Come fa il mio orologio biologico a tenere il conto del tempo?
Immaginate la scena: vi svegliate nella luce fioca del mattino e vi chiedete se è già ora di alzarsi. Proprio mentre la state prendendo dal comodino, ecco suonare la sveglia. È un’abilità utile, anche se misteriosa. Ma come fa il corpo a tenere il conto del tempo, anche quando dorme? «Quando parliamo del nostro “orologio biologico”, ci riferiamo al nostro orologio molecolare endogeno che si trova praticamente in ogni cellula del nostro corpo», spiega Greco, assistente universitaria presso Humanitas University in Italia. «Ciò significa che a livello molecolare esistono dei meccanismi cellulari che si legano a geni specifici, attivano vari repressori o inibiscono l’attività degli attivatori. E tutto questo avviene in un ciclo di 24 ore». In altre parole, il nostro orologio molecolare genera un ritmo di 24 ore che influisce su aspetti quali l’espressione genica, il metabolismo e i livelli di proteine. E le variazioni di questi aspetti influenzano quando ci sentiamo affamati, quando ci sentiamo energici e quando ci sentiamo stanchi. E se questo orologio inizia a funzionare male, gli effetti possono essere fatali. Questo cosiddetto ritmo circadiano è di 24 ore perché, come avete intuito, questa è la durata di un giorno sulla Terra. Tutte le creature che percepiscono la luce sul pianeta hanno un qualche tipo di orologio interno. La luce è il principale segnale che regola i nostri orologi centrali: senza questo meccanismo correttivo, l’orologio biologico perderebbe gradualmente la sua sincronizzazione con il mondo, causandoci un jet lag permanente. La ragione evolutiva di questo orologio interno era quella di garantire che le nostre funzioni corporee potessero adattarsi ai cambiamenti dell’ambiente, in particolare a quelli tra notte e giorno.
Ricevere segnali confusi
Tuttavia, la luce non è l’unico segnale. Anche altri fattori, in particolare il cibo, possono influenzare i nostri orologi interni. Questo può causare problemi a determinate persone, come ad esempio chi lavora a turni per lunghi periodi. «Se i lavoratori a turni lavorano e mangiano durante la notte, quando non si dovrebbe mangiare, questo può portare a una perdita di sincronizzazione dell’organismo», spiega Greco. «L’orologio centrale si sincronizza con la luce, mentre l’orologio periferico si sincronizza con il momento in cui si mangia. Ciò può portare a malattie metaboliche.» Tutto ciò è stato oggetto di studio nel suo progetto MetEpiClock, realizzato con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie. Greco era interessata a comprendere meglio la connessione tra i ritmi circadiani e le vie metaboliche. «In particolare, volevamo esaminare una determinata via metabolica che regola la metionina», osserva. «Si tratta di un aminoacido essenziale che ha molte funzioni importanti.»Tra cui, dice Greco, la regolazione dei nostri orologi biologici.
Cosa guida i nostri ritmi circadiani
Greco è stata in grado di confermare che l’interazione di questa proteina con un altro enzima metabolico genera ritmi circadiani di 24 ore. L’inibizione dell’enzima ha interrotto il ritmo circadiano. Una migliore comprensione del modo in cui queste interazioni controllano i nostri ritmi circadiani potrebbe un giorno aiutarci ad affrontare le situazioni patologiche legate al metabolismo, tra cui le malattie cardiovascolari e il diabete. Questo rimane un fattore motivante fondamentale per Greco. «Ora ho un mio laboratorio che studia le perturbazioni al ritmo circadiano nell’insufficienza cardiaca. I meccanismi alla base di questo fenomeno rimangono poco chiari, quindi stiamo studiando come i ritmi circadiani vengano modificati nei cuori malati e anche in altri tessuti». Un opportuno promemoria di cercare sempre di dormire bene, anche se questo significa posporre la sveglia al mattino. Clicca qui per saperne di più sulla ricerca di Greco: La regolazione metabolica dell’orologio circadiano
Parole chiave
MetEpiClock, circadiano, endogeno, molecolare, metabolico, malattie, geni