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Una dieta ipocalorica fa vivere a lungo? Sembra proprio di no.

Una dieta ipocalorica fa vivere a lungo? Sembra proprio di no.

Uno dei mantra di questi ultimi anni è che la riduzione di almeno il 30% delle calorie normalmente assunte sia la base per la longevità. A sostegno di tale ipotesi, formulata molti anni fa e tornata in auge sul finire degli anni '80, dati di fisiologia cellulare (vedi riduzione del metabolismo e conseguente diminuzione dei radicali liberi), alcuni lavori scientifici e soprattutto il sostegno da parte di medici e scienziati famosi. Più volte abbiamo la Montalcini e Veronesi affermare che la loro dieta assolutamente moderata, per non dire parca, è alla base della salute mentale e della longevità di cui godono. In realtà le variabili che entrano in gioco sono molte. Solo uno studio scientifico fatto con tutti i crismi potrebbe indicare se, e in quale percentuale, la dieta influenza le aspettative di vita. Ed uno studio di tale portata comporta anni di osservazioni in condizioni controllate.
Una precisazione. Non si considera qui la qualità calorica ma la quantità calorica. E' abbastanza ovvio che una dieta basata principalmente su grassi anche se resa paragonabile quantitativamente ad una dieta equilibrata, causerà maggiori problemi di salute.
Il punto quindi è: a parità di qualità, una riduzione delle calorie determina o no una maggiore aspettativa di vita?
a sinistra scimmia con dieta ipocalorica, A destra il controllo
Bene. Sembra proprio di no. Questo almeno è quanto emerge da un articolo pubblicato ieri su Nature (Mattison et al, del National Institute on Aging, NIH) e riassunto oggi sul New York Times da Gina Kolata. Il punto di forza del lavoro di Julie Mattison , è la durata (25 anni!!!) e la completezza dello studio (condotto su scimmie Rhesus in codizioni controllate e senza stress ambientali). 
 Non volendo qui entrare in troppi dettagli che annoierebbero i non addetti ad i lavori, ne riassumo di seguito i punti più importanti:

    •    è stato necessario usare un modello animale il più simile a quello umano e per tutto il tempo necessario. Tempo che equivale alla vita media delle scimmie. Sarebbe stato impensabile ottenere dei dati sicuri per un tempo così lungo con esseri umani (questionari o risposte basate sulla fiducia non servono a molto qui).
    •    Sono state studiate 121 scimmie, 49 delle quali (oramai vecchiette) sono ancora in vita. Lo studio proseguirà fino alla dipartita per morte naturale di tutto il campione.
    •    Lo studio è iniziato nel 1987. Tali erano le aspettative del successo dello studio che alcuni dei ricercatori coinvolti avevano iniziato spontaneamente una dieta ipocalorica.
    •    Le scimmie sono state divise in gruppi a seconda della dose calorica giornaliera assunta e del momento di inizio di tale dieta. Quindi alcune scimmie hanno iniziato la dieta da giovani, altre quando erano in età avanzata.
    •    La causa di morte naturale (cardiovascolare, cancro) nelle scimmie decedute non mostra nei diversi gruppi sostanziali differenze.
    •    I maschi posti in dieta ipocalorica (30% di calorie in meno) in tarda età mostrano livelli di colesterolo e glicemia inferiori rispetto al controllo. Questo dato NON è invece presente nelle femmine parimenti alimentate. In questo gruppo di trattamento entrambi i sessi mostrano invece un abbassamento dei livelli di trigliceridi, notoriamente associati al rischio di malattia cardiaca.
    •    Scimmie messe a dieta da giovani (che comprende tutta la prima fase di adulto) non mostrano i benefici sopra descritti (minori trigliceridi e per i maschi minore colesterolo e glicemia). Tuttavia sviluppano meno patologie tumorali.
    •    IN OGNI CASO le scimmie in dieta, in qualunque momento l'abbiano iniziata, NON vivono più a lungo dei controlli.

Grande è stata, come detto sopra, la sorpresa degli autori. Rafael de Cabo, il leader del gruppo, si aspettava di riprodurre almeno in parte i risultati ottenuti in uno studio durato 20 anni della University of Wisconsin del 2009 (Colmar et al, Science) in cui si era osservata una correlazione positiva fra dieta ipocalorica e longevità.
Ma già allora erano sorti dei dubbi sui risultati. In particolare era stata la decisione degli autori di non considerare circa la metà dei decessi in quanto, a loro parere, non correlati con il fenomeno della vecchiaia. Se tali morti fossero state incluse la correlazione positiva sarebbe divenuta statisticamente molto dubbia.

De Cabo aggiunge che "sarà necessario aspettare ancora un po di tempo, fino a quando tutte le scimmie saranno decedute e quindi analizzate. Non possiamo escludere che al completamento dell'analisi emergeranno dati a sostegno della ipotesi di partenza, sebbene sicuramente meno forti dell'atteso".

Un'altra differenza potenziale fra gli studi del Wisconsin e dell'NIH (National Institutes of Health, Washington DC) è da sottolineare. L'origine delle scimmie Rhesus (macachi) usate è geograficamente diversa: indiane nel primo caso e indo-cinesi nel secondo. Potrebbero quindi esistere delle differenze genetiche di base. Non un punto particolarmente decisivo (non c'è alcuna ragione di preferire un modello piuttosto che un altro) ma da considerare.

E le affermazioni di Veronesi e Montalcini? Un punto importante da considerare è che la loro dieta ipocalorica è iniziata sicuramente dopo i 60 anni. E' alquanto comprensibile che un anziano che si nutre seguendo i veri bisogni del proprio organismo goda di una salute migliore rispetto a chi continua a seguire una alimentazione tipica di un ventenne. Ed i dati delle scimmie che mostrano almeno benefici metabolici ne è una conferma.

Mangiare bene e nella giusta quantità richiesta dal corpo nelle diverse fasi della vita, oltre alla fortuna derivante da un patrimonio genetico idoneo e la protezione dagli accidenti della vita, è forse la vera ricetta da seguire per chi voglia vivere bene e a lungo.

Articolo successivo sul tema: gli errori della dieta basata sul gruppo sanguigno (qui)

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p.s. noto con un sorriso che oggi, il giorno dopo il mio post ma soprattutto l'articolo generalista pubblicato sul NYT, "La Repubblica" non sia riuscita a fare niente di meglio che tradurre (quindi copiare in modo legale) l'articolo di Gina Kolata. Ma la redazione scientifica esiste nei giornali italiani o serve solo per pubblicare le veline del professore di turno?


Un nuovo modello per capire il funzionamente del virus di Eptein-Barr

Il virus di Epstein Barr (EBV), un membro della famiglia degli Herpes virus, è un virus ampiamente diffuso ed è noto alla gran parte delle persone per essere la causa della "malattia del bacio", la mononucleosi. Una malattia tutto sommato meno fastidiosa del raffreddore visto che nella stragrande maggioranza dei casi è asintomatica, spesso confusa con uno dei tanti malanni di stagione, e comporta un leggero rigonfiamento delle ghiandole associato ad una faringite. A differenza delle malattie di stagione tuttavia la fase sintomatica compare una volta nella vita dopo di che ne siamo immunizzati. L'ampia diffusione nella popolazione è provata dalla analisi anticorpale che mostra positività nel 90% dei post-adolescenti testati.
Nonostante la sua ampia diffusione e sostanziale innocuità questo virus è da molti anni un enigma in quanto è associato in alcune popolazioni a sintomatologie più gravi. Pur essendo nota, ed ampiamente usata in laboratorio in condizioni di contenimento sanitario medio-alto, la sua capacità di immortalizzare i linfociti B (molto utile per mantenere in coltura continua queste cellule che altrimenti si fermerebbero dopo meno di 40 divsioni, vedi il fenomeno Senescenza) nella popolazione generale questo non si traduce quasi mai in malattie del sangue. Il quasi è alla base dell'enigma in quanto lo stesso tipo di virus, NON ceppi più virulenti, può in condizioni particolari e non del tutto chiarite causare malattie di tipo tumorale. I punti di domanda sono molteplici e sembrano portare in una direzione dove non è tanto il virus a fare la differenza quanto l'individuo infettato. E quando parlo di individuo lo considero come il prodotto di un determinanto background genetico e di specifici stress ambientali. Non si potrebbe spiegare altrimenti il fatto che lo stesso virus sia in grado di generare malattie tanto diverse fra loro in popolazioni ed ambienti geografici assolutamente distinti. L'EBV è infatti associato a:
- asintomaticità (o lieve mononucleosi) nella maggior parte dei casi
- carcinoma nasofaringeo, maggior frequenza in popolazioni della Cina e Turchia.
- linfoma di Burkitt, alta frequenza in popolazioni dell'Africa equatoriale.
- alcuni tipi di linfoma
Tale distribuzione geografico/antropologica ha fatto ipotizzare che alcune popolazioni siano maggiormente sensibile di altre a causa di un insieme di componenti genetiche facilitanti, ambientali (condizioni igeniche, cibo scarso, … ) e di depressione immunitaria (a causa della malaria, etc).

