Home Dieta e Alimentazione La guida completa alla scienza dei ritmi circadiani

La guida completa alla scienza dei ritmi circadiani

38 min read
Commenti disabilitati su La guida completa alla scienza dei ritmi circadiani
0
2

Due eminenti scienziati spiegano come funzionano i ritmi circadiani e offrono consigli sui cambiamenti dello stile di vita

migliorare la tua salute

Mette in risalto:
→ Il mantenimento di ritmi circadiani sani e coerenti può aiutare a migliorare la salute generale e prevenire

malattie croniche.
→ Pensa oltre il sonno: i ritmi circadiani sono influenzati dal mangiare, dall’esercizio fisico e da altri fattori.
→ Impara le idiosincrasie dei tuoi ritmi, il tuo “cronotipo”, quindi adattali al meglio

pratiche indicate dalla ricerca scientifica.

Nota del redattore: questa storia è incentrata sulla scienza dei ritmi circadiani, la fisiologica di 24 ore

modelli che la maggior parte degli organismi, inclusi gli umani, seguono ogni giorno. Questo articolo è destinato a rivedere

la scienza attuale sull’argomento e non principalmente per offrire consigli, sebbene presentiamo delle potenzialità

modifiche dello stile di vita. Non è una rassegna esaustiva del campo di ricerca, e lo faremo

continuare ad aggiornarlo man mano che emerge una maggiore scienza.

Come sempre, qualsiasi consiglio sulla salute dovrebbe essere discusso con un operatore sanitario prima di incorporarlo

nella tua routine.

Prima di iniziare: un glossario rapido
Circadiano: ricorrente in un ciclo di circa 24 ore, anche in assenza di luce

fluttuazioni; dal latino circa (“circa”) e diem (“giorno”).
Zeitgeber: uno spunto ambientale, come un cambiamento di luce o temperatura; da zeit tedesco (“tempo”)

e geber (“donatore”).
Endogeno: avere una causa o origine interna.
Trascinamento: si verifica quando eventi fisiologici o comportamentali ritmici coincidono con il loro periodo con quello di

un’oscillazione ambientale; l’interazione tra i ritmi circadiani e l’ambiente.
Diurno: giornaliero o di ogni giorno; dal latino muore (“giorno”) e diurnus (“quotidiano”).
Master Clock: un paio di popolazioni cellulari trovate nell’ipotalamo, noto come sovraciasmatico

nuclei (SCN); queste cellule contengono i geni che governano i ritmi circadiani.
Gene mutante: alterazione permanente in una sequenza di DNA che costituisce un gene; usato dai cronobiologi

identificare i geni dell’orologio, identificando il gene mutante sugli animali con abitudini circadiane aritmiche.

Animazione orologio omuncolo

Immagina una pianta che cerca di eseguire la fotosintesi durante la notte: senza luce, è un breve dramma.

“Le piante hanno a che fare con la vita e la morte”, ha detto Sally Yoo, assistente alla cattedra di Biochimica

e Cell Biology Graduate Program presso l’Università del Texas Health Science Center di Houston

(UTHealth), cupamente. “Se non seguono i ritmi circadiani, moriranno”. Per gli umani, il

la prognosi sarebbe leggermente meno cupa. “Anche se hai cancellato il gene dell’orologio [un gene importante

regolando i ritmi circadiani], non moriresti immediatamente “, ha detto Yoo. “Ma tu soffrirai.”

Probabili problemi? Confusione psicologica costante e aumento del rischio di malattie croniche, tra cui

altre cose. La vita è dura quando tutto è fuori sincrono.

