I ritmi circadiani sono quei processi fisiologici che seguono una ritmicità di circa 24h (dal latino circa =intorno e dies=giorno). Sono governati da un “orologio biologico centrale“, che ha la sua sede nell’ipotalamo e da vari “orologi periferici” localizzati nei diversi organi.

I neuroni presenti nel’ipotalamo sono sincronizzati dall’alternanza luce/buio, uno stimolo ambientale che attiva i geni che regolano il rilascio circadiano di specifici ormoni. Tali ormoni orchestrano i processi fisiologici diurni e il sonno (Figura 1). Nei centri periferici invece, gli stessi geni sono modulati dal tipo e dal timing (tempistica) di assunzione dei nutrienti.

Figura 1: Ritmi circadiani e secrezione ormonale. La secrezione di ormoni che regolano le attività giornaliere e modulano la risposta fisiologica alle variazioni di luce e buio segue una ritmicità circadiana.

Ritmi circadiani e performance sportiva

La performance sportiva segue il pattern di oscillazioni circadiane. Gli studi attestano che in una stessa giornata lo stesso soggetto possa subire variazioni di performance del 25% con differenze interindividuali che vanno dal 10% al 30%. Il picco di performance si ha nel tardo pomeriggio e correla con i picchi dei tempi di reazione, di attivazione dei motoneuroni, della VO2max, della vigilanza nonché col picco di aumento della temperatura corporea che segue anch’essa fluttuazioni circadiane.

Come è possibile che il nostro orologio interno si desincronizzi e quali sono le conseguenze?

L’alternanza luce/buio, o se preferite giorno/notte è il sincronizzatore delle lancette del nostro orologio interno. Quando il nostro ciclo è sincronizzato con quello ambientale abbiamo un ritmo sonno/veglia regolare, in sostanza, dormiamo di notte  e siamo attivi di giorno.

Ogni qualvolta volontariamente o involontariamente alteriamo il normale ritmo sonno/veglia si ha un disallinamento con il ritmo luce/buio e di conseguenza una deregolazione dei flussi ormonali circadiani. Se tale deregolazione si mantiene per molto tempo, impatterà sul metabolismo, sulla durata e sulla qualità del sonno e negli sportivi sulla performance. Questa desincronizzazione si produce ad esempio quando si viaggia tra zone con diverso fuso orario, quando non si dorme a sufficienza o si ha uno slittamento verso la sera delle attività quotidiane o ancora quando si lavora su turni o in altri casi ancora.

Le conseguenze, seppur variabili da individuo a individuo, consistono generalmente in sonnolenza diurna, disturbi gastrointestinali, confusione, alterazione dell’appetito e aumento ponderale, mal di testa e irritabilità ma anche disturbi dell’umore e abbassamento delle difese immunitarie che possono favorire malattie e in particolare, nello sportivo, calo della performance (Figura 2)  e maggiore tendenza agli infortuni.

Figura 2: Effetto della privazione di sonno su diverse tipologie di sport (Tratto da Reilly T.e Edwards B. Altered sleep–wake cycles and physical performance in athletes, Pysiol Behav, 2007).

 

L’alterazione dei ritmi circadiani influenza la performance anche in maniera indiretta. Un riposo non adeguato ad esempio, aumenta la secrezione degli ormoni catabolici come il cortisolo. La sua secrezione normalmente segue un ritmo circadiano con un picco al mattino che declina nel corso della giornata. Nei soggetti con alterazione dei ritmi circadiani la produzione di cortisolo si mantiene sostenuta durante la giornata, addirittura fino a sera. Ciò favorisce l’instaurarsi di uno shift del metabolismo in senso catabolico, ovvero di distruzione, a carico del muscolo mentre favorisce al contempo l’accumulo adiposo. Questi cambiamenti metabolici sono particolarmente dannosi per lo sportivo perchè interferiscono con l’ adattamento e il recupero muscolare favorendo fenomeni di overtraining e overereaching. Inoltre la risulta alterato il corretto ripristino del glicogeno muscolare che insieme all’aumentata percezione di fatica può essere responsabile del calo di performance in specifiche discipline sportive come ad esempio gli sport di endurance .

Come si resincronizza l’orologio biologico?

