Un team scientifico israeliano ha cercato di scoprire in che modo il ritmo circadiano influisce sull’efficacia dell’esercizio fisico.
Gli scienziati hanno condotto un esperimento con topi costretti a correre su un tapis roulant (il risultato del loro lavoro è descritto nella rivista Cell Metabolism). I topi sono stati divisi in due gruppi: quelli che correvano 2 ore dopo il risveglio e quelli che correvano 10 ore dopo il “risveglio”. Modificando la velocità del tapis roulant, gli scienziati hanno misurato a quale velocità e per quanto tempo sarebbero durati i roditori. Nella competizione ad alta velocità – oltre i 30 cm/s – il gruppo che ha corso la mattina si è comportato meglio, anche se non di molto. I primi topi sono durati solo due minuti in più rispetto ai loro concorrenti del gruppo serale. Un’altra cosa è la competizione a velocità medie e basse. Qui, i topolini della sera hanno avuto il sopravvento: hanno mostrato un risultato eccellente, durando il doppio dei loro rivali in pista.
Ci sono stati altri topi in cui gli scienziati hanno eliminato (reso inutilizzabile o cancellato) i geni PER1 e PER2. Questi geni sono essenziali per il funzionamento del ritmo circadiano. Il ritmo circadiano è un cambiamento nelle fasi del sonno e della veglia, incorporato nella biochimica del corpo; a causa del cambiamento di fase, delle fluttuazioni del background ormonale e dell’attività dei geni, del contenuto degli enzimi div class=”quote__text”>I topi con geni disabilitati, e quindi con un ritmo circadiano interrotto, correvano allo stesso modo – al mattino e la sera.
Un’ora dopo la competizione, i topi sono stati sacrificati alla scienza. Gli scienziati hanno utilizzato preparazioni muscolari ricavate dalle zampe dei topi per studiare come la fase circadiana durante la quale i topi correvano influenzasse il contenuto proteico e l’espressione genica.
Si è scoperto che il profilo dei metaboliti, cioè delle sostanze che vengono rilasciate durante il metabolismo, presenta differenze significative tra mattina e sera. Gli autori del lavoro hanno attirato l’attenzione in particolare su una sostanza: il 5-amminoimidazolo-4-carbossammide ribonucleotide, o ZMP in breve. ZMP attiva la proteina chinasi proteica attivata da AMP, AMPK, che a sua volta controlla il bilancio energetico della cellula. Questa proteina inibisce la sintesi dei lipidi, stimola la glicolisi e la β-ossidazione degli acidi grassi (il processo mediante il quale il grasso viene bruciato per produrre energia). Allo stesso tempo, l’attività ZMP è circa il doppio la sera rispetto al mattino. A proposito, ZMP, o AICAR, è usato per trattare l’ischemia e, inoltre, è usato come droga.
Inoltre, gli scienziati hanno condotto esperimenti con le persone. Dodici persone si sono esercitate al mattino e alla sera, mentre gli scienziati hanno misurato il consumo di ossigeno e l’escrezione di anidride carbonica, nonché la frequenza cardiaca, la frequenza respiratoria, la temperatura corporea e i livelli di glucosio nel sangue e acido lattico.
Si è scoperto che ci sono poche differenze tra i due gruppi in questi parametri, ma solo il consumo di ossigeno è notevolmente diverso – la sera è inferiore. Come scrivono gli autori, una minore assunzione di ossigeno è associata a una maggiore degradazione del glucosio, che non richiede ossigeno, e a una maggiore efficienza dell’esercizio.
Lo studio ha due limiti. In primo luogo, gli scienziati hanno esaminato solo la biochimica nei muscoli degli arti, anche se alcuni cambiamenti potrebbero essersi verificati e molto probabilmente si sono verificati in altre parti del corpo, come il fegato e il tessuto adiposo. Inoltre, all’esperimento hanno partecipato topi con knockout del gene PER1 e PER2, che, possibilmente, essendo attivi, influenzano essi stessi il lavoro di altri geni e la biochimica, oltre al loro ruolo nella regolazione dei ritmi circadiani.