Un orologio da Nobel. È quello di Jeffrey C Hall, Michael Rosbash e Michael W Young, i vincitori del premio Nobel 2017 per la fisiologia e medicina, che portano a casa il prestigioso riconoscimento per aver fatto luce, come da motivazione, sui meccanismi che controllano i ritmi circadiani (dal latino circa dies, da intendersi come intorno al giorno, ovvero su un periodo di 24 ore). Per aver svelato come piante e animali, esseri umani compresi – ma anche organismi unicellulari – si adattano al ritmo giorno/notte scandito dal continuo roteare della Terra, nell’alternare la notte al dì.
Dell’esistenza di un ticchettio interno abbiamo fatto in molti esperienza sperimentando il jet lag, la spiacevole sensazione di sentirci sfasati rispetto all’ambiente esterno che capita di provare volando verse mete lontane. Ma che esistesse qualcosa internamente capace di memorizzare lo scorrere del tempo, tenendone traccia e sincronizzando i meccanismi fisiologici degli esseri viventi alle varie fasi della giornata, è un’idea che risale a diversi anni fa.
Nel Diciottesimo secolo, per esempio, l’astronomo francese Jean Jacques d’Ortous de Mairan, famoso per gli studi sulle aurore boreali, si era accorto che le piante di mimosa si aprivano verso il sole durante il giorno e si richiudevano durante la notte. Ma a prescindere dalla rotazione terrestre, e quindi dalle fluttuazini luminose naturali, se le stesse piante venivano poste sempre al buio, continuavano ad aprire e chiudere le foglie secondo lo stesso ritmo.
Come se, appunto, esistesse un orologio interno che dettasse i ritmi della fisiologia della pianta. Ma l’esistenza di un ritmo circadiano endogeno, come meccanismo interno agli organismi, disgiunto da semplici reazioni a stimoli esterni, comune non solo alle piante ma anche agli animali, cominciò a stabilirsi solo tre secoli dopo. Ed è durante questo secolo, negli anni Settanta, che cominciano ad essere svelate anche le basi biologiche di questo orologio fino ad allora invisibile.
Il merito va Seymour Benzer e Ronald Konopka che, al California Institute of Technology lavorando sui moscerini della frutta (le drosophilae sono state e sono uno dei modelli più usati nella biologia) scoprirono l’esistenza di un gene che, se mutato, distruggeva il loro orologio biologico sul ciclo delle 24 ore. La caccia alla genetica era cominciata dopo che alcuni esperimenti avevano mostrato l’ereditabilità di questi ritmi circadiani. La strada ai lavori dei neopremiati Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash e Michael W. Young era aperta: negli anni Ottanta riuscirono prima a isolare questo gene poi a svelare in che modo funzionasse questo orologio interno. Venne così scoperto che gene in questione, soprannominato period, codificava per una proteina i cui livelli oscillavano lungo le 24 ore, in particolare accumulandosi di notte e diminuendo durante il giorno. Ma non solo: cercando di chiarire in che modo e come variassero i livelli di questa proteina negli anni i ricercatori scoprirono altri ingranaggi di questo orologio interno, portando alla luce altri geni coinvolti, come timeless e doubletime. Parallelamente lo studio sui ritmi circadiani sarebbe proseguito in diversi laboratori nel mondo, anche alla luce di come questo orologio interno fosse fondamentale per prepararci alle diversi fasi del giorno e come il suo corretto funzionamento – la sua sincronizzazione – fosse fondamentale per il nostro stato di salute.
Uno degli esempio più classici di come questo orologio interno, con tutti i suoi componenti interni, aiuti a regolare la nostra fisiologia e i nostri comportamenti è forse quello dell’alternarsi del giorno e della notte associato alla nostra abitudine di star svegli durante il dì e di dormire nelle ore buie. Un’abitudine dovuta anche alla melatonina: la diminuzione della luce fa aumentare la produzione di questo ormone che promuove il sonno, mentre con l’aumento della luce la sua produzione e i suoi effetti diminuiscono. Un meccanismo che può essere influenzato anche dai ritmi e dagli stili di vita. Non senza conseguenze: alcune ricerche suggeriscono infatti che lo sfasamento tra stili di vita e orologio interno sia associato a problemi di salute, considerato come questo ticchettio interno contribuisca a regolare non solo il sonno, ma anche come e quando mangiamo, la nostra temperatura, il rilascio di ormoni e la pressione sanguigna.
Via: Wired.it
