Il test "CLOCK and metabolism" analizza le varianti genetiche correlate al tuo orologio biologico e ai ritmi circadiani. Valutiamo l'impatto di queste varianti genetiche sul tuo metabolismo, sui tuoi comportamenti alimentari e sul rischio di aumento di peso.  

Cosa sono i ritmi circadiani?

Che abbiamo sonno o meno, la sensazione di fame e le variazioni della temperatura corporea seguono tutte un ciclo intrinseco di 24 ore. Questi processi biologici che seguono un ciclo giornaliero sono chiamati«ritmi circadiani».

Un esempio lampante di ritmo circadiano è il nostro ciclo sonno-veglia. La maggior parte di noi tende ad andare a letto la sera e a svegliarsi ogni mattina.

Il rilascio dell'ormone dello stress, il cortisolo, segue un altro ritmo circadiano. I livelli di cortisolo raggiungono il picco massimo al risveglio, per poi diminuire nel corso della serata. Successivamente, aumentano nuovamente al mattino, dando inizio a un nuovo ciclo di 24 ore.

Ritmi circadiani e metabolismo

Anche il nostro metabolismo, in particolare il modo in cui scomponiamo, trasportiamo e immagazziniamo grassi e carboidrati, segue un ritmo circadiano. Ad esempio, nel capitolo dedicato alla regolazione notturna del glucosio, abbiamo visto come ogni notte il rilascio di insulina venga inibito, per garantire un adeguato apporto di glucosio al cervello mentre dormiamo.

A questo proposito, le alterazioni del nostro ritmo circadiano (causate, ad esempio, da ripetute privazioni del sonno o dal lavoro a turni) possono compromettere il metabolismo dei grassi e dei carboidrati e sono associate a un aumento del rischio di aumento di peso, diabete di tipo II e malattie cardiovascolari.

PUNTI CHIAVE

• I ritmi circadiani sono variazioni fisiche, mentali e comportamentali che seguono un ciclo intrinseco di 24 ore.
• Il nostro metabolismo dei nutrienti e il nostro comportamento alimentare sono fortemente influenzati dai ritmi circadiani.
• L'alterazione dei ritmi circadiani può influire sul nostro metabolismo, con possibili conseguenze negative per la salute.

Come vengono generati e regolati i ritmi circadiani?

I ritmi circadiani sono regolati da speciali meccanismi molecolari chiamati orologi biologici. Diversi tessuti e organi possiedono i propri orologi biologici interni. Questi sono tutti sincronizzati da un«orologio principale»situato nel cervello.

Il “orologio principale” o “orologio biologico” è il nome informale dato a una struttura cerebrale chiamata nucleo soprachiasmatico (SCN). L’SCN riceve stimoli dalle retine degli occhi, il che ci permette di sincronizzare i ritmi circadiani con la luce durante il giorno e con l’oscurità durante la notte. Questa sincronizzazione del nostro ritmo circadiano con la luce e l’oscurità è nota come“sincronizzazione”. È interessante notare che, quando attraversiamo diversi fusi orari, inizialmente soffriamo di jet lag perché il nostro ritmo circadiano non si è ancora adattato ai nuovi schemi di luce e buio.

Anche un'esposizione insolita alla luce può alterare e modificare i tempi dei nostri ritmi circadiani. Questo fenomeno è noto come spostamento di fase. Ad esempio, l'esposizione a una luce intensa durante la notte provoca uno spostamento di fase (o, più precisamente, un ritardo di fase), facendoci svegliare più tardi. Al contrario, l'esposizione alla luce al mattino può spostare il ritmo circadiano nella direzione opposta, facendoci svegliare prima. Questo fenomeno è noto come anticipo di fase.

Gli sbalzi ormonali possono influire sul nostro metabolismo e sulle nostre abitudini alimentari, ed esporci a un rischio maggiore di aumento di peso.

PUNTI CHIAVE

• I ritmi circadiani sono controllati da un "orologio principale" situato nel nostro cervello.
• L'orologio biologico sincronizza i nostri ritmi circadiani con i cicli di luce e buio.
• I cambiamenti nell'esposizione alla luce e al buio (ad esempio a causa dei turni di notte o delle luci intense la sera) possono alterare i nostri ritmi circadiani.

Come funzionano gli orologi biologici?

