Storia della Cronobiologia
Molti di noi sanno molto poco dell’orologio biologico che regola il nostro organismo: si tratta di una nuova scienza europea, che ha acquisito importanza solo negli ultimi trent’anni. Si chiama Cronobiologia e principalmente significa questo: l’organismo umano non può trascendere il ritmo imposto dal ciclo notte-giorno che si verifica per la rotazione del nostro pianeta. Luce e buio hanno scandito la vita degli uomini fin dall’inizio della nostra esistenza. Questo ritmo fondamentale è controllato da orologi genetici che risiedono negli abissi del nostro organismo. Più siamo intelligenti nel percepire le informazioni che ci inviano, maggiori saranno i benefici che ne trarremo. Questa connessione è di particolare importanza nella prevenzione e nella cura di malattie, nonché nei processi di guarigione. Gli albori della Cronobiologia risalgono al 18° secolo. L’astronomo Jean Jacques d’Ortous de Mairan teneva traccia dei movimenti quotidiani delle foglie di Mimosa. Nei suoi esperimenti, fu in grado di dimostrare che le foglie continuano ad oscillare seguendo il ritmo circadiano persino se costrette a un buio permanente. Famosi scienziati come Georg Christoph Lichtenberg, Christoph Wilhelm Hufeland, Carl von Linné e, ultimo nonché più importante, Charles Darwin hanno rilevato un fenomeno ritmico simile. Ma fu solo nel 20° secolo che la ricerca scientifica sulla Cronobiologia ebbe inizio grazie a Wilhelm Pfeffer, Erwin Bünning, Karl von Frisch, Jürgen Aschoff, Colin Pittendrigh, e Arthur Winfree che ne furono i pionieri.
I tre cicli base della Cronobiologia
Ritmi Infradiani (dal latino “infra“, che significa “sotto” e “dies“, che significa “giorno”) sono ritmi che durano più di 24 ore. Questi ritmi si ripetono ad intervalli di qualche giorno, di settimane, di mesi o addirittura una volta all’anno. Un’oscillazione, dunque, dura più di 24 ore. Ne sono un esempio i ritmi stagionali, come la migrazione degli uccelli, ma anche i ritmi lunari che seguono le fasi della luna (circa 29,5 giorni) e i ritmi semi lunari (circa 14 giorni) normalmente associati ai cicli delle maree. Anche ritmi imprevedibili, ossia quei ritmi che non hanno corrispondenza nell’ambiente, come il ciclo riproduttivo delle donne, sono considerati ritmi infradiani.
Ritmi Ultradiani (dal latino “ultra“, che significa “sopra” e “dies“, che significa “giorno”) sono ritmi biologici che durano meno di 24 ore. Molte delle funzioni fisiologiche dell’organismo umano sono un esempio di ritmo ultradiano. Questi ritmi si ripetono a cicli multipli nell’arco di una giornata. Un adulto, per esempio, ha un ciclo di fatica e riposo di circa 2 ore. I ritmi ultradiani regolano le funzioni fisiche, emotive e spirituali. Spesso durano diverse ore e comprendono l’ingestione di cibo, la circolazione del sangue, la secrezione di ormoni, le varie fasi del sonno e la curva di rendimento dell’organismo. Questi processi sono radicati nel nostro corpo in un milione di modi. Alcuni durano appena pochi secondi, come il controllo del respiro; alcuni addirittura millesimi di secondo, come molti dei processi che avvengono nelle cellule del sistema microcircolatorio. I ritmi delle maree (circa 12,5 ore) che seguono ripetuti flussi e riflussi hanno una funzione speciale per molti abitanti di località in cui si pratica il surf.
Ritmi Circadiani (dal latino “circa“, che significa “approssimativamente”, e “dies“, che significa “giorno”): Ritmi che durano circa 24 ore. Per esempio: il ciclo sonno/veglia degli esseri umani, il movimento delle foglie. Molti effetti dei ritmi circadiani influiscono direttamente e immediatamente sugli esseri umani; per questo sono quelli maggiormente studiati. Pertanto, tutto ciò che segue si riferisce ai ritmi circadiani.