Il collega di Yoo, Jake Chen, professore associato nello stesso dipartimento, ha detto in un altro modo: “In

la nostra vita, noi diciamo, ‘Il tempismo è tutto.’ Ma è un’esagerazione. Non è, comunque, un

esagerazione per dire, ‘C’è un momento ottimale per tutto.’ Nel nostro corpo, è lo stesso. Entro

singole cellule e all’interno di ogni tessuto o organo c’è un tempo per ogni processo fisiologico. Il

orologio circadiano è il meccanismo principale, o timer, per assicurarsi che tutto funzioni senza problemi e

secondo il piano. Questa è una funzione fondamentale. ”

Chen e Yoo studiano i ritmi circadiani, i modelli fisiologici di 24 ore che la maggior parte degli organismi,

compresi gli umani, segui ogni giorno. Questi ritmi sono cablati da milioni di anni del mondo

girare intorno. Il sistema è vecchio, robusto, flessibile. È il prodotto di un organismo interno

orologi biologici e segnali ambientali – in particolare, il sole, ma anche molti altri fattori –

che regolano il nostro comportamento, i livelli ormonali, il sonno, la temperatura corporea e il metabolismo.

Il cosiddetto “master clock” che regola i ritmi circadiani umani è il nucleo soprachiasmatico (SCN),

un paio di popolazioni cellulari piene di geni che svolgono questa funzione (tra cui Clock, Npas2,

Bmal, Per1, Per2, Per3, Cry1 e Cry2), situati nella porzione di ipotalamo del cervello. Mentre

i geni dell’orologio molecolare esistono anche altrove – il rene, il fegato, il pancreas, i muscoli, così via – l’SCN

agisce come amministratore delegato, istruendo il resto del corpo a rimanere nei tempi previsti

capire come incorporare spunti dall’ambiente. (Per una breve digressione, vedi come esattamente

l’SCN funziona in un servizio interattivo di The Howard Hughes Medical Institute.)

Come discuterò più avanti, essere buoni con i nostri ritmi naturali migliora quotidianamente il fisiologico e

funzione psicologica – e in definitiva salute a breve e lungo termine. Riducendo l’usura

l’orologio lo mantiene fresco, mantenendo quello che Yoo ha definito “un orologio robusto” più tardi nella vita. Chen era pari

più enfatico:

“Non posso sottolineare abbastanza quanto sia importante il ritmo circadiano per la prevenzione della cronica

malattie “, ha detto. “E per benefici a lungo termine verso la salute e infine la durata della vita.”

Informazioni sugli esperti
Scienziato: Zheng “Jake” Chen
Istruzione: Ph.D., Columbia University, NY, borsa post-dottorato, Università del Texas

Southwestern, Dallas, TX
Ruolo: Professore Associato, Biochimica e Laurea in Biologia Cellulare, Università del Texas

Centro di Scienze della salute a Houston
Libro recente: la piccola molecola Nobiletina si rivolge all’oscillatore molecolare per migliorare il circadiano

ritmi e protezione contro la sindrome metabolica.
Area di studio: sonde a molecola piccola per cronobiologia e medicina.
Scienziato: Seung-Hee “Sally” Yoo
Istruzione: Ph.D., Korea Advanced Institute of Science and Technology
Ruolo: Assistant Professor, Biochemistry e Cell Biology Graduate Program, Università del Texas

Centro di Scienze della salute a Houston
Recent Paper: Period2 3′-UTR e microRNA-24 regolano i ritmi circadiani reprimendo PERIOD2

accumulo di proteine Inoltre, lo sviluppo e il potenziale terapeutico dei modulatori di piccole molecole di

Sistemi circadiani.
Area di studio: meccanismi cellulari fondamentali nei ritmi circadiani e decifrazione fisiologica

e ruoli patologici dell’orologio.

Animazione stanza viola

La storia: stabilire la biologia fondamentale dei ritmi circadiani
La prima cosa da sapere sullo studio dei ritmi circadiani, noto anche come cronobiologia, è questo

con poche eccezioni tutti gli organismi del pianeta seguono un orologio circadiano. Dai daffodils a

passeri, zebre per gli umani, tutto sotto il sole segue lo schema del sole. Nel 1729, il francese

lo scienziato Jean-Jacques d’Ortous de Mairan registrò la prima osservazione di un endogeno, o

Oscillazione circadiana incorporata nelle foglie della pianta Mimosa pudica. Anche nel buio più totale,

la pianta ha continuato i suoi ritmi quotidiani. Ciò ha portato alla conclusione che la pianta non era semplicemente

basandosi su segnali esterni, o zeitgebers, ma anche sul proprio orologio biologico interno.

