sabato, marzo 18, 2006

La struttura temporale delle attività biologiche

E’ noto da tempo che alcune attività dell’organismo, come la secrezione di vari ormoni, si modificano in funzione dell’alternanza giorno-notte – con un ritmo circadiano – e/o dell’alternanza delle stagioni – con un ritmo circannuale – influenzando anche la crescita e lo sviluppo.
In questi ultimi anni le indagini sulle variazioni nel tempo delle attività biologiche (la struttura temporale) hanno messo in evidenza oscillazioni caratterizzate da frequenze disparate, dipendenti anche da fenomeni diversi dalla radiazione luminosa, come i fenomeni geomagnetici.
Tra i ritmi osservati vi sono l’ultradiano (1 o più ore), il circaseptano (circa 7 giorni) e il circadecano (circa 10 giorni), il transannuale (con picchi tra 1 e 2 anni) e quelli pluriennali.

Ritmo e attività
In popolazioni superiori a 1.000.000 di bambini è stato osservato che le variazioni delle misure antropometriche neonatali sono caratterizzate da cicli di 50, 21 e 10,5 anni. Ad esempio le variazioni della lunghezza corporea in un ciclo di 21 anni hanno un ampiezza maggiore di quelle rilevate in un ciclo di 1 anno, mentre per la pressione arteriosa e la frequenza cardiaca neonatali sono state rilevate variazioni transannuali.
Un ritmo circadiano è presente nella secrezione dell’ormone della crescita e dell’ormone stimolante la secrezione di cortisolo (ACTH): la loro massima azione sui tessuti bersaglio si osserva in alcune ore della giornata, anche nel caso di somministrazione esogena dell’ormone.
Un ritmo circaseptano è presente nell’escrezione urinaria notturna del cortisolo e probabilmente è presente anche in alcune attività del sistema immune, mentre la escrezione urinaria notturna della norepinefrina sembra avere un ritmo circadecano.

La melatonina
L’esempio più tipico della struttura temporale della secrezione di un ormone rappresentato dalla melatonina.
La concentrazione della melatonina - circolante, salivare, urinaria e quella presente nella ghiandola pineale - presenta un ritmo circadiano, con alti valori durante la notte e bassi valori diurni, sia nei mammiferi diurni che nei mammiferi notturni.
Un’alterazione del ritmo circadiano della secrezione della melatonina nell’uomo sembra essere associata a malattie, come la malattia di Smith-Magenis, il cancro, l’ulcera duodenale, e al rischio di malattia: cancro della mammella, malattie cardiovascolari, depressione.
Nei bambini sono stati osservati anche periodi ultradiani della secrezione notturna di melatonina di 3,4 e 1,5 ore, associati al sonno REM.
Notevoli variazioni nella secrezione di melatonina sono stati osservati durante la gravidanza, la crescita e l’invecchiamento. In età evolutiva la secrezione è influenzata dalla pubertà, piuttosto che dall’età cronologica, mentre l’ampiezza della variazione circadiana nell’adulto diminuisce con il progredire dell’età.
La melatonina presenta inoltre una variazione circannuale della secrezione diurna ed una variazione (negli anni di minor attività solare) semiaanuale della secrezione notturna. Lo stesso tipo di ritmo notturno è stato rilevato in studi condotti ad alte latitudini, dove gli effetti geomagnetici sono più marcati. Un ruolo della latitudine e dell’influenza geomagnetica, associati ad una riduzione della secrezione notturna di melatonina, sono stati anche evidenziati da studi che investigavano gli effetti delle tempeste magnetiche naturali e dei campi magnetici prodotti dall’uomo.
Rimangono ancora da studiare la struttura temporale di molte attività dell’organismo, in modo particolare del sistema immune e delle capacità riparative, in rapporto anche alla somministrazione di farmaci e di terapie con agenti fisici.