Esseri umani: svelata la sorprendente connessione con i cicli circadiani

Nonostante le comodità della vita moderna, come l’illuminazione elettrica e gli ambienti interni, si potrebbe facilmente credere che gli esseri umani siano ormai svincolati dall’influenza naturale della luce solare sui propri schemi di sonno. Tuttavia, una nuova ricerca condotta dall’Università del Michigan rivela una realtà ben diversa: i nostri ritmi circadiani continuano a rispondere in modo significativo ai cambiamenti stagionali della luce solare.

Gli esseri umani sono ancora influenzati dai ritmi circadiani?

Come afferma Ruby Kim, professoressa associata post-dottorato di matematica presso l’Università del Michigan e autrice dello studio: “Gli esseri umani sono davvero stagionali, anche se potremmo non volerlo ammettere nel nostro contesto moderno“. La durata del giorno e la quantità di luce solare che riceviamo influenzano profondamente la nostra fisiologia. Lo studio dimostra chiaramente come il nostro ritmo stagionale, biologicamente innato, condizioni la nostra capacità di adattarci ai cambiamenti nella routine quotidiana.

Questa scoperta apre nuove e promettenti strade per la comprensione e lo studio del disturbo affettivo stagionale, una forma di depressione strettamente correlata alle variazioni climatiche annuali. Non solo, ma potrebbe anche illuminare il percorso per ricerche future su altre condizioni di salute influenzate dall’allineamento tra i nostri schemi di sonno e l’orologio biologico interno. Precedenti lavori di ricerca, tra cui quelli del co-autore principale dello studio Daniel Forger, hanno già evidenziato una stretta correlazione tra il nostro umore e la sincronizzazione dei cicli sonno-veglia con i ritmi circadiani.

Kim ha espresso grande ottimismo riguardo al potenziale di questo nuovo studio, affermando che “Questo lavoro è molto promettente per le scoperte future“. Le implicazioni vanno oltre la semplice comprensione dei disturbi stagionali: “Questo potrebbe avere implicazioni più profonde per problemi di salute mentale, come umore e ansia, ma anche per patologie metaboliche e cardiovascolari“. La rivelazione che la nostra biologia è intrinsecamente legata ai cicli naturali della luce solare apre quindi un vasto campo di indagine sulle interconnessioni tra ambiente, genetica e salute umana.

La genomica della stagionalità

La ricerca recente ha illuminato una fondamentale componente genetica nella sensibilità stagionale degli esseri umani. Questa scoperta cruciale potrebbe spiegare perché alcuni individui reagiscono con maggiore intensità di altri ai cambiamenti nella durata del giorno. Come ha affermato Daniel Forger, professore di matematica presso l’Università del Michigan e direttore del Michigan Center for Applied and Interdisciplinary Mathematics, “Per alcune persone potrebbe essere più facile adattarsi, ma per altre la situazione potrebbe essere molto peggiore”.

Approfondire questa componente genetica sarà essenziale per aiutare ricercatori e medici a posizionare gli individui su questo spettro di sensibilità. Tuttavia, raggiungere tale livello di comprensione richiederà ulteriori investimenti in tempo e risorse. Per ora, questo studio rappresenta un passo iniziale ma determinante che ridefinisce radicalmente la nostra concezione dei ritmi circadiani umani.

Forger ha sfidato la percezione comune dei ritmi circadiani, spesso immaginati come un unico “orologio” interno. “Quello che stiamo dimostrando è che non esiste un solo orologio, ma due“, ha spiegato: “Uno cerca di tracciare l’alba e l’altro il tramonto, e comunicano tra loro“. Questa rivelazione di un sistema circadiano duale suggerisce una complessità maggiore nella regolazione del sonno e della veglia, intrinsecamente legata ai cicli naturali di luce e buio.

Ruby Kim, Daniel Forger e i loro colleghi hanno ottenuto queste intuizioni innovative analizzando i dati sul sonno di migliaia di persone che utilizzavano dispositivi sanitari indossabili, come i Fitbit. I partecipanti erano tutti specializzandi in medicina che stavano completando un tirocinio annuale e si erano iscritti all’Intern Health Study, un’iniziativa finanziata dai National Institutes of Health.

È importante notare che gli specializzandi sono per definizione lavoratori a turni, il che implica orari di lavoro e di sonno frequentemente variabili e spesso in disaccordo con i cicli naturali del giorno e della notte. Il fatto che persino in una popolazione con schemi di sonno così irregolari i ritmi circadiani abbiano mostrato una dipendenza stagionale costituisce un argomento convincente a sostegno di quanto questa caratteristica sia profondamente radicata nella biologia umana. I ricercatori hanno commentato che, dato il contesto evolutivo, questa persistenza non è del tutto sorprendente.

La componente genetica e l’impatto del lavoro a turni

Studi approfonditi condotti su moscerini della frutta e roditori hanno ampiamente dimostrato l’esistenza di un orologio circadiano stagionale negli animali. Sulla base di queste evidenze, altri ricercatori avevano già ipotizzato che anche l’orologio circadiano umano potesse funzionare in modo analogo.

Il team dell’Università del Michigan ha fornito uno dei più solidi supporti empirici a questa ipotesi, osservando direttamente come questa stagionalità si manifesti in un ampio studio condotto nel mondo reale. Come ha commentato Forger, “Penso che in realtà abbia molto senso. La fisiologia del cervello ha lavorato per milioni di anni cercando di tracciare il tramonto e l’alba. Poi l’industrializzazione è arrivata in un batter d’occhio e, al momento, stiamo ancora correndo per recuperare“.

Un elemento cruciale di questa ricerca è stato l’inclusione di una componente genetica, resa possibile grazie ai campioni di saliva forniti dai partecipanti all’Intern Health Study per il test del DNA. Studi genetici precedenti, condotti da altri gruppi di ricerca, avevano già identificato un gene specifico che gioca un ruolo fondamentale nel modo in cui gli orologi circadiani di altri animali riescono a tracciare i cambiamenti stagionali. Poiché gli esseri umani condividono questo stesso gene, il team dell’Università del Michigan è riuscito a identificare una piccola percentuale di medici specializzandi che presentavano lievi variazioni nel corredo genetico di questo gene.

È emerso che, per questo gruppo di individui, il lavoro su turni comprometteva in misura maggiore l’allineamento dei ritmi circadiani e dei ritmi del sonno durante le diverse stagioni. Questa osservazione solleva numerosi interrogativi, in particolare sulle implicazioni per la salute a lungo termine e sull’influenza differenziata del lavoro a turni su individui con specifiche predisposizioni genetiche. Tuttavia, questi sono proprio gli interrogativi che i ricercatori intendono esplorare e approfondire nei loro studi futuri, aprendo nuove prospettive per comprendere meglio l’interazione tra genetica, ambiente e benessere umano.

Lo studio è stato pubblicato sul npj Digital Medicine.