di Rodolfo Costa e Sara Montagnese

Orologi circadiani

Gli orologi circadiani sono meccanismi endogeni che consentono agli organismi di adattarsi, anticipandole, alle variazioni ambientali cicliche originate dalla rotazione terrestre attorno al proprio asse e attorno al Sole. Il periodo dei ritmi generati dall’orologio circadiano, cioè il tempo dopo il quale un certo comportamento o una funzione fisiologica si ripropongono in assenza di segnali ambientali, è di circa un giorno, in latino circa diem, mentre è di 24 ore esatte in condizioni naturali, quando l’alternanza di luce e buio, di albe e tramonti, ma anche di altri segnali ambientali sincronizza l’orologio circadiano con il tempo della rotazione terrestre. Tutti gli esseri viventi, batteri, funghi, piante e animali, possiedono un orologio circadiano. Benché esistano differenze nelle componenti molecolari che costituiscono gli orologi di questi organismi, il meccanismo principale su cui si basano è sostanzialmente lo stesso. Gli orologi circadiani sono costituiti da un certo numero di geni specifici (“geni orologio”) che si esprimono ritmicamente grazie a un meccanismo di regolazione detto a retroazione negativa. Di conseguenza l’abbondanza dei loro prodotti, le “proteine orologio” (che possiamo immaginare come gli ingranaggi), oscilla con un periodo di circa 24 ore in condizioni di corsa libera, e di 24 ore esatte in condizioni naturali. Questa oscillazione molecolare, che coinvolge decine di proteine che la regolano finemente, costituisce l’orologio circadiano. Negli animali l’orologio circadiano centrale è localizzato nel cervello, nel caso dell’uomo in circa 20.000 neuroni orologio situati nell’ipotalamo, ma ci sono orologi circadiani, detti periferici, anche in tutti gli altri organi e tessuti. L’orologio centrale esercita un’azione gerarchica di sincronizzazione degli orologi periferici. 

L’orologio circadiano centrale viene continuamente sincronizzato con il tempo della rotazione terrestre da segnali provenienti dall’ambiente, il più importante ed efficace dei quali è il ciclo naturale di luce e buio. L’informazione luminosa viene inviata all’orologio circadiano per mezzo di una via nervosa che lo collega direttamente con la retina. Qui la melanopsina, una molecola fotorecettrice contenuta nelle cellule gangliari fotosensibili, viene attivata dalla luce. In questo modo l’organismo tende ad una condizione di armonia con l’alternarsi dei giorni e delle notti, e colloca le proprie attività fisiologiche e metaboliche come il sonno, l’assunzione del cibo, la produzione di certi ormoni, nella fase temporale dettata dal proprio orologio circadiano, condizione che promuove benessere ed efficienza.

Jet-lag sociale

Circa 15 anni fa un gruppo di cronobiologi tedeschi raccolse informazioni sugli orari sonno-veglia di un campione di oltre 50.000 individui sani, distribuiti omogeneamente in tutta la Germania. Questi dati mostrarono che in una porzione non trascurabile della popolazione in esame l’andamento degli orari sonno-veglia nei giorni di venerdì, sabato, domenica e lunedì ricordava quello che ci si sarebbe potuti aspettare se le persone coinvolte avessero fatto un viaggio verso Ovest attraverso molti fusi orari il venerdì, per poi ritornare indietro il lunedì mattina. Dato che queste persone non avevano viaggiato, ed il loro comportamento era ragionevolmente dettato dagli impegni di lavoro o di studio dal lunedì al venerdì, e dalla propria naturale predisposizione il sabato e la domenica, fu coniata l’espressione “jet-lag sociale”, ovvero un comportamento sonno-veglia ed un insieme di disturbi simili a quelli osservati dopo un viaggio verso Ovest, ma dovuti, in questo caso, alla discrepanza tra l’ora soggettiva dettata dall’orologio circadiano e l’ora sociale, ovvero l’insieme di vincoli orari imposti dalla società. Quando soffriamo di jet-lag da viaggio, il nostro orologio circadiano non è ancora sincronizzato con il ciclo luce-buio del luogo di arrivo, processo che richiede un numero di giorni più o meno pari al numero dei fusi orari attraversati. A sincronizzazione avvenuta, i sintomi da jet-lag scompaiono. Invece nel caso del jet-lag sociale la desincronizzazione è cronica e gli effetti che ne derivano (deprivazione di sonno, sonnolenza diurna ma anche disturbi digestivi, maggiore vulnerabilità ad acquisire peso e a fare uso eccessivo di alcol e sigarette) si mantengono nel tempo.

