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Archivi del mese: maggio 2013

Sperimentazione animale: una protesta dagli inizi del ‘900.

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Sfogliando un libro di Fisiologia Cardiovascolare mi sono imbattuto in una testimonianza direttamente dagli inizi del XX secolo. Si tratta di un fatto collegato ai primi pionieristici studi elettrocardiografici.

L’elettrocardiogramma (ECG) è un potente strumento diagnostico non invasivo (ne doloroso) che rende possibile misurare e valutare l’attività elettrica cardiaca grazie all’uso di elettrodi posti a contatto con la pelle del soggetto. Tutti noi lo conosciamo e si tratta di un metodo di rilevazione così noto e diffuso che chiunque ha visto almeno una volta il tipico tracciato di registrazione dell’elettrocardiogramma:

tipico tracciato ECG

La tecnica fu sviluppata agli inizi del ‘900 grazie agli studi indipendenti di Willem Einthoven a Leiden in Olanda e di Augustus Waller a Londra. Quest’ultimo dimostrò l’efficacia di questa tecnica innovativa in una pubblica esibizione nel 1909 di fronte ai membri della Royal Society.

Va sottolineato come i primi strumenti per misurare l’ECG fossero macchinari laboriosi e privi dei moderni elettrodi a contatto da applicare sulla pelle. Per questa ragione il soggetto/paziente doveva immergere mani e piedi in soluzioni di acqua e sale comune per permettere la conduzione del segnale elettrico dall’individuo allo strumento di misurazione.

Uno dei primi macchinari per ECG. Le mani e i piedi sono immersi in soluzioni di acqua e sale per permettere la conduzione del segnale elettrico.

Per la sua pubblica dimostrazione Waller utilizzò come soggetto il suo cane, un bulldog adulto di nome Jimmy (i cani hanno un tracciato simile a quello umano), immergendo le zampe dell’animale in vasi con acqua e sale e proiettando su uno schermo la registrazione del battito cardiaco.

Il cane Jimmy con le zampe immerse in soluzioni saline.

Nonostante l’evidente semplicità dell’esperimento completamente indolore (e al massimo un po’ noioso per Jimmy) questa dimostrazione suscitò all’epoca numerose proteste, dettate da una mancata comprensione della dimostrazione, che arrivarono fino alle Camere del Parlamento inglese.

L’edizione del Times del 9 Luglio 1909 riporta le lamentele di Mr Ellis Griffith, membro del Parlamento, che interroga il Segretario di Stato del Ministero dell’Interno Mr Goldstone in merito alla dimostrazione pubblica di Waller.

Il parlamentare inglese si chiede se l’esperimento sia stato in qualche modo doloroso per il cane Jimmy e se questo non abbia violato in qualche modo il Cruelty to Animal Act del 1876. Mr Griffith argomenta evidenziando come il cane fosse immobilizzato tramite:

“un cinturino di pelle con chiodi affilati legato intorno al collo, con le zampe immerse in vasi di vetro contenenti dei sali in soluzione, e i vasi connessi a dei galvanometri tramite cavi”

La risposta del Segretario di Stato Mr Goldstone denota un’ironia tipicamente inglese mista a sano buonsenso:

“Da quanto ho capito il cane è stato fermo per un po’ di tempo in acqua alla quale era stato aggiunto cloruro di sodio, o in altre parole sale comune. Se il mio onorevole amico ha mai sguazzato nel mare conoscerà la sensazione. Il cane, un bulldog adulto ben sviluppato, non era né legato né dotato di museruola. Indossava un collare di cuoio ornato con borchie d’ottone. Se l’esperimento fosse stato doloroso il dolore sarebbe stato senza dubbio immediatamente percepito da coloro che si trovavano nelle immediate prossimità del cane.”

