LA LUCE ED I RITMI BIOLOGICI

Le variazioni nell’anno e nel giorno dell’arco diurno e dell’arco notturno del Sole inducono all’evidenza delle variazioni biologiche e comportamentali in un gran numero di specie viventi. Sembra che questo ritmo solare sia più o meno memorizzato in quelli che si chiamano orologi biologici.

Estese alla Luna ed ai pianeti del nostro sistema solare, queste variazioni di durata di presenza/assenza al di sopra dell’orizzonte e circannuale della successione dei segni dello Zodiaco è in effetti una constatazione primaria. Esistono delle osservazioni che mettono in evidenza gli effetti della luce solare sugli organismi viventi?

Osservazioni che si potrebbero, in qualche modo, estrapolare verso l’insieme dei pianeti del sistema solare?

Presso i vertebrati superiori, dotati di un organo della vista ben differenziato e di una retina, l’informazione sulla presenza o assenza della luce interessa vie nervose molteplici, che hanno per effetto di attivare o disattivare certi centri nervosi.

retina-tubercolo quadrigemino anteriore - centro cilio-spinale della ghiandola pineale-ganglio simpatico cervicale superiore - attivazione di fibre adrenergiche che accompagnano dei vasi sanguigni verso l’epifisi (=ghiandola pineale) dove viene attivato un enzima, la N-acetiltransferrasi.

La luce ha qui un’azione inibitrice sul ganglio cervicale superiore, dunque sull’attività dell’epifisi.

retina-nucleo sopra-chiasmatico dell’ipotalamo anteriore (uno dei nuclei‑chiave dell’orologio interno che regola i ritmi circadiani) - formazione reticolare del mesencefalo - centro cilio-spinale.

Vedremo fra poco ciò che, in questi centri nervosi, è attivato dalla luce e in qual senso.

Sempre accade che, presso gli uccelli ed i mammiferi, la luce gioca un ruolo diretto nella ripresa invernale dell’attività sessuale: la fotogonadostimolazione è un’azione riflessa a punto di partenza retinico ed il cui centro di controllo è posto a livello dell’ipotalamo anteriore solamente la fase si sviluppo delle gonadi è regolata: dacché l’attività delle ghiandole genitali è massimale il loro funzionamento non è più fotoregolato: si dice allora che le ghiandole genitali entrano in fase fotorefrattaria: vi è un periodo dopo il quale l’influenza della luce non ha alcun effetto.

Per il nostro soggetto, l’interesse sembra qui rimarcare che le variazioni luminose modificano l’attività di un programma genetico che esiste in ogni modo indipendentemente dalla luce: la luce è presa come sincronizzatrice dei processi interni ma certamente non come causa assoluta di questi processi.

Sebbene che, lo vedremo, quando la luce non fa…… (variazioni insufficienti, per esempio) ci sono altri fenomeni naturali che sono presi come sincronizzatori dagli stessi orologi biologici. Ne conviene dedurre che sia la sensibilità al fotoperiodo che è programmata nel genoma, ma che essa potrebbe anche non esserlo del tutto.

Un buon indice di questa preminenza del genoma nella scelta dei sincronizzatori è il carattere ereditario del comportamento delle piante di fronte al fotoperiodo.

Nell’uomo, gli effetti della sensibilità al fotoperiodo solare sono stati notati in patologie: quando l’arco diurno è il più corto, in inverno, un certo numero di soggetti presenta dei sintomi di “depressione invernale”: sonno difficile, sonnolenza diurna, appetenza per gli alimenti dal gusto zuccherato,, tristezza, irritabilità, mancanza di socievolezza, basso desiderio sessuale, idee di suicidio. L’esposizione volontaria ad una luce intensa sotto controllo medico, o fototerapia, migliora i sintomi depressivi nella maggioranza dei casi; l’efficacia del sonno profondo sono aumentate, sul piano ormonale si osserva allora un aumento del tasso di noradrenalina plasmatica, che si manifesta con un miglioramento generale dell’umore del soggetto.