Cronobiologia Oggi
Il campo della cronobiologia si sta espandendo rapidamente in tutto il mondo. I medici, i ricercatori e la popolazione in generale stanno iniziando a vedere i benefici dell’uso dei principi cronobiologici in ogni ambito, dalla somministrazione di farmaci alla determinazione del momento più efficace della giornata per fare esercizio fisico. La cronobiologia viene utilizzata nello studio della genetica, dell’endocrinologia, dell’ecologia, della medicina sportiva e della psicologia, solo per citarne alcune.
La cronofarmacologia è una branca della cronobiologia particolarmente redditizia. Migliaia di studi hanno fornito informazioni su come la tempistica precisa di un farmaco o di un integratore possa ridurre gli effetti collaterali, avere un effetto più efficace sul sistema di organi o sulla malattia bersaglio e persino interrompere completamente un processo fisiologico.
Molte istituzioni rinomate hanno aggiunto dipartimenti, laboratori e programmi di studio incentrati sullo studio della cronobiologia. Queste istituzioni hanno fornito ricerche e intuizioni innovative che hanno contribuito a plasmare la medicina moderna e la comprensione dei nostri ritmi biologici innati. La melatonina, definita anche “ormone madre della cronobiologia”, gli effetti della luce su una serie di malattie e il fenomeno dei cronotipi sono stati aree di particolare interesse.
Sebbene la cronobiologia sia ancora considerata una scienza giovane, le possibilità che presenta sono infinite. I nostri metodi di ricerca stanno diventando sempre più avanzati e con essi la realtà che la cronobiologia diventerà una disciplina scientifica di primo piano.
I ritmi interni ed esterni al nostro organismo controllano le nostre funzioni fisiche, mentali ed emotive senza il bisogno di un nostro intervento. Più adeguiamo la nostra vita con intelligenza a questi ritmi, maggiore è il beneficio che saremo in grado di trarne. Che si tratti della mucosa orale oppure del fegato, ognuno dei nostri sistemi fisiologici ha il proprio ritmo biologico. Questa consapevolezza è di particolare importanza in relazione a malattia e guarigione.Ogni malattia – come l’asma, l’artrite, l’ipertensione, la depressione, l’infarto, le ulcere allo stomaco, i disturbi del sonno, cerebrali, metabolici e così via – ha le sue fasi. Il fattore cronobiologico delle sostanze attive impiegate nella prevenzione o nella cura delle malattie ha un’importanza cruciale. Fino ad oggi abbiamo potuto individuare solo una piccolissima parte dei segreti che nascondono, eppure sono numerose le sostanze già disponibili con formula cronobiologica, scientificamente testate e provate. In un primo momento, i cronobiologi venivano derisi. Oggi, la loro scienza è una branca riconosciuta della ricerca volta a studiare l’interconnessione tra corpo, mente e tempo. Forse avrete una bella sorpresa!
La conclusione più importante che emerge dal punto di vista cronobiologico è che nel nostro corpo è presente un vero e proprio pannello di controllo che contiene una serie di “orologi biologici” geneticamente impostati. Per prima cosa, il nostro corpo segue un ciclo interno di 24 ore. Il rilascio di ormoni fondamentalmente dipende dagli impulsi inviati dai nostri orologi biologici.
Controllate dal cervello, 150 sostanze messaggere circolano nel nostro sangue aggiornando ogni organo in merito alle condizioni generali e dispongono reazioni specifiche a seconda delle necessità. Questi ormoni possono avere sia un effetto stimolante che un effetto calmante. La nostra temperatura corporea cala durante il sonno, la pressione sanguigna sale quando ci svegliamo…e così via. Questi ritmi si ripetono ogni 24 ore, giorno dopo giorno, notte dopo notte. Per questo gli studiosi parlano di ritmo “circadiano”. Questo termine deriva dal latino “circa” che significa “approssimativamente” e “dies”, che significa “giorno”. Il ciclo a frequenza più breve è scandito dalle onde cerebrali: frazioni di millisecondi. I cicli a frequenza più lunga – come lo stimolo della fame o il bisogno di dormire – si estendono per diverse ore.
