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A cosa servono le zanzare?

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Arriva l’estate (pioggia permettendo) e con essa tornano le odiate zanzare. Dalle punture al fastidioso ronzio fino alle terribili malattie che questo insetto contribuisce a diffondere, è molto difficile, se non impossibile, trovare qualcuno che ami le zanzare o le trovi in qualche modo utili. Le zanzare appartengono a quella categoria di animali in grado di far vacillare i principi morali del più convinto degli animalisti o la fede del più fervente dei credenti. Se esiste un dio buono e misericordioso, perché ha creato le zanzare?

Riflessioni teologiche e animaliste a parte, la zanzara, oltre ad essere estremamente fastidiosa, è uno degli animali più pericolosi del mondo. Per essere precisi la zanzara occupa il primo posto nella classifica degli animali più mortali per l’uomo. Le malattie che questo insetto contribuisce a diffondere includono la malaria, la febbre gialla, la febbre dengue e la febbre da virus Zika. Secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità queste patologie colpiscono centinaia di milioni di esseri umani in tutto il mondo ogni anno, causando la morte di diverse milioni di individui.

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Aedes aegypti, responsabile della diffusione della febbre gialla, dello Zika virus, delle febbre dengue e di altre malattie i cui morti si contano a milioni ogni anno.

Ma esiste una qualche utilità in questi terribili insetti? Qual è il ruolo delle zanzare all’interno degli ecosistemi?

Il nostro pianeta conosce le zanzare da più di 100 milioni di anni (chi si ricorda la zanzara imprigionata in una goccia d’ambra in Jurassic Park?). Il loro habitat non ha confini, tanto che nemmeno la tundra artica di Canada e Russia è al sicuro dalle loro punture. Al giorno d’oggi sono state descritte più di 3500 specie di zanzare differenti, di cui solo 200 pungono gli esseri umani. Tra queste ultime è importante sottolineare che solo le femmine di zanzare, che necessitano di proteine per produrre le uova, pungono e succhiano il sangue. E qui arriviamo al primo ruolo utile delle zanzare in natura, quello di impollinazione dei fiori. L’alimento principale delle zanzare adulte, infatti, non è il sangue ma bensì il nettare dei fiori. Volando da una pianta all’altra contribuiscono alla diffusione del polline in modo simile alle api.

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John Hammond (al secolo l’attore Richard Attenborough)  rimira una zanzara imprigionata nell’ambra nel film Jurassic Park del 1993, diretto da Steven Spielberg

Un secondo contributo delle zanzare agli ecosistemi è quello di fornire biomassa alla catena alimentare di numerose specie. Le larve delle zanzare vivono in acqua dove si nutrono di materiale organico come alghe unicellulari e piante. Crescendo diventano facili prede per diversi tipi di pesci e, una volta completata la metamorfosi, le zanzare adulte sono un facile banchetto per uccelli e pipistrelli.

Questi sono quindi i “ruoli” principali delle zanzare in natura. Ma bastano a dare alle zanzare una parvenza di utilità? In un articolo comparso su Nature nel 2010 si prova ad immaginare un mondo senza zanzare e le opinioni degli specialisti riguardo ad un simile scenario sono differenti. Secondo alcuni l’estinzione delle zanzare avrebbe un impatto minimo in quanto la cicatrice ecologica lasciata verrebbe risanata velocemente mentre i ruoli (ad esempio l’impollinazione dei fiori) verrebbero rilevati da altri insetti, magari meno fastidiosi e pericolosi. Per altri, invece, il danno sarebbe ingente mettendo a rischio la sopravvivenza di numerose specie animali e vegetali che nelle zanzare trovano una sicura fonte di cibo e trasporto di polline.

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Larve di zanzara che fluttuano in prossimità della superficie dell’acqua. Si possono notare i sifoni puntati verso l’alto grazie ai quali possono sopravvivere respirando aria.

Quel che è certo è che bisogna intervenire per prevenire i milioni di morti fatti ogni anno dalle zanzare. In tal senso un metodo che si sta rivelando molto efficace nel prevenire la diffusione di malattie mortali consiste nel liberare in natura zanzare geneticamente ingegnerizzate. Queste zanzare chiamate OX513A sono in grado di riprodursi, ma la loro progenie risulta sempre sterile. In questo modo la popolazione di zanzare nelle aree più colpite è calata drasticamente, riducendo così anche il contagio. L’approccio dell’ingegneria genetica, tra l’altro, è più sicuro e sostenibile di qualsiasi altro vecchio metodo in quanto permette di colpire solamente una determinata specie di zanzara, evitando la dispersione di insettici nell’ambiente che potrebbe nuocere ad altri animali e all’uomo stesso.

La riduzione della popolazione delle specie di zanzare vettori di malattie è quindi un obiettivo più che condivisibile ed auspicabile. Per le altre specie di zanzare, invece, dovremo continuare a sopportare il loro ronzio e le loro punture, per il bene degli ecosistemi che, purtroppo, dipendono da questi noiosi insetti.

Per ulteriori approfondimenti vi consiglio di visitare QUESTO sito e di guardare QUESTA interessante TED talk.

