Metodologie Molecolari di Patologia Clinica - Digilander

Università degli studi di Siena
Corso di Laurea in
Tecniche di Laboratorio Biomedico
Analisi Cliniche
Metodologie Molecolari di Patologia Clinica
II^ Anno Accademico 05/06
Autore: Parigi Gianni
Argomento: Ritmo Circadiano
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Indice

Ritmo circadiano, definizione
Pag 3

Struttura dei Ritmi Biologici
Pag 3

Funzioni, effetti sul nostro
organismo
Pag 4
Ripercussioni nelle attività
sportive
Pag 5


Fattori influenzanti il ritmo
Pag 6

Struttura
Pag 8

Genetica
Pag 9

Disordini e malattie
Pag 11
Notizie tratte da:
http://www.ecplanet.com
http://www.nemesi.net/circadiani.htm
http://www.benessere.com
http://www.aogarbagnate.lombardia.it/Neurologia05/cronomodulazione.htm
http://www.molecularlab.it/
http://www.irccs.oasi.en.it
http://www.minerva.unito.it/default.htm
http://www.imgbase.com/psiconeuro/archivio/ormoni/ormoni.htm
http://www.naturmed.unimi.it/meteolab.html
http://www.nonsolofitness.it/argomenti/doping.asp
http://www.redilab.it/
http://www.terzaeta.com/med/
Anatomia e Fisiologia Thibodeau/Patton 3^edizione Ambrosiana
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Ritmo Circadiano, definizione
Come i moderni computer hanno una unità chiamata Clock che scandisce il tempo e fa
in modo di sincronizzare tutti i processi in esecuzione mantenendo in pratica un livello
ottimale di ordine nelle operazioni, anche gli esseri viventi hanno una struttura
temporale. i fenomeni bioperiodici esistono a tutti i livelli di organizzazione, dagli
eucarioti unicellulari ai pluricellulari tra cui l'uomo.
All'interno degli organismi pluricellulari, si rileva un'attività
ritmica a livello ultramicroscopico, subcellulare, cellulare, di
tessuto, d'organo, di sistemi d'organi. Volendo, si possono
individuare ritmi perfino a livello di una popolazione di
individui e di sistemi ecologici (per esempio, le migrazioni).
Quindi nel nostro organismo vi sono dei ritmi da rispettare con i quali riusciamo a
sopravvivere. Molti dei fenomeni che avvengono nel nostro organismo sono in sincronia
col ritmo circadiano.
Vengono definiti ritmi circadiani dal latino “circa-dies”, cioè, attorno a un giorno, quei
cicli che sono approssimativamente di 24 ore. Il ritmo può essere pensato come una
sorta di cicli e la lunghezza di uno di questi cicli è detta periodo del ritmo.
La funzione del complesso sistema circadiano rappresenta l’organizzazione del
comportamento temporale dei processi biochimici, fisiologici e comportamentali.
Struttura dei Ritmi Biologici
I ritmi biologici, scoperti da Franz Halberg,
seguono - in prima approssimazione - una
curva sinusoidale, ossia una doppia curva che
cresce fino ad un massimo (acrofase) e poi
scende fino a un minimo, variando intorno ad
un valore mediano che si chiama mesor. La
doppia curva crescente, decrescente, poi
nuovamente crescente e decrescente si
completa in un periodo di tempo ben definito
e caratteristico che può essere: un giorno
(ritmi circadiani), una settimana (ritmi
circasettani), un mese (ritmi circatrigintani),
un anno (ritmi circannuali), e così via. In
particolare, il ritmo circadiano, (dalle parole
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latine "circa" e "dies" = "ciclo di quasi un giorno") è il componente fondamentale di
quello che potremmo chiamare "orologio biologico".
Funzioni, effetti sul nostro organismo
La cronobiologia (dal greco crònos = tempo), nata nei primi anni '50, è una branca della
biologia ormai consolidata; tuttavia, è scarsamente recepita nella pratica medica.
Questo avviene verosimilmente perché deve farsi spazio tra una corrente di pensiero
piuttosto comune: quella della fissità del mezzo interno (omeóstasi) scoperta nel
diciannovesimo secolo dal francese Claude Bernard (1783-1855). Il nostro ambiente
organico interno (composto di fluidi e tessuti) mantiene nel tempo l'uniformità di una
miriade di componenti, con un'alterna ed intricata rete di stimolazioni e inibizioni,
azioni e retroazioni: una minima variazione comporta un'immediata risposta.