immagine del 600
Ritratto dell’astronomo e geofisico francese Jean-Jacques Dortous de Mairan (1678-1771) per artista

Simon Charles Miger.

immagine foglia strana

Duecento anni dopo, a metà del 20 ° secolo, il mondo della cronobiologia moderna è sbocciato. Il

campo ha beneficiato dei contributi di un certo numero di scienziati, in particolare Colin Pittendrigh, il

“Padre dell’orologio biologico.” Pittendrigh studiò la mosca della frutta Drosophila e fece luce su come

ritmi circadiani che trascinano, o si sincronizzano, in cicli di luce-oscurità. Jürgen Aschoff, un amico di

Pittendrigh, ha anche studiato la modellizzazione del trascinamento, anche se hanno raggiunto conclusioni diverse

il modo in cui avviene il trascinamento (parametrico rispetto a non parametrico, che puoi leggere di più

circa qui e qui). Anche John Woodland Hastings e il suo laboratorio sono stati fondamentali

scoperte sul ruolo della luce nei ritmi circadiani studiando dinoflagellati luminescenti, a

tipo di plancton. Erwin Bünning, che ha studiato biologia vegetale, ha anche contribuito alla ricerca fondamentale

nella modellizzazione del trascinamento, che descrive la relazione tra organismi e cicli luce-oscurità.

Ceratium hirundinella, un dinoflagellato. Ernst Haeckel (1834-1919)
La prossima fase della scoperta della cronobiologia cominciò a articolare lo specifico molecolare e genetico

meccanismi dei ritmi circadiani. Questo è venuto dal lavoro di Ron Konopka e Seymour Benzer, che in

i primi anni ’70 miravano a identificare specifici geni che controllavano i ritmi circadiani nella frutta

mosche. Konopka e Benzer sono accreditati scoprendo che un gene mutato, che chiamavano

periodo, interrotto gli orologi circadiani delle mosche. Questo fu il primo genetico scoperto

determinante dei ritmi comportamentali. Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash e Michael W. Young si espansero

Il lavoro di Konopka e Benzer mostra con successo come il gene del periodo ha funzionato a livello molecolare.

Hall, Rosbash e Young – che hanno ricevuto il Premio Nobel 2017 in Fisiologia o Medicina – isolati

il gene del periodo, e poi ha mostrato come il sistema di clock ha funzionato a livello molecolare.

Saltando dalla frutta vola ai topi, Joseph Takahashi e il suo team hanno scoperto il gene dell’orologio dei mammiferi

nel 1994 – opportunamente soprannominato orologio – e caratterizzato come una “caratteristica evolutivamente conservata

del meccanismo dell’orologio circadiano. “Questa scoperta genetica, insieme al corpo di lavoro di Hall,

Rosbash, Young e lo scienziato Michael Greenberg, hanno portato a uno spartiacque in cronobiologico

conoscenza. Nel giro di pochi anni, i geni che informavano i ritmi circadiani negli organismi inferiori erano in gran parte

allenato.

Le cose sono progredite costantemente da allora, e, molte delle scoperte in moscerini della frutta e topi hanno

mostrato notevole conservazione attraverso le specie, il che significa che ci sono analoghi geni circadiani

controllare i ritmi di animali più complessi, compresi gli umani.

“Il sorgere e il tramontare del sole è ancora la principale influenza sui ritmi circadiani, ma

altri sistemi sono cresciuti costantemente nell’indagine scientifica “.

La ricerca attuale: articolare il ruolo dei ritmi circadiani nella salute e nelle malattie umane
È importante notare che la biologia dei ritmi circadiani è incredibilmente complessa – ci sono

più riviste scientifiche dedicate al campo di ricerca – e di conseguenza la nostra comprensione

del ruolo che gli orologi biologici svolgono nella salute è in gran parte il risultato di studi sugli animali e umani

studi epidemiologici. Gli esperimenti in organismi inferiori aiutano a articolare il molecolare e

meccanismi genetici in gioco, e quindi gli scienziati possono vedere, per esempio, come porta a interrompere il sonno

aumento dell’incidenza di diabete di tipo 2, obesità e malattie cardiovascolari.

