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Archivi tag: sistema immunitario

Perché ci si ammala in inverno?

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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 i tatuaggi sbiadiscono con il tempo?

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Spesso le idee per i post su questo blog vengono dalla mia quotidianità. Fenomeni che osservo o situazioni in cui mi trovo coinvolto che stimolano la mia curiosità.

Recentemente mi sono recato in uno studio specializzato per dare una ritoccata ad un mio vecchio tatuaggio. Dopo 11 anni il mio simpatico dragone si era sbiadito, i bordi erano meno definiti e linee che avrebbero dovuto essere separate erano ormai praticamente sovrapposte.

Ma come mai i tatuaggi sbiadiscono con il tempo?

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Esempio di tatuaggio sbiadito nel corso degli anni (per la fonte e una galleria con altri esempi guardate QUI).

Questo fenomeno è tipico di tutti i tatuaggi ed è tanto più evidente quanto le linee che compongono il disegno sono sottili e complesse. Per capire i processi fisiologici alla base di questo inevitabile e fastidioso processo dobbiamo prima capire in cosa consiste un tatuaggio.

Il tatuaggio è di per sé una pratica antichissima e i metodi utilizzati per la realizzazione dei disegni sono variegati (tra i quali ricordiamo il metodo estremo a cucitura della pelle tipico dei tatuaggi inuit).

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Tipito tatuaggio inuit realizzato con il metodo della cucitura. Il pigmento (in genere fuliggine) viene deposto nella cute tramite ago e filo. Il filo coperto di fuliggine, deposita i pigmenti passando attraverso gli strati della pelle. (per altre immagini di tatuaggi inuit guardate QUI)

Al giorno d’oggi i tatuaggi più diffusi in Occidente sono realizzati tramite l’inserimento nel derma di inchiostro specifico tramite l’uso di uno o più aghi.

L’inchiostro utilizzato per per tracciare linee, scritte o disegni permamenti sul proprio corpo è generalmente composto da due parti: il veicolo (o carrier) e il pigmento. Il primo è un solvente (acqua, glicerina, propilene, metanolo) che serve a mantenere i pigmenti in soluzione e a proteggerli da agenti patogeni e contaminazioni. Il secondo, invece, è formato dalle particelle che andranno a comporre il tatuaggio stesso. Esistono numerosi tipi differenti di pigmenti ed in genere sono di origine minerale, vegetale o plastica (per approfondimenti sulla composizione degli inchiostri da tatuaggi guardate QUI).

L’ago di una pistola da tatuaggio, quindi, penetra lo strato superficiale dell’epidermide e deposita frammenti di pigmenti nel derma. Il derma è lo strato della nostra cute che si trova al di sotto dell’epidermide. È formato principalmente da tessuto connettivo ed è altamente vascolarizzato ed innervato.

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Epidermide e derma (in rosa chiaro). (fonte: Wikipedia)

Quando i pigmenti d’inchiostro arrivano nel derma il sistema immunitario reagisce rilevando dei corpi estranei. Per proteggerci da quella che a tutti gli effetti è un’invasione i globuli bianchi si precipitano sul luogo dell’attacco e cercano di liberare il tessuto dai pigmenti.

I globuli bianchi, però, sono cellule relativamente piccole rispetto alle particelle di pigmento. Per questo motivo riescono a fagocitare facilmente solo i frammenti più piccoli che vengono eliminati poi tramite il sistema linfatico ed il fegato. I frammenti più grossi, invece, vengono circondati dalle cellule tipiche del connettivo (i fibroblasti) e sono destinati a rimanere intrappolati nel nostro derma per un tempo indeterminato.

Con il passare degli anni questi fibroblasti si muovono, si dividono e muoiono. Il tatuaggio finisce così per spostarsi più in profondità nel derma, mentre le linee che lo compongono si allargano, dando quel fastidioso effetto sfocato e sbiadito.

Diversi fattori, infine, possono contribuire ad accelerare il processo. Tra questi troviamo dimagrire o ingrassare repentinamente, aumentare o diminuire la massa muscolare, esporsi a lungo e senza protezioni alla luce solare.

(per ulteriori approfondimenti cliccate QUI e guardate QUESTO video)

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Perché l’ortica punge?

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“…che dall’ortica del pericolo si coglie il fiore della sicurezza.”

