Il ritmo circadiano è oggetto di molti studi, eppure rimane un mistero per molti aspetti. Mentre gli scienziati hanno identificato molte delle proteine cellulari coinvolte nel ritmo circadiano e diversi geni che contribuiscono a un ritmo sano, il gene “master clock” è rimasto inafferrabile. Tuttavia, un recente studio cronobiologico sui ratti indica che il gene Zfhx3, o Zinc Finger Homeobox 3, potrebbe essere il gene master che detta questo importante ritmo biologico.

L’orologio circadiano va avanti

Il ritmo circadiano non detta solo i cicli sonno-veglia, ma anche una serie di processi vitali per la salute, come la riparazione del DNA. Sono molti gli elementi ambientali, o zeitgeber, che influenzano questo orologio interno. Tra questi, la temperatura e la luce. La luce è uno zeitgeber particolarmente importante. La nostra retina percepisce i livelli e l’intensità della luce e trasmette queste informazioni al nucleo soprachiasmatico del cervello, che indica a diverse ghiandole di produrre melatonina, cortisolo e altri ormoni associati al sonno e alla veglia.

Il ritmo circadiano è quasi impossibile da modificare, e lo interrompiamo solo con conseguenze disastrose per la salute. L’ostinazione del nostro orologio interno di 24 ore è un problema di salute importante per le persone moderne, che spesso hanno orari che interferiscono con il raggiungimento di una buona notte di sonno. Inoltre, le persone che soffrono di disturbi del ritmo circadiano spesso scoprono che non esiste una cura, ma solo trattamenti che possono contribuire a rendere la loro vita un po’ meno difficile.

Quando il ritmo circadiano è disturbato

Un esempio notevole di orario moderno che interferisce con il ritmo circadiano è il lavoro a turni. Milioni di persone fanno turni serali o notturni, a scapito della loro salute. Molti lavoratori a turni non riescono ad adattarsi completamente a questo orario innaturale e soffrono di disturbi del sonno e stanchezza. Inoltre, hanno un tasso più elevato di diabete, obesità, malattie cardiache e una serie di problemi di salute. Il lavoro a turni è stato addirittura definito cancerogeno da molte importanti organizzazioni sanitarie, tra cui l’Organizzazione Mondiale della Sanità. Il corpo umano non si adatta mai veramente al lavoro in orari non in linea con il suo orologio interno.

Ildisturbo da ritardo della fase del sonno è un altro caso in cui il ritmo circadiano inflessibile può portare a problemi di salute. Le persone affette da questo disturbo hanno difficoltà a dormire fino a tarda notte, con conseguenti problemi di risveglio al mattino. Sebbene esistano trattamenti, come integratori di melatonina e diete speciali, che possono aiutare questo disturbo, esso rimane una lotta per tutta la vita per le persone che ne soffrono. L’orologio circadiano non può essere semplicemente riportato indietro.

I ratti hanno un ritmo circadiano simile a quello umano e possono soffrire di disturbi circadiani del sonno. Per questo motivo, i ratti sono spesso oggetto di ricerca in cronobiologia . In questo caso, potremmo aver identificato il gene alla base del ritmo circadiano sequenziando il genoma di ratti che presentano disturbi del sonno non di 24 ore, una malattia che si verifica anche negli esseri umani.

I ratti con disturbi del sonno e il gene Zfhx3

Anche i ratti, come la maggior parte dei mammiferi, hanno una serie di orologi interni, tra cui quello circadiano, o delle 24 ore. Per comprendere meglio il ritmo circadiano, i ricercatori hanno preso un gruppo di ratti con cicli sonno-veglia diversi dalle 24 ore e ne hanno studiato il cervello e il DNA. Tutti questi topi avevano un “cortocircuito” nel loro ritmo circadiano che li portava ad avere cicli sonno-veglia più brevi delle normali 24 ore. Vivevano in modo non sincronizzato con i cicli naturali di luce-buio, dormendo e facendo attività in momenti della giornata sempre diversi.

Il sequenziamento genomico ha rivelato che l’unica mutazione genetica che tutti questi topi avevano in comune era una particolare mutazione nel gene Zfhx3. Inoltre, ulteriori analisi del tessuto cerebrale hanno mostrato che tutti i ratti mancavano di alcuni neurotrasmettitori che trasmettono informazioni tra il nucleo soprachiasmatico e la ghiandola pineale, che secerne melatonina.

Zfhx3: Il funzionamento dell’orologio interno

Questa mutazione nel gene Zfhx3 sembra impedire al nucleo soprachiasmatico di comunicare con la ghiandola pineale, bloccando la produzione dei neurotrasmettitori che trasmettono i messaggi. Tuttavia, non è la prima volta che Zfhx3 viene coinvolto in una malattia. Mutazioni in questo gene sono state collegate a una serie di malattie, tra cui disturbi cardiovascolari e schizofrenia. A loro volta, questi disturbi sono stati tutti collegati ad alterazioni del ritmo circadiano. Zfhx3, e l’alterazione del ritmo circadiano causata da una mutazione in questo gene, potrebbe essere il fattore che collega una serie di problemi di salute apparentemente non correlati, ma comunque correlati.

La comprensione del ritmo circadiano e di altri aspetti della cronobiologia umana è essenziale per capire il corpo umano. Il ritmo circadiano e altri orologi interni sono profondamente intrecciati con vari processi cellulari che influenzano sia la salute che il rischio di malattie. L’identificazione del gene alla base del ritmo circadiano apre nuove strade di ricerca e di trattamento che possono aiutare le persone a vivere più a lungo e in modo più sano.