In ogni singolo istante, la cronobiologia trasforma le azioni interne ai nostri organi in uno spettacolo unico e caratteristico. Da un’ora all’altra può cambiare tutto. Tutto! Pare che con l’avanzare dell’età, alcuni dei nostri orologi biologici battano il tempo più lentamente, mentre altri accelerino. Alcuni tendono a sfasarsi ed altri, addirittura, a un certo punto si fermano. Gli organi sviluppano ritmi indipendenti e cominciano a manifestarsi i primi disturbi. Se non curati, possono trasformarsi in vere e proprie malattie.
La Scienza ha riconosciuto circa 80 malattie che possono essere imputabili ai disturbi del sonno. Questo è esattamente l’obiettivo della Cronofarmacologia: formulazione giusta al momento giusto. Attualmente l’obiettivo è quello di identificare la componente circadiana nel numero sempre maggiore di malattie e disfunzioni fisiche. Ne risultano opzioni di cura sorprendenti: mirate, più efficaci e con minori effetti collaterali. I prodotti o integratori alimentari cronobiologici “ricalibrano” i nostri orologi interni.
Il fattore luce-buio imposta costantemente le nostre funzionalità quotidiane su un ritmo di 24 ore. All’interno del nostro organismo, tali informazioni vengono convertite in un ormone di segnalazione, chiamato melatonina. Questo svolge già numerosi compiti alla luce del giorno. Intorno alle 11 di sera, si verifica normalmente un improvviso picco dei livelli di melatonina che si alza di 8-10 volte rispetto ai valori normali. Questo è il segnale per molti organi di rallentare la propria attività e di rigenerarsi. In molte persone anziane, tuttavia, non si verifica più questa ondata notturna di melatonina. Molti ritmi – compreso il sonno, la pressione sanguigna, la temperatura corporea e la secrezione di ormoni – rimangono incontrollati. In questi casi, è necessario un aiuto cronobiologico intelligente. Interessanti studi recenti ci hanno portato a preziose conclusioni. I ricercatori stanno cominciando a capire in quali ore le cellule tumorali tendono a separarsi. Le cellule tumorali sono controllate da orologi biologici diversi da quelli che regolano le cellule sane.È pertanto di vitale importanza che le citotossine presenti nei farmaci vengano introdotte nell’organo da curare nelle ore in cui il loro impatto sulla crescita del tumore è più alto, ovvero quando il loro effetto sul resto delle cellule è meno dannoso. La Cronofarmacologia, la ricerca di misure terapeutiche in armonia con i nostri orologi biologici, è attualmente l’area della ricerca medica più affascinante. Gradualmente cresce la nostra consapevolezza del fatto che sempre più malattie sono in realtà disturbi dei nostri ritmi. Questo è il primo passo verso i principi della cronobiologia.