Sembrerebbe dunque inconciliabile l'idea che i fenomeni biologici abbiano un
andamento non uniforme. Eppure, omeostasi e bioperiodicità non solo sono compatibili,
ma cooperanti. Potremmo dire che i processi che regolano l'omeostasi operano
seguendo la ritmicità degli eventi biologici.
Gli esempi più evidenti di questo "orologio" sono il battito
cardiaco, la pressione sanguigna, il ciclo mestruale femminile, la
variazione della temperatura corporea durante il giorno,le
secrezioni ormonali, l’escrezione renale. Poiché alcuni di questi
fenomeni hanno periodi approssimativamente coincidenti con quelli
di altri fenomeni ciclici ambientali, quali l'alternarsi giorno-notte, i
cicli stagionali, le fasi lunari, ecc., è abbastnza naturale cercare
fra queste variabili una possibile relazione di causa effetto.
Le variazioni dei parametri vitali sono ritmi circadiani indotti dall’alternarsi del giorno
e della notte: in funzione della variazione di questi parametri, nelle prime ore del
mattino si prova, generalmente, una sensazione di benessere e vigore, si ha un
aumento della temperatura interna del corpo e una diminuzione di quella delle
estremità; nelle ore serali, invece, si ha un aumento della sensazione di fiacchezza e,
nello stesso tempo, una diminuzione della temperatura delle parti interne del corpo. In
generale, i parametri vitali tendono a diminuire durante la giornata, raggiungendo i
valori più bassi tra l’una e le tre del mattino.
In particolare, per i ritmi circadiani, più facili da controllare sperimentalmente, sono
stati raccolti dati di laboratorio molto esplicativi.
Negli esseri umani la temperatura corporea s'alza e s'abbassa di un grado o due con
ciclo giornaliero, ed altrettanto fanno la pressione del sangue, l'attività ormonale e
quella degli enzimi, e molti altri fattori.
Il cortisolo è soggetto ad una secrezione basale costante nelle 24 ore, su cui si
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inscrive una fase impulsiva di primo mattino (intorno alle 8), mentre il minimo è
notturno. In teoria, a seconda dell'ora in cui viene fatto il prelievo, si potrebbe essere
classificati come ipersurrenalici o iposurrenalici.
L'escrezione di adrenalina e noradrenalina con le urine ha il suo massimo (acrofase)
verso mezzogiorno, quella del potassio intorno alle 14. Nel sangue, la proteinemia ha il
suo livello massimo alle 15, l'insulina tra le 15 e le 16, l'azotemia e la potassiemia alle
21.
Misurazioni che non tengano conto di tutto ciò sono dunque scarsamente attendibili.
Così, già da quanto detto, si può ritenere che una migliore comprensione dei cicli
circadiani e del loro funzionamento molecolare potrà sicuramente portare a terapie
per la cura dei disturbi del sonno e altri disturbi.
I ritmi biologici riguardano anche l'alimentazione. Dunque una corretta alimentazione
non è solo costituita da ciò che mangiamo, ma anche da quando mangiamo . Il nostro
organismo ed in particolare il fegato, seguendo un determinato ritmo metabolico, nelle
ore serali favorisce la glicogenesi (cioè fabbrica carboidrati), mentre al mattino
favorisce la glicolisi (cioè; brucia tali zuccheri). Pertanto, un pasto glicidico di 2000
calorie assunto al mattino favorisce la perdita di peso, mentre lo stesso pasto di sera
favorisce l'aumento di peso.
Ripercussioni nelle attività sportive
L'andamento del ritmo circadiano "dell'umore", di un individuo, mostra come lo stato
d'animo migliore coincida con le ore pomeridiane e serali. Ciò può avere notevole
importanza nello
sport in quanto
aumenta la
predisposizione all'attività fisica di un soggetto incidendo
positivamente
sulla
componente
motivazionale.
Che esista una ritmicità biologica circadiana della capacità
di prestazione atletica è confermato dai risultati di una
serie di test di laboratorio condotti sugli stessi soggetti in
momenti diversi della giornata. Questi dati appaiono
confermare i rilievi indiretti sul campo che evidenziano
come la sera sia il momento della giornata più favorevole alle performance agonistiche.