(W. Shakespeare – Enrico IV – parte 1, atto II, scena 3)

Il post di oggi è spirato ad una storia vera… purtroppo. Si tratta della vicenda che narra del doloroso incontro tra me ed un poco accogliente cespuglio di ortiche.

Mi trovavo in escursione nella contea del Wiltshire nell’Inghilterra meridionale. Una splendida località non lontano da Avebury, patrimonio dell’UNESCO per possedere il cerchio di pietre neolitico più grande d’Europa. Per questo motivo, oltre ad essere meta di turisti e curiosi, Avebury è una fonte inesauribile di miti e leggende che ne fanno un luogo di culto per i gruppi di moderni pagani (o neopagani).

Alcuni monoliti che compongono il cerchio di pietre di Avebury.

Alcuni monoliti che compongono il cerchio di pietre di Avebury.

Proprio mentre mi stavo godendo la bellezza del paesaggio ed il tiepido sole della primavera inglese ecco che il mio piede si inabissa in un punto dove avrebbe dovuto esserci solido terreno, affondando fino al ginocchio in un cespuglio di ortiche. I pantaloni lunghi mi hanno protetto le gambe, ma la maglietta a maniche corte non è risultata altrettanto efficace ed il risultato finale è stato questo:

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Non ricordavo il tempo di prendermi una simile urticata e, dopo la prima mezzora di intenso dolore (il bruciore è durato comunque per un giorno intero) mi sono ripreso e ho affrontato la sventura con il mio solito spirito zen: qualsiasi esperienza, che sia relativamente positiva o negativa per noi, può sempre insegnarci qualcosa.

Quindi, una volta recuperato l’uso del braccio sinistro ed avendo esaurito i santi a cui dedicare il mio sfogo mi è sorta spontanea la domanda: perché l’ortica punge? O meglio, come fa l’ortica a pungere?

Credo sia evidente che questo non sia altro un meccanismo di difesa evoluto dalla pianta, quello che mi interessa è capire come fa a provocare tutto quel dolore e tutti quei rigonfiamenti.

Ma andiamo con ordine introducendo questa pianta così poco affabile.

Con il termine ortica ci si riferisce genericamente alle piante della famiglia delle Urticaceae e del genere Urtica. Le due specie più note sono l‘Urtica dioica e l‘Urtica urens. È una pianta molto diffusa e nota fina dall’antichità per le sue numerose proprietà che si declinano in numerose applicazioni, dalla cucina alla fitoterapia.

Urtica dioica (fonte: Wikipedia)

Urtica dioica (fonte: Wikipedia)

Il nome ortica deriva dal latino “urere” che significa “bruciare”. La reiterazione del nome all’interno della sua tassonomia (Urticaceae, Urtica, urens) lascia intendere come la caratteristica distintiva e poco piacevole di questa pianta non sia certo passata inosservata.

La forza urticante dell’ortica è data dai tricomi, sottilissimi peli che coprono sia le foglie che i fusti. Utilizzo il suffisso intensivo “sottilissimi” perché ciascun pelo è effettivamente formato da una singola cellula allungata e specializzata.

Immagine ingrandita dei tricomi di un'ortica. Ciascun pelo è formato da una singola cellula allungata. (fonte: Wikipedia)

Immagine ingrandita dei tricomi di un’ortica. Ciascun pelo è formato da una singola cellula allungata. (fonte: Wikipedia)

Le pareti laterali dei tricomi sono rafforzate da minerali di calcio mentre la punta è silicata, pronta a spezzarsi per liberare le sostanze contenute all’interno della cellula.

Ma quali sono le sostanze che vengono iniettate da questi minuscoli aghi ipodermici?

Le sostanze contenute nei tricomi sono principalmente istamina, serotonina, acetilcolina e acido formico.

La componente principale, l’istamina, è uno dei mediatori dell’infiammazione. In genere contenuta in alcuni globuli bianchi (granulociti basofili) e nelle piastrine, l’istamina promuove la vasodilatazione a livello locale e aumenta la permeabilità dei vasi sanguigni permettendo ai globuli bianchi di uscire dal circuito sanguigno per raggiungere la zona traumatizzata e infetta.

L’istamina quindi provoca il gonfiore dell’infiammazione attivando i meccanismi immunitari della cute.

