Il ritmo circadiano e l’influenza sui cicli ovarici mensili femminili
Un team di ricercatori sulla riproduzione affiliati a diverse istituzioni in Francia e negli Stati Uniti ha scoperto che la tempistica dei cicli ovarici mensili nelle donne è per lo più attribuibile al ritmo circadiano. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Science Advances, il gruppo descrive il loro studio su migliaia di cicli ovarici riportati da migliaia di donne in Europa e negli Stati Uniti e ciò che hanno scoperto.
Il ritmo circadiano e l’influenza sui cicli ovarici mensili femminili
Il meccanismo temporale alla base del ciclo ovarico ha sconcertato gli scienziati per secoli, anche se una delle teorie più forti è stata che sia legato al ciclo lunare . Charles Darwin suggerì che i due fenomeni fossero collegati già quando gli esseri umani vivevano vicino alla riva del mare, dove le maree influivano pesantemente sulla programmazione quotidiana.
E tre anni fa un team guidato dalla cronobiologa di Würzburg Charlotte Förster ha trovato prove che i cicli mestruali delle donne si sincronizzano temporaneamente con i cicli della luna . In questo nuovo sforzo, il gruppo di ricerca ha trovato poche prove di un impatto lunare: suggeriscono che il meccanismo che molto probabilmente controlla il ciclo ovarico è il ritmo circadiano.
Il ritmo circadiano è definito come i cambiamenti fisici, mentali e comportamentali che gli organismi, come gli esseri umani, sperimentano nell’arco di cicli di 24 ore. Uno dei comportamenti più famosi influenzati dal ritmo circadiano è il sonno: le persone tendono ad avere sonno alla stessa ora ogni notte. Tuttavia, è stato anche notato che il ritmo circadiano può essere influenzato dal ciclo lunare: è stato scoperto che le persone vanno a letto più tardi e dormono meno, ad esempio, nelle notti prima della luna piena .
Per saperne di più sul meccanismo di controllo del ciclo ovarico, il team di ricerca ha ottenuto le cartelle cliniche di oltre 3.000 donne che vivono in Europa e Nord America, che contenevano dati relativi a 27.000 cicli ovarici. Il team ha monitorato il primo giorno di ogni ciclo per tutte le donne oggetto di studio. In tal modo, hanno trovato poca correlazione tra l’ora di inizio del ciclo e il ciclo lunare.
I ricercatori, però, hanno trovato qualcos’altro. Molti esempi di ciò che descrivono come salti di fase, quando qualcosa disturba i tempi di un ciclo per una determinata donna e il corpo risponde modificando il ritmo dell’orologio nell’arco di diversi mesi per riportare il ciclo alla sua norma originale. Lo confrontano con il modo in cui il ritmo circadiano reagisce alle persone che soffrono di jet lag. Ciò, suggeriscono, indica che il ritmo circadiano è molto più probabilmente il meccanismo che controlla il ciclo ovarico.
Ritmo circadiano: differenze tra uomini e donne
Una coppia di ricercatori dell’Università della Pennsylvania ha analizzato documenti di ricercatori che studiavano il ritmo circadiano negli esseri umani e ha trovato uno schema: ci sono differenze di genere. Seán Anderson e Garret FitzGerald hanno pubblicato un pezzo Perspective sulla rivista Science descrivendo le differenze che hanno trovato.
Ricerche precedenti avevano scoperto che gli esseri umani e gli altri animali hanno più di un tipo di ritmo corporeo. Oltre al ritmo circadiano, che regola il sonno e la veglia, gli esseri umani hanno ritmi che controllano la respirazione, la muta della pelle e la frequenza cardiaca, solo per citarne alcuni.
Il ritmo circadiano è forse il più conosciuto perché ha un impatto davvero osservabile sulla nostra vita quotidiana; controlla quando andiamo a letto e quando ci svegliamo. Inoltre è coinvolto nel metabolismo. Ci stanchiamo più in certi momenti che in altri e per questo tendiamo ad accelerare o rallentare qualunque cosa stiamo facendo.
In questo nuovo sforzo, i ricercatori stavano cercando di saperne di più sul ritmo circadiano leggendo articoli scritti da ricercatori che avevano condotto studi diretti sul suo impatto sulle persone. In tutto Anderson e FitzGerald hanno esaminato studi che hanno coinvolto oltre 53.000 persone. Così facendo, hanno scoperto che l’età e il sesso “influiscono sostanzialmente” sugli orologi biologici.