Ogni cellula produce sostanze altamente specializzate, come le molecole organiche degli amminoacidi. Una volta raggiunta la concentrazione ideale, la produzione si interrompe. Nel giro di poche ore, gli enzimi decompongono le sostanze. Un nuovo ciclo ha inizio. Alcuni geni, definiti anche “geni orologio”, svolgono la funzione di interruttore “on/off” in questi processi. Si possono trovare in quasi tutti i tessuti del corpo umano e il loro impatto è incredibilmente multiforme, sofisticato e intelligente. Ogni parte del corpo umano ha dei recettori che acquisiscono le informazioni passate da sostanze messaggere e da stimoli neuronali. La loro sensibilità è controllata da “geni orologio”. Questo vale anche per l’effetto delle vitamine, degli oligoelementi ed altre sostanze biologicamente attive, compresi i medicinali. L’interruttore principale si trova nel diencefalo, la porzione centrale del cervello divisa in due metà. Il diencefalo riceve messaggi da speciali fotocellule poste sulla retina. Questi sensori, decodificati solo di recente, non riconoscono oggetti o colori, bensì la fascia oraria, l’atmosfera dell’ambiente circostante e le stagioni. Essi sono il punto di partenza di un meccanismo di azioni che, nel suo complesso può essere descritto come una sala di controllo in cui vengono impostati tutti gli orologi biologici. Da questa sala di controllo partono tutti gli impulsi che ci informano del passaggio dal giorno alla notte; impulsi che arrivano dal mondo esterno e che raggiungono innumerevoli ritmi del nostro corpo, sincronizzandoli tra loro. La luce è un potente generatore di impulsi. Una persona può sopravvivere a un infarto grazie ai raggi del sole che filtrano dalla finestra del reparto di terapia intensiva! I letti posti nell’ala nord degli ospedali riportano misteriosamente un tasso maggiore di mortalità.
Praticare la Cronobiologia
Per svolgere la sua miriade di attività, il nostro corpo ha bisogno di ricevere sostanze preziose in orari specifici. Persino chi segue una dieta sana potrebbe avere delle carenze alimentari, specialmente se è esposto allo stress di tutti i giorni, alle tossine dell’ambiente oppure se soffre di disturbi al metabolismo. La ricerca scientifica ci ha fornito informazioni accurate sul tipo di nutrienti di cui ha bisogno il nostro corpo, sul momento esatto in cui assumerli e a quale dosaggio forniscono un supporto ottimale per la digestione del cibo. Mentre alcune sostanze nutritive interagiscono stimolandosi a vicenda, altre potrebbero addirittura ostacolarsi. Praticare la cronobiologia migliora la capacità dei nostri organi di assimilare sostanze biologiche vitali. Vitamine, minerali, oligoelementi e fitofarmaci vengono combinati in modo intelligente e quindi somministrati al momento giusto. La capsula del mattino, per esempio, aiuta l’organismo a mantenere il proprio equilibrio energetico. La capsula della sera aiuta a bruciare i grassi durante la notte e a rimuovere le tossine dal nostro organismo. Esistono poi formule specifiche che tengono conto del diverso metabolismo degli organi femminili e maschili.
Molti pensano che le vitamine dispensano incondizionatamente buona salute e le inghiottono a qualsiasi ora, convinti che “male non fa!” Tutt’altro! Le rigorose regole della cronobiologia valgono anche per chi cerca un rimedio per una carenza di vitamine o di minerali. Vitamine? Guarda che ore sono! L’ora è un dettaglio cruciale: in primo luogo, semplicemente, perché l’effetto di alcune vitamine, se assunte al mattino è diverso dall’effetto che avrebbero se assunte la sera. In secondo luogo, perché il loro effetto sul metabolismo potrebbe interferire con il ritmo di 24 ore dei nostri organi. Assumere una formula multicomposta e cronobiologica è semplicemente essenziale – e scegliere un regime specifico (uomo / donna) è ancora meglio.
Assumere spensieratamente vitamine e minerali senza una regola precisa comporta alcuni rischi
Gli effetti biologici delle vitamine e degli oligoelementi mostrano maggiori fluttuazioni quotidiane ed influenzano i picchi di attività del nostro corpo.