Quando il genoma decide di impadronirsi di un fattore ambientale , per esempio la luce, per farne un sincronizzatore di certi processi biologici, può scegliere di interessare uno o più organi alla ricerca delle variazioni del segnale e alla trasmissione degli ordini che inizieranno detti processi. L’uso di un sincronizzatore esterno all’organismo è necessario perché l’attività biologica dell’individuo sia modulata in funzione delle risorse dell’ambiente naturale: vi è un migliore momento (del giorno, dell’anno) per cacciare, per mettere al mondo i piccoli, per costituire le riserve alimentari, per riposarsi, etc.

Per la ritmicità rimarchevole della funzione di riproduzione negli animali essa può essere considerata come “il prodotto di un’interiorizzazione del tempo astronomico” che si è effettuata nel corso dell’evoluzione, nel patrimonio genetico delle specie. Tuttavia, i ritmi memorizzati nel genoma lo sono con un margine di errore più o meno grande; il cielo endogeno degli animali non comporta che 320 o 340 giorni al posto di 365 1/4; donde la necessità di procedere regolarmente a scalare gli orologi interni grazie ad un sincronizzatore esteriore.

Il modo in cui si fa la ricerca delle modulazioni del sincronizzatore non è senza interesse per l’astrologia: presso le piante, per il passaggio dello stato vegetativo allo stato riproduttivo, l’importante non è il valore assoluto della durata del giorno (o della notte), ma il momento in cui intervengono i passaggi notte-giorno e giorno-notte; in questi momenti entrerebbero probabilmente in azione dei meccanismi enzimatici che interferirebbero con la ritmicità legata al metabolismo della fissazione del gas carbonico nella fotosintesi.

Questa notazione ha la virtù di mettere sulla strada della valorizzazione degli “angoli del cielo” in astrologia e all’occorrenza l’asse Ascendente-Discendente: la valorizzazione degli effetti di un segnale che sopravviene all’interfase arco diurno-arco notturno, sarebbe legata ad un’attivazione enzimatica e metabolica particolare, avente per effetto di far oscillare il senso d’attività di uno o più “processi opporti” (Jan Didier Vincent) sensibili al giorno ed alla notte.

Vedremo più avanti che un’ipotesi analoga è stata proposta al soggetto della nascita dell’individuo, mettendo sulla via della spiegazione del fatto ben estraneo, secondo cui, un tema astrologico di nascita “segna” l’individuo per la vita intera.

Da dove parte l’ordine di prendere in considerazione un sincronizzatore esterno? Dal genoma. E più precisamente, dai geni, a livello della decisione della trascrizione piuttosto che a livello dei prodotti della trascrizione (sintesi proteica). Eccoci rinviati allo stesso tipo di effetti di quelli intravisti antecedentemente a proposito del segnale gravitazione-irradiazione. Siamo dunque sulla strada di una spiegazione unitaria dell’insieme dei processi astrologici (ivi compresi dei transiti considerati come delle riattivazioni di fasi parziali di (recalage), l’unità non essendo quella dei segnali fisici esteriori (la gravitazione non è in se stessa né ritmo né luce) ma essendo data dalla risposta dell’organismo vivente.

Nella drosofila, il ritmo di schiusura è sotto la dipendenza di un gene “periodo” o PER, di cui la molecola di ARN messaggero prodotta è copiata in una proteina chiamata PER; ora, il massimo di ARN messaggero e di proteine PER corrisponde al momento della schiusa. (Par boucle?) di regolazione negativa (retrocontrollo), la proteina PER inibisce la produzione di ARN qualche ora più tardi, il che corrisponde alla fine del periodo della schiusa.

Ugualmente presso il fungo Neurospora Crassa, la produzione ritmica di spore asessuate (i conidi) è sotto l’influenza del gene “frequenza” o FRQ. Questo gene codifica per la proteina FRQ con l’intermediazione di un ARN messaggero; poi, come presso la drosofila, la proteina inibisce la produzione di ARN un po’ più tardi (retrocontrollo).

Questa inibizione retroattiva è resa possibile grazie ad una proteina; presso la drosofila si tratta della proteina TIM che favorisce l’entrata della proteina PER nel nucleo cellulare, che è la condizioni perché essa possa inibire il gene PER.

Non bisogna meravigliarsi, in queste condizioni, che si sia potuto correlare certi ritmi biologici con la quantità di ARN prodotto. Presso l’alga Acetabularia, più la quantità di ARN prodotto è elevata, maggiore è l’ampiezza del ritmo circadiano; la ritmicità sparisce quando l’ARN sparisce.