Più specificamente, i ricercatori hanno scoperto che le donne in generale tendono ad essere persone mattiniere, mentre gli uomini sono più inclini ad essere persone notturne. Hanno anche scoperto che le donne sono più resistenti alle interruzioni del loro ritmo circadiano naturale.
Le donne tendono ad essere più attive durante il giorno, un modello comune anche nei bambini. Tuttavia, di notte sono meno energici degli uomini. E hanno scoperto che le donne trascorrono più tempo a dormire e mentre dormono trascorrono più tempo nel sonno profondo a onde lente rispetto agli uomini.
Erano anche più resistenti ai disturbi mentre dormivano. Gli uomini, invece, sono risultati più propensi a fare i sonnellini pomeridiani.
I ricercatori non hanno trovato alcuna ragione per le differenze nei ritmi circadiani tra i sessi, ma sospettano che abbiano a che fare con il ruolo materno che le donne hanno tradizionalmente svolto: sembrerebbe naturale per loro avere un ritmo circadiano in sintonia con la loro prole. Notano inoltre che alcune ricerche hanno trovato un legame tra il ritmo circadiano nelle donne e il loro ciclo estrale.
Nuove intuizioni sui geni alla base dei ritmi circadiani
Una modifica genetica in un “gene dell’orologio” che influenza il ritmo circadiano ha prodotto cambiamenti significativi nella lunghezza e nell’entità dei cicli, fornendo informazioni sul complesso sistema e fornendo agli scienziati un nuovo strumento per indagare ulteriormente su come viene regolato il ritmo circadiano.
Lo studio, pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, è stato scritto in collaborazione con Kazuhiro Shimomura, DVM, professore assistente di ricerca presso il Dipartimento di Neurologia di Ken & Ruth Davee.
I ritmi circadiani influenzano i modelli giornalieri di sonno e alimentazione degli organismi, oltre a contribuire alla misurazione della durata del giorno che prevede i cambiamenti stagionali cruciali per la migrazione o la riproduzione; Sebbene questi modelli siano facilmente osservabili, decodificare la genetica dietro il comportamento è stato difficile.
Studi precedenti hanno dimostrato che i mammiferi hanno un timer biologico chiamato oscillatore circadiano che utilizza una serie di circuiti di feedback genetici, ma i meccanismi di questo sistema sono complicati e non del tutto compresi.
Nel presente studio, gli scienziati hanno generato modelli murini con piccole modifiche al gene Per2, ritagliando una sezione del codice genetico. Ciò ha fatto sì che il gene Per2 codificasse più proteine PER2 del solito. I topi nello studio hanno allungato il periodo circadiano e hanno mostrato oscillazioni più robuste nel ciclo, dimostrando che livelli normali della proteina PER2 sono importanti per la regolazione di tali ritmi.
Secondo gli autori, definire come un accumulo di proteine PER2 modifica il ritmo circadiano ha il potenziale per rendere i modelli murini un utile strumento di ricerca per futuri studi sul ritmo circadiano, contribuendo a fornire informazioni sulle potenziali cause dei disturbi del ritmo circadiano umano.
Il potassio è fondamentale per il ritmo circadiano nei globuli rossi umani
Un nuovo studio innovativo dell’Università del Surrey e del Laboratorio di Biologia Molecolare MRC di Cambridge, pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature Communications , ha scoperto i segreti del ritmi circadiano nei globuli rossi e ha identificato nel potassio la chiave per svelare il mistero.
I globuli rossi , simili ad altre cellule del corpo, hanno orologi biologici 24 ore su 24 (ritmi circadiani) che alterano la loro attività tra il giorno e la notte. A differenza di altre cellule, i globuli rossi non hanno DNA e i “geni orologio” che controllano i ritmi non sono presenti. Finora non si sapeva come fossero regolate queste cellule.
Utilizzando una nuova tecnica chiamata dielettroforesi e una nuova tecnologia sviluppata presso l’Università del Surrey, i ricercatori sono stati in grado di studiare le proprietà elettrochimiche dei globuli rossi umani, fornendo un’analisi approfondita del loro funzionamento. I ricercatori hanno osservato una variazione significativa del contenuto di potassio nelle cellule che corrispondeva al ritmo circadiano: livelli aumentati durante il giorno seguiti da una diminuzione durante la notte.
Modificando la quantità di potassio che la cellula riceve, i ricercatori sono stati in grado di aumentare e diminuire i suoi livelli nella cellula e osservare gli effetti sui loro ritmi circadiani.