In effetti, un’area di studio particolarmente promettente è il sonno. Gli scienziati stanno ora implicando a

mancanza di sonno e la conseguente rottura dei ritmi circadiani nell’obesità dello sviluppo e

depressione, così come la maggior parte delle malattie croniche. Gli studi dimostrano persino che una mancanza di sonno può avere

effetti collaterali inaspettati come non essere in grado di leggere le espressioni facciali.

La comprensione di come funzionano i ritmi circadiani si è estesa ben oltre l’interazione con il

ciclo luce-buio. “Abbiamo indizi sociali, segnali di assunzione e segnali di attività o attività – è molto

diverso “, ha detto Yoo. L’ascesa e l’impostazione del sole sono ancora l’influenza principale su

ritmi circadiani, ma altri sistemi sono cresciuti costantemente nella ricerca scientifica. Un grande numero di lavori

ha dimostrato che la dieta è una stecca estrinseca chiave che interagisce con gli orologi intrinseci, tra cui

Il lavoro del Dr. Satchidananda Panda sull’alimentazione a tempo limitato, o su come il tempo di mangiare influisce sulla salute.

(Gli endpoint coprivano a lungo la ricerca di Panda, che puoi leggere in The Complete Guide to the

Scienza del digiuno).

Nel complesso, è ormai chiaro che i ritmi circadiani svolgono un ruolo sistemico per orchestrare tutti gli aspetti

di fisiologia nel nostro corpo, comprese le funzioni degli organi vitali, il metabolismo, l’immunità, la cognizione e

Di Più. La ricerca di Yoo ha ampliato il campo, collaborando con uno specialista di dolore cronico a

studiare i ritmi del dolore nei pazienti. Si sta inoltre conducendo un lavoro sul ruolo della luce-oscurità

ciclo e interruzioni nei ritmi circadiani del jet lag sulla crescita del cancro. Tali studi di circadiano

i ritmi in condizioni normali e patologiche ci stanno insegnando importanti nuove intuizioni che possono essere

imbrigliato per i cambiamenti dello stile di vita (quando mangiare, quanto dormire) e per scoprire i farmaci che possono

aiutare a modulare i ritmi circadiani. E c’è ancora molta ricerca da fare praticamente in tutti

aspetti della salute e della malattia umana.

Animazione rossa

The Takeaway: Perché la consapevolezza dei tuoi ritmi circadiani è importante?
Una consapevolezza dei fondamenti dei ritmi circadiani può avere effetti sia a breve che a lungo termine

Salute. “I cambiamenti dello stile di vita sono il miglior regalo che puoi dare a te stesso”, ha detto Chen. “Se gestisci il tuo

lo stile di vita, la medicina e la tecnologia potrebbero essere secondarie per un lungo periodo di tempo durante la tua vita ”

studi a breve termine, su animali e sull’uomo suggeriscono che seguire le pratiche di vita che supportano la salute

i ritmi circadiani potrebbero supportare cognizione, vigilanza, coordinazione, efficienza cardiovascolare

sistema immunitario, movimenti intestinali consistenti e sonno. A lungo termine, ci sono prove a supporto

riduzione del rischio di malattie croniche e di un ampio spettro di salute. “È un processo cronico da mantenere

“, ha detto Chen. “Gli effetti potrebbero non manifestarsi in pochi giorni, ma nel tempo, i benefici saranno

enorme.”

Quindi, come puoi seguire al meglio uno stile di vita in sintonia con i tuoi ritmi circadiani? La prima cosa di cui hai bisogno

fare è prestare attenzione ai tuoi ritmi naturali. Ritmi circadiani, mentre generalmente costruiti sullo stesso

fondamento, variano da persona a persona a causa dell’età, delle differenze genetiche e ambientali.

