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.
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