Gli orologi biologici, compreso il nostro orologio principale, l'SCN, funzionano grazie a un meccanismo complesso in cui i geni denominati «geni dell'orologio» vengono attivati e disattivati in modo ciclico. Poiché i geni codificano le proteine, ciò determina delle oscillazioni nei livelli delle proteine denominate «proteine dell'orologio».

Ad esempio, durante la notte, i livelli delle proteine dell’orologio biologico denominate PER (proteina circadiana Period) e CRY (criptochrom) iniziano ad aumentare man mano che i corrispondenti geni PER e CRY vengono attivati. Queste proteine, tuttavia, agiscono inibendo la propria stessa produzione, disattivando i geni PER e CRY. Di conseguenza, i livelli delle proteine PER e CRY diminuiscono gradualmente durante il giorno. Man mano che i livelli di PER e CRY diminuiscono, l'inibizione dei geni corrispondenti si riduce e quindi la produzione delle proteine PER e CRY viene riattivata. L'intero ciclo dura circa 24 ore, determinando così il nostro ritmo circadiano.  

Un'altra importante proteina del ritmo circadiano è chiamata CLOCK (da notare le maiuscole). CLOCK è un tipo di proteina nota come attivatore trascrizionale. Essa attiva i geni PER e CRY, stimolando così un aumento dei livelli delle proteine PER e CRY. CLOCK è quindi importante per la regolazione del nostro ritmo circadiano.

PUNTI CHIAVE

• Gli orologi biologici funzionano attivando e disattivando in modo ciclico i cosiddetti «geni dell'orologio».
• CLOCK (da notare le maiuscole) è un tipo di gene dell'orologio che influenza la sincronizzazione degli orologi biologici e regola i ritmi circadiani.

Che cos'è il gene CLOCK?

Il gene CLOCK (Circadian Locomotor Output Cycles Kaput) codifica la proteina CLOCK, che regola i nostri ritmi circadiani.

Le varianti di questo gene determinano se siamo naturalmente più inclini a essere mattinieri o nottambuli.

Le ricerche indicano inoltre che le varianti del gene CLOCK influenzano anche:

• Metabolismo – compreso il metabolismo dei grassi e dei carboidrati
• Comportamenti alimentari – compresi gli orari preferiti per i pasti
• Appetito
• Rischio di aumento di peso, sovrappeso e obesità
• Rischio di sindrome metabolica
• Reazione alle diete dimagranti

Il tuo tratto "OROLOGIO e metabolismo" prende in esame molti di questi aspetti.

PUNTI CHIAVE

• Il gene CLOCK influenza la regolazione dei ritmi circadiani.
• Le varianti del gene CLOCK determinano se si è naturalmente mattinieri o nottambuli.
• Le varianti del gene CLOCK influenzano il metabolismo, il comportamento alimentare e il rischio di aumento di peso.

Varianti del gene CLOCK

Esistono numerosi SNP (polimorfismi a singolo nucleotide, ovvero variazioni di una singola lettera nel codice del DNA) del gene CLOCK, che danno origine a molteplici varianti genetiche.

Il tratto "CLOCK e metabolismo" raccoglie e analizza diverse varianti del gene CLOCK.

Alcuni SNP del gene CLOCK sono situati molto vicini tra loro all'interno della nostra sequenza di DNA. In termini scientifici, si dice che siano in forte disequilibrio di linkage tra loro. A causa di questa stretta vicinanza, gli SNP del gene CLOCK vengono spesso ereditati insieme come un gruppo. Questi gruppi di SNP ereditati insieme sono chiamati: aplotipi.

In sostanza, ciò significa che se erediti un SNP del gene CLOCK che, come è stato dimostrato, altera il tuo ritmo circadiano e il tuo metabolismo, potresti essere più incline a ereditare altri SNP che hanno un effetto simile.

Alcuni dei principali SNP e delle varianti genetiche che analizziamo sono descritti nelle sezioni seguenti.

PUNTI CHIAVE

• Esistono numerosi SNP e varianti del tuo gene CLOCK.
• Alcuni SNP del gene CLOCK vengono ereditati insieme in gruppi (chiamati aplotipi).
• Il tuo tratto relativo all'OROLOGIO BIOLOGICO e al metabolismo comprende diversi SNP.