Un’altra sostanza contenuta nei tricomi delle ortiche è la serotonina, noto e diffuso neurotrasmettitore. Se iniettata a livello locale è in grado di stimolare le terminazione nervose responsabili della percezione del dolore. E questo è esattamente quello che fa l’ortica mentre si difende dalla nostra goffa invadenza.

L’acetilcolina, invece, è un altro neurotrasmettitore ben conosciuto. Anzi, in verità si tratta il primo neurotrasmettitore ad essere individuato nella storia e valse un Nobel per la Medicina nel 1936. A livello di iniezione locale il suo effetto è probabilmente legato alla vasodilatazione e alla contrazione muscolare.

L’acido formico, infine, deve il suo nome alle formiche che lo producono all’interno del proprio corpo come sistema di difesa urticante.

Abbiamo visto quindi che i tricomi delle ortiche contengono un bel cocktail di sostanze differenti, e per questo un singolo trattamento (per esempio contro l’istamina) può risultare non completamente efficace. Davvero subdole queste ortiche…

Tuttavia esistono numerosi metodi per tentare di alleviare la sofferenza e ridurre gli effetti della puntura.

Il metodo più “naturale” e immediato, per esempio, è quello di fare impacchi con foglie di piantaggine o di acetosa, due piante che possono contribuire a ridurre il dolore e che tendono a crescere in prossimità delle ortiche stesse.

Plantago lanceolata, nota come piantaggine. Tende a crescere vicino alle ortiche. Impacchi fatti con le foglie macerate possono aiutare ad alleviare il dolore. (fonte: Wikipedia)

Plantago lanceolata, nota come piantaggine. Tende a crescere vicino alle ortiche. Impacchi fatti con le foglie macerate possono aiutare ad alleviare il dolore. (fonte: Wikipedia)

Tra le cose da non fare, invece, troviamo grattarsi e strofinare la parte colpita. Questo infatti non fa che rompere ulteriormente gli aghi già infilzati nella pelle, spingendoli ancora più in profondità ed incrementando il rilascio delle sostanze irritanti. È quindi più saggio fare impacchi con acqua ossigenata o composti basici come il sapone. Inoltre la rimozione degli aghi può essere agevolata usando del nastro adesivo a mo’ di ceretta. Potete trovare altri rimedi contro le ortiche a questo LINK.

Alla fine la morale dell’avventura è che non tutto il male vien per nuocere, il mio braccio si è ripreso in una giornata, l’ortica è viva e vegeta (e magari intimamente soddisfatta di essersi difesa così bene dalla mia goffa aggressione) ed ho anche imparato qualcosa di nuovo. In futuro starò più attento e sicuramente non guarderò più un’ortica con gli stessi occhi.

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Che cos’è un retrovirus?

Il fiocco rosso, simbolo della lotta all’AIDS

Il primo dicembre, come ogni anno, si svolge la giornata mondiale per la lotta all’AIDS.

La sindrome da immunodeficienza acquisita è una malattia pandemica (che colpisce più aree geografiche in tutto il Mondo) che, ad oggi, ha contagiato più di 60 milioni di persone provocando 25 milioni di morti.

Questa patologia, riconosciuta ufficialmente nel 1981, colpisce il sistema immunitario rendendolo debole ed inefficiente. Le persone colpite sono in questo modo esposte a infezioni e patologie (tra cui anche tumori) che in genere verrebbero sconfitte da un normale sistema immunitario.

L’AIDS è provocata dal virus dell’immunodeficienza umana (HIV) derivato dal virus dell’immunodeficienza delle scimmie (SIV). Questo virus, trasmissibile per via sessuale, ematica o verticale (madre-figlio), si insinua nell’organismo ospite e attacca le cellule ricche di un particolare recettore chiamato CD4.

Nell’organismo umano le cellule che esprimono maggiormente il recettore CD4 sono i linfociti CD4+ del sistema immunitario. Questi linfociti hanno il ruolo fondamentale di coordinatori (o “direttori d’orchestra”) in quanto sono responsabili del reclutamento di diverse componenti del sistema immunitario a seconda del tipo di infezione che il corpo è chiamato a fronteggiare. Un numero inopportuno di linfociti CD4+ indebolisce tutto il sistema di difesa esponendo l’intero organismo agli attacchi degli agenti patogeni.

