La cronobiologia è anche detta scienza dei ritmi.
La cronobiologia afferma che i ritmi biologici variano con oscillazioni ricorrenti che rispettano il ritmo circadiano, che cioè hanno un picco e un calo entro le 24 ore del periodo giorno-notte. In cronobiologia, se i ritmi biologici subiscono variazioni, con durata inferiore alle 24 ore, anche di poco, si chiamano ultradiani. E' per questo che le variazioni dei ritmi in alcuni casi sono sintomo dell'insorgenza di patologie, come ad esempio malattie tumorali, cardiache o endocrine.Storia
La cronobiologia nasce grazie a ricercatori tedeschi e francesi che, intorno agli anni '50, osservano le modificazioni di alcuni ritmi biologici che avvengono durante il trascorrere della giornata. Ad esempio, la quantità di globuli bianchi nel sangue che varia in base al momento della giornata. La maggior parte delle nostre funzioni vitali ha ritmi ciclici periodici. Questa materia in Italia acquista interesse scientifico negli anni '70 e le scoperte vengono applicate alla somministrazione di farmaci e alle relative terapie (cronofarmacologia e cronoterapia): si appura che un farmaco ha effetti diversi sull'organismo e quindi sulla malattia in base all'orario in cui viene assunto. I ritmi biologici hanno origine endogena, cioè appartengono all'interno dell'organismo e non sono influenzabili da altri elementi, come ad esempio ambiente, vita sociale, lavoro, età e così via. Gli orologi biologici interni all'organismo sono tanti e sono sincronizzati dall'ipotalamo, dalla ghiandola pineale e altre regioni del cervello con funzione di coordinamento: questi orologi battono tutti allo stesso ritmo, ma se qualcosa si sfasa, come ad esempio il lavoro dei neurotrasmettitori, il ritmo biologico non funziona più con regolarità (free running). L'organismo subisce così scompensi e squilibri psico-fisici, che vanno affrontati con una terapia basata anche sullo studio dei ritmi circadiani: cronoterapia e cronofarmacologia.Cronofarmacologia e cronoterapia
Per cronofarmacologia si intende la somministrazione di farmaci in orari determinati e si lega quindi alla cronobiologia. Le prime intuizioni sull'importanza dell'ora in cui viene assunto un farmaco nascono in Inghilterra e Francia all'inizio dell' '800, ma una regolamentazione più estesa si ha soltanto intorno al 1950 con l'affermazione della cronobiologia. Trovare l'ora giusta in cui un medicinale ha soltanto effetti positivi e non negativi o tossici è lo scopo di questi studi. Un'influenza sul beneficio del farmaco deriva anche dalla modalità di somministrazione: via orale o venosa.
Facciamo alcuni esempi di cronofarmacologia. E' accertato che la mucosa dello stomaco è più sensibile alle 10 del mattino, rispetto alle 10 sera. Per le affezioni bronchiali c'è maggiore risposta alle 3 del pomeriggio che a mezzanotte.
Le variazioni circadiane studiate all'interno della cronobiologia sono quindi dipendenti dalla cronocinetica, cioè dal variare degli effetti che il farmaco produce nel sangue e nel liquido interstiziale che irriga le cellule e dai ritmi di assorbimento, distribuzione, trasporto ed eliminazione. Questo ci fa capire quanto sia importante individuare l'orario più adatto per la somministrazione dei farmaci e rispettarlo in maniera rigorosa, per sfruttare al massimo i suoi effetti positivi e limitare al minimo quelli negativi (o effetti collaterali).
Un esempio che possiamo considerare sono i farmaci ipnotici e barbiturici: quanto prima vengono somministrati di sera, tanto più breve è il sonno che inducono.
Invece, gli antidepressivi triciclici (es. litio) sono in grado addirittura di alterare i ritmi circadiani, allungando eccessivamente il periodo del sonno.
Per quanto riguarda un farmaco specifico e largamente utilizzato, prendiamo come esempio l'aspirina. In tutte le sue forme, se viene assunta la sera ci sono minime possibilità di irritazione della mucosa gastrica, per cui l'orario serale va rispettato soprattutto in quei pazienti che prendono l'aspirina tutti i giorni (es. nei casi di prevenzione di ictus e malattie cardiovascolari). Sappiamo bene infatti che l'efficacia di un medicinale è quasi sempre accompagnata da effetti indesiderati o collaterali, che variano da persona a persona: nel caso dell'aspirina, quindi, l'assunzione va fatta durante le ore serali per eliminare l'effetto cronotossicologico.
Altre sostanze che vengono spesso assunte sono cortisone e cortisolo: si tratta di ormoni naturali (steroidi e corticosteroidi) con proprietà antinfiammatorie. L'assorbimento attraverso lo stomaco può ritardare l'effetto rispetto invece alla via venosa. L'ottimizzazione degli effetti si ottiene valutando l'ora di somministrazione in cui prevalgono gli effetti positivi e la tolleranza al farmaco, per cui i corticosteroidi in genere si somministrano nella prima parte della giornata.
Per quanto riguarda il rene, invece, è necessario considerare i diversi tipi di sostanze assunte: ad esempio, per i farmaci anticancro e gli antinfiammatori non steroidei non ci sono indicazioni particolari rispetto all'orario di assunzione perchè entrambe le sostanze vengono eliminate rapidamente per via renale.
Se si prende invece un anestetico, la durata dell'effetto varia, allungandosi se assunto in tarda serata: in questo caso intervengono i ritmi circadiani del fegato. Il fegato durante il giorno produce più proteine del sangue, quindi le proteine plasmatiche sono minori di notte e i medicinali si fissano meglio.
La cronoterapia quindi mira ad evitare gli effetti negativi e collaterali dell'assunzione dei farmaci, partendo dal presupposto che ogni farmaco ha le sue caratteristiche: il picco di massima concentrazione nel sangue, il tempo per raggiungerlo e la fase discendente. In tutte queste tappe, il medicinale incontra i ritmi circadiani. Come già spiegato, assume molta importanza anche la modalità di assunzione del farmaco. Un chiaro esempio riguarda i prodotti contro l'asma, affezione molto diffusa: i farmaci per via orale hanno un effetto più rapido se vengono assunti al mattino, mentre per via venosa l'effetto è più rapido di sera. Da questi esempi si apprende come un farmaco, seppur destinato a determinati organi (o cellule di esso, o recettori) va ad agire sull'insieme organo-tessuto cellulare-recettori. Leggi un ulteriore approfondimento su questo tema: I ritmi Circadiani e Stagionali