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I tempi della ricerca medica.

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La disinformazione scientifica in campo medico (e non solo) dilaga. Un oscurantismo moderno intriso di superstizione che abbiamo visto recentemente tornare alla ribalta con  casi come Stamina, i servizi sulle diete alcaline per curare i tumori e gli articoli sui vaccini che causano l’autismo.

Bufale avvolte in un alone di mistero complottista e colme dell’ignoranza e della supponenza di chi vuole parlare con cognizione di causa di qualcosa che non conosce. Tutto questo non fa altro che alimentare falsi miti e creare una grande confusione tra il pubblico privo (non per colpa sua) di basi scientifiche adeguate.

Uno degli scopi principali di questo blog è cercare di parlare di scienza in modo corretto e comprensibile. Per questo motivo vorrei cercare di riportare un po’ di ordine nel marasma pseudoscientifico degli ultimi tempi dedicando i prossimi post allo sviluppo della medicina moderna e ai processi che portano alla nascita di un farmaco.

Sono argomenti molto densi e molto complessi ma cercherò di esporli in maniera sintetica e non troppo noiosa. Va da sé che ciò mi impone di non poter entrare nel dettaglio o approfondire ogni singolo aspetto di ogni punto.

Oggi vorrei partire da un’affermazione che leggo spesso sui social network e che viene usata in genere da chi diffonde le bufale sopracitate cercando di screditare la ricerca scientifica, ovvero: “Figurati se nel terzo millennio non esiste una cura per questa malattia”

Questa è una dimostrazione dell’ignoranza e della supponenza a cui ho fatto riferimento sopra. I molti (purtroppo) che pronunciano una frase del genere palesano da un lato una profonda ignoranza della storia della medicina moderna e dall’altro sopravvalutano le capacità tecnologiche dell’uomo.

A livello di superficialità è come dire “siamo nel 2014, figurati se non siamo in grado di teletrasportare le persone”.

La moderna scienza medica, è vero, ha compiuto passi da gigante negli ultimi anni ma non dobbiamo dimenticare che stiamo parlando di una disciplina estremamente giovane. L’applicazione sistematica del metodo scientifico alla pratica medica risale infatti solamente agli inizi del ventesimo secolo.

La ricerca medica basata su evidenze scientifiche dimostrate, inoltre, si è sviluppata in un mondo in cui le persone venivano “curate” con pratiche mediche fondate sul nulla ma profondamente radicate nelle tradizioni e nelle superstizioni e per questo dure da estirpare. Basti pensare alla pratica dei salassi diffusa sin dall’antichità ed operata fino alla fine del diciannovesimo quando ne è stata dimostrata l’inefficacia e la pericolosità.

Olio di serpente. Un noto “rimedio” venduto dai ciarlatani per curare tutti i mali. Popolare fino a primi decenni del ventesimo secolo, ancora oggi si trovano truffatori che vendono questo elisir o sue varianti.

Tra superstizione, truffe e ciarlatanerie la nascente scienza medica ha dovuto combattere con forza per affermarsi ed estirpare le erbacce che per secoli hanno minato (e spesso minano tuttora)  la salute stessa delle persone che avrebbero dovuto curare.

La medicina moderna quindi esiste e combatte da poco più di un secolo. Cento anni possono sembrare molti ma diventano pochissimi se si pensa che un farmaco per essere sviluppato, approvato e diffuso tra la popolazione richiede in media tra i 10 e i 16 anni.

La penicillina, ad esempio, è stata scoperta ufficialmente da Fleming solo nel 1929 ed utilizzata sistematicamente per combattere le infezioni batteriche sono dagli anni  ’40!  In generale l’uso degli antibiotici risale a meno di 80 anni fa.

Alexander Fleming (credit: Wikipedia)

Perché un farmaco possa essere sviluppato e una malattia curata in modo efficace, inoltre, è opportuno e necessario conoscere le cause, i meccanismi molecolari che determinano una particolare patologia. Conoscendo i meccanismi molecolari di una malattia si possono sviluppare cure con maggiore efficacia. In questo modo, infatti, la ricerca non procede più per tentativi ma, conoscendo il bersaglio, sviluppa l’arma per colpire quel bersaglio in maniera estremamente specifica.

Ma se la medicina moderna è una disciplina giovane, in termini temporali lo sviluppo dello studio delle malattie a livello molecolare è paragonabile ad un neonato. È solo tra la fine degli anni ’80 e l’inizio degli anni ’90, infatti, che si è iniziato a comprendere le basi molecolari della malattie e, al giorno d’oggi, sono più di 4000 le patologie di cui si conoscono le cause a livello molecolare.

Purtroppo il passo tra il conoscere una malattia e sviluppare una cura efficace non è né immediato né automatico. Delle 4000 malattie note sopracitate meno di 300 hanno una cura attualmente disponibile. Questo dato da un’idea della complessità e dei tempi della ricerca.

