A single day of natural daylight exposure and physical activity does not conclusively change circadian phase: A Bayesian crossover experiment

Dentro ogni corpo umano scorre un orologio maestro, un ritmo biologico che ticchetta con un periodo leggermente più lungo di un singolo giorno. Per mantenere questo cronometrista interno allineato con il giorno solare, il cervello si affida pesantemente al segnale più potente disponibile: il ciclo quotidiano di luce e buio. Quando la luce entra nell'occhio, viaggia lungo un percorso dedicato verso il pacemaker centrale del cervello, dicendogli se svegliarsi o prepararsi al riposo. Questo sistema è così sensibile che la tempistica, l'intensità e la durata dell'esposizione alla luce possono spostare l'intero programma del nostro sonno, degli ormoni e della nostra allerta. Mentre sappiamo che la luce intensa al mattino può spingere il nostro orologio interno in anticipo e la luce la notte può spingerlo in ritardo, una domanda cruciale rimane per le nostre vite moderne: un singolo giorno all'aperto, assorbendo la luce solare naturale e forse muovendo il nostro corpo, ha abbastanza potere per resettare questo orologio?

Un team di ricercatori dell'Università di Basilea si è posto l'obiettivo di rispondere a questa domanda portando un gruppo di adulti sani nel mondo reale, ma sotto un rigoroso controllo sperimentale. Volevano vedere se un singolo giorno di luce diurna naturale, con o senza esercizio fisico, potesse cambiare la tempistica dell'orologio interno del corpo. Per misurare questo cambiamento, hanno osservato l'inizio della melatonina in condizioni di luce fioca, un marcatore biologico preciso che indica quando il corpo inizia a produrre melatonina, l'ormone che segnala il sonno. In una giornata tipica, questo ormone inizia a salire la sera, preparando il corpo al riposo. Misurando esattamente quando questo aumento è iniziato prima e dopo un giorno specifico di esposizione, gli scienziati potevano determinare se l'orologio si fosse spostato.

Lo studio ha coinvolto quarantuno adulti sani, per lo più nei loro vent'anni, che hanno accettato di seguire una routine molto rigorosa per diverse settimane. Mantenevano gli stessi orari di sonno e di veglia ogni giorno, evitando caffeina, alcol e riposini, per garantire che i loro corpi fossero in un ritmo stabile prima che l'esperimento iniziasse. I partecipanti hanno poi completato tre visite separate in un laboratorio, ciascuna della durata di circa quaranta ore. Durante ogni visita, hanno sperimentato una diversa finestra di otto ore di esposizione alla luce partendo dal mattino. In una condizione, trascorrevano il tempo all'aperto nella luce diurna naturale. In un'altra, andavano nella stessa località all'aperto ma indossavano speciali occhiali color ambra che bloccavano la luce blu a breve lunghezza d'onda, che è più efficace nell'influenzare l'orologio biologico. Nella terza condizione, rimanevano al chiuso sotto l'illuminazione elettrica standard.

Per testare il ruolo del movimento, i ricercatori hanno diviso i partecipanti in due gruppi. Un gruppo trascorreva circa quattro di quelle otto ore facendo escursionismo su un sentiero nelle colline intorno a Basilea, mentre l'altro gruppo rimaneva sedentario, seduto o camminando lentamente al chiuso. Ciò ha creato una miscela di scenari: alcune persone ricevevano luce naturale intensa e si muovevano, altre ricevevano luce intensa ma rimanevano ferme, e altre ancora ricevevano luce più fioca con o senza movimento. Durante questi giorni, i ricercatori hanno monitorato attentamente quanta luce riceveva ciascuna persona e quanto durava il lavoro del loro cuore. Hanno anche misurato quanto i partecipanti si sentissero assonnati, stanchi o vigili, e la velocità con cui potevano reagire a suoni semplici, per vedere se le attività della giornata avessero un effetto immediato sul loro umore o sulla loro attenzione.

I risultati sono stati sorprendentemente silenziosi. Dopo aver analizzato i dati con sofisticati modelli statistici, i ricercatori non hanno trovato prove conclusive che un singolo giorno di luce diurna naturale, sia combinato con l'escursionismo o meno, fosse sufficiente a spostare l'orologio interno del corpo. Sebbene i dati mostrassero una leggera tendenza dell'orologio a spostarsi in anticipo dopo i giorni con più luce o più attività, i cambiamenti erano piccoli e inconsistenti. Alcuni partecipanti hanno visto il proprio orologio spostarsi in anticipo, altri in ritardo, e molti non hanno mostrato alcun cambiamento. L'evidenza statistica non era abbastanza forte per dire che la luce o l'esercizio avessero causato questi spostamenti. Era come se l'esposizione di un singolo giorno non fosse stata semplicemente sufficiente a superare la stabilità del ritmo esistente.

Lo studio ha anche osservato come si sentivano i partecipanti durante e dopo la giornata. Sebbene il gruppo che faceva escursionismo si sentisse chiaramente più affaticato fisicamente, come previsto, gli effetti sull'umore e sull'allerta sono stati misti. C'è stato un piccolo accenno che più luce potesse essere legata a un umore diurno leggermente migliore, ma l'effetto era così minore da essere quasi impercettibile. Interessante notare che il gruppo che si era esercitato mostrava tempi di reazione più rapidi la sera, ma ciò sembrava dovuto al fatto che questi individui erano già più veloci prima dell'esperimento, piuttosto che come risultato dell'attività della giornata. I ricercatori hanno concluso che, sebbene la luce e il movimento siano strumenti potenti per regolare i nostri cicli del sonno, un singolo giorno di esposizione è probabilmente insufficiente per produrre un cambiamento misurabile nella tempistica dell'orologio interno.

Questo non significa che la luce diurna e l'esercizio fisico non siano importanti. Al contrario, i risultati suggeriscono che il corpo possa richiedere un'esposizione ripetuta e abituale a questi segnali nel tempo per regolare significativamente il proprio ritmo. Proprio come un singolo giorno di dieta raramente cambia il peso a lungo termine di una persona, un singolo giorno di luce intensa ed esercizio fisico potrebbe non essere sufficiente per resettare un orologio biologico che è stato impostato da anni di routine. Lo studio evidenzia che per influenzare davvero il nostro tempo interno, potremmo dover guardare alle nostre abitudini quotidiane nell'arco di settimane e mesi, piuttosto che aspettarci un rapido intervento da un perfetto giorno all'aria aperta. Il corpo umano è resiliente, e il suo orologio è costruito per resistere alle variazioni di un singolo giorno, in attesa che un modello costante di luce e attività produca un cambiamento duraturo.