Il nostro ritmo circadiano regola molte delle nostre attività quotidiane, da quando dormiamo e ci svegliamo a quando abbiamo fame. Tuttavia, non tutte le attività biologiche umane si svolgono in un ciclo di 24 ore. Esistono altri orologi principali nel corpo che controllano processi che si svolgono in un arco di tempo più lungo. Uno studio recente ha esaminato l’attività dei ritmi biologici non circadiani che si è scoperto essere alla base della crescita e dello sviluppo.

La scienza dello sviluppo

I mammiferi si sviluppano in modo simile, ma con tempi diversi. Un gattino diventa maturo molto prima di un vitello di elefante. Diversi fattori di crescita innescano la crescita di ossa, muscoli e organi in modo coordinato. Le cellule si differenziano a seconda dei casi e maturano nel tipo di cellula corretto per la regione del corpo che occupano. È evidente che questi eventi sono coordinati, poiché avvengono in tandem. Se i muscoli non crescessero contemporaneamente alle ossa, le nostre ossa diventerebbero rapidamente troppo lunghe per il tessuto connettivo che le collega. Gli organi non sarebbero in grado di tenere il passo con le esigenze di un corpo in crescita. I medici e gli scienziati riconoscono che un orologio principale di qualche tipo è alla base di questi processi e li coordina, ma il meccanismo alla base di questi ritmi biologici non circadiani è appena iniziato a essere compreso.

Ritmi multidiani: I ritmi biologici non circadiani alla base della crescita

Perché i topi si sviluppano e maturano più velocemente delle persone? Come fa il nostro corpo a sapere quando eseguire i numerosi processi coinvolti nello sviluppo? I ricercatori si sono concentrati sui denti per trovare una risposta a queste domande.

In questo studio, gli scienziati hanno esaminato gli ormoni presenti nei maiali (biologicamente molto simili agli esseri umani) per un periodo di due settimane. Hanno scoperto che gli ormoni e le sostanze biochimiche legate alla crescita e allo sviluppo sono stati rilasciati ciclicamente per un periodo di cinque anni. Questo ritmo multidiano, o plurigiornaliero, corrispondeva a caratteristiche microscopiche nei denti e nelle ossa di questi animali. Esaminati al microscopio, denti e ossa presentano linee di crescita simili agli anelli di crescita di un albero.

Ritmi di crescita nei mammiferi

Le caratteristiche linee di crescita osservate nelle ossa e nei denti dei suini si ritrovano anche in altri mammiferi, compresi i primati. Le scimmie Rhesus, che si sviluppano più velocemente dei maiali, hanno un ritmo di quattro giorni. Gli esseri umani, invece, hanno probabilmente ritmi multidiani della durata di otto o nove giorni, motivo per cui maturiamo nell’arco di quasi 20 anni.

Sembra che ci siano due processi distinti che si verificano nel corso dei ritmi multidiani di crescita. Uno regola la crescita, mentre un secondo degrada gli ormoni della crescita per poterli riciclare e riutilizzare nel ciclo successivo. Questi cicli sono regolati dall’ipotalamo del cervello, la stessa area coinvolta nell’attivazione di diverse parti del ritmo circadiano.

Applicazioni future

I ritmi multidiani non sono importanti solo per comprendere il processo di maturazione da neonato ad adulto maturo. Molti processi, come la gravidanza e l’invecchiamento, sembrano essere regolati da un ritmo biologico non circadiano. Conoscere il funzionamento interno del processo consentirà ai ricercatori medici di sviluppare nuovi trattamenti quando questi processi si inceppano.

I ritmi della vita umana sono complessi; esiste una varietà di cicli giornalieri, mensili, annuali e plurigiornalieri che controllano ogni processo. Le nuove tecnologie consentono agli scienziati di comprendere meglio il funzionamento del nostro corpo e di trattare le malattie e i disturbi legati a questi ritmi.