Ritmo circadiano

Il ritmo circadiano è la capacità di orientarsi in modo relativamente indipendente da fattori di influenza esterni. Questa capacità è fondamentale per le funzioni del corpo come la secrezione ormonale o la pressione sanguigna. Un brusco cambio di fuso orario fa perdere l'equilibrio all'orologio e si manifesta con il jet lag.

Qual è il ritmo circadiano?

Proprio come la maggior parte degli altri organismi, anche gli esseri umani hanno un orologio interno che consente loro di orientarsi nel tempo senza guardare un orologio reale. Viene anche chiamato il ritmo circadiano orologio circadiano denota e corrisponde a questo orologio interno. Dà alle persone la capacità di formare un'immagine del tempo indipendentemente da fattori esterni.

L'orologio circadiano controlla attività periodicamente ricorrenti come dormire, riprodursi o mangiare con una certa regolarità. Queste azioni di conservazione della vita e delle specie avvengono in modo relativamente indipendente da fattori esterni e dalla consapevolezza del tempo effettivo in un ritmo relativamente costante.

L'orologio interno si adatta alla durata variabile della giornata dopo un cambio di stagione tramite la risincronizzazione. Poiché l'orologio interno deve essere risincronizzato troppo rapidamente quando si viaggia in altri fusi orari, inizialmente c'è una mancanza di accordo. Questa discrepanza tra l'ora interna e quella effettiva è anche nota come jet lag in relazione ai viaggi a lunga distanza.

Funzione e compito

Molte funzioni vitali del corpo richiedono un coordinamento periodico. Ad esempio, la temperatura del corpo umano deve essere coordinata in questo modo. Lo stesso vale per la pressione sanguigna, la frequenza cardiaca e la produzione di urina.

La secrezione ormonale dipende anche dalla coordinazione temporale. Non solo gli ormoni sessuali devono essere coordinati periodicamente. Molte funzioni del corpo assolutamente vitali sono controllate anche dagli ormoni e poiché l'equilibrio ormonale è un sistema strettamente correlato, un cattivo coordinamento di un singolo ormone rovina l'intero corpo e può persino avere conseguenze potenzialmente letali.

Poiché le funzioni corporee menzionate non sono soggette ad alcun controllo cosciente, devono essere indipendenti dall'effettiva conoscenza cosciente del tempo. Il ritmo circadiano è responsabile del suo controllo. L'orologio interno dell'uomo riceve le sue informazioni da fotorecettori specializzati nello strato granulare della retina.

Le cellule sensoriali responsabili sono note anche come cellule gangliari fotosensibili e sono dotate della melanopsina fotopigmentata. Si trovano tra lo strato ganglio e lo strato di cellule amacrine della retina (retina), dove sono collegati al tratto retinoipotalamico, che proietta le informazioni raccolte dalle cellule nel nucleo soprachiasmatico nell'ipotalamo. Il nucleo soprachiasmatico è quindi il centro di controllo dell'orologio interno. Qui le funzioni corporee che cambiano periodicamente sono coordinate nel tempo.

A livello molecolare, diversi geni sono coinvolti nel ritmo circadiano, che codificano geneticamente per l'orologio interno, per così dire. Oltre ai crittocromi, il gene CLOCK è uno dei geni più importanti in questo contesto. Il gene BMAL 1, i geni PER 1-3 e la vasopressina o prepropressofisina sono anche noti per essere importanti componenti molecolari dell'orologio interno.

Nell'interazione complessa, controllano sia la trascrizione che la traduzione dei circuiti autoregolanti nel feedback, che avvengono in un periodo di 24 ore relativamente precise. I geni PER 2 e BMAL 1 dipendono dalla luce e dalla temperatura e vengono trascritti, ad esempio, all'inizio della giornata. Quindi si legano alla sequenza di regolazione del DNA come dimero e iniziano così la trascrizione degli altri geni.

Malattie e disturbi

Alcuni disturbi del sonno sono legati a disturbi funzionali dell'orologio circadiano. I disturbi del ritmo sonno-veglia circadiano sono spesso menzionati nel gruppo di questi disturbi del sonno. Il ritmo circadiano dovrebbe dare alle persone una quantità ideale di sonno e quindi di recupero nelle fasi oscure. In questo modo si ottiene un alto livello di efficienza nelle fasi luminose.

L'orologio circadiano viene regolato sul ciclo di 24 ore tramite stimoli esterni. Deviazioni improvvise dal solito cambiamento chiaro-scuro confondono l'organismo perché avvengono in un periodo di tempo inaspettato. Poiché i voli a lungo raggio e in particolare i cambiamenti di fuso orario sono accompagnati da cambiamenti inaspettati luce-buio per l'organismo, coloro che sono affetti da disturbi del ritmo sonno-veglia circadiano sono spesso viaggiatori regolari a lunga distanza.

Anche i ciechi soffrono spesso dei disturbi perché mancano dei fattori esterni per la sincronizzazione. Lo stesso vale per i turnisti, per i quali il disturbo del sonno si manifesta principalmente come sonno o stanchezza al "momento sbagliato". Per i turnisti, il ritmo dell'ambiente non corrisponde al ritmo dei cambiamenti chiaro-scuro, il che porta a problemi durante la sincronizzazione dell'orologio interno.

I disturbi del sonno circadiano cronici spesso si sviluppano in depressione o altre malattie mentali. Un orologio interno disturbato può anche essere correlato causalmente a una mutazione nei geni circadiani. Tali mutazioni provocano periodi di attività più o meno lunghi per l'individuo, che possono deviare più o meno fortemente dal normale ritmo di 24 ore.

Le malattie legate all'orologio circadiano non sono state ancora adeguatamente studiate, poiché anche i geni associati sono una scoperta piuttosto recente. Anche la connessione tra il ritmo circadiano ei disturbi del sonno menzionati richiede ulteriori ricerche. Non ci sono quasi studi che affrontano il problema circadiano in prima linea.