I ricercatori hanno scoperto che livelli più elevati di potassio hanno un impatto negativo sul ritmo circadiano della cellula, mentre livelli più bassi hanno allungato di diverse ore la durata del “giorno” percepito dalla cellula.
La ricercatrice principale, la dott.ssa Fatima Labeed, docente presso l’Università del Surrey, ha dichiarato:
“Questa entusiasmante scoperta ci offre una visione unica del funzionamento della fisiologia della membrana dei globuli rossi e del suo meccanismo dell’orologio, dove il trasporto ionico sembra essere di particolare importanza. Lo studio dei ritmi circadiani nei globuli rossi può potenzialmente aiutarci a capire quando e perché gli attacchi cardiaci si verificano soprattutto durante la mattina. Approfondiremo questo aspetto nei nostri prossimi studi.”
Cos’è il ritmo circadiano?
Ti sei mai chiesto perché fare un pisolino sembra particolarmente allettante a metà pomeriggio, perché il jet lag ti colpisce più duramente quando viaggi verso est o perché l’ora di andare a dormire ideale è così diversa da quella del tuo partner? Le risposte a tutte queste domande riguardano il ritmo circadiano, i modelli naturali che si verificano nel tuo corpo nel corso di ogni ciclo di 24 ore.
Il ritmo circadiano influenza molti processi corporei, il tuo stato mentale e il tuo comportamento. Forse il ritmo circadiano più noto è il ciclo sonno-veglia, che determina quanto ti senti assonnato o vigile durante il giorno e la notte.
Parleremo di come funzionano il ritmo circadiano, in particolare in relazione al sonno, e di come prevenire e affrontare le interruzioni dei ritmi circadiani.
Negli esseri umani, il ritmo circadiano svolge molte funzioni,
incluso aiutare a regolamentare:
•Dormire e svegliarsi
•Temperatura corporea interna
•Il sistema immunitario
•Ormoni
•Metabolismo
•Funzione cognitiva
•La reazione del corpo allo stress
I ritmi circadiani sono controllati da orologi biologici situati negli organi e nelle ghiandole di tutto il corpo, ma tutti questi orologi periferici sono comandati da un “orologio principale” in una regione del cervello chiamata nucleo soprachiasmatico.
Nella maggior parte degli adulti e degli adolescenti, questo orologio principale funziona secondo un ciclo leggermente più lungo di 24 ore.
Per mantenere l’allineamento con la rotazione di 24 ore del pianeta, l’orologio principale deve adattarsi di circa 12-18 minuti ogni giorno. Per questo motivo, cronometra i ritmi circadiani secondo segnali ambientali noti come “zeitgebers”, che in tedesco significa “cronometristi”.
I ritmi circadiani svolgono un ruolo vitale nella capacità di una persona di dormire in un periodo di tempo consolidato durante la notte e di rimanere sveglio per circa 16 ore consecutive ogni giorno.
Quando il sole tramonta la sera, il cervello inizia a produrre melatonina, un ormone che induce sonnolenza. Anche la temperatura corporea interna scende,
contribuendo a ridurre la vigilanza.
Questi cambiamenti, guidati dai ritmi circadiani, si combinano con il sonno per far addormentare una persona durante la notte. Al mattino, con l’aumentare dell’esposizione alla luce, la produzione di melatonina si arresta e la temperatura corporea aumenta, favorendo il risveglio.
È più probabile che il sonno sia rinfrescante e ristoratore quando i ritmi circadiani, il ciclo naturale di luce del giorno e dell’oscurità e gli schemi del sonno si allineano.
Se non dormi quando il tuo corpo ti dice che è ora di farlo, o se dormi per lunghi periodi durante il giorno, i tuoi ritmi circadiani potrebbero disallinearsi con il ciclo di 24 ore del giorno e della notte.
Ci sono molte ragioni per cui ciò potrebbe accadere, tra cui il lavoro a turni, i viaggi attraverso fusi orari, abitudini sociali o di studio che portano a orari di sonno irregolari, malattie, stress, frequenti interruzioni del sonno o un ambiente di sonno rumoroso e luminoso.
Il disallineamento tra i ritmi circadiani e l’ambiente, soprattutto a lungo termine, può avere gravi conseguenze per la salute e il benessere.
Problemi di sonno: ritmi circadiani disallineati possono rendere più difficile addormentarsi prima di coricarsi, portare a più risvegli durante la notte e comportare una riduzione del sonno in generale. Il disallineamento può essere inizialmente confuso con l’insonnia, ma un frequente disallineamento può in realtà contribuire allo sviluppo dell’insonnia.
