Ritmi circadiani: cosa sono e in quali funzioni biologiche intervengono

Gli esseri umani sono animali abitudinari. Le nostre vite sono strutturate in schemi che si ripetono di volta in volta, e lo stesso vale per le nostre funzioni corporee. Ci sono alcune oscillazioni e ritmi biologici che si ripetono ogni 24 ore circa: sono i cosiddetti ritmi circadiani, legati a processi come la regolazione della temperatura corporea o del sonno e della veglia.

In questo articolo spieghiamo cosa sono e come funzionano i ritmi circadiani, ed esponiamo uno degli esempi più noti: quello del ciclo sonno-veglia. Inoltre, vi diciamo quali sono i principali disturbi legati a questi ritmi biologici.

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Cosa sono i ritmi circadiani?

La nostra vita quotidiana è sostenuta da una moltitudine di routine e schemi che si verificano con una certa cadenza temporale. Normalmente, andiamo a letto la sera e ci svegliamo il giorno dopo, 7 o 8 ore dopo. Anche le nostre abitudini alimentari sono programmati seguendo una specifica routine quotidiana

: colazione, pranzo, merenda e cena. Tutti questi ritmi biologici ordinano e danno coerenza alla nostra vita quotidiana.

La cronobiologia, che è la scienza che studia questi ritmi biologici, li classifica come segue: ritmi infradiani, quelli che si verificano con una cadenza maggiore di 24 ore (p. ex. il ciclo mestruale); ritmi ultradiani, quelli che si verificano in cicli inferiori a 24 ore (p. ex. frequenza cardiaca); e ritmi circadiani, che si ripetono ogni 24 ore circa.

I ritmi circadiani sono processi biologici interni al nostro corpo che si ripetono con una cadenza temporale di circa 24 ore, come abbiamo commentato. Queste variazioni periodiche o ritmi biologici regolano la nostra attività metabolica, ormonale e comportamentale quotidiana. Le funzioni corporee sono importanti per la sopravvivenza quanto regolazione della temperatura corporea o del ciclo sonno-veglia funzionano in base a questi ritmi circadiani.

Ciò che caratterizza questi tipi di ritmi è che sono autosufficienti e persistenti, anche in assenza di stimoli esterni o ambientali. Sono geneticamente determinate e non sono proprietà esclusive dell'essere umano, poiché sono state trovate in tutti i tipi di organismi viventi (dagli esseri unicellulari ai mammiferi).

I ritmi circadiani hanno un grande valore adattivo, poiché svolgono la funzione di "orologio interno" attraverso il quale il nostro corpo modella e costruisce una rappresentazione del tempo esterno, con cui è in grado di stabilire un modello coerente e a concordanza tra gli eventi ambientali e l'organizzazione delle proprie funzioni biologiche per poter reagire più o meno alle condizioni esterne prevedibile.

L'orologio biologico interno

Nell'uomo, i ritmi circadiani sono generati da un orologio biologico interno situato nell'ipotalamo, in particolare nei nuclei soprachiasmatici. Questo gruppo di neuroni situati nella parte mediale delle strutture ipotalamiche, riceve informazioni dell'intensità della luce attraverso i fotorecettori e le cellule gangliari del retine.

In queste cellule gangliari si trova la melanopsina, una proteina coinvolta nella regolazione dei ritmi circadiani e del riflesso pupillare, tra le altre funzioni. Questo meccanismo si trova in diversi "orologi interni" sparsi su vari tessuti, detti oscillatori periferici. Questi orologi sono in grado di strutturare un ordine temporale nelle diverse attività dell'organismo, in modo che oscillino con un periodo di tempo regolare.

Queste oscillazioni nel tempo sono usate dall'organismo come riferimento temporale per regolare i vari ritmi biologici del funzioni corporee, quali: la regolazione della temperatura corporea, della pressione sanguigna, del consumo di ossigeno o del ciclo del sonno e veglia.

In definitiva, gli orologi biologici interni sono responsabili della produzione e della regolazione dei ritmi circadiani. sì ok il segnale principale che influenza questi ritmi è la luce del giorno (che può attivare o disattivare i geni che controllano gli orologi biologici), qualsiasi cambiamento in questi cicli di luce e oscurità può disturbare (accelerare o rallentare) il comportamento degli orologi, con il conseguente deterioramento del funzionamento dei ritmi circadiani.

Ritmi circadiani e sonno

I ritmi circadiani ci aiutano a strutturare i modelli del sonno, in quello che chiamiamo ciclo veglia-sonno. I principali orologi biologici situati nel nucleo soprachiasmatico produrre melatonina, una sostanza che agisce da regolatore del sonno, Tra le altre funzioni. La sincronizzazione dei ritmi circadiani si basa sui cambiamenti ritmici nell'espressione di alcuni geni che controllano gli orologi interni.