Ora legale 

Poiché il nostro orologio circadiano è sincronizzato dall’alternanza dei giorni e delle notti, l’adozione dei fusi orari e dell’ora civile unica all’interno di ciascun fuso genera in buona parte della popolazione che vive ad Est o a Ovest del meridiano di riferimento un mancato allineamento (o desincronizzazione) tra l’orologio circadiano sincronizzato dal Sole e l’orario imposto dall’ora civile. Le differenze tra ora civile e ora solare, a cui sono esposte porzioni consistenti della popolazione che vive all’interno di ciascun fuso, si riflettono sul tempo dedicato al sonno, specialmente nei giorni lavorativi. A peggiorare le cose, quando entra in vigore l’ora legale aumenta il disallineamento tra ciò che l’orologio circadiano suggerirebbe di fare al nostro organismo e i comportamenti imposti dal nuovo orario civile. Oggi sappiamo con certezza che il nostro orologio circadiano non può adattarsi ad un regime artificiale come quello dell’ora legale, ma continua a sincronizzarsi sull’ora solare a dispetto dell’ora legale che ci impone di vivere, per 7 mesi all’anno, come se ci trovassimo nel fuso orario immediatamente ad Est del nostro, senza tuttavia spostarci fisicamente, e senza quindi poter superare il jet-lag che ne deriva. 

La conseguenza più diretta sulla salute dovuta all’entrata in vigore dell’ora legale è la deprivazione di sonno. Tendiamo infatti ad andare a dormire all’ora dettata dal nostro orologio circadiano, circa un’ora più tardi rispetto alla nuova ora civile. Tuttavia, il mattino successivo, per rispettare gli orari di lavoro o di studio dettati dal nuovo regime di ora civile, siamo costretti ad alzarci un’ora prima di quanto il nostro orologio circadiano suggerirebbe. Questo si traduce in una riduzione del numero di ore di sonno, che avvertiamo in modo netto immediatamente dopo il cambio dell’ora ma che tende a mantenersi per tutto il periodo in cui l’ora legale è in vigore. All’ora legale sono stati anche associati un aumentato rischio di incidenti stradali e sul lavoro, un certo grado di compromissione delle prestazioni scolastiche e lavorative, e addirittura un piccolo aumento del rischio di infarto, soprattutto nei giorni immediatamente successivi al cambio dell’ora primaverile. Anche i disturbi psichiatrici e del comportamento e alcune malattie di ambito immunologico come la colite non infettiva sembrano aumentare in modo significativo. Infine, uno studio effettuato a Padova su un arco temporale di 10 anni ha documentato un aumento di accessi al Pronto Soccorso durante tutto il periodo in cui l’ora legale è in vigore. Mantenerla tutto l’anno, cosa che alcune nazioni europee, compresa l’Italia, stanno valutando di fare, si tradurrebbe in 12 anziché 7 mesi di desincronizzazione. Inoltre, un’ora aggiuntiva di buio al mattino nei mesi invernali vedrebbe avviate le attività lavorative e scolastiche in un momento in cui nulla nell’ambiente suggerisce all’organismo che la giornata è effettivamente cominciata. Quindi l’idea, purtroppo diffusa, che l’ora legale permanente possa portare con sé benefici economici, più ore di luce spendibili, vantaggi per il turismo e un adattamento facile e scontato, non ha alcun riscontro scientifico. Al contrario, tornare ad un regime di ora civile permanente, che è quello che più si avvicina all’ora solare su cui si sincronizza il nostro orologio circadiano, è l’unica soluzione biologicamente e clinicamente sensata.

Letture Consigliate

T. Roenneberg, Che ora fai? Vita quotidiana, cronotipi e jet lag sociale, Bari, Edizioni Dedalo, 2015

R. Costa, S. Montagnese, Gufi o allodole? Cosa sono e come funzionano gli orologi circadiani. Bologna, Edizioni il Mulino, 2020

Immagine in evidenza: Grafica di Mattia La Torre