Quali sono gli organi originali ai quali sono deferite le funzioni di orologi biologici? Oggi si ha tendenza a credere ad una molteplicità di orologi aventi la loro sede in ciascuna cellula dell’organismo e funzionante in seno ad un sistema molto decentralizzato ma gerarchizzato. Ciò detto, alcuni organi particolari giocano un ruolo d’orologio biologico più o meno ben attestato:

• Il nucleo sopra-chiasmatico (NSC) (due gruppi simmetrici di neuroni nel cervello, alla base del terzo ventricolo, vicino al di sopra del chiasma ottico); presso i mammiferi e gli uccelli esso risponde all’illuminazione della retina e alla stimolazione del nervo ottico. La sua distruzione totale e bilaterale comporta, presso il ratto, la scomparsa dei ritmi circadiani nei seguenti campi: attività locomotoria, presa di alimenti, temperatura centrale, secrezione di melatonina, di prolattina e di ACTN; recettività dei neuroni all’acetilcolina, alle catacolamine ed ai morfinici.

• l’epifisi (o ghiandola pineale): essa secerne la melatonina (vedi sopra) che è in forte concentrazione la notte; essa è sotto il controllo del NSC presso i vertebrati superiori, ma non presso il luccio, dove essa dispone dei propri fotorecettori;

• le ghiandole surrenali, che secernono il cortisolo (che manifesta un picco di concentrazione da dicembre a marzo);

• le membrane cellulari (ritmo circadiano del potassio intracellulare) sensibili ai segnali chimici.

Questi differenti orologi oscillano e possono fare interferire i loro ritmi. Parecchi oscillatori organizzati in reti permettono di produrre dei ritmi ultradiani e circadiani; basta che uno dei nodi della rete (un enzima, per esempio) ha una periodicità di 24 ore nella sua attività perché la risultante sia un ritmo circadiano.

Nell’uomo, devono esistere ancora altri oscillatori ivi compresi nella neocorteccia. Il ritmo veglia-sonno fa intervenire delle formazioni neuronali del rafe nel tronco cerebrale. Nella neocorteccia si effettuerebbe il trattamento dei sincronizzatori “culturali”: abitudini sociali, costrizioni ecologiche.

Per dei ritmi di lunghissima durata (passaggio dalla giovinezza alla senescenza) si è invocata nel genoma, la possibilità di rottura di certi legami più fragili di oltre fra le base dell’ADN; ora, i legami guanina-citosina sono più solidi dei legami adenina-timina; la stabilità del gene che dipende dalla solidità dei legami tra le basi dell’ADN, parrebbe dunque funzione della percentuale dei legami guanina-citosina, che aumenta con la complessità delle specie viventi, ma che può anche leggermente variare secondo gli individui di una stessa specie.

I ritmi circadiano offrono per l’astrologia l’interesse particolare di valorizzare la proprietà della sfera locale (alternanza arco diurno - arco notturno), ma anche per le variazioni del rapporto giorno-notte nell’anno di offrire un inizio di spiegazione alle modificazioni dell’espressione genetica lungo il ciclo zodiacale.

I ritmi circadiani, presso gli animali superiori, sono correlati all’attività dell’epifisi (ghiandola pineale): essa secerne la melatonina (molto la notte, poco il giorno). Presso certi vertebrati, l’epifisi rafforza un enzima, la N-acetiltransferrasi, che è abbondante la notte, gioca un ruolo nella trasformazione della serotonina in N-acetilserotonina; questa, sotto l’azione dell’enzima HIONT (idrossi-indolo-metiltransferrasi) è in seguito trasformata in melatonina. Ora, l’attività della N-acetiltransferrasi è sottoposta ad una netta variazione circadiana (e anche l’HIONT in misura minore).

Ma presso il pollo l’oscurità non può sbloccare l’attività della N-acetiltransferrasi che in certi momenti, determinati dall’orologio interno (endogeno) dell’uccello, dunque dal suo genoma.

Forse potremmo suggerire un modello possibile per la valorizzazione degli angoli della sfera locale?