Linfocita al microscopio elettronico a scansione (Wikipedia)

I linfociti CD4+ sono il bersaglio principale del virus HIV ma, all’interno del corpo umano, si trovano altre cellule attaccabili dal virus in quanto dotate di recettore CD4. Tra queste cellule ci sono altre cellule del sistema immunitario come i linfociti B e linfociti T-CD8+, i precursori delle cellule del sangue, cellule dei vasi sanguigni, del sistema nervoso e delle pareti intestinali

Spesso si sente definire l’AIDS come malattia retrovirale e l’HIV come retrovirus. Ma cosa significa esattamente questo termine?

Virus e retrovirus….

Prima di tutto cerchiamo di definire cosa sia esattamente un virus.

Il termine virus deriva dal latino vīrus che significa “tossina, veleno”. Un virus è formato, in grosso modo, da una capsula che avvolge un genoma formato da pochi geni. Un virus in genere infetta una cellula iniettandovi il proprio genoma. Una volta all’interno della cellula questi pochi geni sequestrano i macchinari di replicazione della cellula stessa. In questo modo il virus si replica formando copie di se stesso che abbandonano la cellula uccidendola. I nuovi virus così formati potranno infettare (e uccidere) altre cellula e così via. Per la sua semplicità strutturale e per la sua incapacità a replicarsi in modo autonomo un virus viene definito come entità biologica e non come organismo vivente (se un virus sia effettivamente vivente o meno è ancora oggetto di discussione).

Definita brevemente la natura di un virus passiamo ora al secondo concetto fondamentale per capire il termine “retrovirus”: Il Dogma Centrale della Biologia Molecolare o Central Dogma (se chi legge è un fan di Neon Genesis Evangelion questo termine farà suonare più di un campanello).

Nel manga/anime Neon Genesis Evangelion il Central Dogma era il centro di comando del quartier generale della Nerv.

Il Dogma Centrale si riferisce al sistema tramite il quale l’informazione genetica contenuta nel DNA viene espressa in proteine funzionanti (e quindi in interi organismi viventi). Il Dogma prevede che l’informazione contenuta nella catena a doppia elica del DNA venga trascritta in RNA messaggero a singola elica il quale viene tradotto in proteine.

Schematizzazione del Dogma Centrale. Il DNA (che si autoreplica) viene trascritto in RNA tramite la trascrizione. l’RNA viene quindi tradotto in proteine tramite la traduzione.

Nonostante il nome, però, il Dogma Centrale è ben lontano dall’essere una regola assoluta ed inviolabile (come del resto tutto nella Scienza, e questo è il bello!). Esistono infatti numerosi casi di violazione del Dogma e i retrovirus ne sono un esempio.

I retrovirus sono caratterizzati da un genoma formato da RNA invece che DNA. La capsula del retrovirus, una volta all’interno della cellula infettata, libera alcune molecole di un enzima particolare chiamato retrotrascrittasi inversa.

Questo enzima è in grado di violare il Dogma percorrendo al contrario il primo passaggio del Dogma stesso, la trascrizione da DNA a RNA messaggero.

La retrotrascrittasi, infatti, retrotrascrive il genoma ad RNA del virus in DNA. Questo DNA virale retrotrascritto viene quindi incorporato nel genoma della cellula colpita che inizierà ad esprimere le proteine virali come se nulla fosse.

In questo modo il retrovirus piega i meccanismi di replicazione della cellula ai propri voleri. La cellula infettata diventerà una vera e propria fabbrica di produzione e assemblaggio dei virus i quali, una volta formati, abbandoneranno la cellula distruggendone la membrana provocandone così la morte.

Retrovirus HIV-1 (in verde) che abbandonano un linfocita morente gemmando dalla sua superficie (Wikipedia)

Il sistema terribile quanto ingegnoso garantisce prosperità al virus che può crescere ed espandersi fino a diventare una vera e propria epidemia.

Nonostante tutto la lotta all’AIDS continua e le buone notizie non mancano. Pur non esistendo ancora un vaccino o una cura definitiva, l’infenzione è in calo. Il Progamma per la lotta all’AIDS delle Nazioni Unite (UNAIDS), infatti, riporta una riduzione del 52% di nuove infezioni nei bambini e una riduzione globale tra adulti e bambini del 33% dal 2001 ad oggi.

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