La risposta di Mr Goldstone è piena di ironia ma lodevole in quanto tende a sdrammatizzare un problema ache in realtà non sussiste. Le affermazioni più emotive che razionali (il cinturino con i chiodi per indicare un comune collare ornamentale) di Mr Griffith, invece, ricordano le tante argomentazioni che si sentono tutt’ora da coloro che condannano l’uso di animali nella ricerca scientifica a priori senza prima approfondire le ragioni e le effettive implicazioni degli esperimenti criticati.

Una parte dell’articolo originale pubblicato dal Times si può trovare su Physiology the servant of medicine pubblicato dallo stesso Waller nel 1910 e consultabile QUI in pdf.

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Intolleranza al lattosio: le ragioni evolutive.

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latte

latte

Numerose persone in tutto il mondo sono colpite dalla cosiddetta intolleranza al lattosio. Solo in Italia, ad esempio, ne soffre il 52% della popolazione del Nord, il 19% al Centro e il 41% al Sud e in tutto il Mondo colpisce il 70% delle persone.

A differenza di quanto si pensa, però, l’intolleranza al lattosio non è un’allergia ma bensì una normale condizione fisiologica comune a tutti i mammiferi. Ad essere inusuale, infatti, è la capacità di digerire il latte da adulti; capacità evoluta dall’Uomo nel corso degli ultimi diecimila anni.

Ma andiamo con ordine. A cosa è dovuta l’intolleranza al lattosio?

Il lattosio è uno zucchero tipico del latte dei mammiferi. Come tutti sappiamo il latte è, di per sé, un alimento altamente energetico destinato ad individui nelle prime fasi della loro vita. Dopo lo svezzamento e con il passaggio all’età adulta il latte smette di essere l’alimento principale della dieta e l’organismo, che non spreca tempo ed energia in funzioni non necessarie, blocca la capacità di poter digerire il lattosio inibendo l’enzima responsabile del processo, la lattasi.

L’intolleranza al lattosio è quindi una condizione fisiologica tipica dello sviluppo dei mammiferi.

Ma come mai allora molte persone riescono a digerire il latte anche da adulti?

Nei numerosi individui tolleranti al lattosio l’enzima lattasi non viene inattivato dopo lo svezzamento e la possibilità di digerire il latte viene conservata anche in età adulta.

Questa capacità è un carattere genetico che è stato selezionato da fattori culturali e geografici.

Il latte è stato introdotto nella dieta degli individui adulti solo con lo sviluppo dell’allevamento di ovini e bovini. Si tratta quindi di un’abitudine culturale recente (meno di diecimila anni) che ha determinato una pressione evolutiva favorevole verso il mantenimento della lattasi attiva nell’adulto. I popoli che meno hanno sviluppato la pastorizia e l’allevamento non hanno infatti ereditato tale capacità.

Questo carattere ereditario è stato inoltre favorito da alcuni fattori ambientali. Osservando la piantina dell’incidenza dell’intolleranza al lattosio si può infatti notare come nei Paesi nordici questa sia scarsamente diffusa.

Diffusione dell'intolleranza al lattosio nella popolazione. Tratto da Wikipedia

Diffusione dell’intolleranza al lattosio nella popolazione. Tratto da Wikipedia

Questo fenomeno si ricollega al metabolismo del calcio e della vitamina D (di cui ho parlato in un post precedente). Il latte, in quanto grande fonte di calcio, è difatti un alimento ottimale in quelle regioni del Globo in cui il sole è scarso e la carenza di vitamina D può destabilizzare il metabolismo osseo dando luogo a malattie come il rachitismo.

Per questo motivo la capacità di digerire il latte da adulti, selezionata dall’introduzione dell’allevamento, è stata favorita nelle popolazioni del Nord Europa dove il rischio di malattie legate allo scarso assorbimento di calcio (dovuto alla scarsità di luce solare) è più elevato.