-
il tempo di reazione a stimoli visivi o uditivi presenta un picco nel tardo pomeriggio
in corrispondenza dei massimi valori di temperatura corporea. Una spiegazione può
essere ricercata nel fatto che per ogni grado centigrado (°C) di aumento della
temperatura la velocità di conduzione nervosa aumenta di 2,4 m/s.
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-
-
Il massimo livello delle capacità cognitive e di lavoro intellettuale, nonché la
precisione del gesto, si registra al mattino. Ciò condiziona favorevolmente gli sport
in cui è importante la destrezza e gli sport ad elevata componente tecnico-tattica.
La forza esplosiva e quella massimale presentano il livello più alto nel periodo
compreso tra le 16 e le 18; altrettanto dicasi per la mobilità articolare.
Anche le capacità metaboliche, sia aerobiche che anaerobiche, risultano più elevate
nel tardo pomeriggio quando si notano i valori massimali di consumo di ossigeno, di
ventilazione polmonare, di gittata sistolica e di portata cardiaca. In questa fase
della giornata risulta più elevata la resistenza di un atleta ad un lavoro costante ad
alta intensità, nonché la capacità di produrre lattato.
Fattori influenzanti il ritmo
Il ritmo circadiano nei mammiferi è determinato da 2 categorie di fattori: intrinseci
ed estrinseci.
Il primo gruppo riguarda quei fattori ereditari insiti nell’organismo, in pratica stiamo
parlando di geni del DNA e proteine correlate. Infatti le cellule hanno bisogno di una
complessa rete di proteine e di geni interagenti per regolare il loro orologio interno
necessario per controllare il metabolismo, la divisione cellulare, la produzione di
ormoni e il ciclo sonno-veglia.
Il secondo gruppo invece va a raggruppare quei fattori esterni all’organismo. Infatti è
stato osservato che anche stimoli esogeni, cioè appunto esterni all'organismo, possono
alterare i ritmi circadiani. Questo campo è tuttora ricco di scoperte e smentite,
poiché è un argomento molto complesso e di difficile studio, però proviamo a dire in
teoria quali sono le cause esterne di questi cambiamenti circadiani.
Il ritmo circadiano è soggetto a fattori geofisici quali il campo magnetico o la
rotazione della Terra che in pratica vanno a determinare il ciclo luce-buio.
La luce in effetti è il segnale più importante per tutte le strutture circadiane, sia per
gli organismi unicellulari che per quelli pluricellulari, compresi i mammiferi, essa è il più
importante elemento sincronizzante. I segnali luminosi vengono trasmessi attraverso il
tratto retino-ipotalamico (SCN: nucleo soprachiasmatico) che a sua volta sincronizza
gli oscillatori periferici attraverso numerose integrazioni. La luce non agisce
direttamente ma tramite dei messaggeri.
 La melatonina è uno di questi. Essa, prodotta dalla ghiandola pineale, funziona come
messaggio ormonale codificante la durata del buio. Infatti la ghiandola pineale secerne
la melatonina in corrispondenza del periodo di buio con un picco nelle ore notturne. I
recettori della melatonina sono espressi nel nucleo soprachiasmatico, nella pars
tuberalis dell’ipofisi e nei tessuti periferici. Una carenza di melatonina o dei suoi
recettori può influire sulla biologia circadiana ma non modificare la genesi del ritmo o
il mantenimento delle oscillazioni. La melatonina è al contrario essenziale nella pars
tuberalis, dove interagisce con adenosina nella espressione ritmica dei geni orologio.
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La serotonina è un neurotrasmettitore sintetizzato nel cervello. È coinvolta nella
regolazione del sonno e del dolore, nei comportamenti motorio, aggressivo, alimentare
e sessuale. È un ormone della crescita, ma ha anche effetti sul sonno, perché
impedisce i sogni e attenua l'aggressività. I neurotrasmettitori sono molecole di
piccole dimensioni che rendono possibile la trasmissione degli impulsi nervosi tra due
strutture nervose anatomicamente separate e poste in collegamento da sinapsi.
