La cronobiologia (dal greco kronos, tempo, "studio dei tempi biologici") è la scienza che studia il bioritmo, cioè le fluttuazioni periodiche di funzioni e parametri biologici degli organismi viventi.

Questi cicli sono noti anche come ritmi biologici.

Gli studi cronobiologici trovano ausilio in diverse discipline come anatomia comparata, fisiologia, genetica, biologia molecolare ed etologia degli individui.

 

Descrizione

Le variazioni dei tempi e della durata dell'attività biologica negli organismi viventi si verifica per molti processi biologici essenziali. Ciò si verifica negli animali (il mangiare, dormire, l'accoppiamento, l'ibernazione, la migrazione, la rigenerazione cellulare, ecc.) e nelle piante (movimenti delle foglie, reazioni fotosintetiche, ecc.). Si individuano:

• ritmo circadiano, un ciclo di circa 24 ore, come il ciclo veglia-sonno;

• ritmo infradiano, cioè meno (infra-) frequente di 24h, e quindi più lungo di un giorno, come il ciclo mestruale, la migrazione annuale o i cicli di marea, comunemente osservati nella vita marina;

• ritmo ultradiano, più (ultra-) frequente di 24h, e quindi più corto di un giorno, come il ciclo REM di 90 minuti, il ciclo nasale di 4 ore, o il ciclo di produzione dell'ormone della crescita di 3 ore.

Cenni storici

Un ciclo circadiano fu inizialmente scoperto nel settecento dallo scienziato francese Jean Jacques Dortous de Mairan studiando il movimento delle foglie delle piante. Nel 1751 il botanico e naturalista svedese Carolus Linnaeus progettò un orologio floreale utilizzando certe specie diurne di piante floreali. Organizzando le specie selezionate in un modello circolare, progettò un orologio che indicava l'ora del giorno osservando quali fiori si aprivano e quali si chiudevano.

Nel 1924 Alexander Chizhevsky, laureatosi alla Scuola Medica dell'Università di Mosca, pubblicò i lavori interdisciplinari "Fattori fisici dietro il processo della storia" e "Catastrofi epidemiologiche e attività periodica del Sole" studiando i cicli negli organismi viventi in rapporto col ciclo solare e col ciclo delle fasi lunari.

Il simposio del 1960 svoltosi presso il Cold Spring Harbor Laboratory sembrò definire il momento in cui i ricercatori, provenienti da campi molto differenti, scoprirono il fatto che tutti loro stessero studiando lo stesso fenomeno. L'atteso incontro gettò le basi per il moderno sviluppo della cronobiologia.

Franz Halberg dell'Università del Minnesota, che coniò il termine circadiano, è generalmente considerato tra i padri della cronobiologia moderna. Tuttavia, fu Colin Pittendrigh e non Halberg ad essere stato eletto direttore della Society for Research in Biological Rhythms negli anni 1970.

Notevole è stato anche il contributo del biologo tedesco Jürgen Aschoff, considerato uno dei fondatori della moderna cronobiologia insieme con Franz Halberg e Colin Pittendrigh.

 

Strumenti di valutazione

Nel 1976, J.A. Horne e O. Östberg svilupparono il Morningness-Eveningness Questionnaire quale strumento per stabilire se una persona possiede il maggior livello di vigilanza durante le ore diurne o serali. Nel loro articolo fecero distinzione tra persone mattutine e serali, mentre altri autori talvolta utilizzano rispettivamente i termini "allodola" e "gufo" per indicare coloro i quali rientrano nei due differenti cronotipi.

 

Altri campi

La cronobiologia è un campo interdisciplinare di investigazione. Essa interagisce con la medicina e con altri campi di ricerca come il jet lag, i disturbi del sonno, l'endocrinologia, la geriatria, la medicina dello sport, la medicina dello spazio e il fotoperiodismo.