Le vitamine assunte con il cibo o sotto forma di integratori alimentari hanno bisogno di essere accompagnate da grassi oppure da acqua per essere trasportate dove sono richieste. Per cominciare, prendiamo ad esempio le vitamine liposolubili: una volta dissolte all’interno delle molecole di grasso, queste vitamine raggiungono prima di tutto i vasi linfatici, il sistema vascolare primario del fluido tissutale. I vasi linfatici sono collegati direttamente solo ad alcuni organi. Queste vitamine si accumulano principalmente nel tessuto adiposo e nel fegato. Una volta entrate nel nostro organismo non si lasciano espellere facilmente. Considerata la grande capacità di accumulo del grasso, queste vitamine dovrebbero essere assunte con estrema cautela. Esistono solo quattro vitamine liposolubili: A, D, E e K. Idealmente vanno assunte al mattino dopo una colazione abbondante, mentre sono meno efficaci se assunte più tardi durante il giorno. L’acqua è distribuita per tutto il nostro corpo: dentro le cellule, nel sangue e nel tessuto interstiziale. Le vitamine disciolte nell’acqua, pertanto, sono pressoché universalmente efficaci, però anche più volatili. Vengono regolarmente eliminate attraverso le urine.
Un dosaggio giornaliero ponderato aiuta ad evitare carenze di vitamine o disturbi metabolici. Nel gruppo della vitamina B ci sono sette vitamine idrosolubili: acido folico (B9), acido pantotenico (B5), tiamina (B1), cianocobalamina (B12), riboflavina (B2), niacina (B3), e piridossina (B6). Altre vitamine idrosolubili sono la vitamina C (acido ascorbico), la biotina (vitamina H), la colina e il myo-inositolo. La maggior parte delle vitamine non hanno un effetto diretto e per alcune funzioni giocano solo un ruolo contributivo. Per questo vengono comunemente definite coenzimi o cofattori. Il resto delle attività vengono svolte da altre sostanze – ma solo se queste vengono assunte simultaneamente in formula attiva.
Con l’aumentare dei ricercatori impegnati in questo ambito, aumentano anche i criteri da rispettare. La sfida è quella di combinare due prodotti multivitaminici e multiminerali tassativamente distinti ma ugualmente intelligenti: uno dovrà essere assunto al mattino e l’altro prima di coricarsi.
La Cronofisiologia è una branca della cronobiologia che si occupa di studiare l’organizzazione temporale dei nostri processi fisiologici. Tale Studio comprende le tempistiche di processi biologici naturali. La Cronofisiologia studia il fenomeno dei mattinieri e dei nottambuli e spiega come i sistemi e i processi biologici degli organismi si relazionano tra loro rispetto al tempo. Il corpo umano è sottoposto a ritmi di 24 ore. Noi abbiamo un orologio biologico (orologio circadiano) che ci prepara a reagire a quegli eventi che si ripetono quotidianamente consentendoci di adattarci alle diverse circostanze ambientali in modo fisiologicamente ottimale. Le nostre vite sono regolate da un ritmo giorno/notte. Indicatori quali la luce, il buio e la temperatura influenzano il nostro ritmo biologico, già impostato nella parte più profonda dei nostri geni.
Quasi tutti i processi vitali di un organismo che siano stati studiati, sono soggetti a vari ritmi. Ormoni, neurotrasmettitori, molecole di zucchero consumate ed anticorpi presenti nelle cellule sanguigne mostrano una concentrazione nel sangue che varia a seconda dell’ora. Molti cambiamenti determinano in modo rilevante le reazioni dei nostri organi. Persino lo sviluppo di una malattia e l’intensità dei sintomi che si manifestano seguono gli impulsi di un orologio interno. Questo vale in special modo per l’asma, la depressione e le crisi epilettiche. Quando il ritmo circadiano viene disturbato, ne risentiamo a livello di salute generale e di benessere. Quando cambia l’ora, per esempio, come quando siamo sotto l’effetto del jet lag: abbiamo problemi di sonno, di concentrazione o addirittura di depressione. Questi problemi possono peggiorare e protrarsi a lungo nel tempo tra chi svolge lavori su turni: si sono documentati casi di disturbi cronici. Solo adeguando il nostro stile di vita ai ritmi interni al nostro organismo, possiamo ottenere l’energia necessaria per rimanere sani.