Possono avere carattere eccitatorio o inibitorio e hanno un ruolo essenziale non solo
nella conduzione degli stimoli dal centro alla periferia e viceversa, ma anche nella
funzione di regolazione e di modulazione dell’attività globale del sistema nervoso
centrale, comprese le attività intellettive superiori e quelle legate all’affettività e al
tono dell’umore.

 Il Cortisolo è il più rappresentativo dei glicocorticoidi secreti dalla corteccia
surrenale; influenza il metabolismo dei carboidrati, delle proteine, dei grassi, quello
purinico, il bilancio idrico ed elettrolitico, la regolazione della pressione sanguigna e le
risposte antiinfiammatorie. La sua secrezione è episodica e mostra un ritmo circadiano
con valori più alti al mattino e più bassi di sera; è veicolato per circa il 95 % legato alla
proteina Transcortina. La secrezione surrenale del Cortisolo è regolata da un
complesso meccanismo di feedback negativo che interessa il sistema nervoso centrale,
l’ipotalamo, l’ipofisi e i surreni. La concentrazione plasmatica del Cortisolo è modulata
dall’adrenocorticotropina (ACTH). La deficienza congenita o mancanza di uno
qualunque degli enzimi della via biosintetica al Cortisolo, porta ad una produzione in
eccesso di ACTH da parte dell’ipofisi e ad iperplasia della corteccia surrenale.
Le patologie più caratteristiche da difetti adrenocorticali sono caratterizzate da
ipofunzione (Addison), con valori di Cortisolo inferiori a 5 mg/dl e iperfunzione
(Cushing), con valori di Cortisolo nella norma ma senza differenziazione tra mattino e
sera (il bioritmo è perciò soppresso).
Dopo tutto, i ritmi circadiani, una volta attivati continuano regolarmente anche nella
luce o nell'oscurità ininterrotte. Esiste qualcosa di diverso dalla luce, ma che possiede
un ritmo analogo?
E' stata proposta l'ipotesi dei raggi cosmici, o meglio nelle radiazioni secondarie
prodotte nell'atmosfera dall'urto con i raggi cosmici. Questi investono la Terra in
maniera uniforme, e in ogni momento del giorno e della notte; ma non ci raggiungono in
modo altrettanto uniforme. Subiscono infatti l'influsso del campo magnetico
terrestre, che a sua volta è influenzato dai flussi di particelle che raggiungono la
Terra provenienti dal Sole (il cosiddetto "vento solare"). Questo significa che le
radiazioni cosmiche crescono e decrescono secondo un proprio ritmo specifico.
Potrebbe essere questo uno degli elementi regolatori, dato che la ghiandola pineale,
sepolta nel cervello, è schermata dalla luce ma non dalle radiazioni cosmiche
penetranti.
In conclusione, l'orologio biologico è regolato da una serie di fattori non
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completamente individuati (la luce, i raggi cosmici, o altro) tramite l'azione di qualche
organo (la ghiandola pineale e la ghiandola pituitaria).
Struttura
Ci si è domandato cosa regola nell'organismo l'andamento dei cicli. La risposta è stata
trovata sia all'interno di esso che all'esterno. Si è infatti osservato che i ritmi
circadiani sono regolati da una sorta di orologio biologico, localizzato in una struttura
del sistema nervoso centrale denominata ipotalamo.
Nei mammiferi l’orologio biologico più importante è
localizzato nel nucleo soprachiasmatico (SCN),
costituito da un insieme di neuroni localizzati
nell’ipotalamo anteriore, che mantengono un ritmo
circadiano anche quando sono in coltura, e nei centri
diencefalici preposti al controllo di attività ricorrenti
ed
indispensabili
alla
produzione
di
riserve
energetiche. Oscillatori periferici sono presenti in
numerosi altri tessuti e possono essere connessi tra loro e anche comunicare a ritroso
con il SCN.
Il SCN riceve informazioni dall’ambiente soprattutto derivanti dal ciclo luce-buio,
attraverso il tratto retino-ipotalamico. A sua volta il SCN coordina e sincronizza
l’attività di altri oscillatori definiti “schiavi”, situati in altre zone del cervello (es.
corteccia) e in organi periferici (es. fegato e rene), ognuno dei quali costituisce una
unità multioscillante. In sostanza converge le informazioni ricevute dalla retina
all’intero organismo attraverso vie di segnale dirette e indirette.
