Ritmo Circadiano: Cos’è? Cortisolo, melatonina e disturbi

Il ritmo circadiano sono variazioni cicliche delle attività biologiche che seguono un arco di 24 ore; il nome deriva dal latino “intorno al giorno”. L’osservazione di tale ritmo risale al 1729 ed oggi sappiamo che, nell’organismo umano, il rilascio e la secrezione di alcuni ormoni e molecole, la variazione della temperatura corporea ed alcuni parametri del sistema circolatorio seguono un ritmo di 24 ore. Alcuni ritmi sono strettamente connessi con la cadenza delle attività giornaliere, altri invece hanno un significato meno chiaro.

Oltre ai ritmi circadiani sono conosciuti anche ritmi circasettimanali, circamensili e circannuali. Un ritmo circadiano segue delle fasi ben precise e sono tipici non solo dell’uomo ma anche dei mammiferi, delle piante (il ritmo circadiano è essenziale per il processo di fotosintesi) ed addirittura dei batteri. Vediamo nel dettaglio in che cosa consiste il ritmo circadiano, quali sono i sistemi del nostro organismo che lo seguono e quali sono i suoi disturbi.

Ritmo circadiano: cos’è?

L’importanza dei ritmi circadiani risiede nella loro capacità di determinare i modelli di veglia e sonno degli animali, compreso l’uomo. Ci sono numerosi studi che indicano come l’attività cerebrale, la produzione di ormoni, la rigenerazione cellulare, la temperatura corporea ed altre attività biologiche, siano collegate a questo ciclo giornaliero.

Si ritiene che il ritmo circadiano sia dettato da una sorta di orologio interno all’organismo, che si sincronizza con il ciclo naturale del giorno, della notte e delle fasi lunari e dipende anche da stimoli naturali come la luce solare, la notte, la temperatura ambientale. Anche stimoli sociali come i pasti sempre alla stessa ora possono contribuire alla formazione di un orologio interno. È stato osservato che l’assenza degli stimoli che sincronizzano tale orologio (ad esempio, settimane di buio ininterrotto) non interrompe tale ciclo, ma lo modifica ad esempio allungando il ciclo veglia-sonno ed il ciclo di variazione di temperatura corporea.

Una teoria alla base dell’evoluzione di tale ritmo è che esso si sia sviluppato inizialmente in organismi primordiali, allo scopo di evitare la replicazione del DNA durante il giorno, quando la radiazione ultravioletta avrebbe potuto danneggiarlo. La replicazione avveniva quindi al buio: anche oggi alcuni funghi seguono questo meccanismo. Nei batteri è stato identificato un meccanismo a base di proteine, che genera un ritmo di crescita di circa 22 ore.

Ritmo circadiano: cortisolo, melatonina e altri ormoni

I principali ormoni presenti nell’organismo umano seguono un andamento sinusoidale, che prevede l’alternanza di:

• fase crescente
• picco massimo
• fase decrescente
• picco minimo

Nell’uomo, il ritmo circadiano regola:

• Cortisolo. Il cortisolo è un ormone coinvolto nella risposta allo stress, la cui secrezione basale è costante nelle 24 ore, con un picco alle prime ore del mattino (ore 3-4) ed un minimo che coincide con il riposo notturno (ore 22-24).
• Testosterone. L’apice è alle 2-3 del mattino, il minimo intorno alle 18.
• Ormone della crescita (GH). La concentrazione plasmatica del GH ha un picco intorno alle 24 ed un minimo dalle 8 alle 20.
• Melatonina (ritmo sonno-veglia)
• Pressione arteriosa e frequenza cardiaca
• Temperatura corporea. La temperatura corporea varia nel tempo: durante la giornata subisce variazioni che vanno da 0,5°C a 1°C, toccando il minimo all’alba (tra le 4 e le 6 del mattino) ed il massimo il pomeriggio, tra le 17 e le 20.
• Prestazione atletica. Alcuni test hanno dimostrato che in concomitanza del picco di temperatura corporea (ore 16-18) si osserva un miglioramento della reattività, della forza, del consumo di ossigeno, della tonicità muscolare e della capacità cardiovascolare.

Ritmo circadiano e melatonina

Il ciclo sonno-veglia è uno dei ritmi circadiani più importanti nel mondo animale. Nei mammiferi, l’area del cervello deputata al controllo del ritmo circadiano sonno-veglia è situata nel nucleo soprachiasmatico (SNC), un gruppo di cellule collocato nell’ipotalamo; tale nucleo riceve le informazioni sulla luminosità ambientale attraverso la retina. La distruzione del nucleo SNC causa la totale assenza di un ritmo sonno-veglia. Grazie a cellule specializzate presenti sulla retina, l’impulso nervoso sulla presenza/assenza di luce giunge all’epifisi, la quale secerne melatonina in risposta allo stimolo; la secrezione di melatonina segue infatti un ritmo circadiano, con il picco durante la notte e il minimo durante la giornata.

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Ritmo circadiano disturbi

I disturbi del ritmo circadiano riguardano soprattutto l’alterazione del ciclo sonno-veglia, il più importante nei mammiferi. Chi soffre di questi disturbi del sonno spesso non riesce a raggiungere un ritmo di sonno appropriato per lavorare, studiare o avere una vita sociale. La qualità del sonno tuttavia potrebbe non essere compromessa nel caso in cui il soggetto riesca a dormire a sufficienza. La necessità di dormire di ogni individuo è influenzata sia dal ritmo circadiano, sia dal tempo trascorso dal precedente risveglio, oltre che da altri numerosi fattori ambientali.

Molti ritmi sono collegati al ciclo luce-buio che potrebbero portare anche a episodi di insonnia. Alcuni esperimenti su animali tenuti all’oscurità per lunghi periodi hanno mostrato che l’organismo si regola autonomamente in base ad altri stimoli interni; infatti alcuni mammiferi come la talpa, che vive sottoterra, sono in grado di mantenere il loro orologio interno anche in assenza di stimoli ambientali.

I disturbi del ciclo sonno-veglia possono essere suddivisi in:

• Estrinseci o circostanziali: jet-lag (quando si viaggia attraverso il fuso orario); necessità di lavorare durante la notte o a turno.
• Fattori intrinseci: sindrome da sonno posticipato (caratterizzata da tempi di sonno molto spostati in avanti rispetto al normale e picchi di veglia nel cuore della notte), sindrome da sonno anticipato (difficoltà nel restare svegli sino a sera e dormire sino al mattino), sindrome da ciclo sonno-veglia alterato (il sonno dell’individuo è spostato in avanti ogni giorno ed il picco di veglia di conseguenza continuamente posizionato in orari differenti di giorno in giorno), ciclo sonno-veglia irregolare (la persona dorme in orari sempre differenti e più volte durante la giornata, svegliandosi più volte durante la notte e ricorrendo a pisolini diurni, ma con una somma di ore sonno normale).

Difficilmente i disturbi del ritmo circadiano sonno-veglia sono causati da una insufficiente produzione di melatonina, ma piuttosto da uno sfasamento del ritmo biologico che causa lo spostamento degli orari del sonno. Anche lo stretching è di centrale importanza, per il rilassamento.

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