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Perché ci si ammala in inverno?

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jonsnow

L’estate è ormai un ricordo lontano mentre ci incamminiamo verso i mesi più freddi dell’anno. E con il calo delle temperature arrivano anche i malanni di stagione.

Ma come mai ci ammaliamo più facilmente nei periodi invernali?

Prima di tutto dobbiamo sottolineare di quali malattie stiamo parlando. Le patologie che più vengono associate ai mesi freddi sono di sicuro l’influenza e il raffreddore comune. Il raffreddore è la malattia umana più diffusa con circa un miliardo di persone colpite ogni anno secondo le stime del National Institutes of Health americano. L’influenza invece, nota fin dai tempi di Ippocrate, colpisce invece 5 milioni di persone ogni anno in tutto il mondo uccidendone fino a mezzo milione. Entrambe le malattie sono causate da ondate di infezioni virali che sembrano associarsi ai mesi freddi.

Ma è veramente così?

In verità l’associazione tra raffreddore ed influenza e l’inverno è vera solo per le zone temperate del nostro pianeta. Il virus dell’influenza, infatti, mostra picchi invernali solo nel Nord e nel Sud del mondo, mentre nelle zone più vicine all’equatore le epidemie di influenza si distribuiscono in modo omogeneo durante tutto l’anno. Anche per quanto riguarda il raffreddore i picchi si registrano d’inverno solo nelle zone temperate, mentre nelle zone tropicali il contagio è diffuso durante le stagioni delle pioggie (inoltre, non tutti i virus del raffreddore mostrano la stessa stagionalità).

Una stagionalità, quindi, esiste effettivamente. Ma quali sono i fattori che la determinano?

Secondo la teoria più classica questi fattori sono soprattutto di tipo ambientale e comportamentale. In inverno le persone tendono a stare al chiuso in casa, a stretto contatto tra loro e con scarsa circolazione d’aria, favorendo il contagio. L’aria secca, inoltre, può contribuire alla diffusione della malattia favorendo l’evaporazione di goccioline d’acqua che fungono da veicolo ottimale per i virus. La correlazione tra entità del contagio e condizioni ambientali come temperatura e umidità è stata verificata sperimentalmente in uno studio del 2007 a firma di Lowen e colleghi della Mount Sinai School of Medicine. Nello studio viene dimostrato come il contagio da virus dell’influenza, verificato su porcellini d’India, sia più efficiente in ambienti a bassa temperatura e con scarsa umidità.

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Recentemente, però, nuove scoperte hanno aggiunto un fattore biologico all’equazione della stagionalità di influenza e raffreddore. Come il rhinovirsu, responsabile del raffreddore, prosperi meglio alle basse temperature delle nostre cavità nasali d’inverno è un fatto noto fin dagli anni ’60. Ciò che Foxman e colleghi dell’Università di Yale hanno scoperto è che, non solo il rhinovirus è più attivo a basse temperature, ma che il nostro stesso sistema immunitario è meno efficiente quando si tratta di combattere il contagio al freddo. Nello studio, pubblicato nel 2014, si legge infatti come le basse temperature inducano una minore risposta anti-virale in cellule delle vie nasali dei topi. A temperature prossime a quella corporea, viceversa, le cellule delle vie nasali mostrano una maggiore reattività e riescono a combattere l’infezione virale con efficacia, segnalando il pericolo alle cellule circostanti.

Tirando le somme si può quindi ipotizzare come i picchi invernali di malattie come influenza e raffreddore siano dovuti a fattori comportamentali (stare al chiuso a stretto contatto con altre persone), ambientali (scarsa circolazione di aria fredda e secca) e biologici (una minore efficienza del nostro sistema immunitario a basse temperature).

Per approfondire l’argomento, oltre agli articoli scientifici linkati sopra, consiglio QUESTO articolo sul NY Times e QUESTO post.

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Perché d’autunno le foglie cambiano colore?

Si sta come

d’autunno

sugli alberi

le foglie

(Soldati, G. Ungaretti, 1918)

L’autunno è sicuramente la stagione che preferisco. Il contrasto tra i colori caldi assunti dalle foglie degli alberi ed il clima che si fa via via sempre più freddo sono l’espressione perfetta della transizione tra la frenetica attività dell’estate ed il letargico torpore invernale.

Ma come mai le foglie cambiano colore d’autunno?

Il colore verde delle foglie degli alberi, come ci viene insegnato fin da piccoli, è dovuto alla clorofilla.

La clorofilla è un pigmento fondamentale per il processo noto come fotosintesi clorofilliana grazie al quale le piante ricavano energia dalla luce solare.

Nelle cellule vegetali delle foglie la clorofilla si trova in “sacchetti” chiamati tilacoidi a loro volta impachettati in organelli cellulari noti come cloroplasti.

Rappresentazione di una cellula animale (a sinistra) e una cellula vegetale (a destra). Si possono notare numerose strutture comuni tra i due tipi di cellule (ad esempio il reticolo endoplasmatico liscio e rugoso, l’apparato di Golgi, il nucleo cellulare…). Tra le peculiarità della cellula vegetale vi sono i cloroplasti responsabili della conversione dell’energia luminosa in energia chimica utilizzabile per il metabolismo della pianta.