Sembra quindi esistere un sistema gerarchico multioscillante che conferisce controllo
di fase specifico e stabilità ai sistemi fisiologici sottoposti alla sua regolazione.
L’attività intrinseca del SCN è autonoma ed è mantenuta corrispondente a circa 24
ore dai fattori ambientali mentre l’attività di coordinamento e sincronizzazione di
esso viene attuata attraverso una modulazione dell’attività del Sistema Nervoso
Autonomo e del Sistema Neuroendocrino.
Nei mammiferi il sistema circadiano coinvolge tre componenti fondamentali: gli occhi,
il Nucleo Soprachiasmatico dell’Ipotalamo e la ghiandola pineale.
La ghiandola pineale è una piccola ghiandola a secrezione endocrina (riversa il suo
prodotto direttamente nel sangue) che si trova proprio al centro del cervello tra lobo
destro e lobo sinistro. Essa, sensibile alla radiazione elettromagnetica, secerne
melatonina, in risposta alla comparsa e scomparsa della luce del giorno: alla notte
dimisnuisce e di giorno aumenta. Questo ritmo circadiano è il regolatore delle
ghiandole endocrine e degli organi del corpo: determina l’aumento del tasso di glucosio
nel sangue, il volume di urina, il variare della pressione arteriosa, quello della
temperatura corporea, la variabilità dei valori proteinici, degli elettroliti, del valore di
ionizzazione dei fluidi corporei.
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Un'ipotesi - per la quale sono state trovate
numerose prove - è che gli orologi circadiani
contengano oscillatori "mattutini" e "serali"
accoppiati che vengono sincronizzati separatamente
con l'alba e il tramonto.
Popolazioni distinte di neuroni all'interno del
principale
orologio
circadiano
(il
nucleo
soprachiasmatico dell'ipotalamo) possano costituire
questi differenti oscillatori.
Misurando i ritmi di espressione genica nel SCN di
criceti esposti a lunghezze del giorno differenti, gli
scienziati hanno potuto mostrare che le cellule nella
regione caudale del SCN sincronizzano la propria espressione genica con l'alba e,
quando la durata del giorno aumenta, esibiscono picchi di espressione anticipati
rispetto al mezzogiorno. I ricercatori hanno osservato una risposta opposta, ma
minore, nelle cellule di un altro gruppo di neuroni, il SCN rostrale.
Genetica
Studi genetici hanno evidenziato che la composizione molecolare dei meccanismi
circadiani dell’orologio principale e degli oscillatori periferici è molto simile. Il
meccanismo che distingue la funzione auto-sostenente dell’orologio principale dalle
oscillazioni degli orologi periferici non è noto; si suppone possa essere correlato a
differenze nei livelli o nella cinetica di proteine piuttosto che alla
presenza di elementi specifici (geni o proteine) espressi solo nel
SCN.
Oltre ai “timers” circadiani, le cellule contengono almeno un
ulteriore oscillatore, l’orologio del ciclo cellulare. I numerosi
componenti molecolari che costituiscono il sistema di regolazione
del ciclo cellulare sono correlati da circuiti di autoregolazione (feed-back).
Ritornando al ritmo circadiano il primo clock gene o gene orologio, è stato isolato in
Drosofila ed è stato denominato period. La trascrizione di tale gene viene indotta in
caso di riduzione dei livelli della proteina PERIOD prodotta dal gene stesso.
La Drosofila è quindi la prima specie nella quale è stato dimostrato un feed-back
responsabile delle oscillazioni dei geni orologio.
Più tardi è stato identificato il gene timeless ed anche per questo gene è stato
proposto un feed-back negativo di interazione con la proteina corrispondente.
Nel 1994, durante uno studio di mutagenesi nei mammiferi (topo), è stata evidenziata
la presenza di un gene denominato clock, il cui ritmo circadiano, evidenziato a livello di
locomozione, veniva completamente abolito dopo 24 ore di buio costante. Questo ha
suggerito che anche nei mammiferi il ritmo circadiano è determinato a livello genico.
In seguito, nei mammiferi, sono stati isolati 3 omologhi del gene period
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(Drosofila) denominati mPer1, mPer2, mPer3, che contengono un dominio importante
per le interazioni proteina-proteina.
E’ stato inoltre evidenziato che il circuito di autofeed-back negativo presente nella
Drosofila è conservato anche nei mammiferi.