Di interesse quindi un articolo pubblicato su Virology questa primavera dal team di Nicola Mason della University of Pennsylvania, in cui si dimostra non solo che l'EBV è in grado di infettare i cani ma è anche responsabile dei linfomi che questi sviluppano. Questa osservazione è di fondamentale rilevanza in quanto fornisce un modello animale, prima mancante, per lo studio della malattia virale e per lo sviluppo di terapie adeguate. Fino ad ora gli unici modelli disponibili, a parte le colture cellulari (importanti ma assolutamente inadeguate per lo studio di meccanismi multi-livello), erano i primati non-umani.
 Nonostante quello che molti animalisti pensano, i primati sono un incubo per lo sviluppo dei farmaci e vengono usati solo in casi molto limitati a causa sia dei costi di mantenimento abnormi, ricordo che la statistica impone un numero adeguato, che del lungo ciclo vitale. Ricordo che durante lo sviluppo di un farmaco vengono effettuati test sia di teratogenicità che di mutagenesi: qualora i test preliminari fossero dubbi è obbligatorio fare test su animali non roditori (cane o scimmia) per escludere effetti indesiderati sulla progenie dei soggetti trattati. E' evidente che fare questi test su roditori (tempo necessario fra gestazione e fertilità della progenie è di pochi mesi), su cani (tempo richiesto è di 6-18 mesi), o su primati (tempo necessario alcuni anni) fa si che la possibilità di abbandonare i primati sia accolta con favore sia per motivi etici che finanziari.
Tornando al modello canino, si è visto che animali esposti al nostro stesso virus si ammalano di linfoma con una frequenza di 1 su 8. Al contrario nei paesi occidentali, dove si è detto sopra la frequenza di infettati è del 90 % "solo" 19 persone ogni 100.000 sviluppano il linfoma. I linfomi canini inoltre presentavano le tracce genetiche del virus con frequenza significativamente maggiore dei cani sani. Il cane quindi è un modello ideale in quanto, data la sua sensibilità, permette di abbassare notevolmente i numeri richiesti per i test.
Quale sia il motivo di questa spontanea sensibilità non è noto. Facile tuttavia ipotizzare che il virus si sia adattato, nelle migliaia di generazioni (nell'arco di 15.000 anni) in cui cane e uomo hanno condiviso lo stesso ambiente, ad un ospite duplice. I meccanismi di difesa immunitaria del cane sono stati molto probabilmente meno sollecitati a sviluppare contromisure adeguate a causa del minor impatto sulla fitness che un linfoma ha su un animale che vive in natura fra i 5 ed i 10 anni (tempo più che sufficiente per riprodursi) e l'uomo che ha dovuto essere selezionato per vivere molto più a lungo per potere assicurare una discendenza vitale (quindi l'Homo troppo sensibile al virus è stato cancellato evolutivamente).
Il fatto che alcuni cani (ad esmpio i golden retriever) siano più suscettibili di altri a sviluppare linfomi è molto interessante. Fornirà le basi per comprendere definitivamente perchè alcune popolazioni umane sviluppino, in seguito all'infezione con EBV, più facilmente tumori di vario tipo rispetto alla popolazione standard occidentale.

in una galassia lontana pianeti abitabili... o forse no

(space.com)
Tempo avevo riportato le entusiasmanti notizie riferite alla scoperta di pianeti appartenenti ad altri sistemi solari (--> "in una galassia lontana ...") la cui posizione orbitale fosse compatibile con la presenza di acqua allo stato liquido.
Ora a distanza di qualche mese sono emersi dati che, almeno per una di queste notizie, mostrano che l'accordo nel campo è lungi dall'essere stato raggiunto.
Più in dettaglio la notizia ora incriminata, riguarda l'osservazione di Steven Vogt della University of California Santa Barbara (UCSB). Nel 2010 pubblicò la notizia della identificazione di un pianeta attorno alla stella Gliese 581 nella costellazione della Libra, che orbitava nella zona permissiva per la presenza di acqua (Goldilocks zone). Il pianeta venne chiamato Gliese 581g.

 Questo dato diede il via nei mesi successivi ad un acceso dibattito in quanto, a differenza di altri esopianeti, le prove a riguardo si rivelarono contrastanti. Precisiamo. Non è mai stata messa in dubbio l'onestà intellettuale di Vogt. Semplicemente c'è forte discordanza sull'analisi dei dati da cui è stata inferita la presenza di Gliese 581g. Vale la pena ricordare che il termine "osservare" il pianeta è una semplificazione. La presenza di uno o più pianeti al di fuori del nostro sistema si basa sulla perturbazione gravitazionale che la presenza di pianeti induce nella velocità di una stella. Tanto più grossi e vicini sono alla stella e tanto più il movimento della stella subirà una alterazione. Per semplificare ulteriormente, un ipotetico osservatore posto nel sistema Gliese avrebbe le stesse difficoltà nel dedurre la presenza di un pianeta 4 volte più grande della Terra, figuriamoci identificare la Terra od un pianeta più piccolo sebbene prossimo al Sole come Marte.
Il modello proposto dagli svizzeri ipotizza che i pianeti siano 4 e non 5.
E' l'orbita ellittica di uno di essi a dare l'illusione di un quinto pianeta.
Gli americani replicano che le orbite sono in realtà instabili
®NYT
L'osservatorio di Ginevra in particolare (che nel 2007 aveva descritto la presenza dei 4 pianeti intorno a Gliese) contestò i calcoli di Vogt affermando che non aveva evidenze dell'esistenza del quinto pianeta, 581g. A questo seguì mesi dopo la contro-replica di Vogt che affermava che in realtà la presenza di 581g poteva essere dedotta dai dati svizzeri ma che loro non se n'erano accorti.

Dopo una serie di dibattiti che non sto qui a riassumere ma che potete trovare riassunti egregiamente sul New York Times del 21 agosto nell'articolo di Dennis Overbye, il consensus di astronomi indipendenti è (uso la terminologia scientifica non semplificata) che 581g abbia il 4% di probabilità di essere un falso allarme quando il valore limite comunemente accettato è l'1%. Si aggiunge tuttavia che "il dr. Vogt ha discrete possibilità di avere ragione" ... .
Come dire "Vogt potrebbe avere ragione, ma è molto più probabile che abbia torto".

Aspettiamo quindi l'evolversi di questa querelle quando nuovi dati saranno disponibili.

Vitamine e terapia malattie neurodegenerative (3): vitamina D3 e vitamina B

Continua da 2
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La vitamina D3: un aiuto contro l'Alzheimer

Che la vitamina D3 fosse importante nello stimolare il sistema immunitario a rimuovere la proteina beta-amiloide era noto. Uno studio della UCLA del 2009 aveva mostrato un rallentamento dei processi neurodegenerativi in pazienti con Alzheimer (abbreviato in pcA) trattati con una combinazione di vitamina D3 e curcumina (molto usata dalla medicina indiana). Fatta l'ossevazione rimasero i dubbi sul meccanismo alla base della efficacia terapeutica. Interrogativi che il lavoro di una equipe della UCLA coordinata da Milan Fiala e pubblicato in due articoli nel 2011 e nel 2012, aiuta a comprendere.