Problemi di prestazioni: se i tuoi ritmi circadiani sono alterati, è probabile che si verifichino una serie di problemi che influiscono sulla tua capacità di funzionare, come sonnolenza eccessiva , difficoltà di concentrazione, problemi di memoria e difficoltà nell’esecuzione di compiti di alta precisione.
Difficoltà emotive e sociali: la privazione del sonno rende più difficile gestire lo stress e regolare le emozioni, quindi se i tuoi ritmi circadiani non sono sincronizzati, è più probabile che tu possa sperimentare problemi di salute mentale come depressione e conflitto nelle tue relazioni.
Incidenti ed errori: i ritmi circadiani disallineati aumentano il rischio di avere un incidente stradale, commettere un grave errore sul lavoro o farsi male sul lavoro.
Problemi di salute: una serie di problemi di salute sono associati a ritmi circadiani non sincronizzati, tra cui obesità, diabete, attacchi di cuore, ipertensione e cancro.
Affaticamento : il disallineamento cronico dei ritmi circadiani o la mancanza di una routine che aiuti a stimolare l’orologio interno possono causare sintomi di bassa energia e intontimento.
Seguire le linee guida sull’igiene del sonno può aiutare a garantire che il ciclo sonno-veglia si allinei ai ritmi circadiani.
Mantenere un programma regolare. Per quanto possibile, mangia, vai a letto e svegliati alla stessa ora ogni giorno.
Implementa una routine della buonanotte. Scegli da una a tre attività rilassanti, come fare un bagno caldo o fare stretching, e svolgile prima di andare a letto ogni sera.
Esercizio. Fai attività fisica regolare durante il giorno.
Evita i sonnellini a fine giornata. I sonnellini, soprattutto nel tardo pomeriggio, possono interferire con la capacità di addormentarsi prima di coricarsi.
Evita schermi e luci intense prima di andare a letto. La luce, in particolare la luce blu prodotta dai dispositivi elettronici , può inibire la produzione di melatonina, quindi è importante evitare l’esposizione alla luce quando si cerca di rilassarsi.
Goditi la luce del sole durante il giorno. Al mattino apri le tende e, se durante la giornata ti senti stanco, trascorri qualche momento all’aria aperta.
Se lavori a turni o hai programmi di viaggio, parla con il tuo medico su come ridurre al minimo i disallineamenti tra i tuoi ritmi circadiani, il tuo programma di sonno e il tuo ambiente.
Molte persone sperimentano interruzioni nei loro ritmi circadiani ad un certo punto della loro vita. Se i tuoi ritmi circadiani non sono sincronizzati con il tuo ambiente, esistono diversi approcci che potrebbero aiutarti a riportarli in allineamento.
Terapia della luce: questo trattamento comune per i ritmi circadiani interrotti comporta un’esposizione strategicamente temporizzata alla luce e all’oscurità. Controllare l’esposizione alla luce può alterare la produzione di melatonina e anticipare o ritardare i tempi di sonno e veglia. Ciò viene spesso ottenuto attraverso l’uso di una scatola luminosa o di occhiali che bloccano la luce.
Integratori di melatonina: in alcune circostanze, gli integratori di melatonina sono un modo efficace per indurre sonnolenza nei momenti appropriati o desiderati. Il tempismo e la dose corretti di melatonina sono importanti per aiutare a regolare in modo efficace il ritmo circadiano. Questa strategia può aiutare i viaggiatori ad anticipare l’ora di andare a dormire e può aiutare le persone con determinati disturbi del ritmo circadiano a regolare i loro programmi di sonno.
Aggiustamenti del programma del sonno: aggiustamenti strategici del programma del sonno possono aiutare a riallineare i ritmi circadiani. Se lavori a turni, può essere utile implementare un programma di sonno coerente, anche nei giorni liberi. Se sei un viaggiatore, modificare gradualmente il programma del sonno con piccoli incrementi può aiutarti a ridurre al minimo gli effetti del jet lag.
Farmaci: in alcuni casi, il medico potrebbe consigliare l’uso di farmaci per indurre il sonno o favorire la veglia. Tuttavia, questi farmaci possono comportare rischi e avere effetti collaterali indesiderati, quindi sono spesso un trattamento di seconda linea per i ritmi circadiani interrotti e i disturbi del sonno del ritmo circadiano.
Prima di iniziare qualsiasi terapia intesa a riallineare i ritmi circadiani, assicurati di parlare con il tuo medico dei sintomi e dei piani di trattamento.