Nei mammiferi quindi il ritmo circadiano cellulare sembra correlato ad un feed-back di
trascrizione e traduzione di una serie di geni orologio.
La trascrizione dei geni mPer1 e mPer2 viene stimolata dalla formazione di
eterodimeri proteici (proteine CLOCK e BMAL-1) che si legano ad un sito promotore.
L’attivazione della trascrizione risulta nella formazione di proteine mPER1 ed mPER2.
Una produzione elevata di proteine mPER1 e mPER2, dà origine a fattori negativi che
sopprimono la trascrizione dei geni mPer1 e mPer2, attraverso il blocco dei fattori
positivi (CLOCK e BMAL-1). Quale meccanismo sia coinvolto nel determinare la
concentrazione critica delle proteine orologio (mPER1 e mPER2) non è noto.
E’ stato ipotizzato che i monomeri proteici mPER1 e mPER2 vengano fosforilati da
caseina-chinasi Ie e quindi rapidamente degradati. In questo modo le proteine non si
accumulano fino a quando la trascrizione dei rispettivi geni abbia raggiunto livelli tali
che il numero di monomeri mPER1 ed mPER2 oltrepassa la capacità fosforilante
dell’enzima caseina chinasi Ie.
L’espressione dei geni orologio, insieme ad altre interazioni endocrine, potrebbe
costituire il meccanismo attraverso il quale l’orologio principale sincronizza le cellule
nei tessuti periferici, mantenendo un andamento fasico uniforme in relazione ai
segnali esterni.
Drosofila
+ trascr
Period
Mammiferi
Timeless
Clock
mPER1
Geni
PERIOD
Bassa C
TIMELESS
Bassa C
Proteine
CLOCK
Period
mPER2
mPER3
MPER1 MPER2
Alta C
Fosforilazione
Caseina Chinasi IE
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Disordini e Malattie
Anche quando al ritmo circadiano si consente di fluire indisturbato, una creatura non è
sempre identica a sé stessa in differenti punti del ritmo. A seconda se i cambiamenti
chimici eccitino o deprimano, aumenta o diminuisce la sensibilità agli stimoli, sia fisici
che chimici. Quando invece vi sono delle alterazioni più o meno marcate a carico di
esso, possono comparire una serie di fenomeni che vanno dal leggero malessere a vere
e proprie sindromi. Le alterazioni dei ritmi circadiani sono strettamente correlate a
disturbi delle funzioni fisiologiche più sensibili alle variazioni ambientali e sono state
anche correlate alla promozione e alla progressione tumorale.
 L’importanza della fosforilazione nel generare e controllare il ciclo circadiano è
stata dimostrata nell’uomo. Nella Advanced Sleep Phase Sindrome (ASPS) è stata
evidenziata una mutazione del gene mPer2 che sembra responsabile di un impedimento
della fosforilazione.
 Nei lavoratori turnisti possono verificarsi marcate alterazioni del ritmo che sfociano
in seri disturbi quali sonnolenza e mancanza di concentrazione durante le ore notturne
e nel primo mattino, accompagnati spesso ad un elevato rischio di incidenti.
 Durante i viaggi aerei attraverso più fusi orari l’orologio biologico non è in grado di
riassettarsi prontamente dando luogo al fenomeno noto come jet-lag, caratterizzato
da sintomi particolari che possono essere alleviati con opportuna somministrazione di
melatonina.
In campo sportivo queste considerazioni sono molto importanti in quanto, com'è facile
immaginare, quando si devono programmare le trasferte in altri continenti, vanno
tenuti presenti, anche i tempi necessari per riportare l'organismo nelle migliori
condizioni funzionali. Da quest'ultimo punto di vista la
durata del processo di risincronizzazione può variare
da 1-2 giorni a 7-10 e più giorni e dipende da tanti
motivi, in particolare: dalla distanza del viaggio; dalla
direzione del trasferimento (l'atleta sopporta meglio
il trasferimento da oriente ad occidente); da una
alimentazione razionale prima, durante e dopo il
trasferimento (sonniferi); dalla specificità dello sport
considerato dalla difficoltà delle azioni motorie; dal carattere dell'attività di
allenamenti e di gara che precede il trasferimento.