Prima di procedere oltre un breve riassunto.
La vitamina D3 è una molecola inattiva trasformabile in seguito a processamento cellulare in un ormone. Il processamento, mediato dall'energia solare (o meglio dai raggi UV), avviene nelle cellule della pelle e porta alla trasformazione in calcitriolo, una molecola che facilita l'assorbimento di calcio e fosfato dall'intestino (dal cibo) e dai reni (riassorbe quello eliminato). Una funzione quindi importante per prevenire rachitismo ed ipocalcemia. 
Una brevissima parentesi per ricordare che la carenza di vitamina D è stata a lungo un problema per i neri americani in quanto la loro pigmentazione non consente di assorbire la quantità di energia solare necessaria per la conversione della vitamina D. Gli afroamericani necessitano quindi di una dieta più equilibrata, ricca di frutta e vegetali freschi. Una condizione purtroppo non molto frequente fino agli anni '50 e che era all'origine della maggiore incidenza, rispetto ad i bianchi di uguale stato economico-sociale, di rachitismo.

Torniamo al lavoro di Fiala.
Lo studio del 2011 aveva mostrato come la diminuita capacità di rimuovere la proteina beta amiloide dipendesse dai macrofagi (i principali artefici della rimozione dei "detriti" cellulari) ed in particolare dalla minore espressione del gene MGAT3. Dalla analisi dei valori di espressione genici fu possibile identificare tre tipi di pazienti:
  • tipo 0. Livello molto basso e conseguente  assorbimento minimo della proteina beta amiloide.
  • tipo I. Livelli bassi ma stimolabili con la curcumina.
  • tipo II. Livelli alti ma il trattamento con la curcumina abbassa l'espressione (e quindi l'assorbimento).
Si scoprì inoltre che la vitamina D3 influenzava positivamente l'assorbimento della beta amiloide.
Ora a tre anni di distanza Fiala della UCLA ci fornisce altri dati (vedi comunicazione originale).
I macrofagi purificati da campioni di sangue prelevato da PcA e da soggetti di controllo normali, sono stati incubati con la forma attiva della vitamina D3 (1a,25–dihydroxyvitamin D3, prodotta nel fegato e nei reni) in presenza o meno della curcumina. 
Questo esperimento ha portato alla scoperta di due tipi di macrofagi:
  • I macrofagi di tipo I in presenza di entrambe le sostanze mostrano una aumentata capacità di rimuovere la beta amiloide . 
  • Al contrario i macrofagi di tipo II necessitano solo del derivato della forma attiva della vitamina D3.
In entrambi i casi il meccanismo di attivazione dei macrofagi comporta l'attivazione di un canale di membrana per lo ione cloro fondamentale per il processo di fagocitosi. La curcumina funziona nello stesso modo, e sullo stesso canale, ma solo nei macrofagi di tipo I.

 La forma attiva della vitamina D3 è quindi un importante regolatore della attività macrofagica. Studi clinici potranno ora essere progettati in modo tale da usare al meglio queste informazioni meccanicistiche.

Studi indipendenti hanno confermato che i pcA con un declino cognitivo più pronunciato hanno bassi livelli nel siero della 25–hydroxyvitamin D3, indicando così una nuova strada da percorrere nella prevenzione sintomatica dell'Alzheimer nei soggetti più a rischio.

Un altro tassello è stato aggiunto.


(per le novita pubblicate successivamente a questo articolo sulla vitamina D vedi qui)


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Nota aggiunta luglio 2014 su Alzheimer e vitamina B

Il presunto beneficio della vitamina B12 per prevenire il rischio (o migliorare i sintomi) dell'Alzheimer (AD) nasce dall'osservazione che molti pazienti avevano alti livelli ematici di omocisteina e che coloro che avevano alti livelli di omocisteina erano a rischio di sviluppare in futuro la AD.
Poiché è noto che l'assunzione di acido folico e di vitamina B12 è in grado di ridurre il livello di omocisteina, si ipotizzò che l'utilizzo di questi composti potesse prevenire o migliorare i sintomi del AD.
Ma uno studio dell'università di Oxford chiude definitivamente le porte a questa ipotesi grazie ad una metanalisi di 11 studi clinici già pubblicati per un campione complessivo di 22 mila persone. Il risultato indica che è vero che questi trattamenti abbassano il livello di omocisteina ma l'impatto su rischio di AD è assolutamente trascurabile ed inferiore rispetto ai benefici di attività sportiva, vita sana e dieta bilanciata

(articolo successivo sul tema Alzheimer e vitamina B ---qui)

Fonte
Effects of homocysteine lowering with B vitamins on cognitive aging: meta-analysis of 11 trials with cognitive data on 22,000 individuals. 
Clarke R. et al. American Journal of Clinical Nutrition (2014) 100:657-66

Vitamine e terapia malattie neurodegenerative (2): vitamina E

continua da 1
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Vitamina E e malattie neurodegenerative
Negli ultimi anni molti studi clinici sono stati fatti allo scopo di trovare riscontri solidi al potenziale terapeutico della vitamina E per malattie come il Parkinson e l'Alzheimer, senza però giungere a conclusioni sufficiente solide. Recenti osservazioni (ad esempio il lavoro di Liang Shen su Molecular Medicine) forniscono indicazioni utili a spiegare il perchè di questi risultati, e soprattutto spianano la strada per una ottimizzazione dell'approccio terapeutico.
Andiamo con ordine.
La vitamina E è una vitamina lipofila con notevoli proprietà antiossidanti presente nei vegetali e nella frutta. Le proprietà antiossidanti sono centrali nella scelta della vitamina E date le potenziali proprietà neuroprotettive. A complicare l'analisi dei dati il fatto che diversi studi clinici hanno dimostrato che l'assunzione della vitamina E con la dieta da risultati migliori, a volte addirittura opposti, a quelli ottenuti usando integratori contenenti il solo principio attivo, α-tocoferolo, usato invece nella maggior parte degli studi che hanno dato esito incerto o negativo. Questo dato ha messo in discussione le certezze acquisite sui meccanismi di funzionamento della vitamina ed ha rivalutato le componenti della vitamina finora ritenuti secondari.
La vitamina E presente in natura è in realtà un insieme di composti (detti analoghi) classificabili come tocoferoli (4 tipi α-, beta-, gamma- e δ- tocoferolo) e tocotrienoli (α-, beta-, gamma- e δ- tocotrienoli, prima noti come vitamina T).
L' α-tocoferolo è la forma di vitamina E maggiormente studiata ed ha una elevata capacità di eliminare le specie reattive dell'ossigeno (ROS, conosciuti ad i più come radicali liberi). Questa elevata attività specifica è il razionale che ha spinto ad usare integratori contenenti dosi di α-tocoferolo da 10 a 100 volte maggiori rispetto a quelli assunti con una dieta equilibrata.
I risultati negativi ottenuti suggeriscono quindi che le altre 7 forme presenti non abbiano un ruolo biologico sovrapponibile alla forma α ma ruoli distinti, di cui l'α-tocoferolo è privo. 
Come vedremo questo non è l'unico aspetto rilevante: lo sbilanciamento nelle dosi relative assunte provoca, anche, effetti a catena nella capacità dell'organismo di assorbire tutti le diverse molecole componenti la vitamina E.
Riassumiamo alcuni degli aspetti più importanti:
  • il gamma-tocoferolo inibisce la cicloossigenasi-1 (COX-1), un enzima coinvolto nei processi infiammatori, a sua volta bersaglio dell'acido acetilsalicilico (®Aspirina). Ha quindi una attività anti-infiammatoria assente nell'α-tocoferolo. E' inoltre più efficace nel ridurre i danni ossidativi a carico del DNA ed aumenta l'attività di enzimi come la  superossido dismutasi (SOD) importanti per rimuovere i radicali liberi (ROS, RNS, ...). Da ricordare tuttavia che l’inibizione della COX-1 è associata ad un danno significativo del tratto gastrointestinale, che potrebbe tradursi nell’insorgenza di ulcere.
  • Sebbene i tocotrienoli siano stati molto trascurati nei decenni passati, i dati che si vanno accumulando indicano che queste sostanze possiedono importanti attività non solo antiossidanti e neuroprotettive (agendo sui radicali formatisi nel processo noto come perossidazione lipidica) ma anche in grado di abbassare i livelli di colesterolo. Quest'ultima attività è di particolare interesse in quanto la diminuità presenza di colesterolo nei neuroni limita fortemente la formazione di anticorpi che incrementano la formazione delle proteina amiloide nel processo dannoso noto come amyloidogenic pathway (vedi qui).
  • I diversi analoghi della vitamina E non sono interconvertibili fra loro negli organismi superiori; quindi integratori basati unicamente sull'α-tocoferolo provocano uno sbilanciamento nella capacità di assorbimento ed utilizzo delle altre componenti la vitamina assunte con la dieta.
Fatte salve le osservazioni sugli effetti benefici ottenuti con le forme naturali (mix) di vitamina E, la progettazione dei nuovi studi clinici dovrà necessariamente usare integratori che rispettino le quantità relative degli analoghi naturali. Pena l'impossibilità di generare un protocollo terapeutico affidabile. Le potenzialità sono molte.

