E se vi dicessi che il nostro cervello varia la sua attività in base al momento della giornata?
Molte funzioni vegetative vengono regolate in base a quelli che vengono definiti ritmi circadiani (dal latino ‘circa diem’, intorno al giorno). Sostanzialmente l’attività del nostro organismo si autoregola modificandosi ciclicamente nelle 24 ore. Questo fenomeno riguarda sia la regolazione di funzioni vegetative quali il ritmo sonno-sveglia, la temperatura, la respirazione e la frequenza cardiaca che la regolazione della secrezione di tanti ormoni come ad esempio il cortisolo.
article-2318132-19959BD0000005DC-352_634x541Il regolatore del ritmo circadiano è un orologio biologico costituito da neuroni raggruppati a formare il nucleo soprachiasmatico ipotalamico (nella regione indicata in rosso nella figura). Questo centro agisce integrando informazioni di varia natura, la sua attività è infatti correlata con il ciclo luce-buio. Il collegamento avviene tramite un fascio nervoso che collega la retina (dove sono presenti i fotorecettori), alla regione ipotalamica dove è presente il nucleo, questo fascio è il fascio retino-ipotalamico.

Ma cosa è che determina questa ciclicità? In termini molecolari, si è visto che ciclicamente viene regolata l’espressione di alcuni geni.  Nonostante sia difficile studiare la correlazione tra ritmo circadiano ed espressione genica a livello cerebrale, sono stati fatti degli studi a riguardo. Le patologie che potrebbero essere correlate con una alterazione dei ritmi circadiani sono la sindrome bipolare, la depressione stagionale (SAD) ed il disturbo depressivo maggiore (MDD). I ricercatori hanno analizzato dati relativi all’espressione genica in cervelli di soggetti sani ed in cervelli di soggetti affetti dal Disturbo depressivo maggiore (MDD). Si è visto che nei soggetti affetti da MDD, i pattern ciclici erano molto più deboli. Questo ha portato a pensare che potesse esserci una correlazione tra alterazione del ritmo circadiano e manifestazione di disturbi depressivi. Inoltre, si è visto che i ritmi circadiani sono importanti per tutti i processi cerebrali. Sono stati studiati i cambiamenti dei ritmi circadiani che intervengono durante l’invecchiamento e si è visto che alcuni trascritti vengono prodotti ritmicamente solo negli individui più anziani. Ciò significa che nell’anzianità potrebbe attivarsi un orologio biologico che funziona solo quando il nucleo soprachiasmatico diminuisce la sua funzionalità. Il tutto sembrerebbe collegato con problemi del sonno, agitazioni notturne, perdita della memoria. Un giorno si potrebbero trovare delle terapie volte al mantenimento dei normali ritmi circadiani per contrastare i problemi cognitivi che insorgono durante l’invecchiamento.

In realtà è possibile scollegarsi da questo centro del ritmo, ciò è stato dimostrato tramite degli esperimenti di isolamento temporale. Maurizio Montalbini, un sociologo e speleologo italiano ha studiato per tutta la vita la cronobiologia ed il ritmo circadiano vivendo per periodi estremamente lunghi (fino ad un anno) sottoterra. Montalbini comunicava con l’esterno tramite mezzi telematici e veniva monitorato da una equipe di scienziati. Grazie alla sua esperienza si è visto come l’isolamento temporale induce una variazione dei ritmi circadiani con un allungamento della giornata biologica da 24 a 36 ore con differenti cicli sonno-veglia. Inoltre si sono aperte nuove strade per la farmacologia, secondo alcuni esperimenti effettuati durante questa esperienza, esiste un meccanismo di assimilazione delle medicine diverso per ciascun essere umano. Tutto questo è correlato ai ritmi circadiani ed alle differenze che possono essere presenti tra gli individui. Secondo questi studi, i farmaci hanno un efficacia maggiore se somministrati rispettando i ritmi circadiani del singolo individuo che deve però essere isolato dall’esterno (dal ciclo luce-buio, dalle interazioni sociali).

E’ chiaro quindi quanto potrebbe essere utile capire esattamente come funziona questo complesso meccanismo di regolazione, dal momento che i ritmi circadiani influenzano l’attività cerebrale e gran parte delle funzioni vegetative dell’organismo.

Fonti:
Circadian patterns of gene expression in the human brain and disruption in major depressive disorder –  Proceedings of the National Academy of Sciences of United States of America http://www.pnas.org/content/110/24/9950 )
Effects of aging on circadian patterns of gene expression in the human prefrontal cortex – Proceedings of the National Academy of Sciences of United States of America http://www.pnas.org/content/113/1/206.abstract?sid=8d162bb9-f16d-434e-80ed-40284c0696f2)
E’ morto Montalbini, “esploratore del tempo” Visse un anno isolato in una grotta http://www.repubblica.it/2009/09/sezioni/cronaca/morto-montalbini/morto-montalbini/morto-montalbini.html

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