La cronobiologia è un’area di studio emergente nel campo della biologia. Si occupa di come i cicli fisici, mentali ed emotivi di uomini e animali siano influenzati e regolati da vari ritmi naturali, in particolare quelli della luna e del sole. Talvolta chiamata “biologia circadiana”, la cronobiologia è uno studio multidisciplinare che può toccare molti elementi della scienza e della medicina, quali:

• anatomia e fisiologia
• genetica
• comportamento
• riproduzione
• endocrinologia
• geriatria
• medicina spaziale
• medicina del sonno

L’importanza della cronobiologia

Lo studio della cronobiologia è fondamentale per la comprensione del comportamento e dei processi naturali sulla Terra. Ogni cosa sul pianeta ha un ritmo e sapere come funzionano questi ritmi approfondisce la comprensione del ruolo dell’uomo. I batteri e i funghi hanno dei cicli, così come le piante con la fotosintesi. L’alimentazione degli animali, la migrazione e il letargo sono tutti il risultato di ritmi naturali. Lo studio della cronobiologia può persino aiutare gli esseri umani ad adattarsi a sistemi innaturali, nel tentativo di adattare i modelli di sonno al lavoro a turni o di affrontare gli effetti del trascorrere troppo tempo in casa lontano da segnali naturali come le fasi del sole e della luna.

Ritmi circadiani

Iritmi circadiani sono uno dei componenti fondamentali della cronobiologia. Si tratta di ritmi giornalieri che si sviluppano in modo endogeno, ovvero gli esseri umani o gli animali nascono seguendo innatamente questi schemi. Ad esempio, gli animali diurni sono attivi durante il giorno, mentre quelli notturni escono di notte. Le creature crepuscolari, come i cervi o i pipistrelli, sono più attive durante i periodi di alba e tramonto.

Anche gli esseri umani hanno ritmi circadiani. La maggior parte delle persone si descriverebbe come orientata al “mattino” o alla “notte”, e questo potrebbe essere in gran parte genetico. È bello quando gli orari di lavoro coincidono con i ritmi circadiani, ma possono sorgere problemi quando sono in contrasto tra loro, come nel caso di una persona mattiniera che deve fare il terzo turno in un ospedale o in una fabbrica (vedi sotto).

Altri tipi di ritmi naturali

Esistono molti altri tipi di ritmi naturali oltre a quello circadiano. Le maree oceaniche hanno due ritmi. Uno è un ciclo giornaliero di 12,4 ore che oscilla tra alta e bassa marea. L’altro è uno schema di 29,5 giorni che segue i ritmi lunari (le fasi della luna) e determina gli estremi di alta e bassa marea durante la luna piena.

Altri tipi di ritmi spesso studiati in cronobiologia sono i ritmi ultradiani, che sono quelli inferiori alle 24 ore, come i cicli del sonno umano, e i ritmi infradiani. I ritmi infradiani regolano cose come la migrazione stagionale degli animali o i cicli mestruali femminili mensili.

Una volta tracciati i cicli dei vari processi biologici, è utile poterli visualizzare in un formato visivo. Un altro aspetto della cronobiologia è la rappresentazione grafica dei cicli biologici sotto forma di diagrammi di fase, come le curve ascendenti e discendenti che si vedono su un grafico giornaliero delle maree.

Applicazioni popolari della cronobiologia

Comprendendo il funzionamento della cronobiologia, scienziati e medici possono applicarne i principi per migliorare la vita. Una delle maggiori aree di applicazione della cronobiologia è la medicina del sonno. Esistono numerosi disturbi del sonno, molti dei quali sono causati dal fatto che l’uomo cerca di condurre una vita da sveglio per 24 ore al giorno, quando naturalmente le persone sarebbero sveglie solo quando sorge il sole. Per esempio, il disturbo della fase avanzata del sonno fa sì che le persone si addormentino presto la sera e si sveglino prima dell’alba ogni giorno. Sebbene non sia adatto alla vita urbana moderna, questo è il modo in cui si viveva prima dell’elettricità e come dormono ancora molti contadini in tutto il mondo.

I cronobiologi hanno contribuito a sviluppare una terapia della luce per le persone i cui ritmi di sonno interferiscono con lo stile di vita moderno. Simulando gli effetti della luce solare intensa nelle prime ore della sera con lampade a pieno spettro, le persone possono essere stimolate artificialmente a rimanere sveglie più a lungo. Allo stesso modo, i lavoratori a turni che hanno bisogno di dormire durante la luce del giorno possono essere dotati di occhiali scuri per indurre il cervello a pensare che sia notte. La comprensione dei ritmi stagionali attraverso la cronobiologia può aiutare i medici a trattare altri disturbi, come il disturbo affettivo stagionale, che causa una lieve depressione negli individui durante i mesi più bui dell’anno.

Lagestione della dieta con un’applicazione cronobiologica è una delle aree di studio più recenti del settore. Le diete cronobiologiche ottimizzano i cicli degli ormoni nel sangue (come l’insulina, il glucagone e gli ormoni tiroidei) per pianificare l’alimentazione quando il cibo sarà digerito e utilizzato in modo più efficiente per la nutrizione. Ciò ha enormi applicazioni in tutti i campi, dalla medicina sportiva al trattamento dell’obesità.

Lo studio della cronobiologia sta crescendo in modo astronomico. In molte università esistono dipartimenti dedicati alla cronobiologia e ogni anno si tengono numerose conferenze in tutto il mondo su questo tema. Le applicazioni della cronobiologia alla medicina e alle scienze naturali sono praticamente illimitate.