La clorofilla si associa a proteine presenti nei cloroplasti per formare dei fotosistemi che convertono l’energia luminosa in energia chimica utilizzabile per la sintesti di molecole organiche come i carboidrati (come il glucosio ad esempio).

Grazie a questa capacità le piante sono considerate organismi autotrofi, ovvero sono in grado di sintetizzare le proprie molecole organiche in modo autonomo, partendo da sostanze inorganiche e senza utilizzare energia derivata da altre molecole organiche (come facciamo invece noi organismi eterotrofi).

Cloroplasti ben visibili all’interno delle cellule vegetali.

Le foglie possono perciò essere considerate come delle fabbriche specializzate in cui l’energia proveniente dalla luce viene usata per convertire i nutrienti assorbiti dal terreno in molecole organiche utilizzabili per tutto il metabolismo della pianta stessa (in soldoni le piante si fanno il proprio cibo da sole). Durante la primavera e l’estate, quindi, le piante mantengono quantità elevate di clorofilla all’interno delle proprie foglie in modo da mantenere la fotosintesi a pieno ritmo e garantirsi tutti i nutrienti di cui hanno bisogno.

Con l’avvicinarsi delle stagioni fredde i giorni diventano sempre più corti e la luce a disposizione sempre più scarsa. Per le piante questo rappresenta un segnale, nel corso dell’inverno la fotosintesi non è più praticabile in quanto il rendimento delle fabbriche-foglie sarebbe minore dei costi di mantenimento delle fabbriche stesse.

Alle piante conviene perciò dismettere le fabbriche ed entrare in un periodo di quiescenza a metabolismo rallentato in cui vengono consumati i nutrienti prodotti nel corso delle stagioni calde e luminose.

Un bosco d’autunno

Per interrompere la produzione  nelle fabbriche-foglie le piante devono prima di tutto chiudere i cancelli. Questo processo si realizza tramite l’interruzione della produzione di auxina, un ormone vegetale. Normalmente l’auxina mantiene aperte le vie che vanno dalla pianta alla foglia e viceversa. Con l’arrivo dell’autunno la produzione di auxina si interrompe e alla base della foglia i vasi di trasporto della linfa vengono chiusi interrompendo qualsiasi scambio di nutrienti. Il sigillo, poi, induce il distacco della foglia dal ramo sul quale rimane solo una cicatrice.

Nel processo di smantellamento delle fabbriche-foglie tra le prime cose che vengono eliminate ci sono le macchine dedicate alla raccolta della luce: la produzione di clorofilla viene interrotta e quella esistente viene degradata.

Il colore verde così scompare  progressivamente lasciando spazio al rosso e al giallo, colori sempre presenti nella foglia ma generalmente coperti dalla massiccia quantità di clorofilla che domina su qualsiasi altro pigmento nel corso della primavera e dell’estate.

Il colore giallo delle foglie autunnali è dato dai carotenoidi, la cui produzione non dipende dalla luce e sono quindi sempre presenti nella foglia. I carotenoidi sono pigmenti molto noti ed il loro colore può variare dal giallo, all’arancione al rosso.

Il colore rosso o purpureo è invece dato da una classe di composti chiamati antociani o antocianine. Appartengono alla famiglia dei flavonoidi e, grazie al loro potere antiossidante, proteggono le foglie dai raggi ultravioletti del sole che, come per l’uomo, possono danneggiare il DNA contenuto all’interno del nucleo cellulare. Il colore degli antociani può variare dal rosso al blu.

I diversi colori delle foglie sono dovuti alla presenza di diversi pigmenti. Il verde della clorofilla, molto abbondante nelle foglie, in genere copre il rosso degli antociani e il giallo dei carotenoidi.

Le differenti sfumature delle foglie autunnali dipendono dalle quantità relative dei diversi pigmenti: una foglia con molti carotenoidi e pochi antociani sarà più gialla, viceversa una foglia con molti antociani e pochi carotenoidi sarà più rossa.

La clorofilla residua, poi, può contribuire a determinare il colore finale della foglia così come altri tipi di pigmenti. I tannini, ad esempio, sono responsabili del colore marrone delle foglie di quercia durante l’autunno.

Infine è opportuno ricordare che non tutte le piante perdono le foglie d’inverno. Come tutti ben sanno le conifere come pini ed abeti sono piante sempreverdi che mantengono le proprie sottilissime foglie ad ago sui rami durante tutto il periodo invernale.

Le caducifoglie (o decidue), invece, sono le piante descritte in questo post che perdono le foglie nella stagione sfavorevole (che in alcuni climi può anche essere la stagione secca).

Personalmente considero le piante organismi viventi estremamente affascinanti (in verità non credo esista un essere vivente che non trovi affascinante…), il loro ciclo stagionale è una meraviglia della fisiologia e un esempio magistrale di adattamento all’ambiente circostante e al clima. I loro colori d’autunno ed i rami spogli d’inverno, soprattutto di alberi molto vecchi, hanno un non so che di mistico ed evocativo.