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Recensione: One Life – un’avventura lunga una vita

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Oggi vorrei consigliare un film che mi hanno regalato poco tempo fa. Si tratta di ONE LIFE – Il film, un documentario del 2011 realizzato da Mike Gunton e Martha Holmes, veterani della BBC Earth Films.

la locandina del film

Le musiche di George Fenton e la narrazione di Mario Biondi (nella versione originale il narratore è Daniel Craig) accompagnano un’opera a dir poco mastodontica. L’utilizzo di tecnologie avanzate come l’utilizzo di camere macro HD ha permesso di realizzare questa perla documentaristica che mostra i più piccoli e meravigliosi particolari della Vita sulla Terra.

Il film si organizza in tre parti principali, ciascuna delle quali ci ricorda come non vi siano poi così tante differenze tra la vita animale e le società umane, nel bene e nel male. Fenomeni positivi come il sacrificio di una madre per i propri piccoli o negativi come la discriminazione classista tra i membri di una comunità si ritrovano identici all’interno dell’enorme varietà della Vita.

La narrazione si sviluppa partendo dalla nascita e concentrandosi sulle cure parentali che molti esseri viventi mostrano nei confronti della propria prole. La dedizione dei genitori per i propri cuccioli è rappresentata con diversi esempi affascinanti. Incredibili, ad esempio, le immagini relative alla rana freccia avvelenata del genere Dendrobates che si carica un girino alla volta sulla schiena e si arrampica fin sulla cima delle palme per depositare il prezioso carico nelle sicure ampolle d’acqua che si formano tra le foglie della pianta.

La seconda parte del film tratta l’infinita battaglia per il cibo spaziando dalle più argute strategie di caccia (e di difesa) alle più intelligenti tecniche di raccolta o sfruttamento. Un’intelligenza in grado di stupire anche un essere umano è quella mostrata dai delfini di Florida Bay che realizzano anelli di fango nei bassi fondali per spingere i pesci verso le loro bocche o dal cebo dai cornetti (Cebus Apella) che utilizza i sassi come utensili per aprire le noci di palma. La necessità aguzza l’ingegno: il rapporto tra preda e predatore, ben illustrato da esempi come l’inseguimento tra una volpe e un giovane stambecco, è un’eterna sfida che spinge gli avversari a migliorarsi in continuazione. Guidati dall’evoluzione, per la sopravvivenza e il prosieguo della propria specie.

un fotogramma dal film

L’ultima parte del documentario ci porta nell’intimità dei rituali di corteggiamento e della selezione del partner. Anche in questo caso le immagini spettacolari ci conducono in un viaggio attraverso mondi differenti: dal microcosmo dei coleotteri che si battono sul ramo di un albero per la conquista di una femmina, fino al gigantesco mondo delle megattere dove maschi da 40 tonnellate fanno a gara per nuotare a fianco della femmina prediletta.

L’unica critica che posso fare a questo film sono i testi, forse un po’ troppo romanzati, che rischiano di essere poco accurati. In generale si inseriscono comunque bene all’interno di un contesto divulgativo che non disdegna una nota sentimentale.

In conclusione, vi consiglio vivamente di vedere questo film perché offre uno spaccato mozzafiato della meravigliosa avventura della Vita. La fatica, il sacrificio e l’eterna ricerca sono i motori che spingono gli esseri viventi verso la sopravvivenza. Questo documentario riesce a far passare questi messaggi con chiarezza sottolineando inoltre come la Vita pur nella sua incredibile varietà sia in fondo unica ed universale, dal più piccolo insetto al più grande cetaceo, dalla scimmia più agile alla pianta più stabile.

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Nessuna razza: il colore della pelle e la vitamina D

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Sono veramente troppi gli episodi di intolleranza a cui dobbiamo assistere quotidianamente: dai barbari insulti al ministro Kyenge da parte di esponenti politici e non, ai cori contro atleti di colore come Balotelli, al razzismo di tutti i giorni che piaga le nostre comunità portandole verso la paura del diverso.

