Lo stile di vita contemporaneo impone, talvolta, di prolungare la giornata fino ad orari spesso molto stancanti: sincronizzare i nostri ritmi con la naturale alternanza luce-buio, invece, è indispensabile per mantenere la salute e l’equilibrio del nostro organismo. Infatti, ciascuno di noi ha un orologio biologico interno che si occupa proprio di adattare i ritmi del nostro organismo a quelli dell’ambiente esterno.
Il ritmo circadiano: il nostro orologio biologico
Il nostro organismo è caratterizzato da ritmi di funzionamento quotidiani: si tratta del cosiddetto ritmo circadiano, che consiste nelle variazioni cicliche che ogni giorno coinvolgono le nostre attività biologiche. Ma cos’è esattamente il ciclo circadiano? Il ciclo circadiano è una sorta di orologio biologico dal periodo di 24 ore - il nome, infatti, deriva dal latino circa diem che significa “intorno al giorno” - che si caratterizza per essere un complesso sistema interno responsabile di cicli riguardanti la pressione arteriosa, la temperatura del corpo, il tono muscolare, la frequenza cardiaca, il ritmo sonno-veglia, ecc.
Il ritmo circadiano è stato il protagonista del Nobel per la Medicina nel 2017: questo prestigioso premio, infatti, è stato assegnato a tre genetisti cronobiologici - Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash e Michael W. Young - che hanno studiato il meccanismo che controlla questo speciale ritmo biologico e scoperto il sistema grazie al quale tutti gli organismi viventi regolano il proprio orologio circadiano in sintonia con l’ambiente esterno.
Gli organismi che popolano il pianeta terra, compresi gli esseri umani, hanno un orologio biologico interno che varia, proprio con un “vero orologio”, al trascorrere delle ore: questo meccanismo, infatti, si adatta alle diverse fasi della giornata, regolando funzioni chiave quali i livelli ormonali, il sonno ed il metabolismo. Per questo motivo, quando il nostro orologio è disallineato rispetto all’ambiente esterno, ne risentiamo in termini di benessere psico-fisico. Ne è un esempio il jet-lag che, a causa di un cambio repentino del fuso orario, ha effetti negativi sull’organismo poiché si crea un’alterazione proprio dei ritmi circadiani.
Ciclo circadiano: gli organi coinvolti
Il ritmo circadiano è legato strettamente al ciclo luce-buio: la luce diurna regola la maggior parte delle dinamiche biologiche interne, messe in movimento dei geni “clock” (orologio) che, interagendo con altri geni, producono una proteina responsabile a sua volta dei geni che presiedono alle diverse funzioni vitali dallo stimolo della fame al sonno.
L’epifisi, in particolare, ha un ruolo fondamentale all’interno del ciclo circadiano: si tratta di una ghiandola, situata alla base del cranio, che produce la melatonina, l’ormone che regola il ritmo circadiano dell’organismo. La sua secrezione è strettamente legata alla luce: infatti, lo stimolo luminoso viene trasmesso all’epifisi che inibisce la produzione di melatonina; il buio, viceversa, ne stimola il rilascio, favorendo il sonno.
Inoltre, nell’arco della giornata, ogni organo raggiunge il proprio picco di massima attività in una fase precisa a cui corrisponde specularmente una fase di riposo. Ciascun organo, infatti, segue un proprio orologio e può dare informazioni agli organi vicini: in questo caso si parla di orologi “periferici” in stretto legame con l’orologio biologico centrale o masterclock, situato nell’ipotalamo. Studi recenti hanno messo in luce come gli organi sappiano “che ora è”: in particolare, l’Università della California in collaborazione con l’Istituto di ricerca in biomedicina di Barcellona, ha messo in luce come il fegato sia in grado di rispondere agli stimoli luce/buio, preparandosi a digerire all’ora di pranzo e cena, convertendo il glucosio in energia.
Gli orari che compongono il ritmo circadiano
Il ciclo circadiano copre le 24 ore che compongono una giornata, lavorando a cicli di circa 3 ore:
- Tra le 6 e le 9: questa è la fase in cui il corpo gradualmente si rimette in moto, a seguito del riposo notturno. La melatonina, l’ormone del sonno prodotto durante la notte, comincia a diminuire. Aumentano contestualmente i livelli di cortisolo che risvegliano l’organismo e attiva lo stato di veglia.
- Tra le 9 e le 12: durante questa fase il cortisolo raggiunge il suo picco e la temperatura corporea, insieme alle principali funzioni fisiche e cognitive, continuano a risvegliarsi sempre di più. Si tratta, dunque, del momento migliore per svolgere le attività più faticose della giornata poiché lo stato di concentrazione raggiunge il massimo alle 12.