Da notare che la vitamina E ha anche effetti indesiderati se somministrata (o abusata) in concomitanza con altri trattamenti. Ad esempio, alcuni dati ottenuti recentemente in topi mostrano una aumentata progressione del cancro in animali malati trattati con vitamina E (Antioxidants speed cancer in mice, Nature 2014).
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Continua qui 3 

Gli "ossidanti" sono veramente così "cattivi" come li dipingono?

Il ruolo degli anti-ossidanti ampiamente noto grazie alla copertura, a volte a sproposito,  dei media è spesso usato dal marketing para-farmaceutico per propagandare armi portentose per contrastare i fenomeni legati all'invecchiamento. Gli ossidanti sono gli agenti del male mentre chi li contrasta è un nostro alleato.
Ovviamente, sebbene basato su un principio corretto gli eccessi divulgativi generano delle  credenze spesso innocue ma che è importante constestualizzare.

Alcuni punti sugli antiossidanti
  • a basse concentrazioni, prevengono o ritardano l’ossidazione di biomolecole facilmente ossidabili come lipidi, proteine e DNA.
  • Sono stati identificati 2 gruppi principali di antiossidanti cellulari, definiti come enzimatici e non enzimatici. I primi comprendono enzimi primari (superossido dismutasi, catalasi e glutatione perossidasi) e enzimi secondari (glutatione reduttasi e glucosio-6-fosfato deidrogenasi). I secondi possono essere sia molecole idrosolubili (vitamina C e composti fenolici) che liposolubili (vitamina E e carotenoidi). Le capacità antiossidanti dei composti fenolici sono state da tempo attribuite a diverse loro attività, quali scavenging dei radicali liberi e protezione delle cellule contro gli effetti dannosi delle specie reattive dell’ossigeno
  • Esistono inoltre antiossidanti definiti retarders perché riducono la velocità di ossidazione senza mostrare un netto rallentamento del processo di ossidazione 
  • Gli antiossidanti naturali (derivati dalle piante) sono risultati in studi clinici controllati più efficaci nel ridurre i livelli di ROS rispetto ai singoli componenti sintetici, a causa dell’azione sinergica di una vasta gamma di biomolecole come vitamina C ed E, composti fenolici, carotenoidi, terpenoidi e fitomicronutrienti. Come si vedrà in un post successivo, l'effetto benefico si ottiene attraverso un equilibrio nell'assunzione di questi componenti. Equilibrio che negli studi clinici fatti usando solo il componente vitaminico principale, non viene rispettato.
  • Inoltre, l’introito dietetico di antiossidanti sintetici potrebbe , ad elevate concentrazioni e/o in particolari condizioni, essere cancerogeno o genotossicito.


Che i danni ossidativi siano fra gli attori largamente responsabili dei fenomeni legati all'invecchiamento è indubbio, ma è altrettanto indubbio che i meccanismi di protezione che ci ha regalato l'evoluzione sono altrettanto potenti: vivere in una atmosfera "velenosa" (in quanto ossidante) e neutralizzare i prodotti reattivi derivanti dall'ossigeno ha richiesto molte centinaia di milioni di anni per divenire efficiente e permettere ad i primi organismi di colonizzare la terraferma. Nessuno mette in dubbio anche l'efficacia di una razione quotidiana della buona arancia rossa ma è altrettanto vero che da anni sono noti gli effetti negativi dell'abuso vitaminico associato agli integratori.
L'azione ossidante naturale ha diversi pregi. Non solo gli ossidanti agiscono come armi nei processi immunitari primari (uccidendo gli "ospiti generici" indesiderati)  e nelle difese basate sull'ossido nitrico ma fanno altro. Un lavoro recente ha dimostrato che gli ossidanti agiscono positivamente nella regolazione della pressione sanguigna (attraverso la vasodilatazione) "rubando" elettroni da altre molecole.
I ricercatori coordinati dal professor Eaton, del King's College di Londra, hanno esaminato topi portatori di una mutazione nella proteina PKG, proteina coinvolta nella regolazione della pressione sanguigna. I topi con la mutazione erano ipertesi in quanto la proteina non era in grado di "sentire" gli ossidanti. In parole semplici l'azione vasodilatativa degli ossidanti naturali risultava inefficace.
Come giustamente sottolineano gli autori: . "… un crescente corpo di evidenze evidenzia l'importanza degli ossidanti per mantenere la pressione sanguigna bassa in un individuo sano".



Prendiamo in contropiede i critici. Aggiungiamo anti-ossidanti alle sigarette (®cartoonstock.com)
Non bastasse quanto detto sopra è importante ricordare che gli antiossidanti, come altre sostanze, non hanno un ruolo univocamente positivo.
Esempi in tal senso sono il gamma-tocoferolo (discusso in questo post) o il β-carotene. Il β-Carotene convertito in retinolo (vitamina A) da una diossigenasi può aumentare l’incidenza di cancro sia nei fumatori che nei lavoratori esposti all’asbesto (WA Pryor et al). Il β-carotene infatti è un ottimo antiossidante a bassa tensione di ossigeno, ma ad alta tensione favorisce la lipoperossidazione.
 

Non infieriamo quindi troppo sui poveri ossidanti.

Nota aggiunta a posteriori. Da notare che la vitamina E, un noto anti ossidante, ha anche effetti indesiderati se somministrata (o abusata) in concomitanza con altri trattamenti. Ad esempio, alcuni dati ottenuti recentemente in topi mostrano una aumentata progressione del cancro in animali malati trattati con vitamina E (Antioxidants speed cancer in mice, Nature 2014).

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 Fonti
- Physiological Roles of Mitochondrial Reactive Oxygen Species
  L.A. Sena and N.S. Chandel, Molecular Cell October 2012

Le vitamine nella terapia della malattie neurodegenerative / 1

Le vitamine ricoprono un ruolo molto importante nella chimica degli organismi viventi grazie al molteplice ruolo svolto, fra cui la funzione antiossidante è forse quella più nota al grande pubblico. A causa di questo ruolo negli anni passati si è sicuramente abusato di queste sostanze nella convinzione, falsa, di una loro innocuità (vedi i problemi connessi alla ipervitaminosi). L'ampio utilizzo negli integratori alimentari ne è un esempio in negativo in quanto tali sostanze mostrano la loro efficacia in situazioni di carenza organica (cronica o collegata a stress fisico). Una situazione non particolarmente comune negli ipernutriti (anche se spesso in modo non bilanciato) abitanti del mondo occidentale.
Con questo non si afferma che le vitamine non svolgano un compito utile ma si evidenzia che in linea generale la quantità incorporata con una dieta equilibrata è sufficiente per il benessere metabolico. 

