L’ESERCIZIO FISICO PUÒ REGOLARE I NOSTRI RITMI CIRCADIANI?

Sono le 7 del mattino, la luce del sole entra piano piano dalla finestra e colpisce la tua palpebra, filtra piano piano nella retina che a sua volta attiva il cosiddetto pacemaker circadiano (nucleo soprachiasmatico ipotalamico), ad interrompere la produzione di melatonina a favore di quella del cortisolo.

Il risveglio è graduale ed il tuo sistema nervoso autonomo (SNA) sta pensando esattamente di metterti in moto lentamente.

Tutto molto bello, peccato che lo scenario comune invece è:

Sono le 7 del mattino, la tapparella è abbassata perché la sera entra la luce artificiale della strada e non riesci a prendere sonno. La sveglia suona ed il tuo cuore comincia a battere più forte perché il tuo SNA (si abbassa il parasimpatico inizialmente e si attiva successivamente l’ortosimpatico), sta pensando che devi scappare da un leone. In realtà devi solo andare al lavoro come tutte le mattine e domani hai anche il turno di notte.

A questo punto pensi: era meglio il leone!

Scherzi a parte, questo è solo uno dei tanti esempi di come manipoliamo i nostri ritmi naturali e sottoponiamo costantemente il nostro corpo a stress non benefico.

Se lo sommiamo ad altri fattori, ripetuti per tutti i giorni, ciò può portare allo sviluppo di patologie che non fanno altro che peggiorare l’aspettativa di vita.

Un nuovo studio mostra come 60 minuti di esercizio fisico è in grado di modificare i bioritmi muscolari nei topi di circa un’ora, spostandoli in entrambe le direzioni. Se ciò venisse replicato negli esseri umani, sarebbe un motivo per prescrivere l’esercizio fisico, soprattutto nei lavoratori del turno di notte.

MA COSA SONO I RITMI CIRCADIANI?

I ritmi circadiani sono cicli di 24 ore che fanno parte dell’orologio interno del corpo e che corrono in sottofondo per svolgere funzioni e processi essenziali. 

Il termine “circadiano”, coniato da Franz Halberg, viene dal latino “circa diem” e significa appunto “intorno al giorno”.

Uno dei ritmi circadiani più importanti è proprio il ciclo sonno-veglia.

Nel 2017, i ricercatori Jeffrey C.Hall, Michael Rosbash e Michael W. Young hanno vinto il prestigioso Premio Nobel per la loro ricerca sui ritmi circadiani. Studiando i moscerini della frutta, i quali presentano una composizione genetica molto simile a quella umana, hanno isolato un gene che aiuta a controllare l’orologio del corpo.

Gli scienziati hanno dimostrato che il gene produce una proteina che si accumula nelle cellule durante la notte, quindi si scompone durante il giorno. Questo processo può influire sul sonno, sull’intensità delle funzioni cerebrali e altro ancora. 

Diversi sistemi corporei seguono ritmi circadiani sincronizzati come una sorta di orologio principale nel cervello. Questo orologio principale è direttamente influenzato dai segnali ambientali, in particolare dalla luce, motivo per cui i ritmi circadiani sono legati al ciclo del giorno e della notte.

Se correttamente sincronizzato, un ritmo circadiano può favorire un sonno coerente e ristoratore. Ma quando questo ritmo circadiano viene alterato, può creare significativi disturbi, inclusa l’insonnia. 

La scienza, inoltre, sta rivelando che i ritmi circadiani svolgono un ruolo fondamentale in diversi aspetti della salute fisica e mentale.

COME FUNZIONANO?

I ritmi circadiani funzionano in modo da garantire che i processi biologici siano ottimali durante l’arco della giornata e sono presenti in tutti i tipi di organismi. Aiutano i fiori schiudersi o meno al momento giusto oppure impediscono ad alcuni animali di allontanarsi dalle loro tane durante il giorno perché più esposti ai predatori.

Negli esseri umani, i ritmi circadiani, coordinano i sistemi psichici e fisici. L’apparato digerente, ad esempio, produce le sostanze giuste per adeguarsi ai tempi tipici dei pasti. Il sistema endocrino, invece, regola gli ormoni per soddisfare il normale dispendio energetico.