La Cronopatologia si occupa di soggetti che hanno interrotto il ritmo dei propri processi biologici vitali. Descrive fenomeni diversi in presenza di anomalie sulle sequenze cronologiche: caratteristiche, cause, significato prognostico e diagnostico ed infine implicazioni terapeutiche. In ogni organismo, la malattia si manifesta in orari specifici. I ritmi annuali e settimanali hanno un impatto sulla suscettibilità e sulla frequenza delle malattie, sulla frequenza degli incidenti e sul tasso di mortalità.
Le deviazioni dei ritmi biologici sono comuni. La pressione sanguigna, per esempio, mostra un buon numero di fattori. Le anomalie si verificano in determinati momenti del giorno anche in relazione all’influenza delle fasi di attività e riposo. La Cronopatologia studia questi fenomeni mutevoli in relazione ai disturbi funzionali dei nostri organi nonché alle malattie, rispetto al ruolo del ritmo giorno/notte. Gli ambiti più comuni in cui si evidenzia la necessità di approfondire questa scienza sono “i lavoratori a turni” e “il jetlag”, entrambi caratterizzati dallo sfasamento del tempo. La Cronopatologia aiuta ad identificare le diverse fasi della deviazione dalla normalità. Riconoscere le caratteristiche che dipendono dal tempo può essere di grande aiuto nella diagnosi e nella cura di una malattia. L’anatomia intelligente è la base dei farmaci tempo-dipendenti.
La Cronofarmacologia è una branca della Cronobiologia che studia il nostro ritmo interno in relazione ai suoi effetti sulle terapie. Studia la reazione dell’organismo umano nei confronti dei medicinali e il loro impatto in termini di struttura temporale degli organi. Il corpo umano segue un ciclo di 24 ore e il nostro orologio biologico ne regola le funzioni. I ritmi biologici sono cruciali per la determinazione della corretta somministrazione delle terapie. Un medicinale può avere un effetto benefico oppure collaterale a seconda del momento in cui viene assunto. Sapere questo è incredibilmente importante per la cura di moltissime malattie. Non importa solo il dosaggio di una sostanza, bensì anche l’ora in cui viene assunta. Alcune importanti domande a cui si è trovata una risposta attraverso la Cronofarmacologia:
- Quali sostanze funzionano meglio se assunte al mattino?
- Quali sostanze funzionano meglio se assunte verso sera??
- Quali sostanze possono essere assunte contemporaneamente e quali devono essere necessariamente combinate perché facciano effetto? L’effetto di una sostanza biologica può essere vanificato se vi si abbinano determinate sostanze?
- In che modo l’effetto di alcuni medicinali cambia in relazione alla fascia oraria in cui vengono assunti e come è possibile ottimizzarne l’efficacia??
Somministrare un farmaco nell’orario più adatto, può migliorarne l’efficacia, nonché ridurne al minimo gli effetti collaterali. I farmaci per la pressione sanguigna e i preparati a base di cortisone richiedono una cura speciale riguardo agli orari in cui vengono somministrati. Per esempio, alcuni farmaci per la cura dell’ipertensione, sono più efficaci se assunti alla sera piuttosto che al mattino. I pazienti trarranno beneficio dall’impiego della Cronofarmacologia, in quanto offre importanti informazioni in merito agli orari in cui assumere i farmaci con una conseguente maggiore tollerabilità ed efficacia nelle preparazioni individuali. I Cronofarmacologi sono alla ricerca di nuove rivelazioni in merito agli orari in cui somministrare i trattamenti in modo da aumentarne l’efficacia e diminuirne gli effetti collaterali. Per molte sostanze, l’orario di somministrazione ottimale è già noto. Numerosi preparati moderni possono essere descritti quasi come “intelligenti”. Contengono determinate micro sostanze biologiche sufficienti a coprire il fabbisogno giornaliero, pur venendo assunte una volta al giorno. La loro efficacia dura dal momento in cui vengono assunte, fino a notte fonda, ma agiscono al momento giusto in quanto contengono un timer oppure sostanze che vengono rilasciate a velocità differenti.