Date queste premesse, è chiaro che il compito della scienza farmacologica è quello di identificare gli squlibri organici locali e di sviluppare approcci che integrino queste carenze. In questo senso le vitamine antiossidanti sono state al centro di molto interesse per l'effetto neuroprotettivo prodotto (vedi per completezza l'articolo sugli ossidanti cellulari). Le cellule del sistema nervoso centrale sono particolarmente sensibili allo stress ossidativo e ci sono molteplici evidenze che la sofferenza neurale in persone affette da Parkinson o Alzheimer sia in parte dovuta a tale stress.
Nella scienza l'indizio è solo un punto di partenza. Un qualunque protocollo terapeutico necessita di prove quantitative ottenibili solo con studi clinici svolti su un numero statisticamente significativo di persone e per un tempo sufficientemente lungo che permetta di identificare sia i benefici che, eventualmente, gli effetti collaterali.

Nei prossimi giorni riassumerò le evidenze sperimentali, generalmente positive anche se a volte discordanti, ottenute mediante trattamento controllato con la vitamina D3 o la vitamina E, su pazienti nelle fasi iniziali della malattia neurodegenerativa. I dati sono più che promettenti ma alcuni interrogativi di tipo meccanicistico dovranno essere risolti, prima di considerare le vitamine come lo strumento di elezione per rallentare il decorso della malattia.

(continua qui --> 2)

Codificare un libro sotto forma di DNA? Chiarezza prima di tutto.

Codificare un libro sotto forma di DNA?
Dopo una veloce scorsa degli articoli pubblicati oggi sulla stampa riguardo al lavoro di George Church (Science, 17 August) e l'editoriale dell'indiscusso Boncinelli (che da un po di tempo però sui quotidiani scrive molto senza dire nulla ...), facciamo un minimo di chiarezza.
Uno sforzo necessario per liberarsi dalle solite notizie basate sui lanci di agenzia in cui il povero redattore di turno deve improvvisare un articolo di carattere generalista senza avere letto l'articolo originale. O perchè non ha il tempo materiale per farlo o perchè non ha le competenze tecniche per capirlo. L'articolo sul Corriere di oggi ne è un esempio: una traduzione quasi letterale del lancio di agenzia.

Partiamo dall'articolo Science riassunto sul sito della Harvard University. Il punto centrale è la dimostrazione di fattibilità del metodo (brevettato) che permette di trasferire il contenuto di un libro in una sequenza di DNA. Si tratta per dirlo in modo più generale di trasferire il contenuto di un codice (la scrittura) in un altro codice (sequenza di nucleotidi). Attenzione NON SI DICE che il contenuto dell'informazione è ora codificato dal DNA ma che è stato effettuato un cambiamento nel codice usato. 
Mi spiego meglio. Il contenuto di un libro, anche con illustrazioni, si può immagazzinare sotto forma di codice binario (il bit, la cifra binaria che può avere valori di 0 o 1). L'idea è quindi di usare la sequenza del DNA, costituito in ogni posizione da 4 (e non solo 2) valori possibili (A, C, G, T) allo scopo di aumentare il potere codificante.
Per minimizzare la possibilitò di errori è stata introdotta una certa ridondanza facendo si che A e C corrispondessero a 0, mentre G e T a 1.

In estrema sintesi i dati da copiare sono stato suddivisi su più frammenti di DNA, accompagnati dalla chiave di lettura del codice e da un "tag" che permettesse alla fine di riassemblare in maniera ordinata tutti i diversi frammenti. Per tornare all'esempio digitale è come in un hard disk dove le istruzioni di un programma sono spesso distribuite sulla superficie del disco, ma grazie alle informazioni riassuntive il computer può in ogni momento capire sia dove, che quanti e di che dimensioni, sono i "frammenti" che che costituiscono un file.

Anticpo delle immagine dal video postato sotto per rendere ancora meglio l'idea. 
® Wyss Institute / Harvard University
La parte blu in alto indica la porzione di una frase che si vuole codificare. Ciascuna lettera viene codificata in modo univoco e ...


® Wyss Institute / Harvard University
  ... ricodificata in una particolare sequenza di DNA.

Si tratta quindi di trasferire in modo del tutto artificiale un codice in un altro codice. Teoricamente questo permetterebbe di accumulare informazioni in poco spazio (microscopico), peso (1 grammo codificato conterrebbe 455 miliardi di gigabyte) e con ottima stabilità a temperature basse.
Tuttavia il DNA muta "naturalmente" ogni volta che viene copiato e per questo motivo non si è usato come carrier un organismo vivente: nel giro di poche generazioni, non essendoci pressione selettiva per mantenersi fedele durante la copiatura di quel DNA esogeno, il contenuto sarebbe notevolmente cambiato.

Ovviamente questo non vuole dire che una sequenza di DNA creata artificialmente per riassumere una informazione testuale/immagine conterrà "funzionalmente" tale informazione. In natura una tale sequenza non avrebbe alcun "senso" visto che il DNA per "funzionare" come codice genetico deve principalmente (ma non solo) codificare per proteine, rispettando una serie di punteggiature (start e stop codon), tempi e "livelli quantitativi" di lettura (regolatati da promotori, enhancer, strutture cromatiche di ordine superiore, ... ).

Il lavoro su Science presenta molti spunti di interesse, soprattutto in relazione ad i futuri biocomputer. NON si tratta di novelli HAL-9000, ipotetici computer viventi in un futuro da paura ma di computer che sfruttano i vantaggi codificanti delle molecole biologiche per aumentare le capacità di calcolo. Visto che il DNA in ciascuna posizione permette 4 valori (A, C, G, T) e le proteine addirittura 22 (il numero degli aminoacidi naturali) le potenzialità associate rispetto al misero codice binario sono facilmente comprensibili.

Di seguito un estratto del video rilasciato dal Wyss Institute / Harvard University

video

Genetica degli scimpanzè e conservazione

Le differenze genetiche intraspecie negli scimpanze sono maggiori di quelle riscontrabili negli esseri umani.
©wikipedia
Un dato non atteso se si considera che la diffusione geografica dello scimpanzè è limitata all'Africa equatoriale e quindi è molto inferiore a quella coperta dal genere Homo già diverse decine di migliaia di anni fa. Questa localizzazione era compatibile con l'idea che da un punto di vista genetico gli scimpanzè fossero sostanzialmente omogeni. Una idea con forti ripercussioni sulle politiche di preservazione della specie.
Tale idea non ha tuttavia trovato riscontro e, di conseguenza, è un utile paradigma per indicare come ogni politica di conservazione basata su ipotesi logiche necessiti tuttavia di una conferma scientifica. Pena l'attuazione di operazioni che invece di essere conservative diventano "distruttive" della diversità.