Abbiamo già detto che i ritmi circadiani sono connessi ad una sorta di orologio principale chiamato pacemaker circadiano che, in particolare negli umani, si trova nel nucleo soprachiasmatico all’interno dell’ipotalamo (NSC).

In diversi momenti della giornata, i geni del NSC inviano segnali per regolare l’attività in tutto il corpo.

Il NSC è altamente sensibile ai fotoni della luce che fungono da segnale esterno per coordinare gli orologi interni del corpo. Per questo motivo, i ritmi circadiani sono strettamente collegati all’alternanza giorno-notte.

Anche altri segnali come l’esercizio fisico, l’attività sociale e la temperatura, possono influenzare l’orologio principale, ma la luce ha un’influenza nettamente più potente su questi ritmi.

RITMI CIRCADIANI E SONNO

Quando sentiamo parlare di ritmi circadiani, nella maggior parte dei casi, essi sono inseriti nel contesto del sonno. Infatti, come abbiamo detto in precedenza, il ciclo sonno-veglia è uno degli esempi più chiari ed allo stesso tempo più critici dell’importanza dei ritmi.

Durante il giorno, l’esposizione alla luce solare fa sì che il pacemaker circadiano invii segnali che generano attenzione, aiutandoci a tenerci svegli e attivi.

Attenzione però, ho specificato solare perché è una luce naturale, lo stesso non vale per quelle artificiali* come LED o altre luci che hanno altre frequenze non percepite dal corpo allo stesso modo di quella naturale, ma questa è un’altra storia.

(*Piccola curiosità: sembrerebbe che un gruppo di ingegneri insieme a degli scienziati stia creando delle luci artificiali che possano riprodurre il più possibile la luce naturale).

Torniamo a noi.

Al calare della notte, l’orologio principale avvia la produzione di melatonina, ormone che favorisce il sonno, continuando quindi a trasmettere segnali che ci aiutano a rimanere addormentati per tutta la notte.

In questo modo, il nostro ritmo circadiano sincronizza il nostro sonno-veglia con il giorno-notte. Tutto ciò per creare un ciclo stabile di riposo che possa essere rigenerante, consentendo così una maggiore attività diurna.

RITMI CIRCADIANI OLTRE IL SONNO

La scienza continua a scoprire dettagli sui ritmi circadiani, collegandoli al metabolismo e al peso, attraverso la regolazione della glicemia e del colesterolo.

Non solo, sembrerebbe che influenzino anche la salute mentale, compreso il rischio di malattie psichiatriche come la depressione, il disturbo bipolare, nonché l’aumento del rischio di malattie neurodegenerative come la demenza.

Ci sono, inoltre, prove che i ritmi circadiani abbiano un’influenza importante sul sistema immunitario ed i processi di riparazione del DNA che sono implicati nella prevenzione dei tumori. Queste ultime ricerche indicano addirittura che i ritmi possono influenzare l’efficacia della terapia farmacologica anti cancro e, quindi, i nuovi farmaci dovrebbero tenere conto di ciò e sfruttare i nostri orologi biologici per combattere le cellule tumorali.

QUANDO I RITMI NON FUNZIONANO COSA SUCCEDE?

Quando il ritmo circadiano viene alterato, significa che i sistemi del corpo non funzionano in modo ottimale.

Un ritmo circadiano sonno-veglia disturbato può dare origine a gravi problemi di sonno. Senza la corretta segnalazione dell’orologio interno del corpo, una persona faticherà ad addormentarsi, si sveglierà durante la notte o non sarà in grado di dormire per il tempo necessario. In sostanza potrebbe significare scarsa qualità del sonno.

In merito a ciò, alcuni studi hanno mostrato come le alterazioni del ritmo circadiano possano contribuire a sviluppare la sindrome da apnea ostruttiva del sonno (OSAS, Obstructive Sleep Apnea Syndrome), disturbo caratterizzato appunto da stop respiratori durante il sonno. 

L’OSAS riduce i livelli di ossigeno del corpo e provoca numerose interruzioni del sonno durante la notte. In questo caso sarà opportuna un’indagine medica sul sonno più approfondita (Polisonnografia).

Nel complesso, un ritmo circadiano non sincronizzato può influire negativamente sul sonno in altri modi, aumentando il rischio di insonnia ed eccessiva sonnolenza diurna. Dato il ruolo essenziale del sonno per la produttività e la salute generale, ci sono spesso conseguenze significative quando il ritmo circadiano di una persona è asincrono.