Le persone mattutine amano meglio le mattine. Le persone notturne amano le notti meglio. Prestando attenzione al nostro

le inclinazioni naturali, anche conosciute come i nostri singoli “cronotipi”, ci permettono di incorporare il meglio

pratiche dalla ricerca sul ritmo circadiano pur riconoscendo che non esiste una soluzione unica

approccio.

La seconda cosa migliore che puoi fare per te è stabilire una routine coerente – e questo significa

sette giorni a settimana. Yoo ha discusso l’idea di “weekend jet lag” (o “jet lag sociale”) in cui le persone

buttare giù il loro ritmo con abitudini atipiche, ad esempio, mangiare e andare a dormire più tardi, svegliarsi

più tardi e esercitarsi in diversi momenti della giornata. Questo può causare lo stesso tipo di negativo

effetti come variazioni dei fusi orari. Più è vicino e più coerente puoi mantenere la tua routine, il

meglio il tuo corpo correrà su quella routine.

Infine, incorporare la ricerca, che presentiamo in dettaglio per dormire, mangiare ed esercitare, di seguito.

Molti degli stili di vita che cambiano gli studi suggeriscono, ad esempio, che mangiare prima di dormire

è una cattiva idea – avere un piccolo svantaggio. Mangiare pasti più abbondanti prima durante il giorno e pasti più piccoli in

la sera è abbastanza facile da provare. Allo stesso modo, dormendo su un programma standard, con sette-otto

ore di sonno a notte, non ha nessun aspetto negativo. Nel peggiore dei casi, ti sentirai riposato, e nel migliore dei casi lo farai

migliorare le tue prospettive per una vita sana.

Best practice: alcuni consigli per dormire, mangiare e fare esercizio fisico per uno stile di vita sano
Dormire
La cosa più importante che puoi fare è mantenere i tempi di sonno e veglia coerenti e ottenere abbastanza

dormire: da sette a nove ore di solito è considerata la giusta quantità per gli adulti. A questo punto il

la ricerca scientifica sul non dormire a sufficienza o avere un sonno distruttivo è decisiva: ha a

impatto negativo su umore, concentrazione, funzione cognitiva e, in definitiva, è collegato alla malattia cronica.

Inoltre, alcuni scienziati suggeriscono che il disallineamento circadiano causato dal jet lag sociale potrebbe essere a

fenomeno diffuso nel mondo occidentale che contribuisce a problemi di salute.

Quindi quando dovresti dormire? In genere il corpo inizia a secernere melatonina intorno alle 9:00 pm Questo è

il grilletto per chiudere le cose e riposare. La secrezione di melatonina termina intorno alle 7:30 e durante

il giorno, non c’è virtualmente melatonina nel sistema. Lavorando intorno a quella finestra generale,

adeguarsi alle preferenze personali in base alle proprie inclinazioni naturali, è la chiave per evitare il sonno

frammentazione (svegliarsi durante il sonno) e per mantenere una salute ottimale.

Infine, la luce è un fattore. Il ciclo luce-buio non è più l’unica influenza sul nostro sistema,

poiché ora incontriamo costantemente la luce artificiale, ma continua a svolgere un ruolo primario. ottenere

molta luce naturale all’inizio della giornata ed evitare la luce innaturale (luce blu dagli schermi, per

esempio) in serata sosterrà l’allineamento circadiano.

Key Takeaway: fai un sacco di sonno e tieni il sonno e il tempo di sveglia costante di sette giorni

settimana. Se hai il debito del sonno, inizia a pagarlo ora, prima che comprometta la tua salute a lungo termine.

Ulteriori letture:
L’orologio circadiano e la salute umana
Melatonina: sia l’uscita master clock che quella interna nella rete di orologi circadiani
Lavoro a turni e valutazione e gestione del disturbo del lavoro a turni (SWD)

Mangiare
In generale, gli studi suggeriscono che mangiare le calorie in precedenza è meglio. Prova a

fare in modo che il tuo ultimo pasto sia un minor apporto di calorie e farlo avvenire molto prima di andare a letto. Se

puoi avvolgere le cose intorno alle 6:00 pm o alle 19:00 e dai al tuo corpo 12-14 ore per riposare e

ripristinare, è possibile vedere benefici per la salute a breve e lungo termine.