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Fisiologia di uno starnuto.

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L’inverno sta arrivando…

L’inverno sta arrivando (cit.) e con esso iniziano ad arrivare i malanni tipici della stagione.

Uno dei sintomi principali che segnano l’arrivo della stagione fredda è sicuramente il raffreddore ed il relativo, immancabile starnuto.

Lo starnuto è un fenomeno che accompagna da sempre la Storia dell’Uomo ed è estremamente diffuso in tutto il regno animale.

Nel corso dei secoli il riflesso dello starnuto ha assunto sia connotazioni positive che negative. Il moderno “bless you”, ad esempio, usato come risposta ad uno starnuto nei paesi anglosassoni deriva da un’idea di papa Gregorio I che, considerando lo starnuto un segno del contagio da peste, indicò la frase “May God bless you (che Dio ti benedica) come breve preghiera ben augurante da utilizzare al fine di proteggere le persone dalla diffusione della Peste Nera (scelta che non sortì ovviamente alcun effetto e la piaga si portò via un terzo della popolazione europea del tempo).

Aldilà dei differenti significati attribuiti al fenomeno, la funzione dello starnuto è di eliminare agenti patogeni o irritanti attraverso una violenta emissione d’aria dalle vie respiratorie.

Ma cos’è e come si genera uno starnuto?

Il riflesso dello starnuto si può dividere in due fasi.

La prima è la fase nasale. Nella mucosa nasale e nelle alte vie respiratorie si trovano numerose diramazioni sensoriali del nervo trigemino (V nervo cranico) sensibili a stimoli irritanti e a corpi estranei (come polveri o pollini). Gli stimoli sensoriali irritanti vengono quindi trasmessi al nucleo sensitivo principale del trigemino.

Questo centro sensitivo recluta selettivamente il centro respiratorio bulbare e i motoneuroni del nucleo vagale dando il via alla seconda fase del riflesso dello starnuto, la fase respiratoria o efferente.

Prima parte della fase respiratoria di uno starnuto: occhi chiusi e ampia inspirazione.

La fase respiratoria si realizza tramite la chiusura degli occhi (probabilmente una forma di protezione), una profonda inspirazione seguita da una espirazione caratterizzata da una iniziale chiusura delle vie respiratorie che provoca un aumento della pressione interna la quale viene liberata tramite una violenta emissione d’aria, lo starnuto appunto.

Le 40,000 particelle del diametro variabile da 0.5 a 5 mm emesse con un singolo starnuto viaggiano alla velocità di circa 160 km/h e la pressione all’interno dei polmoni può raggiungere i 176 mm di mercurio (circa un quarto di atmosfera)

Lo starnuto è quindi un riflesso che coinvolge diverse strutture muscolari dell’apparato respiratorio e della testa. Non essendo controllabile dalla volontà non possiamo intervenire in modo cosciente sul fenomeno. Quindi smettetela di cercare di starnutire ad occhi aperti…

In ogni modo lo starnuto è un sintomo correlato a diverse condizioni patologiche. Comunemente lo troviamo associato a reazioni allergiche o, come nel caso del raffreddore invernale, a infezioni virali e al freddo.

Esistono però alcune condizioni legate allo starnuto decisamente particolari.

La sindrome ACHOO (dall’inglese Autosomal dominant compelling helio-ophtalmic outburst), conosciuta anche come fotoptarmosi o starnuto riflesso fotico, ad esempio, è una curiosa condizione genetica caratterizzata da parossismi di starnuto in seguito all’esposizione ad una luce intensa.

Questa sindrome è nota fin dall’antichità e affligge tra il 17 e il 35% della popolazione. Le cause non sono del tutto chiare, ma le principali teorie in merito ipotizzano un incrocio tra alcune vie nervose dell’apparato visivo e porzioni del nervo trigemino. Il riflesso, inoltre, può essere stimolato solo ad una prima esposizione alla luce e mai tramite stimoli ripetuti.

Se la sindrome ACHOO vi sembra particolare aspettate di conoscere il caso di un uomo di 69 anni affetto da violenti attacchi di starnuti in seguito ad orgasmo.

L’associazione tra eccitazione sessuale e starnuto è nota dal diciannovesimo secolo e può verificarsi sia in seguito ad un orgasmo, come nel caso descritto sopra, che in seguito a semplici pensieri a sfondo sessuale.  Questo fenomeno è  comunque ancora poco studiato e le cause sono ancora ignote.

Qualsiasi siano le cause dei vostri starnuti vi consiglio in ogni modo di non cercare di trattenere la violenta esplosione di aria. L’elevata pressione che si determina nelle vie respiratorie, se trattenuta, può infatti avere conseguenze spiacevoli quali perdita dell’udito, glaucoma, emorragie, trombi cerebrali e fratture delle costole (in pazienti con osteoporosi).

SALUTE! 

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