I motivi di questa maggiore eterogeneità sono al momento solo ipotetici e comprendono il numero degli individui componenti la popolazione (e quindi il numero di potenziali incroci fra le diverse popolazioni) e le modalità associate alle migrazioni.
Un articolo pubblicato dalla Oxford University su PLoS Genetics ha analizzato in dettaglio le differenze genetiche nei nostri cugini con un obiettivo molto importante. Se si vuole lavorare per preservare tali popolazioni di primati è necessario che tale opera sia fatta in modo specifico, per evitare che le politiche di ripopolamento di aree a rischio siano fatte con gli animali "sbagliati". Una azione che paradossalmente aggraverebbe la situazione in modo irreversibile. A tal proposito il commento di Rory Bowden del dipartimento di statistica di Oxford afferma "Questi studi  sono importanti a fini conservativi. Tutte le grandi popolazioni di primati hanno affrontato prove selettive diverse nei diversi habitat. La modifica di tali habitat e l'aumento di malattie infettive che li colpiscono richiedono strategie di intervento specificamente differenziate. Il fatto che questi primati siano fra loro geneticamente diversi enfattizza la necessità di preservare tale diversità."
Riassumiamo le nozioni base. Gli scimpanze (Pan troglodytes) dell'Africa equatoriale sono divisi in quattro popolazioni distinte o quasi-specie: occidentale; centrale; orientale ed un gruppo che vive nella zona del Camerun (sulla cui classificazione vi è però ampio dibattito). 
Il DNA di 54 scimpanzè è stato caratterizzato comparando i polimorfismi in 818 posizioni lungo il genoma, ottenendo in tal modo una impronta genetica di popolazione. Fra i risultati ottenuti si è avuta la sconfessione dell'idea che gli scimpanzè camerunensi fossero strettamente imparentati con quelli occidentali, mostrando al contrario similitudini con quelli delle zone centrali.
Sebbene tali scimmie vivano a distanze non eccessive fra loro, in alcuni casi solo un fiume li separa, le differenze che si sono sedimentate sono maggiori rispetto a quelle riscontrate in popolazioni umane che invece vivono su diversi continenti. Tralasciando qui le disquisizioni umanistiche o creazioniste per cui rimando alle credenze religiose, da un punto di vista evolutivo il minor differenziamento all'interno dell'Homo sapiens sapiens è riconducibile ad una serie di fattori egualmente importanti:
  • le colonie di scimpanzè sono molto più statiche e meno numerose. Un fenomeno che dopo centinaia di migliaia di anni di incroci "interni" ha portato ad accentuare le specificità genetiche di popolazione prossime ma distinte.
  • si stima che il numero di uomini che lasciò l'Africa fra  50 e 100 mila anni fa fosse estremamente ridotto. Questo collo di bottiglia genetico iniziale spiega per quale motivo le differenze polimorfiche fra le popolazioni africane e non-africane sia maggiore rispetto a quello all'interno delle popolazioni non-africane. Per essere molto sintetici ci sono meno differenze genetiche fra un asiatico ed un caucasico che fra un asiatico/caucasico ed un africano. Questo dato dovrebbe incorporare anche l'evidenza scientifica, ancora difficilmente quantificabile, che indica come nelle prime fasi migratorie gli individui che avrebbero originato le popolazioni "non africane" si siano incrociate con i Neanderthal (post).
 Comprendere le differenze a livello genetico è fondamentale per preservare la biodiversità. Un compito che, temo, fra non molti anni sarà ineludibile a causa della aumentata pressione del genere Homo negli ambienti naturali che porterà alla scomparsa di molte specie animali e vegetali.

Notizie dal mondo Pharma (giugno 2012)

Continua il nostro appuntamento periodico dove in breve riporto le notizie su farmaci innovativi in via di sviluppo e/o le decisioni a riguardo da parte dell'ente regolatorio (FDA per gli USA, EMA per l'Europa).
Tali notizie sono solo uno spunto per ulteriori approfondimenti da fonti ufficiali: FDA; EMA.
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Bristol-Myers Squib
I farmaci in grado di agire sul sistema immunitario sono ancora sotto i riflettori. Sia che si tratti di farmaci che neutralizzano la risposta aberrante (vedi malattie autoimmuni) sia che siano finalizzati ad attivare una risposta (ad esempio contro le cellule tumorali), le loro potenzialità  sono enormi.
La Bristol-Myers Squibb Co. sta per ultimare gli studi su un farmaco in grado di ridurre le dimensioni di tumori del polmone, del rene e della pelle nel 18-28 % di pazienti non responsivi ad altre terapie. Lo studio effettuato su 296 pazienti è stato presentato al meeting della American Society of Clinical Oncology svoltosi a Chicago il 2 giugno scorso.

Johnson & Johnson
 Il farmaco Zytiga in sperimentazione per il trattamento del tumore alla prostata ha fornito risultati promettenti. E' in grado di rallentare la malattia in quei pazienti nelle fasi iniziali della stessa e che, dati i protocolli terapeutici attuali, non sono ancora eleggibili per il trattamento chemioterapico. 
Zytiga è già approvato in USA per l'utilizzo post-chemioterapico. I risultati di questo studio sono tali cha hanno spinto (procedura prevista nei casi in cui il rapporto beneficio/rischio sia indiscutibilmente alto) a sospendere il trattamento placebo nei pazienti di controllo prima della conclusione dello studio, fornendo anche ad essi il Zytiga.  Dati presentati al meeting annuale della American Society of Clinical Oncology a Chicago.
Riassumendo brevemente i dati ottenuti si è osservato che su 1088 pazienti che hanno ricevuto una combinazione di Zytiga e Prednisone, il 57 % mostrava un sostanziale blocco della crescita tumorale. Lo Zytiga aumenta le probabilità di sopravvivenza del 33 %; usando un'altra terminologia aumenta l'aspettativa di vita di 9 mesi rispetto rispetto al trattamento con il placebo. Ricordo a scopo comparativo che uno dei trattamenti di ultima generazione, il Provenge (vedi punto 3), fornisce 4,1 mesi di sopravvivenza media in più.

GlaxoSmithKline
 Dopo un decennio di progressi terapeutici praticamente nulli, sono stati da poco presentati i risultati di una serie di studi aventi come obiettivo terapeutico uno dei tumori più letali se non riconosciuto per tempo, il melanoma. Nei prossimi mesi vedremo le decisioni degli enti regolatori del farmaco a tale riguardo.

Pfizer
La Pfizer ha annunciato i risultati dello studio clinico PROFILE-1007 su pazienti con tumore del polmone NSCLC-ALK positivo. In questo studio il farmaco Xalkori (Crizotimib) ha mostrato un significativo allungamento della cosidetta "progression-free survival (PFS)", cioè del periodo di vita dei pazienti in cui non si osserva il progredire della malattia.
 Come affermato dal dr. Mace Rothenberg della Pfizer "questi risultati sono importanti in quanto dimostrano per la prima volta che il trattamento con Xalkori è superiore rispetto alla chemioterapia standard in questa tipologia di tumori."

Gilead Sciences
La FDA ha messo un freno, prendendosi altri tre mesi per decidere, all'iter di registrazione della "pillola anti-HIV". Questo nonostante il parere positivo, ma non vincolante, di un gruppo di esperti del campo. I motivi non sono noti ma probabilmente si tratta di una ri-valutazione dei parametri di sicurezza e/o di efficacia relativi.

Onyx Pharmaceuticals
Ha annunciato che la FDA ha espresso parere positivo all'utilizzo del Kyprolisis (carfilzomib) su pazienti con mieloma multiplo recidivo e refrattario ad altri trattamenti.

Roche
La FDA ha approvato l'uso del Perjeta (pertuzumab) in combinazione con un chemoterapico (come il docetaxel) per il trattamento di tumori della mammella HER2 positivi.
La decisione segue i risultati di uno studio di fase III. Dal confronto dei risultati di questo trattamento con quelli standard si è ottenuto un aumento della aspettative di vita senza malattia pari a circa 6,1 mesi (da 12,4 a 18,5 mesi).

ImmunoGen, Inc. e Roche
La compagnia ha annunciando la conclusione della fase III della sperimentazione clinica di un farmaco anticorpale, il Trastuzumab Emtansine, per il trattamento delle fasi precoci dei tumori della mammella positivi per HER-2.
Più in dettaglio il farmaco consiste di un anticorpo specifico per un marcatore tumorale associato ad una proteina ad attività citotossica.
 La Roche si occuperà delle procedure volte ad ottenere l'approvazione per l'immissione sul mercato europeo ed americano del farmaco sia come singolo trattamento che in associazione al Lapatinib (Tykerb®) più Capecitabine (Xeloda®), i trattamenti standard per i tumori Her2 positivi.

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il morso del T.rex? Avete presente il peso di un elefante mentre si siede?


