L’orologio biologico che ci protegge dalle malattie

Quest’anno il Premio Nobel per la medicina è stato assegnato a tre scienziati statunitensi, Jeffrey Hall, Michael Rosbash e Michael Young, che hanno identificato i meccanismi molecolari che controllano i ritmi circadiani, meccanismi che sincronizzano i vari aspetti della nostra vita e sono alla base del ritmo sonno-veglia e di altre funzioni fisiologiche. Period, timeless e doubletime sono gli strani nomi di tre geni che codificano la formazione delle proteine che compongono l’orologio biologico, che ha una periodicità di circa 24 ore.

Già nel 1729 Jean-Jacques d’Ortous de Mairan notò che le piante vegetali avevano dei movimenti con ritmo circadiano anche quando erano poste al buio e nell’uomo seguono questo ritmo non soltanto il ciclo sonno-veglia, ma anche diverse funzioni fisiologiche. Non rispettare questi ritmi è causa di disturbi.

Un orologio biologico è costituito da un gruppo di neuroni dotati di peculiari caratteristiche imposte e regolate dai suddetti geni e dalle loro iterazioni reciproche. In altre parole esiste una periodicità che ha origine all’interno dell’organismo e che nel nostro caso ha una durata simile, anche se non perfettamente uguale, a quella del ciclo giorno-notte. Tuttavia, questi circuiti sono sensibili a segnali che provengono dall’ambiente e hanno il compito di mantenere l’oscillatore in fase con il ritmo circadiano.

Per comprendere i meccanismi molecolari sui quali si articola un orologio biologico come quello che regola il ritmo sonno-veglia, sono stati molto utili gli studi su forme viventi relativamente semplici come il moscerino e la conoscenza di questi dati ha facilitato l’accesso allo studio dell’orologio del topo e, da qui, a quello ancora più complesso dell’uomo.

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Queste scoperte hanno avuto una ricaduta importante sulla medicina. Infatti, un’intensa attività di studio in questi ultimi anni ha messo in evidenza come il mancato rispetto dei ritmi aumenti la probabilità di un vasto arco di malattie. Oggi sappiamo che anche le piante si ammalano, come dimostrato da un esperimento recente eseguito sulla “arabetta comune”, le cui dimensioni si dimezzano sia quando viene tenuta in un ciclo luce-buio di 20 oppure di 28 ore. In biologia vale la regola del “né poco, né troppo”. Anche la nostra salute è influenzata dalle incongruenze temporali tra l’ambiente esterno e questo orologio interno.