Ritmo circadiano

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sistema nervoso umano: Ritmi circadiani

Gli esseri umani si sono inevitabilmente adattati ai ritmi ordinati dell’universo. Questi cicli biologici sono chiamati ritmi circadiani, dal latino…

Nel ciclo circadiano (24 ore), una persona di solito dorme circa 8 ore ed è sveglia 16. Durante le ore di veglia, le funzioni mentali e fisiche sono più attive e la crescita delle cellule dei tessuti aumenta. Durante il sonno, le attività muscolari volontarie quasi scompaiono e c’è una diminuzione del tasso metabolico, della respirazione, della frequenza cardiaca, della temperatura corporea e della pressione sanguigna. L’attività del sistema digestivo aumenta durante il periodo di riposo, ma quella del sistema urinario diminuisce. Gli ormoni secreti dal corpo, come l’epinefrina stimolante (adrenalina), vengono rilasciati in quantità massime circa due ore prima del risveglio in modo che il corpo sia preparato per l’attività.

Il ciclo circadiano è controllato da una regione del cervello nota come ipotalamo, che è il centro principale per integrare le informazioni ritmiche e stabilire i modelli di sonno. Una parte dell’ipotalamo chiamata nucleo soprachiasmatico (SCN) riceve segnali di luce e buio dalla retina dell’occhio. All’attivazione della luce, speciali cellule fotorecettrici nella retina trasmettono segnali al SCN attraverso i neuroni del tratto retinoipotalamico. I segnali sono ulteriormente trasmessi alla ghiandola pineale, una piccola struttura a forma di cono che è attaccata all’estremità posteriore (dietro l’ipotalamo) del terzo ventricolo cerebrale e che è responsabile della produzione di un ormone chiamato melatonina. Le fluttuazioni cicliche della melatonina sono vitali per mantenere un normale ritmo circadiano. Quando la retina rileva la luce, la produzione di melatonina viene inibita e ne consegue la veglia; la lunghezza d’onda della luce (colore) e l’intensità sono fattori importanti che influenzano la misura in cui la produzione di melatonina viene inibita. Al contrario, in risposta all’oscurità, la produzione di melatonina aumenta e il corpo inizia a prepararsi per il sonno. Le reazioni che inducono il sonno, come la diminuzione della temperatura corporea e della pressione sanguigna, sono generate quando la melatonina si lega ai recettori nel SCN.

Il segnale temporale naturale per il modello circadiano è il passaggio dal buio alla luce. Dove i modelli di luce diurna non sono coerenti, come nello spazio esterno, vengono stabiliti cicli irreggimentati per simulare il giorno di 24 ore. Se si cerca di rompere il ritmo circadiano ignorando il sonno per un certo numero di giorni, cominciano a sorgere disturbi psicologici. Il corpo umano può imparare a funzionare in cicli che vanno dalle 18 alle 28 ore, ma qualsiasi variazione maggiore o minore di questo di solito fa sì che il corpo torni a un ciclo di 24 ore. Anche in aree totalmente illuminate come la zona crepuscolare subpolare, il corpo ha cicli regolari di sonno e veglia una volta che l’adattamento iniziale è stato fatto.

Ogni cambiamento drastico nel ciclo circadiano richiede un certo periodo di riadattamento. Ogni individuo reagisce a questi cambiamenti in modo diverso. I viaggi attraverso un certo numero di fusi orari sono comunemente accompagnati da uno stress del ritmo circadiano, talvolta chiamato “jet lag”. Per esempio, un viaggio in jet tra Tokyo e New York crea una differenza di tempo di 10 ore; di solito ci vogliono diversi giorni perché il corpo si riadatti al nuovo schema giorno-notte. Spostamenti troppo frequenti nei modelli circadiani, come diversi voli transoceanici al mese, possono portare ad affaticamento mentale e fisico. L’adattamento pre-volo o post-volo può essere ottenuto cambiando gradualmente i propri modelli di sonno per simulare quelli che saranno necessari nel nuovo ambiente. Il viaggio nello spazio è ancora più estremo. Gli astronauti incontrano per la prima volta rapidi cambiamenti nel ciclo giorno-notte mentre si trovano nell’orbita terrestre. Oltre questo, il vuoto diventa un buio costante senza alcuna distinzione osservabile tra giorno e notte.

Il ciclo circadiano può alterare l’efficacia di alcuni farmaci. Per esempio, la tempistica della somministrazione di farmaci ormonali in modo da essere in accordo con il loro naturale schema di produzione circadiano sembra mettere meno stress sul corpo e produrre risultati medici più efficaci.

Il ciclo circadiano può alterare l’efficacia di alcuni farmaci.