- Tra le 12 e le 15: in seguito alla pausa pranzo, l’attività digestiva provoca un senso di sonnolenza e stanchezza. Il nostro sistema nervoso parasimpatico, infatti, comunica al nostro corpo di rallentare durante il processo digestivo. Inoltre, gli alti livelli di glucosio presenti nel sangue dopo il pasto agiscono su specifici neuroni dell’ipotalamo, trasmettendo alle cellule la sospensione di produzione di orexina. Quest'ultima è la proteina coinvolta nel mantenimento del normale stato di attività e veglia.
- Tra le 15 e le 18: durante questa fase, si registra un aumento della temperatura corporea e il massimo dell’efficienza di cuore e polmoni. Si tratta, infatti, del momento migliore per dedicarsi all’attività fisica, dal momento che anche i muscoli sono più tonici e attivi.
- Tra le 18 e le 21: da questo momento in poi l’attività dell’organismo comincia di nuovo a rallentare e, man mano che si avvicina l’ora di andare a dormire, il fegato e l’intestino fanno più fatica a digerire grassi e zuccheri. Per questo motivo è consigliabile un pasto leggero che garantisca un riposo ottimale.
- Tra le 21 e le 24: dalle 21 circa, la ghiandola pineale comincia a produrre la melatonina che ha il fondamentale ruolo di facilitare l’addormentamento e il sonno. Parallelamente la temperatura comincia a scendere, sancendo il momento migliore per coricarsi. È sconsigliabile, dunque, fare sport dopo la cena o esporsi eccessivamente alla cosiddetta luce “blu” di smartphone, tablet e computer che interviene sulla produzione dell’ormone del sonno.
- Tra le 24 e le 3: dopo la mezzanotte, la melatonina è al massimo, garantendo così un sonno profondo e riposante. È il momento in cui il cervello si ristora e gli organi si rilassano, preparando l’organismo al giorno successivo.
- Tra le 3 e le 6: la temperatura corporea scende al minimo, mentre la melatonina comincia lentamente a diminuire, preparando il corpo ad un risveglio graduale.
Ciclo circadiano e alimentazione: il legame
L’alimentazione concorre in maniera determinante al mantenimento della salute del nostro organismo e del nostro ritmo circadiano. Ogni organo, così come il microbiota intestinale, possiede un orologio biologico e segue un proprio ritmo: la sincronizzazione con il ciclo circadiano è legata al segnale indotto dal consumo dei pasti, che è massimo nelle fasi della colazione e del pranzo, mentre diminuisce verso sera, quando bisognerebbe alleggerire il carico energetico con un pasto leggero e nutriente.
Il nostro organismo, dunque, a seconda delle fasi del ciclo circadiano ha bisogno di determinati alimenti e non di altri: ad esempio, tra le 7 e le 15 è consigliabile assumere carboidrati, come i cereali, mentre tra le 15 e le 20 è la fase delle proteine, accompagnate da ortaggi possibilmente freschi e cotti con metodi di cottura delicati come il vapore o i ferri.
Curiosità: l'orologio circadiano nella medicina cinese
Forse non tutti sanno che secondo la medicina tradizionale cinese, il nostro corpo è attraversato da 12 meridiani, o canali energetici, che corrispondono ai principali organi - polmoni, milza, cuore, rene, pericardio, fegato - e alle viscere - ossia intestino crasso, stomaco, intestino tenue, vescica, triplice riscaldatore, vescicola biliare o cistifellea.
Ciascun meridiano corrisponde ad un’orbita circadiana che ha la durata di circa due ore. Ogni organo ha un momento della giornata in cui è al massimo della sua funzionalità: è proprio in questa fascia oraria che l’energia circola maggiormente e che le funzioni biologiche dell’organo performano al meglio.
FAQ
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Il ritmo circadiano è caratterizzato da un periodo di circa 24 ore. Il termine “circadiano” deriva dal latino “circa diem” che significa “intorno al giorno”. Il ritmo circadiano può, ad esempio, regolare attività come il ritmo sonno-veglia, sincronizzato dall’alternanza di luce ed oscurità che ci induce a dormire quando è buio e a stare svegli quando c’è luce. Il buio infatti, stimola la secrezione di melatonina, l’ormone che segnala all’organismo che è il momento di dormire; la luce, invece, la inibisce.
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L’orologio circadiano centrale si trova all’interno dell’ipotalamo, mentre gli orologi circadiani periferici sono dislocati in differenti organi che rispondono e sono modulati da quello centrale. È stato possibile isolare dei ritmi circadiani nel fegato, nell'ipofisi nel cuore, nei reni e in altri tessuti.
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Esiste una stretta relazione tra ritmi circadiani e alimentazione: è quindi preferibile mangiare al mattino tra le 6 e le 15, pranzare tra le 13 e le 16, mentre la cena dovrebbe essere consumata preferibilmente entro le 21. È proprio intorno alle 21 che inizia la produzione di melatonina e la preparazione del corpo all’addormentamento notturno.
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