Anche l'effetto della melatonina segue uno schema: durante la notte si ha un aumento della secrezione di questa sostanza e una generale diminuzione delle funzioni neurocomportamentali. Questo aumento dei livelli di melatonina è correlato con un aumento della sonnolenza e, inoltre, con la diminuzione della temperatura corporea. A sua volta, viene indotto un aumento del flusso sanguigno nelle regioni più distali della pelle, con la conseguente perdita di calore.

La presenza di luce diurna o l'inquinamento acustico notturno possono alterare la produzione di melatonina e, quindi, disturbare i ritmi circadiani. Allo stesso modo, il fatto che ci siano fonti di luce durante il processo di sonno o quando si entra può significare che secernono gli ormoni responsabili dell'inizio prematuro del processo di attivazione, provocando alterazioni nel ciclo di sonno-veglia.

Ecco alcuni esempi di disturbi del ritmo del sonno circadiano.

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Disturbi del ritmo circadiano del sonno

I disturbi del ritmo circadiano del sonno sono disturbi che si verificano nel ciclo sonno-veglia quando c'è una discrepanza tra il ritmo del sonno di una persona e la quantità di tempo di cui hanno bisogno per rimanere addormentati o per restare sveglio. I più comuni sono i seguenti:

1. Sindrome della fase di sonno ritardata

Le persone con questa sindrome hanno difficoltà ad addormentarsi in un momento socialmente accettabile e tendono ad andare a letto tardi (p. ex. alle 2 del mattino). La struttura e la durata del sonno sono normali, ma questo ritardo al momento di coricarsi le provoca causes genera problemi sul lavoro, a scuola e sociali (essere in ritardo alle riunioni di lavoro, a scuola, eccetera.). Cosa c'è di più, le persone con questa sindrome hanno difficoltà ad alzarsi e hanno un'eccessiva sonnolenza mattutina.

2. Sindrome della fase di sonno precoce

Le persone con questo disturbo del ritmo circadiano hanno una struttura e una durata del sonno normali, ma vanno a letto molto prima di quanto stabilito socialmente (ad es. ex. Alle 18).

Questa anteprima della fase del sonno di solito si verifica più negli anziani, ma anche nei ragazzi giovani. Come nella sindrome della fase del sonno ritardata, questo disturbo provoca la paziente grave sonnolenza serale e difficoltà a rimanere sveglio la sera e la notte.

3. Sindrome da jet lag

La sindrome da jet lag o jet lag è uno dei disturbi del ritmo circadiano più conosciuti e si verifica quando l'orologio resti biologici interni fissati nel ciclo sonno-veglia del fuso orario in cui la persona è stata con anteriorità. I sintomi includono: difficoltà ad addormentarsi in un momento socialmente accettabile e sonnolenza diurna.

Apparentemente, i sintomi possono variare a seconda della direzione di marcia rispetto all'asse di rotazione del pianeta. Se i viaggi sono verso ovest si ha un relativo anticipo nella fase di sonno; e se sono a est, c'è un ritardo. Tuttavia, in media l'orologio biologico interno può variare tra 1 e 2 ore al giorno, anche se ci sono persone che reagiscono meglio di altre al “jet lag” (dovuto a una predisposizione genetica).

4. Disturbo da lavoro a turni

Questo disturbo del ritmo circadiano del sonno si verifica quando una persona è costretta a rimanere sveglia durante il normale ciclo sonno-veglia. Di solito si verifica, principalmente, in quei lavoratori sottoposti a regime o sistema di turni, sia di notte che all'alba o rotanti, quest'ultimi sono quelli che causano i maggiori disturbi. I sintomi includono: sonnolenza, diminuzione delle capacità cognitive e insonnia.

5. Sindrome ipernitemerale

La sindrome ipernitemerale o disturbo sonno-veglia diverso dalle 24 ore è solitamente causato da cecità, alterazioni della fotosensibilità o fattori ambientali o ormonali. Questa sindrome fa sì che la persona cambi il suo schema del sonno su base giornaliera, di solito da 1 a 2 ore dopo ogni giorno. L'orologio biologico interno di questi pazienti tende a configurare la durata di 1 giorno in 25 ore.

Può verificarsi per molte ragioni. La causa più comune è la cecità, ma ce ne sono altre come i cambiamenti nella fotosensibilità, i fattori ambientali e ormonali. A causa di questo problema, il tuo periodo di sonno preferito cambia ogni giorno, di solito da 1 a 2 ore dopo ogni giorno. Per ragioni sconosciute, il tuo "orologio" interno tende a mantenere un "giorno" di 25 ore.

6. Sindrome del ritmo sonno-veglia irregolare

Questo disturbo del ritmo circadiano del sonno si verifica per una serie di motivi: ad esempio, quando ci sono cambiamenti nell'esposizione alla luce o cambiamenti cerebrali legati all'età (demenze senile). Le persone con questa sindrome spesso si appisolano in modo intermittente durante ogni periodo di 24 ore.

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