Varianti del gene CLOCK e assunzione di cibo

Gli studi dimostrano che alcune varianti del gene CLOCK sono associate a un consumo di cibo significativamente più elevato.

Un SNP chiave (rs3749474) all'interno del gene CLOCK genera due varianti genetiche (alleli): l'allele «C», più comune, e l'allele «T», meno comune. È proprio questo allele T, meno comune o «minore», ad essere associato a un'assunzione di cibo significativamente maggiore.

A questo proposito, un’analisi condotta su 1100 soggetti nell’ambito dello studio GOLDN (Genetics of Lipid Lowering Drugs and Diet Network) ha suddiviso i partecipanti in due gruppi:

• Elevato apporto energetico (oltre 2246 kcal al giorno per gli uomini, 1658 kcal per le donne)
• Basso apporto energetico (meno di 2246 kcal al giorno per gli uomini, 1658 kcal per le donne)

I ricercatori hanno scoperto che l'allele T era significativamente sovrarappresentato nel gruppo con elevato apporto calorico, con i portatori dell'allele T che avevano una probabilità 1,33 volte maggiore di assumere un maggior numero di calorie.

È interessante notare che i portatori dell'allele T presentavano anche livelli più bassi di alcune citochine (IL-6, MCP-1 e adiponectina) nel sangue. Queste molecole agiscono normalmente per sopprimere l'appetito, il che suggerisce che il maggiore consumo di cibo nei portatori dell'allele T possa derivare da una ridotta soppressione dell'appetito.

PUNTI CHIAVE

• L'allele "T" determinato dal polimorfismo rs3749474 è associato a un maggiore apporto calorico giornaliero.
• Le persone che possiedono una o due copie dell'allele T potrebbero essere più inclini a mangiare troppo.

Varianti del gene CLOCK e aumento di peso

Uno studio ha analizzato due SNP strettamente correlati all'interno del gene CLOCK:

• rs1554483 - che provoca una mutazione da "C" a "G" nella sequenza del DNA.
• rs4864548 – che provoca una mutazione da "A" a "G" nella sequenza del DNA.

Questi SNP vengono spesso ereditati insieme in gruppi denominati aplotipi (come descritto in una sezione precedente). Ad esempio, se si eredita la lettera «C» nella posizione dello SNP rs1554483, è più probabile che si erediti la «G» determinata dallo SNP rs4864548. Ciò dà origine a un aplotipo CG.

Considerato questo modello di trasmissione ereditaria, esistono due aplotipi comuni generati dai SNP rs1554483 e rs4864548:

• CG
• GA

È emerso che le persone con l'aplotipo GA presentano un rischio 1,8 volte maggiore di essere in sovrappeso o obese (definito come un indice di massa corporea superiore a 27 kg/m²).

PUNTI CHIAVE

• Alcuni gruppi di SNP sono associati a un aumento del rischio di sovrappeso o obesità.
• L'eredità sia dell'allele «G» (determinato dal SNP rs1554483) sia dell'allele «A» (determinato dal SNP rs4864548) è associata a un rischio 1,8 volte maggiore di sovrappeso o obesità.

Varianti del gene CLOCK e perdita di peso

Un SNP (rs1801260) nel gene CLOCK provoca una mutazione nella sequenza del DNA, con la sostituzione della lettera T con la lettera C. Ciò dà origine a due varianti genetiche/alleli: l’allele maggiore «T» e l’allele minore «C». Poiché ereditiamo coppie di alleli (uno dalla madre e uno dal padre), ne derivano tre diverse combinazioni genetiche (o genotipi): CC, CT e TT.

Alcuni studi indicano che le persone portatrici dell'allele minore «C» sono più resistenti alle diete dimagranti.

Come mostra il grafico sottostante, le persone con l'allele C (ovvero i genotipi CC e CT – gruppo A nel grafico) hanno perso significativamente meno peso nel corso di 30 settimane rispetto alle persone con il genotipo TT (gruppo B nel grafico).

Ci sono diverse ragioni possibili per questa differenza nella perdita di peso tra i genotipi.

Una possibile spiegazione è che i portatori dell’allele «C» presentano livelli circolanti più elevati di un ormone chiamato grelina. La grelina viene spesso definita «l’ormone della fame»: stimola l’appetito e la sensazione di fame e favorisce l’assunzione di cibo.

