte. "Ci sono segnali sociali, segnali per mangiare e fare esercizio - sono molto diversi", dice Y. L'alba e il tramonto hanno ancora una grande influenza sui ritmi circadiani, ma altri fattori sono allo studio. Un ampio corpo di lavoro ha dimostrato che la dieta è un segnale esterno chiave che interagisce con l'orologio interno, compreso il lavoro del Dr. Satchidananda Panda per limitare i tempi dietetici (come il tempo per mangiare influisce sulla salute).
In generale, è ormai chiaro che i ritmi circadiani svolgono un ruolo sistemico per organizzare il lavoro di tutti gli aspetti fisiologici del corpo umano, compreso il lavoro degli organi vitali, il metabolismo, l'immunità, i processi mentali, ecc. Il lavoro della dott.ssa Yu amplia il campo di ricerca - collabora con uno specialista studio del dolore cronico per studiare i ritmi del dolore nei pazienti. Inoltre, sono in corso lavori per studiare il ruolo del ciclo di cut-off nei disturbi nel lavoro dei ritmi circadiani (l'effetto del cambiamento dei fusi orari sulla crescita delle cellule tumorali). Ricerche come questa ci forniscono importanti nuove informazioni che possono essere utilizzate per apportare cambiamenti allo stile di vita: sapere a che ora mangiare e andare a letto in generale è importante per la salute; e con la malattia, le conoscenze acquisite possono essere applicate alla ricerca di farmaci che regolano il lavoro dei ritmi circadiani. Gli scienziati hanno ancora molte ricerche da fare in quasi tutte le aree legate alla salute e alle malattie.
PENSIERO CHIAVE: PERCHÉ È IMPORTANTE CONOSCERE I RITMI CIRCADE?
La consapevolezza di come funzionano i ritmi circadiani può avere effetti sulla salute sia a breve che a lungo termine. "I cambiamenti nello stile di vita sono il miglior regalo che puoi fare a te stesso", afferma Chen. "Se gestisci il tuo stile di vita, la tecnologia e la medicina possono diventare fattori secondari per tutta la vita." A breve termine, studi su animali e esseri umani mostrano che stili di vita che supportano ritmi circadiani sani possono supportare la vigilanza, la coordinazione motoria, la salute cardiovascolare, la funzione immunitaria, la salute dell'intestino, il pensiero e il sonno. Esistono prove a sostegno di una riduzione a lungo termine del rischio di malattie croniche.
Quindi che tipo di stile di vita devi condurre per sincronizzarti con i tuoi ritmi circadiani? La prima cosa da fare è prestare attenzione ai tuoi bioritmi. I ritmi circadiani, sebbene costruiti sulla stessa base, variano da persona a persona a causa delle differenze di età, genetiche e ambientali. Alle allodole piace meglio il mattino. I gufi preferiscono la notte. È necessario prestare attenzione alle tendenze naturali del proprio corpo ("cronotipo") per applicare con successo le conoscenze delle più recenti ricerche scientifiche. Inoltre, non dimenticare che non esiste un approccio valido per tutti.
Il secondo è attenersi a un programma regolare e costante ogni giorno, sette giorni su sette. Il dottor Yu parla di "jet lag" (jet lag sociale) - quando le persone interrompono il loro programma con abitudini atipiche, come mangiare e andare a letto più tardi, svegliarsi più tardi e fare esercizio in diversi giorni della settimana in momenti diversi. Tutte queste azioni possono portare alle stesse conseguenze negative della modifica dei fusi orari. Più seguirai costantemente il regime, meglio il tuo corpo ti aiuterà in questo.
Terzo - applicando le conoscenze acquisite dalla ricerca scientifica - i dati su nutrizione, sonno ed esercizio fisico sono descritti di seguito. Molti dei cambiamenti nello stile di vita che la ricerca ha dimostrato implicano cambiamenti nelle abitudini alimentari, come mangiare una cattiva idea prima di andare a letto. È irto di conseguenze negative per la salute. Fai piccoli pasti all'inizio e alla fine della giornata, il che è abbastanza facile da provare. Lo stesso vale per il sonno: devi seguire il regime e dormire almeno 7-8 ore. Nel peggiore dei casi, ti sentirai riposato e, nella migliore delle ipotesi, migliorerai le tue prospettive di una vita sana.
La cosa principale: il sonno, il cibo e lo sport sono alla base di uno stile di vita sano.
