Orologio biologico: i geni della sveglia

Orologio biologico: i geni della sveglia

Sono i ritmi circadiani a regolare funzioni ancestrali dell’organismo umano

Per alcuni svegliarsi al mattino è difficile: non si tratta di mancanza di responsabilità, ma di orologio biologico. In “regia” , un gruppo di cellule nervose specializzate che si trovano a livello dell’osso nasale. Come tutti gli animali, siamo soggetti ai ritmi della natura
Geni e orologio biologico. Foto: © Matteo Ianeselli / Wikimedia Commons, via Wikimedia Commons

Foto: © Matteo Ianeselli / Wikimedia Commons

di Antonio Giordano

Per alcune persone alzarsi presto al mattino è molto faticoso. Vorrebbero magari dormire tutti i giorni fino alle undici. Per altri individui, invece, svegliarsi presto non rappresenta alcun problema, ma la sera riescono a svolgere poche attività o comunque non sono lucidi.

Non si tratta di mancanza di responsabilità o superficialità: è tutta una questione di orologio biologico. Nell’organismo umano, infatti, funzioni ancestrali come la fame, il sonno, la pressione sanguigna, la motilità intestinale o la secrezione endocrina seguono ritmi ben precisi regolati nel corso delle 24 ore, chiamati ritmi “circadiani”. Alla base di tale “regia” vi è un gruppo di cellule nervose specializzate che si trova a livello dell’osso nasale: queste cellule vanno a formare quello che viene comunemente definito “orologio biologico” che produce ormoni e proteine capaci di regolare le suddette funzioni. Non è un caso che queste cellule siano localizzate vicino agli occhi. Infatti l’alternanza delle ore di luce e di buio è uno dei principali fattori esterni che regola l’orologio biologico. Il ritmo circadiano giornaliero dell’essere umano è di 25 ore. Ma se trascorressimo una settimana al buio, saremmo talmente sfasati che avremmo voglia di pranzare la sera. Ovviamente sono molto importanti anche gli stimoli che partono direttamente dall’interno dell’organismo.

L’orologio biologico è “guidato” da proteine i cui geni sono trascritti in momenti specifici della giornata, producendo proteine la cui concentrazione aumenta fino ad un certo punto, poi decresce nuovamente andando a regolare le funzioni corporali. Tali geni ad esempio controllano l’appetito e la crescita delle cellule della pelle e dei capelli, che vengono notoriamente attivati durante il sonno riparatore. Alterazioni dell’orologio biologico possono comportare problemi d’insonnia oppure dell’apparato digerente che potrebbe mettersi in moto in piena notte, anche a stomaco vuoto. L’importanza della regolazione determinata dalla luce e dal buio appare evidente quando compiamo un lungo viaggio aereo: il fuso orario andrà ad influenzare il nostro equilibrio interno perché il corpo necessita di un po’ di tempo per “sincronizzarsi” col nuovo ritmo.

Nel 1994 avvenne la prima grande scoperta relativa ai geni responsabili delle funzioni dell’orologio biologico. Joseph Takahashi, un ricercatore della Northwestern University si chiese come mai si dorme la notte o si ha fame a determinate ore della giornata. Modificò geneticamente alcuni topolini e in alcuni di essi notò che il ritmo circadiano risultava alterato. In particolare, alcuni topi presentavano un periodo di veglia eccezionalmente lungo. Attraverso indagini genetiche, Takahashi scoprì che tutti i topi con alterazioni del ritmo sonno-veglia possedevano una mutazione in una piccola regione del cromosoma 5, arrivando ad identificare un gene che chiamò Clock, acronimo di “Circadian Locomotor Output Cycles Kaput”. Si trattò del primo gene identificato coinvolto nella regolazione dell’orologio biologico dei mammiferi, incluso l’uomo.

Più recentemente è stato identificato un nuovo gene, battezzato Chrono, che è coinvolto in particolare nei meccanismi di regolazione negativa, cioè quelli che reprimono la trascrizione dei geni dell’orologio circadiano. di questo gene producono evidenti effetti fisiologici come l’allungamento dei cicli circadiani. In aggiunta l’attività di Chrono è sensibile ai glucocorticoidi, ormoni prodotti dall’organismo quando subentrano condizioni di stress. Ciò è estremamente coerente con l’osservazione che i ritmi circadiani sono condizionati in maniera significativa dagli stimoli ambientali.

Dagli studi emerge, dunque, che, per quanto esseri evoluti, anche gli uomini sono soggetti come tutti gli animali ai ritmi della natura e all’alternanza del giorno e della notte. Anche se a volte lo dimentichiamo, la nostra radice comune con tutti gli altri esseri viventi emerge in maniera quasi prepotente a ricordarci che oltre ad essere persone siamo “animali”. ‘evoluzione ci ha fortemente selezionato determinando una forte “distanza” tra noi e tutto il mondo vivente, ma meccanismi come l’orologio biologico e l’imprescindibile relazione con la natura, ci dimostrano che non abbiamo perso la “fratellanza” biologica con tutto ciò che non è homo sapiens. Forse dovremmo ulteriormente rafforzare questo legame e non sentirci esseri prediletti, ma solo anelli di un’esperienza comune.

About Tommaso Morlando

Giornalista pubblicista - Fonda il "Centro studi officina Volturno" nel 2002 e di conseguenza anche il Magazine INFORMARE. In un territorio "difficile" è convinto che attraverso la cultura e l'impegno civico sia possibile testimoniare la legalità contro ecomafie e camorra. Liberi e indipendenti da ogni compromesso personale e partitico. Il nostro scopo è quello di fare corretta e seria informazione, dando voce ai più deboli e alle "eccellenze" dei nostri territori che RESISTONO. Abbiamo una storia ancora tutta da scrivere e da raccontare, ma la faranno i nostri giovani...ormai il seme è germogliato e la buona informazione si sta autodiffondendo.