Per quanto riguarda la preparazione anticipata al trasferimento il cambiamento
graduale della vita quotidiana e dell'attività sportiva possono sollecitare il processo di
adattamento. Molti atleti cambiano l'orario delle sedute di allenamento e quelle delle
abitudini di vita a partire da 10-15 giorni prima di un trasferimento; ciò facilita il
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cambiamento dei ritmi circadiani secondo le condizioni ed il luogo delle gare e
favorisce la risincronizzazione delle funzioni biologiche una volta giunti a destinazione.
In mancanza di questa accortezza nei giorni successivi al trasferimento, tuttavia, ci si
trova di fronte a difficoltà maggiori ed all'insonnia.
Per facilitare la sincronizzazione del ritmo sonno-veglia possono essere assunti
sonniferi le prime 2-3 notti dopo un viaggio verso ovest e le prime 3-5 notti dopo un
viaggio verso est.
E' interessante, da quest'ultimo punto di vista, l'effetto dell'uso la sera tardi della
melatonina, un ormone che viene prodotto da una particolare struttura del cervello
(ghiandola pineale), ed oggi facilmente reperibile in commercio.
L'assunzione di questa sostanza non solo riduce i disturbi del sonno ma sembra
favorire anche la risincronizzazione dei ritmi circadiani dell'organismo. Questo però
garantisce sicurezza solo sul breve periodo mentre occorrono ulteriori studi per il
lungo periodo dove sembra che questa sostanza sia inefficace.
 Nei Paesi situati lontano dall’equatore, l’attività dell’orologio biologico può essere
seriamente compromessa soprattutto nella stagione a notte lunga. Questo può dare
origine a patologie affettive stagionali caratterizzate da fatica, malinconia e disturbi
del sonno. Tali sintomi possono essere alleviati con la terapia luminosa.
 Alcuni tipi di insonnia, che si verificano a tutte le latitudini e che sono caratterizzati
da difficoltà di prendere sonno, possono trarre giovamento dalla somministrazione
adeguata di melatonina volta a ristabilirne il ritmo fisiologico.
 Nei mammiferi, le alterazioni dei ritmi circadiani fisiologici è stata correlata alla
genesi ed alla progressione tumorale. L’orologio biologico principale è in grado di
generare ritmi di proliferazione cellulare di 24 ore, attraverso la mediazione dei
sistemi neuroendocrino ed autonomo.
Gli orologi molecolari presenti nei tessuti controllano i ritmi di proliferazione cellulare
attraverso l’espressione dei geni orologio e sono in grado di rispondere direttamente
ai danni a carico del DNA. Per questo si ipotizza il loro diretto coinvolgimento nel
controllo del ciclo cellulare e dell’apoptosi. Spesso si osserva asincronia tra i ritmi
presenti nei tessuti normali e neoplastici. Questa asincronia sottolinea l’importanza
dell’orologio biologico nell’ostacolare la proliferazione tumorale in vivo e rappresenta
una delle basi teoriche della cronoterapia antitumorale.
Con la scoperta dei ritmi biologici si è fatta strada anche una
nuova
branca
dello
studio
dei
farmaci,
chiamata
cronofarmacologia, che studia l'attività dei ritmi circadiani per
poterla applicare alla somministrazione di farmaci nelle ore della
giornata ritenute più adatte alla loro specifica azione.
Somministrando i medicamenti nel periodo più opportuno,
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secondo l'orologio biologico, potrebbe esserne sufficiente una dose minore ogni volta,
riducendo l'entità degli eventuali effetti collaterali. Si è infatti scoperto che alcuni
farmaci hanno effetti e tossicità diversi a secondo dell’ora in cui vengono assunti
Così ad esempio, per cortisonici e antidepressivi sarà più opportuna una
somministrazione al mattino, come pure determinati tipi di farmaci ipertensivi. Per
farmaci come i tranquillanti maggiori o gli antidolorifici, gli antiinfiammatori e gli
antiipertensivi sarà invece più indicata una somministrazione nel tardo pomeriggio o in
serata, tenendo conto della diminuzione della soglia del dolore durante le ore
notturne. Sarà utile studiare anche la personalità dell'individuo da trattare perché
sappiamo che esistono persone a prevalenza simpatica, le cosiddette "diurne", e quelle
invece a prevalenza parasimpatica, che si trovano più a loro agio, perfino nel lavoro,
durante le ore notturne.
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