Una corretta igiene del sonno in accordo con l’alternanza luce/buio dell’ambiente esteno resincronizza il nostro orologio biologico, quindi la prima strategia è di tipo comportamentale e consiste nell’evitare tutti le abitudini che interferiscono con la durata e la qualità del sonno come cenare subito prima di andare a letto. Durante la fase digestiva infatti la temperatura corporea aumenta mentre per favorire il sonno la fisiologia prevede una riduzione della temperatura. A questo punto sorge una domanda: la corretta alimentazione può avere un ruolo nel favorire il ripristino di un corretto ritmo sonno veglia?

Il ruolo dell’alimentazione nella regolazione dei ritmi circadiani

Da qualche tempo si sta studiando il ruolo dell’alimentazione nella regolarizzazione dei ritmi circadiani. Si è scoperto che l’alimentazione ha un ruolo diretto sull’addormentamento e sulla qualità del sonno. Si sa infatti che per addormentarsi serve la melatonina. Gli alimenti possono modulare direttamente la produzione di melatonina mediante precursori introdotti con la dieta. Inoltre gli alimenti stessi sono dei sincronizzatori dei centri circadiani periferici.

Produzione di melatonina e alimentazione

La produzione di melatonina è strettamente dipendente dalla disponibilità dell’amminoacido triptofano , un amminoacido essenziale, che deve essere necessariamente introdotto con la dieta perchè il nostro corpo non lo produce da sè. Il consumo di cibi ricchi di triptofano la sera favorisce la produzione di melatonina. Tra questi ritroviamo i cereali  integrali e i legumi, per cui la vecchia storia che non si devono mangiare i carboidrati a cena non è sempre e del tutto valida. Ma il triptofano si trova anche in cibi proteici come le uova, il latte, la carne solo che per massimizzarne l’assorbimento è consigliabile associare alle proteine dei carboidrati ad alto indice glicemico. Questi infatti favoriscono la produzione di insulina che aumenta la quota di triptofano disponibile.

In aggiunta, sia le diete ad elevato contenuto di carboidrati che quelle elevate in proteine possono avere un effetto positivo sul sonno migliorando rispettivamente l’addormentamento e la qualità del sonno mentre diete ad alto contenuto di grassi hanno dimostrato un effetto negativo sulla durata totale del sonno.

Alimentazione e centri circadiani periferici

I centri circadiani periferici sono “orologi biologici” presenti nei vari organi e regolano la secrezione di determinati ormoni ed enzimi in maniera circadiana. Questi centri possono essere sincronizzati, in maniera del tutto indipendente dall’orologio centrale direttamente dagli alimenti e dal loro timing di assunzione anche se studi specifici sull’effetto dei singoli nutrienti sono scarsi soprattutto nell’uomo e ancor più nello sportivo.

Uno studio recente ha valutato l’effetto della somministrazione di un pasto ad elevato contenuto di grassi e basso contenuto proteico (61% grassi, 33% carboidrati, 6% proteine) sull’espressione dei geni attivi nel muscolo scheletrico umano. I risultati hanno confermato che un alto tenore di grassi induce una deregolazione del ritmo circadiano di espressione di specifici geni, quelli coinvolti nella rigenerazione, sensibilità insulinica e catabolismo muscolare.

Riguardo al timing di assunzione dei nutrienti è noto che cenare tardi o mangiare di notte può peggiorare la qualità del sonno sia per un aumento della temperatura corporea che per un allungamento di attività dei centri circadiani periferici. Questo porta alla desincronizzazione dei centri circadiani centrali e periferici. A livello muscolare questa desincronizzazione favorisce la riduzione della sensibilità all’insulina che sembra poter essere ripristinata evitando pasti nelle ore notturne. Tutti questi aspetti  possono impattare sulla performance dello sportivo ma c’è bisogno di studi più approfonditi per capire come e perché.

Quali conclusioni possiamo trarne?

La performance sportiva è certamente correlata alla sincronia dei ritmi circadiani centrali e periferici. La mancanza di sonno e pattern alimentari sregolati portano alla rottura della sincronia con alterazioni metaboliche che impattano su prestazione e recupero. L’alimentazione (qualità, quantità e timing) gioca un ruolo importante nel risincronizzare del nostro orologio biologico centrale e anche dei centri periferici. Conoscere a fondo tali processi puo’ servire a tutti (persone con disturbi del sonno, turnisti ecc) ma in particolare alla popolazione sportiva che potrebbe trarre vantaggio sia da un organizzazione temporale dei pasti in accordo con i ritmi circadiani, sia dalla scelta corretta dei nutrienti seguendo gli effetti che questi hanno sui centri circadiani periferici per massimizzare la performance e il recupero.

 

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