Personalmente considero qualsiasi forma di discriminazione un attentato al concetto stesso di Civiltà e trovo vergognoso che dopo millenni di evoluzione culturale possano ancora esistere uomini che reputano le proprie caratteristiche genetico-comportamentali superiori rispetto a quelle di altre persone.

Il concetto di razza sa di stantìo e le semplici differenze di pigmentazione cutanea non possono essere usate come discriminante razziale in nessun contesto.

Ma perché alcuni uomini sono bianchi ed altri sono neri?

Le risposte a questa domanda sono spesso fantasiose se non offensive, basti pensare a dottrine come il Mormonismo che vede la pelle scura come un marchio del peccato e una maledizione divina.

Senza scomodare nessun essere trascendente, le ragioni delle differenti colorazioni della cute umana hanno semplici basi genetiche ed evolutive. La risposta risiede, ancora una volta, in una molecola: la vitamina D.

Le vitamine sono molecole necessarie alla nostra sopravvivenza ma che il nostro organismo non è in grado di produrre in modo autonomo e che vanno quindi assunte quotidianamente tramite l’alimentazione.

Ciascuna vitamina svolge compiti essenziali all’interno del nostro organismo ed il gruppo delle vitamine D in particolare promuove l’assorbimento di calcio e fosforo, nonché il processo di mineralizzazione delle ossa. Una carenza di vitamina D porta a gravi malattie scheletriche come il rachitismo.

La vitamina D deve essere assorbita tramite il cibo. Negli ultimi diecimila anni in Europa lo sviluppo dell’agricoltura ha promosso i cerali ad alimento primario della dieta dell’uomo. I cereali però, a differenza di carne e pesce, non contengono la vitamina D ma solo un suo precursore, il quale può diventare vitamina D a livello della pelle grazie all’assorbimento dei raggi UV del sole.

Si può quindi vivere mangiando cereali a patto di assorbire abbastanza raggi ultravioletti dal sole, in modo da garantire la conversione del precursone in vitamina D finale. Un’eccessiva quantità di raggi UV, però, è pericolosa e può facilmente arrecare gravi danni alla cute (es. melanoma).

Il gioco si basa quindi sul bilanciamento tra questi due fattori. Da un lato una pelle scura garantisce una buona schermatura dai raggi ultravioletti ma limita la conversione del precursore in vitamina D; dall’altro una pelle chiara garantisce il corretto metabolismo della vitamina D ma espone maggiormente ai danni causati dai raggi UV.

In sintesi, una pelle scura è vantaggiosa nelle regioni tropicali, dove è importante proteggersi dal forte sole, a patto di introdurre abbastanza vitamina D da carne e pesce. Una pelle chiara, invece, è vantaggiosa nelle regioni nordiche, dove il sole scarseggia e, volendo continuare ad utilizzare i prodotti dell’agricoltura, è necessario assorbire la maggior quantità possibile dei pochi raggi UV messi a disposizione dalla latitudine elevata.

Questa è una delle ragioni per le quali la specie umana ha sviluppato un’ampia varietà di pigmentazioni cutanee.

La selezione naturale favorisce i caratteri più adatti ad affrontare le sfide dell’ambiente in cui ci si trova. Non è una questione di superiorità e inferiorità, ma di semplice adattamento.

[le idee esposte in questo post si possono trovare nel libro “Chi siamo, storia della diversità umana” di Luca e Francesco Cavalli-Sforza per Mondadori]

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Curiosità: Perché il peperoncino “brucia”?

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Come mai quando mangiamo cibi molto piccanti percepiamo un forte senso di caldo e bruciore? Il peperoncino è forse in grado di generare calore?

In realtà l’aumento di temperatura percepito mangiando cibi ricchi di peperoncino non è altro che un calore virtuale, un’illusione giocata ai danni del nostro sistema nervoso da parte di una particolare sostanza: la capsaicina.

