Come il colore della luce influenza l'orologio biologico

Come il colore della luce influenza l'orologio biologico

Per mantenere sincronizzati i ritmi circadiani con quelli dell'ambiente esterno, l'orologio biologico centrale del cervello non si basa solo sui livelli di luminosità, ma sfrutta anche le informazioni, provenienti dai coni della retina, sulla composizione spettrale della luce, ossia il suo colore(red)

La composizione spettrale della luce ha una forte influenza sul modo in cui l'orologio biologico dei mammiferi misura e scandisce il tempo della giornata. Lo ha stabilito uno studio condotto da ricercatori dell'Università di Manchester e pubblicato sulla rivista “PLoS Biology”, in cui per la prima volta si dimostra che il colore della luce ha un peso quasi altrettanto determinante della sua intensità sulla corretta calibrazione dei ritmi biologici.

Per potersi adattare agli eventi ricorrenti nell'ambiente gli animali sfruttano i loro orologi circadiani endogeni, che però hanno bisogno di essere periodicamente ritarati sull'ora locale reale. Di tutti gli input sensoriali che vengono usati a questo scopo, quello di gran lunga più studiato, e presumibilmente di maggior peso, è la variazione diurna della quantità complessiva di luce che raggiunge la superficie terrestre.
Nei mammiferi, questa informazione è portata all'orologio biologico centrale del cervello, situato nei cosiddetti nuclei soprachiasmatici dell'ipotalamo, da un fascio di neuroni che proviene dalla retina.
La proiezione nasce da una particolare classe di cellule della retina, le cellule gangliari retiniche ipRGC, che sono sensibili alla luce perché esprimono una proteina fotosensibile, la melanopsina, diversa da quelle che si trovano in coni e bastoncelli. Tuttavia queste cellule ipRGC ricevono segnali anche dai bastoncelli e dai coni, e proprio la presenza dei coni (le cellule fotosensibili ai colori) in questo sistema di taratura ha spinto i ricercatori a supporre che anche i coni possano concorrere alla calibrazione dell'orologio circadiano.
Per verificare questa ipotesi Lauren Walmsley e colleghi hanno collocato un gruppo di topi in un ambiente chiuso in cui era stato ricostruito un cielo artificiale di cui era possibile controllare la luminosità e la composizione spettrale della luce. I topi sono stati tenuti in quell'ambiente per diversi giorni, monitorandone la temperatura corporea e l'attività elettrica dei nuclei soprachiasmatici.
Come è normale per animali notturni come i topi, la loro temperatura corporea si alzava subito dopo il calare della notte, quando il loro cielo artificiale diventava meno luminoso e di un blu più scuro, indicando che il loro orologio biologico era perfettamente sincronizzato con l'ambiente. Tuttavia, se i ricercatori facevano variare solo la luminosità, senza alterare la cromaticità della luce, i topi iniziavano a diventare più attivi prima del crepuscolo, segnalando che il loro orologio biologico non era correttamente allineato al ciclo giorno/notte. Ciò dimostra che i coni forniscono al cervello informazioni essenziali per la corretta calibrazione dell'orologio biologico.
Questo risultato può verosimilmente essere esteso a quasi tutti i mammiferi – osservano gli autori – poiché la stragrande maggioranza di essi, pur non possedendo la sofisticata visione cromatica dell'uomo e dei primati del Vecchio Mondo, è comunque in grado di discriminare fra le lunghezze d'onda delle luce ultravioletta-blu e della luce verde-rossa, quelle usate dai ricercatori nell'esperimento.

http://www.lescienze.it/news/2015/04/21/news/orologio_biologico_influenza_colore_luce-2574114/

Per essere informato degli ultimi articoli, iscriviti:
Cedistic © 2014 -  Ospitato da Overblog