Legenda:

+: crescita della concentrazione plasmatica M: massimo

-: diminuzione della concentrazione plasmatica m: minimo

Si constata che l’asse ritenuto il più importante in astrologia (AS-DS) valorizza l’inversione del rapporto di secrezione di due ormoni, la serotonina e la melatonina mentre l’asse MC-FC valorizza soprattutto le concentrazioni massime e minime dell’una e dell’altra; in altri termini, è legato a ciò che è stato detto prima, l’asse AD-DS valorizza dei cambiamenti radicali nell’espressione del genoma (attivazione/disattivazione della N-acetiltransferrasi), mentre l’asse MC-FC corrisponde alle conseguenze estreme di questi cambiamenti nei rapporti di concentrazione ormonale: il genoma potrebbe molto bene essere più fotoregolato a questi momenti del nictemerale poiché i segnali essenziali hanno avuto luogo all’interfase acro diurno - arco notturno.

Quanto alle variazione circannuali, esse si deducono facilmente da quanto precede. Se prendiamo un cerchio il cui perimetro corrisponda a 24 ore, la radiazione ritmica di dominio di un ormone sull’altro può essere facilmente rappresentato:

Gli effetti della serotonina e della melanina essendo differenti sul numero dei recettori, la variazione della durata dell’informazione ormonale su questi recettori può indurre dei comportamenti differenti.

Beninteso, il rapporto serotonina/melatonina non varia che in funzione del fotoperiodo solare. Per il periodo degli altri pianeti, i processi potrebbero essere confrontabili, ma allora essi metterebbero in gioco altri rapporto ormonali suscettibili di generare risposte metaboliche in rapporto con la lunghezza di onde radioattive percepite.

L’estrapolazione del ritmo circadiano della melatonina a un ritmo circannuale è osservata in natura: nei Mammiferi la melatonina gioca un ruolo sincronizzato dell’attività sessuale. in autunno la ghiandola pineale secerne prevalentemente la melatonina (vedere lo schema precedente) che ha una funzione antigonadotropa (così, forse, come l’arginina e la vasotocina). E’ in primavera che le ghiandole sono riattivate (bassa secrezione di melatonina).

Tuttavia non dobbiamo perdere di vista che il fotoperiodo è un segnale condizionato e non assoluto. Ecco un esempio: gli animali possiedono le ghiandole pineali più sviluppate (pinnipedi, cervidi, manchots?) vivono sotto latitudini elevate (forte variazione del fotoperiodo) mentre quelli in cui esso sono poco sviluppate (sdentati, pangolini) o totalmente assenti (coccodrilliani) vivono sotto latitudini basse (0°-10°) (debole variazione del fotoperiodo); questo è un indice del legame giocato dalla ghiandola pineale, tra fotoperiodo e attività riproduttrice.

Ma d’altro canto, numerosi mammiferi della zona equatoriale (debolissime variazioni del fotoperiodo) hanno una ghiandola pineale ben sviluppata e ben attiva, ma legata con altri fattori dell’ambiente: temperatura, umidità, regime pluviale, nutrimenti, odoro… Nei rettili esistono relazioni strette fra il funzionamento della ghiandola pineale e le variazioni termiche esterne, probabilmente perché il genoma li “considera” come segnali più deboli del fotoperiodo.

Ugualmente la serotonina ha un’influenza circannuale: secreta in minore quantità in ottobre-novembre (vedi schema estate-inverno) essa stimola allora ad una consumazione di glucidi più elevata, il che permette di costituire delle riserve di lipidi per l’inverno; al contrario, la dopamina secreta in più grande quantità in febbraio-marzo, ha un’azione lipolitica, generando un dimagrimento relativo in estate. Le depressioni delle stagioni a giorni corti, i disturbi del sonno, le turbe del funzionamento corticosurrenale, tutti eliminati da un trattamento di fototerapia, sono stati messi in rapporto all’ambiente esteriore.

Qui, le direzioni di ricerca sono quelle della scienza dei ritmi biologici: “L’animale come percepisce ed analizza le variazioni annuali dell’informazione fotoperiodica o termoperiodica? I ritmi circadiani sono l’unità funzionale del ciclo annuale? Quali strutture gestiscono l’accoppiamento tra le informazioni appartenenti al programma interno e quelle provenienti dall’ambiente? Come si effettua la trasformazione in una risposta complessa?