Calore e luce sono in grado di disturbare l’orologio biologico naturale del corpo

Cambiamenti nella luce e nel buio disturbano l’orologio biologico umano causando “jet lag”, ma una ricerca finanziata dall’UE sui moscerini della frutta Drosophilia ha scoperto che anche cambiamenti nella temperatura dell’ambiente possono disturbare i naturali ritmi circadiani del corpo, ovvero l’orologio biologico.

Con i livelli giornalieri della temperatura spesso strettamente collegati alle ore di luce solare, i ricercatori hanno scoperto che il disallineamento di calore e luce produceva dei marcati cambiamenti nei livelli di attività dei moscerini della frutta che sono normalmente sempre più attivi durante le 12 ore di luce diurna, e che raggiungono il picco dell’attività la sera subito prima del calo nei livelli di luce e temperatura.

Dal momento che l’effetto della temperatura sui ritmi circadiani è stato studiato di meno rispetto all’effetto della luce, la ricerca guidata dall’University College London (UCL) e finanziata attraverso il progetto CLOCK MECHANICS potrebbe aiutare a ottimizzare le condizioni di lavoro, ad esempio regolando il riscaldamento e l’aria condizionata per migliorare la produttività, oltre a migliorare la salute mentale delle persone.

“Le nostre scoperte indicano una rilevanza biologica più elevata per gli effetti della temperatura sui ritmi comportamentali giornalieri rispetto a quanto stimato in precedenza,” affermano i ricercatori in un articolo pubblicato in ottobre nella rivista Cell Reports.

Interrompere la sincronia tra calore e luce

In una serie di esperimenti, è stata interrotta la sincronia del ciclo naturale di 12 ore di luce e calore seguito da 12 ore di buio e freddo, in modo che il ciclo della luce fosse in ritardo di 2-10 ore rispetto al ciclo della temperatura. Un piccolo sfasamento temporale, inferiore alle quattro ore, tra i cicli di calore e luce produceva un effetto relativamente basso sull’orologio biologico, e i segnali relativi alla temperatura avevano il controllo sui livelli di attività.

Tuttavia, con un ampio sfasamento temporale tra i due cicli, l’orologio biologico si regolava in base alla luce, ignorando la temperatura, un’indicazione che l’orologio biologico dei moscerini può “orchestrare” in parte i cambiamenti in un ambiente multisensoriale piuttosto che trattare luce e temperatura in modo del tutto separato.

Gli esperimenti hanno inoltre permesso di scoprire che uno sfasamento temporale “moderato”, con una differenza di circa sei ore tra i segnali relativi a calore e luce, causava confusione nel funzionamento dell’orologio naturale, portando a gravi disturbi nel comportamento del moscerino, un risultato che non era mai stato registrato prima. I moscerini erano attivi solo durante le sei ore quando faceva freddo e c’era luce.

Effetti della robustezza

Con un disallineamento delle differenti fasi, l’orologio biologico dei moscerini oppone resistenza ad alcune ma si adatta ad altre indicando una robustezza in certe circostanze. Questo potrebbe suggerire che forse anche le abitudini comportamentali giocano un ruolo nel modo in cui i moscerini si adattano al disturbo.

I segni di robustezza potrebbero essere importanti dato che altri ricercatori hanno effettuato dei collegamenti tra disfunzione dell’orologio biologico umano e disturbi mentali, anche se il sottostante principio di causa ed effetto non è ancora chiaro. Una migliore comprensione del disturbo all’orologio biologico potrebbe anche “consentire nuovi approcci nel trattamento e nella prevenzione dei disturbi mentali,” secondo i ricercatori.

Anche se gli esseri umani e altri mammiferi, a differenza degli insetti, regolano internamente la temperatura, se si ripetesse questa ricerca nei mammiferi, essa potrebbe avere delle implicazioni per una regolazione ottimale dell’ambiente di lavoro umano, incluso il modo in cui riscaldamento e aria condizionata potrebbero influire su lavoro e produttività.

Il progetto CLOCK MECHANICS ha ricevuto poco meno di 2 milioni di euro in finanziamenti dell’UE e si concluderà nel mese di agosto del 2020.

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