DORMIRE
La cosa più importante che puoi fare è mantenere un programma di sonno e veglia coerente e dormire a sufficienza: 7-9 ore di sonno sono considerate normali per un adulto. I risultati della ricerca sulla privazione del sonno e sui disturbi del sonno indicano che la privazione del sonno e i disturbi del sonno influenzano negativamente l'umore, la concentrazione e sono associati a malattie croniche. Inoltre, alcuni scienziati hanno suggerito che il disallineamento circadiano causato dal jet lag sociale potrebbe essere diffuso nella società occidentale e contribuire a problemi di salute.
Allora a che ora dovresti andare a letto? In genere, il corpo inizia a produrre melatonina alle 21:00. Questo è un segnale: devi finire tutto e andare a riposare. La secrezione di melatonina termina intorno alle 7:30 e durante il giorno la melatonina non è praticamente presente nel corpo. Regolare le preferenze personali in base alle proprie inclinazioni naturali è la chiave per evitare disturbi del sonno (come svegliarsi durante il sonno) e mantenere una salute ottimale.
E infine, la luce. Il ciclo del giorno e della notte non è l'unico fattore che influenza il corpo umano, poiché siamo costantemente di fronte all'illuminazione artificiale, e tuttavia svolge un ruolo primario. Ottenere abbastanza luce naturale all'inizio della giornata ed evitare l'illuminazione innaturale (come la luce blu dallo schermo di uno smartphone) la sera aiuta a mantenere sani i tuoi ritmi circadiani.
Punti chiave: dormire a sufficienza e mantenere le ore di sonno e veglia costanti sette giorni su sette. Se sei privato del sonno, inizia subito a ripristinare il tuo regime, altrimenti rischi di mettere a repentaglio la tua salute a lungo termine.
NUTRIZIONE
In generale, la ricerca mostra che mangiare cibi ipercalorici è meglio al mattino. Cerca di consumare la cena ben prima di coricarti e di avere meno calorie. Se riesci a finire tutto intorno alle 18:00 o alle 19:00 e concedi al tuo corpo 12-14 ore di riposo, vedrai benefici per la salute a breve e lungo termine.
In parte, il fatto è che l'orologio interno del tuo fegato non funziona di notte. Il fegato smette di produrre enzimi per convertire le calorie in energia; invece, produce enzimi per immagazzinare energia. Se mangi molto prima di andare a letto, il tuo fegato è costretto a fare gli straordinari e finisci per risparmiare più energia di quanta ne consumi.
Un'altra decisione importante che puoi prendere (oltre a mangiare sano) è programmare il tuo pasto quotidiano. Sebbene i dati siano ancora limitati, gli studi sugli animali e il lavoro del Dr. Panda suggeriscono che il "mangiare a tempo limitato" è un cambiamento dello stile di vita facile e potenzialmente benefico. La soluzione ottimale dipende dal tuo obiettivo. Ma se l'obiettivo è migliorare la tua salute generale, allora è meglio iniziare alle 8-9 ore. Ma in termini di conformità a lungo termine, potrebbe essere consigliabile iniziare a 10-12 ore.
Punto chiave: mangiare di più durante il giorno, non prima di andare a letto. Per migliorare la tua salute, inizia a mangiare alle 10-12 ore.
SPORT
Mentre alcuni studi dimostrano che le prestazioni anaerobiche raggiungono il picco nel pomeriggio, non c'è consenso tra gli esperti sul legame tra ritmi circadiani ed esercizio, fatta eccezione per la presenza di un orologio molecolare nel muscolo scheletrico.
E proprio come gli effetti dell'illuminazione e dei pasti, anche i tempi degli esercizi svolgono un ruolo importante nel mantenimento di ritmi circadiani sani.
La cosa principale: fare esercizio regolarmente e lasciare l'attività anaerobica per il pomeriggio.
CONCLUSIONE
La ricerca su come funzionano i ritmi circadiani è piuttosto semplice. "Il tuo orologio interno è progettato per bruciare energia durante il giorno e per ripristinare l'energia durante la notte", dice Y. Migliore è il tempismo, minore è l'usura dell'orologio circadiano. Sebbene l'orologio interno sia stabile, un'interruzione costante del regime può portare a problemi di salute a lungo termine.
Non accorcerai la tua vita di cinque anni mangiando tardi, ma ci sono ore dedicate dal corpo per proteggere la salute e ridurre al minimo i disturbi alla fisiologia. Sii gentile e premuroso con te stesso e vedrai il risultato.