COSA PUÓ ALTERARE IL RITMO SONNO-VEGLIA?

Gli scienziati li chiamano Circadian rhythm sleep disorders (CRSWD). Di seguito sono elencati in base alle loro caratteristiche e cause:

• Disturbo da LAVORO A TURNI (shift worker): gli obblighi di lavoro possono causare gravi interruzioni nel ritmo circadiano di una persona. Il lavoro a turni, richiedendo di lavorare tutta la notte e dormire durante il giorno, mette il sonno in contrasto con le ore diurne.

• Disturbo da JET LAG : si verifica quando una persona attraversa più fusi orari in un breve periodo di tempo. Spesso conosciuto da persone che prendono voli intercontinentali. Fino a quando il ritmo circadiano di una persona non riesce a ri-sincronizzarsi, è probabile che soffra di problemi di sonno e stanchezza.

• Disturbo da FASE DI SONNO AVANZATA: disturbo relativamente raro che colpisce circa l’1% delle persone di mezza età e di età avanzata. In alcuni casi, può essere correlato a una causa genetica ereditaria. Le persone con questo tipo di disturbo scoprono di stancarsi presto la sera e si svegliano molto presto la mattina. Anche se vorrebbero andare a letto più tardi la sera o dormire di più la mattina, non riescono a farlo. 

• Disturbo da NON h24: questa condizione si verifica principalmente nei non vedenti che non sono in grado di ricevere segnali luminosi per regolare il loro ritmo. Il loro corpo segue sempre un ciclo di 24 ore, ma le loro ore di sonno si spostano costantemente all’indietro di minuti e ore di volta in volta.

• Disturbo del RITMO SONNO-VEGLIA IRREGOLARE: le persone con questo raro disturbo non hanno uno schema coerente del loro sonno e possono avere molti sonnellini o brevi periodi di sonno durante una giornata di 24 ore. È spesso collegato a demenza o lesione cerebrale traumatica che limitano il corretto funzionamento dell’orologio principale nell’ipotalamo.

• Disturbo da FASE DEL SONNO RITARDATO: tipico dei “nottambuli” che stanno svegli fino a tarda notte e dormono fino a tarda mattina. Colpisce solo 1 o 2 persone su 1.000 ma è riscontrabile nel 16% degli adolescenti. La causa esatta è sconosciuta, ma potrebbe essere correlata alla genetica, alle condizioni fisiche e alle abitudini.

Come dimostra questo elenco, ci sono diverse cause di disturbi del ritmo circadiano. Alcune legate al comportamento individuale, come per i viaggi o il lavoro, altre derivanti da problemi intrinseci che causano incapacità di ricevere o elaborare segnali ambientali che regolano l’orologio principale del corpo. I

n determinate situazioni, possono essere coinvolte cause genetiche o la causa può rimanere sconosciuta.

COME EVITARE L’ASINCRONIA CIRCADIANA?

Sebbene non abbiamo il pieno controllo del nostro ritmo circadiano, ci sono strategie che possono essere prese in considerazione per cercare di sincronizzare meglio i nostri sonno-veglia.

Di seguito ne trovi alcuni da adottare facilmente:

• Coerenza ed igiene del sonno: variare l’orario per andare a dormire o l’ora della sveglia può ostacolare la capacità del tuo corpo di adattarsi a un ritmo circadiano stabile. Il consiglio è quindi di sincronizzare entrambe le fasi e se puoi servirti di un device indossabile, monitora sonno e qualità dello stesso insieme alla variabilità cardiaca (HRV), quest’ultima può essere usata come indice di stress.

• Vai a caccia di luce solare: l’esposizione alla luce naturale, soprattutto nelle prime ore della giornata, aiuta a rafforzare il segnale circadiano.

• Limitare la luce artificiale prima di andare a dormire: l’esposizione alla luce artificiale, durante la notte, può interferire con il ritmo circadiano. Gli esperti consigliano di abbassare le luci e mettere giù i device prima di andare a dormire. La luce blu degli smartphone, ad esempio, mantiene attento il corpo. Riducila (apple ha la funzione Night shift ad esempio) o filtrala con degli occhiali ad hoc.

