Come fa il nostro corpo a tenere il tempo? Secondo una nuova ricerca, i nostri singoli organi e gli orologi centrali potrebbero lavorare insieme attraverso un processo noto come oscillazione accoppiata.

Spesso parliamo del ritmo circadiano come se fosse un unico orologio. Tuttavia, i nostri orologi interni sono molto più complicati di così. Infatti, ogni sistema di organi e persino ogni cellula del nostro corpo ha una propria tempistica interna, con compiti diversi da svolgere secondo un calendario diverso. Una nuova ricerca in cronobiologia suggerisce che un fenomeno noto come oscillazione accoppiata può essere la chiave per capire come i diversi orologi del nostro corpo coordinano le attività e i tempi tra loro.

Coordinare diversi indizi

Un nuovo esperimento sui moscerini della frutta ha fatto luce su come gli orologi centrali e periferici (non centrali) possano lavorare insieme per regolare strettamente una serie di processi biologici. Le uova dei moscerini della frutta si schiudono sempre al mattino, un processo controllato sia dalla ghiandola protoracica che dai neuroni dell’orologio centrale nel cervello dei moscerini. La ghiandola protoracica è simile alla ghiandola surrenale del corpo umano, in quanto produce ormoni corticosteroidi che sono coinvolti nella tempistica di una serie di attività. In questo caso, la ghiandola protoracica produce un ormone chiamato ecdysone, che indica alle uova di iniziare il processo di schiusa.

Sappiamo che entrambi questi sistemi sono necessari per la schiusa delle uova di lucciola, perché se uno dei due viene interrotto in un laboratorio scientifico la schiusa diventa scoordinata e avviene in momenti casuali. I ricercatori ritengono che questa azione coordinata sia facilitata da un altro gruppo di neuroni, chiamati neuroni PTTH. L’orologio centrale e quello periferico possono comunicare e, in ultima analisi, lavorare insieme per ottenere l’effetto desiderato.

Che cos’è un oscillatore accoppiato?

Come funziona esattamente un oscillatore accoppiato? Immaginate due orologi a pendolo uno accanto all’altro che ticchettano. La maggior parte degli orologi a pendolo ha una tempistica leggermente diversa, quindi i pendoli di solito non sono sincronizzati. Tuttavia, a volte i pendoli si muovono insieme, anche se solo per poco tempo. Questo movimento doppio è noto come oscillazione accoppiata. Due sistemi diversi emettono un modello che occasionalmente si allinea. Gli effetti maggiori si hanno quando i due schemi sono accoppiati, ovvero lavorano in sincronia come due orologi a pendolo che si muovono insieme.

In biologia, questo sistema viene utilizzato per controllare i ritmi cerebrali e una serie di attività diverse. Nuove ricerche in cronobiologia suggeriscono che potrebbe essere importante anche per determinare una serie di altri schemi. Il nostro corpo ha spesso bisogno di attività influenzate o controllate da più di un meccanismo, ed è qui che l’oscillazione accoppiata diventa così utile. Secondo il ricercatore Christian Wegener,

“Questa è la prima descrizione sperimentale completa di un percorso che collega gli orologi circadiani e dimostra che il modello dell’oscillatore accoppiato è effettivamente vero in alcuni casi”.

In altre parole, è la prima volta che gli oscillatori accoppiati vengono collegati alla cronobiologia e ai nostri orologi interni.

I ritmi della vita

Capire meglio come si allineano i diversi orologi interni potrebbe migliorare la salute in vari modi. Per esempio, i farmaci potrebbero essere programmati in modo da essere più efficaci e con meno effetti collaterali, oppure le persone potrebbero finalmente trovare una causa – e quindi una cura – per i loro disturbi del sonno. I nostri orologi sono così parte integrante della vita che le possibilità di conoscerli meglio sono pressoché infinite.

La vita ha un ritmo particolare, sia nel mondo naturale che in quello biologico. Il sole sorge e tramonta ogni giorno; la luna attraversa le fasi a intervalli di 28 giorni. La vita si sincronizza sia con gli orologi del mondo esterno sia con le nostre pulsioni e richieste interne. Gli oscillatori accoppiati presentano un possibile modo in cui tutti questi cicli possono coordinarsi per mantenere i nostri corpi in orario e in pista.