Parte del motivo è che, di notte, l’orologio del fegato si spegne. Si ferma a produrre enzimi per

convertire calorie in energia; sta producendo enzimi per immagazzinare energia. Se carichi un mucchio di cibo,

stai facendo funzionare gli straordinari – e sta per immagazzinare più che bruciare.

L’altra importante decisione sullo stile di vita che puoi prendere (oltre a seguire una dieta sana) è quella di limitare

la finestra durante la quale mangi. Mentre i dati finora sono limitati agli studi sugli animali, Dr.

Il lavoro di Panda suggerisce che “l’alimentazione a tempo limitato” è uno stile di vita facile e potenzialmente benefico

modificare. “Ciò che è ottimale dipende dall’obiettivo di qualcuno”, dice. “Ma se l’obiettivo è migliorare nel complesso

salute, quindi 8-9 ore potrebbero essere migliori per cominciare, ma in termini di attenersi a lungo termine,

forse 10-12 ore è pratico. ”

Da asporto: mangia più presto nella giornata, piuttosto che dopo. Mangiare in una finestra di 10-12 ore.

Ulteriori letture:
Digiuno, ritmi circadiani e alimentazione limitata nel tempo in una vita sana
Integrazione circadiana del metabolismo e dell’energetica
La sindrome del digiuno: implicazioni per l’obesità grave

Esercizio
Mentre alcune ricerche suggeriscono che i picchi di prestazioni anaerobiche nel pomeriggio, non appare

essere un consenso scientifico sulla relazione tra il ritmo circadiano e l’esercizio – tranne quello

ci sono infatti orologi molecolari nel muscolo scheletrico. E come la luce e il mangiare, quando ti alleni

probabilmente gioca un ruolo nel mantenere sani i ritmi.

Da asporto: fai spesso esercizio fisico e salva le tue attività anaerobiche per il giorno successivo.

Ulteriori letture:
Performance sportive: ci sono prove che l’orologio biologico abbia un ruolo?
L’effetto dell’allenamento in un momento specifico della giornata: una revisione
Ritmi circadiani, orologi molecolari del muscolo scheletrico ed esercizio fisico

Se ricordi una sola cosa: pensieri finali sui ritmi circadiani
Distillato, la ricerca sui ritmi circadiani è abbastanza semplice. “Il tuo orologio biologico è

progettato per bruciare durante il giorno, quindi ripristinare o riprogrammare durante la notte “, ha detto Yoo. Meglio è

in sincrono con quel ciclo sei, meno usura sul tuo orologio circadiano. Mentre l’orologio è

un’interruzione resiliente e coerente può causare problemi di salute a lungo termine.

“Quando sei giovane, il tuo corpo può prenderlo” disse Yoo. “Ma ciò non significa che sia completamente

va bene. È come il chilometraggio: stai consumando il tuo chilometraggio facendo quel tipo di attività [aritmica],

e questo creerà problemi quando il tuo orologio biologico non è più robusto. ”
Non ti stai sbarazzando di cinque anni della tua vita da una tarda notte di mangiare e bere, ma il

l’orologio è lì per proteggere e minimizzare l’interruzione della nostra fisiologia. Sii gentile e puoi farlo

ben noti i benefici per la tua salute.

Endpoint è una pubblicazione scientifica di Elysium Health, una società di salute dei consumatori che traduce gli anticipi

nella scienza e nella tecnologia in prodotti sanitari efficaci e scientificamente validi. Tutte le storie su questo

sito sono destinati a scopi educativi – per incoraggiare l’alfabetizzazione scientifica e migliorare il pubblico

percezione della scienza.

Load More Related Articles
Load More By admin
Load More In Dieta e Alimentazione
Comments are closed.

Check Also

Requisiti di sali minerali

https://www.alimentarium.org/en/search/vitamins I sali minerali sono essenziali per l̵…