La capsaicina è una molecola presente nelle piante del genere Capsicum che comprende diverse specie di peperoncino piccante. La capsaicina, scoperta nella prima metà del XIX secolo, è in grado di interagire con un particolare tipo di proteine dette recettori vanilloidi ed in particolare con la variante TRPV-1 (Transient Receptor Potential Vanilloid 1). Queste proteine hanno appunto una funzione recettoriale, ovvero sono in grado di percepire, e quindi segnalare all’organismo, un determinato stimolo. Nel nostro corpo esiste un elevato numero di recettori specializato nella ricezione di diversi tipi di stimoli provenienti dall’ambiente, dai segnali luminosi a quelli sonori, fino alla pressione meccanica.

I recettori sensoriali sono quindi le strutture molecolari che consentono al nostro organismo di interagire con il mondo esterno, generando la percezione dell’ambiente che ci circonda. Nel caso particolare dei recettori vanilloidi TRVP-1 lo stimolo recepito è l’aumento di temperatura. La loro funzione è quindi quella di recettori termici e vengono attivati da temperature superiori ai 43˚C.

I recettori, però, possono essere generalmente attivati da segnali di tipo non specifico. Questo accade quando, per esempio, premendo le dita sugli occhi vediamo dei lampi di luce nel nostro campo visivo; in questo caso uno stimolo meccanico come la pressione delle dita sugli occhi ha attivato i fotorecettori della retina. Il nostro sistema nervoso viene quindi ingannato e, pensando che tale attivazione corrisponda ad uno stimolo luminoso, ci fa percepire dei lampi di luce.

In modo del tutto analogo la capsaicina è in grado di attivare i recettori termici TRPV-1, facendoci percepire un calore che in realtà non esiste. Questa illusione inganna il sistema nervoso il quale, credendo di essere in presenza di temperature al di sopra dei 43˚C, mette in moto tutti i meccanismi necessari ad affrontate una temperatura elevata: ci fa prima di tutto percepire il bruciore e il calore tipici di uno stimolo termico, attivando poi le normali strategie di dissipazione del calore quali sudorazione e vasodilatazione periferica (che da rossore cutaneo).

Un fenomeno simile ma dal risultato inverso si realizza con il mentolo presente nella menta e utilizzato, per esempio, nelle gomme da masticare e nei dentifrici. Il mentolo è in grado di simulare una virtuale sensazione di fresco interagendo con i recettori TRPM8, in genere attivati da temperature inferiori ai 25˚C.

Concludo con una Domanda con la D maiuscola. Se ciò che percepiamo del mondo reale è mediato dai nostri sensi, e se i nostri sensi possono essere facilmente ingannati da segnali aspecifici, cosa  è “reale”?

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Cambiamenti climatici: emissioni di CO2 ed impronta ecologica

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La concentrazione atmosferica di CO2 ha recentemente superato le 400ppm (parti per milione).

Premetto che, non essendo un esperto di clima, le mie conoscenze in materia sono sicuramente limitate. Tuttavia il risparmio energetico e la sostenibilità ambientale sono temi che mi stanno a cuore, per questo vorrei focalizzare l’attenzione su questi problemi di interesse comune.

La notizia del raggiungimento della soglia di 400ppm di CO2 atmosferica (valore rilevato sul vulcano Mauna Loa nelle Hawaii) fa suonare un campanello d’allarme senza precedenti. Come riportato da Greenpeace, tale valore corrisponde al punto più alto mai raggiunto dalla comparsa dell’Uomo sulla Terra. L’unico momento nella storia del nostro pianeta in cui sono stati raggiunti simili livelli di anidride carbonica risale a più di 3 milioni di anni fa, quando la temperatura ai poli era di 10˚C più elevata rispetto ad oggi e la superficie ghiacciata era assai ridotta.

Il dato più preoccupante, però, è che questo valore è in crescita rapida e continua e, continuando con questa tendenza, raggiungerà le 1000ppm nei prossimi 100 anni.