Non serve essere Einstein per ipotizzare che il morso di un T. rex fosse potente. Bisogna tuttavia avere delle ottime competenze di fisica, anatomia comparata e meccanica per calcolare quanto tali morsi fossero potenti.
 Questo è il lavoro svolto alla Università di Liverpool. Un lavoro condotto sui resti ossei del tirannosauro ed integrato dai dati di massa corporea e dalla comparazione quantitativa con gli animali attuali. Se le stime precedenti parlavano di valori compresi fra gli 8 ed i 13 mila Newton (1 Newton è la quantità di forza necessaria per imprimere ad un chilogrammo di massa una accelerazione di un metro al secondo quadrato), i valori ottenuti mediante nuovi modelli di calcolo sono, per un animale del peso di 6 tonnellate, compresi fra i 20 e 54 mila N.
Tradotto visivamente tale valore è equivalente a quello di un elefante di media taglia che si siede. E nessuno di noi vorrebbe trovarsi nel punto di seduta.


Olimpiadi e Scienza

Quanto costano le olimpiadi e quale è il ritorno, tralasciando quello ludico e di intrattenimento, ad esse associato?
 Una domanda non innocua di questi tempi soprattutto per il paese che le ospita.  Sebbene un ritorno economico sia possibile (vedi le olimpiadi di Sidney) l'aspetto che qui voglio sottolineare è quello scientifico. A tal proposito ho trovato illuminante un articolo di Vanessa Heggie, professore associato al Department of History and Philosophy of Science della University of Cambridge (UK). Riassumendone i punti salienti si evince come queste competizioni abbiano stimolato la conoscenza medica ed abbiano fortemente influenzato i nostri atteggiamenti salutistici odierni.

In che modo si è sviluppato il rapporto simbiontico fra scienza e Olimpiadi? Per rispondere basta chiedersi in quali altri situazioni si siano avute a disposizione nel così tante persone che volontariamente si sono sottoposte a sforzi prolungati per raggiungere un determinato scopo. Soprattutto in un epoca come la fine dell'800 in cui il concetto di attività fisica e di alimentazione corretta e funzionale erano ben al di la dall'essere anche solo ipotizzate.

Queste le tappe fondamentali:
  • I primi giochi olimpici del 1896 ad Atene furono di ispirazione per molti altri eventi sportivi, fra i quali la maratona di Boston del 1897 (la più vecchia fra quelle annuali oggi in voga)
  • Nel 1899 i medici della Tufts Medical School (Boston) iniziarono ad eseguire visite respiratorie e cardiovascolari ad i concorrenti. Da questi studi si sviluppò il concetto che la corsa sulla lunga distanza fosse un sicuro e salutare sport per i giovani robusti.
  • A partire dal 1900 si cominciò a studiare il metabolismo dei corridori attraverso l'analisi del sangue e delle urine.
  • Nel 1912 ad i ciclisti venne richiesta una analisi della funzionalità cardiaca a scopo preventivo.
  • Nel 1928 nei giochi invernali di St Moritz venne fondata la Association Internationale Médico-sportive (AIMS).
  • Negli anni immediatamente successivi venne compreso come gli atleti migliori avessero un battito cardiaco regolare e basso, alta capacità polmonare e sviluppo muscolare sopra la media.
  • Nel 1948, in occasione delle olimpiadi di Londra, ci si pose il problema di come gestire l'alimentazione degli atleti considerando lo stato di penuria alimentare presente e le restrizioni subite durante la guerra. Venne convocata a tale scopo una conferenza per discutere dei meriti relativi delle diete ad alto contenuto proteico, lipidico o di carboidrati. I risultati di quel confronto hanno posto le basi della moderna alimentazione, non solo sportiva.
  • Le olimpiadi del '68 a Mexico City posero un altro problema. Quello dell'altitudine, delle modalità di adattamento allo stress degli atleti e della ricaduta nelle performance.
  • Le olimpiadi moderne forniscono nuove informazioni sulle problematiche, ma anche sulla farmacologia, legate al doping (tornato di attualità con lo stolido comportamento di Alex Schwarzer) oltre che allo sviluppo di tecnologie nei materiali usati nelle diverse discipline. Non secondario lo studio della sfida dei limiti (velocità, etc) fisiologici degli atleti.
Almeno da un punto di vista scientifico si può dire che le olimpiadi sono state storicamente un successo.

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Sull'argomento vedi anche
la tecnologia ed il nuoto agonistico

Sport e doping (articoli originali)

Il Microbiota e noi: un ecosistema

Per circa un secolo i medici hanno fomentato la guerra contro i batteri
Un accanimento comprensibile.
Dopo secoli di epidemie attribuite alle cause più disparate, e spesso improbabili, l'attribuzione di parte delle responsabilità ad i batteri (insieme a virus, funghi e amebe) ha permesso finalmente di attuare strategie difensive e preventive più efficaci, in primis di tipo igienico. E' bene inoltre ricordare che le conoscenze biologiche che noi diamo oggi per scontate sono state ottenute molto tempo dopo l'introduzione di molta farmacologia di base. Se le erbe con proprietà anti-infettiva e gli estratti del salice erano in uso da molti secoli, per non parlare delle osservazione fatte da Mendel a fine '800, si è dovuto attendere i primi anni '50 del secolo scorso per scoprire l'esistenza del DNA ed un'altra decina di anni per cominciare a capire le basi molecolari sia della trasmissione ereditaria che dei meccanismi immunitari. E ancora oggi abbiamo lacune sul complesso meccanismo di azione del composto derivato dal salice, cioè l'acido acetilsalicilico (che insieme agli eccipienti è universalmente noto con il nome di Aspirina™).
Per moltissimi anni ci si è basati su trattamenti noti per funzionare ma (e non parlo solo della medicina popolare) senza capire il reale impatto o meglio i margini entro i quali gli effetti positivi dello stesso surclassavano quelli negativi. Sebbene oggi le conoscenze siano migliorate di molto non è ancora possibile prevedere con assoluta certezza, anche dopo le durissime fasi di sperimentazione pre-clinica e clinica se e quali effetti indesiderati compariranno: una volta entrati nel mercato i farmaci entreranno di fatto in una fase sperimentale "naturale" dove interagiranno con altri farmaci o sostanze di uso comune e persone con un background genetico particolare. Da queste combinazioni quasi infinite (quindi per definizione non testabile durante la sperimentazione) emergerà quasi inevitabilmente una combinazione in grado di fare emerge le cosiddette reazioni avverse inattese.
Spesso si sente dire da qualcuno che quanto scritto sopra è il motivo per cui il "naturale" è sempre da preferire al "chimico". Ebbene, tale osservazione è illogica per una serie di motivi. Innanzitutto la maggior parte dei prodotti farmaceutici classici derivano da "semplici" purificazioni di sostanze presenti in natura, eventualmente migliorate per evitare di doverne prendere grammi invece di microgrammi. Aggiungiamo poi che molte sostanze assolutamente naturali sono cancerogene e/o tossiche. Alcuni esempi:
  • le sostanze radioattive erano considerate, nei decenni a cavallo di inizio '900, degli ottimi rimedi contro una varietà di disturbi (acne, infezioni, invecchiamento della pelle, … ) e come tali pubblicizzate ampiamente. La stessa Marie Curie morì a causa delle esposizioni radioattive. Pazza? Non direi. Senza le conoscenze odierne e senza nemmeno immaginare l'esistenza e le modalità di trasmissione dell'informazione basata sul DNA nessuno avrebbe potuto collegare il "curioso" fenomeno della emissione di raggi da una pietra al fenomeno delle mutazioni genetiche (per non parlare del cancro allora attribuito a tutto fuorché a problemi nel DNA). 
  • le innumerevoli tossine prodotte da funghi (ad esempio le aflatossine prodotte dagli ascomiceti che infestano il grano) e piante.