• Evita la caffeina: stimolanti come la caffeina possono mantenerti sveglio e eliminare l’equilibrio naturale tra sonno e veglia. Ognuno è diverso, ma se hai problemi a dormire, dovresti evitare la caffeina nella seconda metà della giornata almeno.

• Napping pomeridiano: i sonnellini pomeridiani lunghi possono ritardare l’ora di andare a letto e ridurre il tuo programma di sonno.

• Fai esercizio fisico quotidiano: l’attività durante il giorno può supportare il tuo orologio interno e contribuire a rendere più facile addormentarsi di notte.

Su quest’ultimo consiglio mi soffermerò mostrandoti i risvolti di un recente studio.

ESERCIZIO FISICO COME REGOLATORE DEI RITMI CIRCADIANI

Una nuova ricerca pubblicata sul Journal of Physiology mostra come bastino solo 60 minuti di esercizio fisico per spostare, in avanti o indietro di un’ora, gli orologi biologici presenti nelle cellule muscolari dei topi. I ricercatori dell’Università della Florida hanno scoperto che gli orologi biologici presenti nei muscoli dei topi erano influenzati dalle contrazioni stesse dei muscoli durante l’esercizio.

L’esercizio quindi funziona da “zeitgeber”, termine che si usa per indicare un segnale capace di sincronizzare l’orologio biologico di un organismo con una mutata situazione ambientale.

Ciò significa che l’esercizio è un mezzo per impostare questi orologi nei muscoli. I ricercatori lo hanno determinato studiando topi che correvano in 3 diverse fasi della giornata:

1. in fase di riposo;
2. un’ora prima di iniziare l’esercizio;
3. durante l’esercizio. 

Le fasi attive e di riposo nei topi sono equivalenti al giorno e alla notte negli esseri umani. 

Hanno quindi esaminato come la quantità di una proteina dell’orologio (Bmal1) veniva espressa. I loro risultati hanno mostrato che, a seconda della tempistica delle contrazioni, gli orologi si sono spostati di circa un’ora in un tempo precedente o successivo e che ciò non richiede ormoni circolanti o l’orologio centrale.

In altre parole, la tempistica dell’esercizio durante il giorno può far riavvolgere o far avanzare velocemente i nostri orologi muscolari. Quindi una regolazione fine potrebbe consentire un trattamento preciso delle condizioni in cui gli orologi biologici stanno correndo troppo in avanti o indietro.

In particolare, sembrerebbe che l’esercizio somministrato in una fase di riposo faccia slittare di un’ora in avanti l’orologio biologico. Viceversa, somministrandolo in fase attiva anticipava di un’ora lo stesso orologio.

I ricercatori hanno condotto questa ricerca sui topi, piuttosto che sugli esseri umani, in quanto questi ultimi richiederebbero biopsie muscolari multiple che sono procedure invasive.

Sebbene questa ricerca sia stata condotta finora sui topi, può essere portata avanti negli umani senza la necessità di studi clinici, poiché richiede una prescrizione dei tempi di esercizio per determinate condizioni, come le malattie cardiache.

Se questa ricerca fosse confermata sugli umani sarebbe molto importante perché metterebbe in luce l’effetto che l’esercizio può avere sui nostri ritmi circadiani.

Significa quindi che i lavoratori del turno di notte potrebbero utilizzare l’esercizio per spostare i loro orologi biologici a proprio favore. Così facendo non solo migliorerebbero i loro cicli sonno-veglia ma potrebbero prevenire le numerose complicanze che da essi derivano, aumentando così l’aspettativa di vita.

CONSIDERAZIONI FINALI

I ritmi circadiani sono un importante punto di riferimento per il nostro corpo nella regolazione dei processi biologici.

Cattive abitudini, esposizione a ritmi lavorativi pesanti e la relazione con fonti di luce artificiali possono alterare questi ritmi rendendoli asincroni.

Strategie volte a cambiare alcune abitudini quotidiane ed una giusta dose di esercizio fisico, possono riportare i ritmi circadiani in sincronia. Così facendo non solo affronteremmo meglio le nostre giornate ma scongiureremmo l’insorgere di numerose patologie che ridurrebbero l’aspettativa di vita.

Dott. Marcello Di Finizio

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