Un altro possibile motivo è che i portatori dell'allele C potrebbero avere comportamenti alimentari diversi. Ad esempio, è stato dimostrato che gli individui con genotipi CC e CT tendono a seguire meno spesso la dieta mediterranea, consumando più grassi trans e meno grassi monoinsaturi rispetto a quelli con genotipo TT.

Anche i cambiamenti nel ritmo circadiano potrebbero essere responsabili. È interessante notare che le persone con l'allele C riferiscono di sentirsi meglio la sera (rispetto alla mattina), tendono a fare colazione più tardi nel corso della giornata e sono più soggette a un sonno insufficiente. Questi fattori potrebbero combinarsi in modo tale che i portatori dell'allele «C» mangino in eccesso in risposta alla privazione del sonno e abbiano anche meno energia per fare esercizio fisico (soprattutto al mattino).

PUNTI CHIAVE

• L'allele "C" determinato dallo SNP rs1801260 è associato a una minore perdita di peso.
• Le persone portatrici dell'allele "C" producono una maggiore quantità di grelina, l'"ormone della fame".
• I portatori dell'allele C sono più inclini a soffrire di disturbi del sonno o di un sonno insufficiente, il che può portare a un'alimentazione eccessiva e alla mancanza di esercizio fisico.

Le varianti del gene CLOCK e la sindrome metabolica

Che cos'è la sindrome metabolica?

Il "sindrome metabolica" è il termine con cui si indica un insieme di condizioni che aumentano il rischio di malattie cardiovascolari (come infarto e ictus) e di diabete di tipo II.

Le persone affette da sindrome metabolica presentano almeno tre dei seguenti fattori di rischio:

• Eccesso di grasso corporeo nella zona addominale (obesità centrale) – misurato dall'aumento della circonferenza della vita.
• Livelli elevati di trigliceridi nel sangue
• Livelli ridotti di colesterolo HDL «buono»
• Ipertensione
• Aumento dei livelli di glucosio nel sangue

SNP del gene CLOCK e sindrome metabolica

I ricercatori che hanno studiato il SNP rs1801260 (come descritto nella sezione dedicata alle varianti del gene CLOCK e alla perdita di peso) hanno scoperto che l'allele «C» era significativamente più diffuso nei soggetti affetti da sindrome metabolica.

Al contrario, l'allele T risultava significativamente sottorappresentato nelle persone affette da sindrome metabolica. Al contrario, era associato a una circonferenza della vita inferiore, a una circonferenza dei fianchi inferiore, a un indice di massa corporea (BMI) inferiore e a livelli più bassi dell'ormone leptina.

Come forse ricorderete dalla vostra caratteristica relativa alla resistenza alla leptina, la leptina è un ormone secreto dalle cellule adipose (adipociti). Pertanto, maggiore è la quantità di tessuto adiposo presente nel nostro corpo, più elevati sono i nostri livelli di leptina. Di conseguenza, i livelli più bassi di leptina (insieme a un BMI, una circonferenza della vita e una circonferenza dei fianchi ridotti) nelle persone con l'allele T suggeriscono che questa variante del gene CLOCK sia associata a una minore quantità di tessuto adiposo e possa avere un effetto protettivo contro l'obesità.

PUNTI CHIAVE

• La sindrome metabolica è un insieme di fattori di rischio per le malattie cardiovascolari e il diabete di tipo II.
• La sindrome metabolica è caratterizzata da una circonferenza della vita elevata, valori anomali dei lipidi nel sangue e livelli elevati di zucchero nel sangue.
• L'allele "C" determinato dal SNP rs1801260 è associato a un aumento del rischio di sindrome metabolica.
• L'allele "T" potrebbe avere un effetto protettivo contro la sindrome metabolica e l'aumento di peso.

Le tue riflessioni e le tue azioni

A seconda degli SNP o delle varianti del gene CLOCK che hai ereditato, potresti essere maggiormente esposto al rischio di alterazioni del ritmo circadiano, disturbi del sonno e aumento di peso o problemi metabolici. Assicurati di consultare i tuoi dati personalizzati per ulteriori dettagli.

Allo stesso modo, consulta le azioni personalizzate per ricevere consigli su misura su come migliorare le tue abitudini di sonno, evitare di mangiare troppo e ridurre il rischio di aumento di peso e di alterazioni dannose dei livelli di zucchero e grassi nel sangue.

‍