Il cosiddetto “orologio circadiano”, o più popolarmente chiamato “orologio biologico”, è un sistema complesso il cui ruolo è di modificare funzioni e attività fisiologiche in funzione delle condizioni ambientali associate al moto di rotazione della terra. Molte cellule e tessuti del nostro corpo, infatti, posseggono un proprio orologio molecolare sincronizzato con quello delle altre cellule e regolato dal ciclo luce-buio grazie ad un “pacemaker” centrale che risiede nell’ipotalamo, in una regione chiamata nucleo soprachiasmatico. I neuroni pacemaker del nucleo soprachiasmatico regolano una miriade di processi fisiologici come, ad esempio, sonno e risveglio, temperatura corporea, tono del sistema nervoso autonomo, alimentazione e digiuno, umore, movimento, ecc.
Per la comunicazione e l’orchestrazione della risposta biologica, ai fini della sincronizzazione, le ghiandole endocrine rilasciano nel sangue i messaggeri ormonali. Molti di questi ormoni hanno un ritmo circadiano e quindi i loro livelli cambiano in funzione del momento della giornata e, pertanto, anche la risposta di organi e tessuti a questi ormoni risulterà variabile durante le 24 ore.
La percezione del buio da parte dei recettori retinici dell’occhio stimola l’orologio del nucleo soprachiasmatico che, a sua volta, tramite di complessi circuiti neuronali, stimola il rilascio di melatonina da parte della ghiandola pineale (o epifisi), una piccola ghiandola endocrina posta nella parte più centrale del cervello umano. La melatonina, nota anche come “ormone del sonno” agisce a livello centrale, sull’ipotalamo, stimolando il sonno, e in periferia dove, attraverso l’azione sugli oscillatori circadiani, facilita la preparazione delle funzioni biologiche al riposo notturno (miglioramento dell’umore, rilassamento muscolare, riduzione del consumo energetico). La produzione di melatonina ha un picco notturno, intorno alle ore 2-4, e viene ridotta o abolita con la luce (anche con l’esposizione a luce artificiale, soprattutto luce blu, durante la notte). La riduzione della secrezione di melatonina determina, invece, l’attivazione di un’altra serie di vie di segnalazione neuronali che determinano l’attivazione dell’asse ipotalamo-ipofisi-surrene che determina la produzione ed il rilascio di cortisolo, l’ormone dello stress. Il cortisolo, infatti, ha un picco mattutino ed ha la funzione di preparare l’organismo ad affrontare il risveglio stimolando il rilascio in circolo di risorse energetiche (zuccheri e grassi) e l’attività muscolare (entrambi utili, nell’uomo primitivo, al supporto dell’attività di ricerca del cibo). Anche le funzioni tiroidee e riproduttiva sono stimolate durante il giorno ed inibite durante il sonno e, come per il cortisolo, questo controllo è per lo più finalizzato alla corretta gestione delle risorse energetiche durante le diverse fasi della giornata.
È interessante notare che la fisiologia circadiana, e la conseguente modulazione ormonale, è associata all’esacerbazione di condizioni cliniche e/o alla precipitazione di eventi acuti. Tra le 18:00 e le 24:00 sono più frequenti i dolori articolari e muscolari e quelli associati a gastrite e fenomeni di epistassi ed attacchi epilettici. Tra le 24:00 e le 6:00 si verificano con maggiore frequenza episodi di incontinenza, apnea notturna, angina e sintomatologia legata all’insufficienza cardiaca congestizia. Attacchi di asma e, ancora, episodi epilettici sono più comuni intorno alle ore 6:00. Tra le 6:00 e le 12:00 i riscontrano più frequentemente epistassi, emicrania e sintomatologie legate a bronchiti ed enfisema, artrite reumatoide, riniti allergiche. Infarto miocardico e ictus sono di più frequente riscontro intorno a mezzogiorno. Infine tra le 12:00 e le 18:00 aumenta la frequenza delle crisi da anemia falciforme, sintomatologia associata ad ulcere gastriche e il cosiddetto “sundowning” associato alla malattia di Alzheimer.
Le conoscenze attuali hanno portato a definire l’esistenza di una relazione tra la distruzione del ritmo circadiano e lo sviluppo di patologie come, ad esempio, la sindrome metabolica, il diabete di tipo 2, l’obesità, tumori, patologie neurodegenerative, eventi cardiovascolari acuti. Infatti, se il ritmo luce-buio, e quindi il ciclo veglia-sonno, determina la ritmicità degli ormoni e quindi la risposta fisiologica agli stress, è vero anche il contrario: un evento stressorio di un certo livello (turni di lavoro, esposizione notturna alla luce, alimentazione, patologie endocrine) può modificare (stimolare o reprimere) la secrezione di un ormone, alterandone il ritmo.
Questa modifica si ripercuote a cascata sugli altri assi ormonali con i quali l’ormone deregolato interagisce, le attività cellulari su cui influisce e, infine, sul ritmo circadiano che può subire una deregolazione. Di contro, la desincronizzazione del ritmo circadiano può essere recuperata attraverso varie strategia che contemplano una corretta alimentazione, la temporizzazione dell’attività fisica nell’arco della giornata ed una corretta igiene del sonno.