Relazione tra attività antropica e CO2 atmosferica. Da http://www.greenpeace.org

La relazione tra cambiamenti climatici e attitivà antropica è oramai un fatto certo e assodato. Tuttavia, come riportato da Scientific American e da Le Scienze, non manca anche in questo campo una corrente negazionista le cui teorie, che rifiutano le evidenze dei dati scientifici, si accompagnano ad una fiducia incondizionata nel liberismo economico e, spesso, assumono sfumature di natura complottista.

Per questo motivo è necessaria una corretta informazione sul tema dei cambiamenti climatici che concorra a sensibilizzare il maggior numero di persone possibile. Personalmente, pur riconoscendo alcuni vantaggi derivati dal tipo di società in cui vivamo, condanno con forza il consumismo sfrenato e gli sprechi tipici di una società capitalista fondata su falsi valori come il possesso di beni materiali superflui.

Ciascuno di noi nel proprio piccolo può fare molto. Basta spostare la propria scala di valori dal consumo verso la sostenibilità. Ciascuno di noi porta con sè la propria impronta ecologica e qui potete provare a calcolare la vostra. Io ho totalizzato un punteggio di 0.5 pianeti ovvero un terzo rispetto al punteggio medio mondiale di 1.5 pianeti (l’applicazione si trova sul sito di WWF-Svizzera, quindi le domande sulle spese sono espresse in Franchi Svizzeri, 1000 Franchi sono più o meno 800 euro).

Chiudo con una buona notizia: come riportato da OggiScienza sembra che l’Italia sia sulla buona strada per il raggiungimento degli obiettivi di Kyoto, con una buona riduzione percentuale delle emissioni di gas climalteranti.

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News: Festa della Mamma e lotta ai tumori con AIRC – Domenica 12 Maggio 2013

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Domani, Domenica 12 Maggio 2013, è la Festa della Mamma e, come tradizione, l’AIRC scende in piazza con l’iniziativa “L’Azalea della Ricerca” per sostenere la lotta ai tumori.

Le neoplasie (o tumori) sono la seconda causa di morte nel mondo occidentale, dietro solamente alle malattie cardiovascolari.

Queste terribili patologie sono causate da mutazioni del patrimonio genetico che portano i tessuti colpiti a crescere in modo incrontrollato liberando inoltre cellule in grado di colonizzare e attaccare altri tessuti (le metastasi). Queste mutazioni, che possono verificarsi spontaneamente all’interno di una cellula, possono essere indotte da fattori di rischio (l’85% dei tumori ai polmoni è causato dal fumo di sigaretta ad esempio). I tessuti più a rischio sono quelli che si riproducono rapidamente come le ghiandole, le mucose e le cellule del sangue, mentre i tessuti a basso tasso di rinnovamento (neuroni, cuore,…) sono colpiti più raramente

Il tumore più comune nelle donne è il tumore al seno, come viene ben spiegato in questo video:

Per limitare l’insorgenza di tumori è fondamentale la prevenzione, sottoponendosi regolarmente a screening di controllo e conducendo una vita sana che riduca il contatto con i maggiori fattori di rischio.

La Ricerca a fatto passi da gigante negli ultimi decenni nella comprensione dei meccanismi che governano queste malattie. Con la conoscenza sono migliorate sia le terapie che gli strumenti diagnostici (la diagnosi precoce è uno dei metodi più efficaci). La strada, però, è ancora lunga e la Ricerca ha sempre bisogno di aiuto.

Domenica, ogni azalea sarà accompagnata dalla guida “I colpi vincenti della prevenzione – Nuovi e vecchi esami che battono il cancro” ricca di schede riassuntive dove sono spiegati i test più comuni.

Per sapere dove trovare L’Azalea della Ricerca:

chiama il numero speciale 840 001 001
o visita www.airc.itwww.lafestadellamamma.it

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