In poche parole il passaggio tra le conoscenze fondamentali (la scoperta del meccanismo/bersaglio) e l’applicazione pratica di tali conoscenze (lo sviluppo di una cura efficace) è un percorso lungo, difficile, costoso e il cui successo non è scontato.

Nell’immaginario collettivo le scienza è rapida, efficace e raggiunge i proprio obiettivi in tempi brevi. Ricordo di aver riso nel vedere una scena del recente film di Spiderman in cui la cura per far ricrescere un arto viene trovata e sviluppata in una notte.

Una scena tratta da "The Amazing Spiderman" (2012). In un laboratorio i geni vengono ricombinati utilizzando scenografici ologrammi colorati. Tutto molto bello, ma niente di vagamente corrispondente al vero.

Una scena tratta da “The Amazing Spiderman” (2012). In un laboratorio i geni vengono ricombinati utilizzando scenografici ologrammi colorati. Tutto molto bello, ma niente di vagamente corrispondente al vero.

Purtroppo tale immagine è buona giusto per un buon film di fantascienza e non corrisponde a niente di reale.

Ma l’obiettivo principale della ricerca medica è rendere reale la fantascienza. Accorciare i tempi della ricerca, velocizzare lo sviluppo delle cure per particolari patologie sono traguardi concreti che lo sviluppo della moderna tecnologia sta contribuendo a raggiungere.

Sicuramente gli ologrammi dell’Uomo Ragno non sono dietro l’angolo, ma la ricerca medica sta diventando sempre più efficiente. Diciamo che questa giovane disciplina sta diventando adulta. Del resto in cento anni l’aspettativa di vita di un neonato è passata da meno di 50 anni a quasi 80. Questi sono risultati incredibili e tangibili.

Ridurre i tempi di sviluppo di una cura è fondamentale. Sia perché permette di salvare più vite oggi sia perché impedisce ai ciarlatani di insinuarsi in questi buchi di conoscenza.

Il caso Stamina è un chiaro esempio di questo fenomeno: l’assenza di una cura efficace immediata porta i malati ad affidarsi a metodi basati sul nulla. Ovviamente non biasimo chi da disperato si aggrappa ad un’illusione, ma condanno chi sfrutta tale disperazione per interessi personali.

È una corsa contro il tempo. La ricerca deve velocizzare i propri tempi per evitare che la gente perda la fiducia nella medicina aggrappandosi a facili e immediate illusioni che non portano a nulla se non al profitto di chi specula sulla sofferenza.

Per oggi chiudo qui. I prossimi post saranno dedicati ai trial clinici e ai processi che portano allo sviluppo di un farmaco.

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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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La differenza tra genetico ed ereditario

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Nel linguaggio comune i termini “genetico” ed “ereditario” vengono spesso considerati sinonimi e come tali utilizzati, senza alcuna distinzione. Si parla continuamente di malattie genetiche e malattie ereditarie, ma sono davvero la stessa cosa? Esiste una differenza?

In realtà genetico ed ereditario, pur essendo collegati, si riferiscono a due aspetti distinti della Biologia. Confonderli tra loro è un errore tipico del linguaggio parlato e contribuisce a creare confusione, distorcendo nozioni ed informazioni.

Con questo breve post cercherò di fare un po’ di luce sull’argomento.

Una malattia genetica è una patologia causata da alterazioni del DNA. I geni sono frammenti di DNA e, tornando alla similitudine gene=progetto usata nel mio post precedente, una mutazione genetica può essere vista come un errore di scrittura (un errore di battitura, una ripetizione o una pagina mancante) in un singolo progetto (un gene) oppure un danno più consistente ad un intero scaffale di progetti (un cromosoma). Ogni cellula del nostro corpo possiede una copia completa del nostro personale archivio di geni e ogni cellula in modo indipendente può incappare in uno degli errori di scrittura sopra citati.

Ma questi errori non sono per forza ereditari. Con il termine “ereditario” si indica tutto ciò che può essere trasmesso ai figli. Negli organismi viventi l’ereditarietà è veicolata dal DNA e le uniche cellule del corpo in grado di trasmettere geni alla prole sono i gameti (spermatozoi ed ovuli).

Gli unici errori genetici trasmissibili ai figli sono perciò quelli che si verificano in questo particolare tipo di cellule. Un padre sano, per esempio, può incappare in una mutazione in un singolo spermatozoo. Lo spermatozzo mutato non farà ammalare il genitore (in quanto tutte le altre cellule del corpo rimarranno sane) ma produrrà un figlio malato che, avendo tutte le cellule del corpo mutate (gameti compresi), trasmetterà a sua volta la mutazione ai figli.

Una mutazione genetica che si verifichi in un altro tipo cellulare diverso da uno spermatozoo o da un ovulo, invece, non potrà essere trasmessa ai propri figli. Un tumore alla pelle casutato dai raggi UV, per esempio, è una malattia genetica (in quanto i raggi UV danneggiano il DNA delle cellule della cute) ma non ereditaria (poiché la mutazione presente nella pelle non può arrivare ai gameti in nessun modo).

In sintesi, una malattia ereditaria ha sempre una base genetica, mentre una malattia genetica non è per forza ereditaria.

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