La visione del batterio come nostro antagonista andava bene un tempo quando l'unione tra assenza di informazioni e una visione antropocentrica lo aveva relegato al ruolo di capro espiatorio. Una volta però che ci si ricorda che l'essere umano è parte di un sistema non chiuso, allora si comincia a capire l'importanza delle interazioni incrociate. Così come i ruminanti sono in grado di digerire la cellulosa solo grazie ai batteri presenti nel rumine (no batteri nel rumine? = morte per denutrizione dei ruminanti) così noi siamo in grado di assorbire molte sostanze nutritive (ad esempio alcune vitamine) dal cibo unicamente grazie ad i processi di trasformazione operati dai batteri intestinali.
L'insieme degli esseri microbici che dimorano nel, o sulla superficie del, nostro corpo (o più in una data area) sotto il nome di microbiota anche se a volte si usa il termine microbioma che invece dovrebbe indicare l'insieme dei genomi dei microbioti in un dato ambiente. Che questi microorganismi siano tutto fuorché irrilevanti viene da una semplice comparazione numerica: le cellule del nostro corpo sono circa 10 mila miliardi (10^13) mentre il microbioma che ospitiamo nelle nostre cavità (principalmente nel sistema gastroenterico) sono 100 mila miliardi (10^14).
Da pochi anni le tecnologie di sequenziamento hanno fornito gli strumenti per caratterizzare il microbioma. I risultati ottenuti sono di estremo interesse in quanto evidenziano come il tipo di microbioma sia predittivo di molte delle caratteristiche fisiche (obesità e diabete - vedi nota 1) e della resistenza alle malattie infettive.
Sappiamo bene che ad un trattamento antibiotico è spesso associata la somministrazione di fermenti lattici per ripopolare l'intestino ed evitare che il deserto biotico creatosi favorisca l'attecchimento di batteri prima minoritari (a causa della competizione per le risorse con i batteri "residenti") e potenzialmente patogeni (in quanto non controllati dalla competizione con gli altri). Il microbioma e noi identifichiamo un ecosistema locale. L'alterazione dell'ecosistema porta a squilibri su molti livelli.
Il Clostridium difficile è un batterio opportunista, resistente agli antibiotici, spesso associato alle infezioni ospedaliere in pazienti sotto trattamento antibiotico.
Non a caso quindi l'approccio medico moderno sull'ecosistema interno sfrutta le conoscenze di una nuova specializzazione, l'ecologia medica.

Torniamo al microbioma e ad uno dei progetti più interessanti al riguardo, lo Human Microbiome Project, che ha visto la caratterizzazione genica del microbioma di 242 individui sani, seguiti nel corso di due anni. Fra i tanti dati emersi e riportati in diversi articoli riporto i seguenti:
  • Durante la gravidanza la flora batterica vaginale cambia (Baylor College of Medicine, Houston).
  • A differenza del sacco amniotico in cui cresce il feto che è sterile, la placenta - l'organo che il feto condivide con la madre - ospita batteri che sembrano giocare un ruolo positivo nel minimizzare i rischi di parto precoce (K. Aagaard et al. - Science Transl. Med. - 2014).  
  • Durante il parto naturale, cioè con il passaggio attraverso la vagina, il bambino viene ricoperto dal Lactobacillus johnsonii e ne ingerisce una parte. Questo batterio si localizzerà quindi nell'intestino del bambino e sarà fondamentale per facilitare la digestione del latte.
  • Il latte materno contiene circa 600 specie di batteri (University of Idaho).
  • Uno studio della Yale University riporta che il semplice stazionamento di una persona in una stanza aggiunge 37 milioni di batteri. Ogni ora.
  • Con la crescita il microbioma nel bambino diviene molto più complesso agendo come tutor nei processi di maturazione del sistema immunitario, favorendo i fenomeni di tolleranza verso i batteri utili (direttamente o indirettamente). La perdita di tale complessità ecologica favorisce la comparsa di allergie e di asma, come ben sanno i bambini cresciuti in  ambienti/condizioni troppo "protette" (come dimostra l'effetto del trattamento prolungato con vancomicina sull'insorgenza di asma nei bambini --> qui).
  • Uno studio recente (maggio 2015) condotto alla università del Minnesota mostra l'esistenza di una correlazione tra utilizzo ripetuto di antibiotici nella fanciullezza, alterazione persistente del microbiota e aumentata incidenza di malattie (infezioni, allergie, autoimmunità) nell'età adulta (Cell Host & Microbe, 2015).
  • La bocca può contenere fino a 5000 specie di batteri.
  • Studi precedenti hanno mostrato anche che il consumo di alcool ed una dieta con molti grassi polinsaturi favorisce il Ruminococcus. Al contrario la Prevotella predilige le persone con una dieta ricca di carboidrati. Il microbioma si adatta ovviamente al nostro stile alimentare.
  • Oltre ad i batteri abbiamo una cospicua rappresentanza di virus. Molti di questi sono virus specifici per batteri (batteriofagi), parte dell'ecosistema e coinvolti nel processo di controllo della popolazione e nel trasferimento genico interspecie. Per motivi molecolari noti a qualunque studente di biologia, un batteriofago non può in nessun caso infettare una cellula eucariotica, e quindi l'uomo. Esistono tuttavia nel cosiddetto viroma anche virus umani che stazionano in soggetti per il resto sani. Tipico esempio di ecosistema in equilibrio.
  • Funghi. David Underhill, del Cedars-Sinai Medical Center, ha pubblicato su Science di qualche settimana fa il resoconto sulle specie di funghi identificate nell'intestino umano e di altri mammiferi. In topo ad esempio ne ha identificate 100 specie diverse.
Terrore? Direi proprio di no. Se abbiamo un ecosistema equilibrato viviamo bene, qualora tale equilibrio venga perturbato iniziano i problemi.
Il trattamento probiotico è un valido aiuto per il benessere individuale? Dipende. Molti dei probiotici in vendita non sono sottoposti ad i rigidi controlli richiesti invece per i farmaci. Sono considerati integratori e come tali sottoposti a controlli più di tipo alimentare che farmaceutico. Inoltre poiché il microbioma di un individuo è spesso molto diverso da quello di un altro, e tale microbioma può cambiare drasticamente dopo terapia antibiotica o per molti altri motivi, è anche difficile pensare che un integratore probiotico sia egualmente efficiente per tutti ed in ogni frangente.

La sperimentazione scientifica tuttavia procede. Fra gli studi clinici in atto, finalizzati a trovare modalità sicure per ristabilire l'equilibrio microbico in soggetti con disturbi intestinali seri (per esempio la CDAC causata dal C. difficile) vale la pena evidenziarne una:
  • Il trapianto della flora batterica presente nelle feci di un individuo sano nel tratto intestinale (superiore o inferiore) di un paziente con CDAC ha dato risultati molto positivi. Dopo 17 mesi dal trapianto i disturbi intestinali si erano risolti nel 74% dei casi; dopo 90 giorni il 91% dei pazienti era praticamente guarito (vedi Brandt, L.J. et al. Am. J. Gastroenterol. 107, 10791087 - 2012).
Sicuramente non è un trattamento bello da immaginare ma tant'è visto che ha dato risultati positivi e sicuri. Certamente il passo ulteriore è quello di creare colture batteriche in laboratorio rappresentative della flora intestinale normale da usare come "donatore". L'effetto sarebbe si spera uguale ma chiaramente la repulsione istintiva del paziente per il trattamento sarebbe di sicuro inferiore.

Del resto i vari alimenti probiotici servono proprio a ristabilire la flora intestinale, rimpinguandola e/o favorendo la crescita di alcuni organismi. Nello specifico i probiotici contengono microorganismi vivi che dovrebbero contribuire alla crescita di altri microorganismi. La maggior parte dei prodotti commerciali contengono da 2 a 8 specie di organismi, tipicamente del genere Bifidobacterium e/o Lactobacillus, batteri che hanno in comune la capacità di produrre acido lattico.
Questi prodotti tuttavia nonostante le insistenti promesse di benessere associate al loro uso ripetuto, sono utili in casi ben definiti quali: trattamento di infezioni diarroiche acute; prevenzione di disturbi legati all'uso di antibiotici; prevenzione della enterocolite necrotizzante negli infanti prematuri.
Pur non associati a effetti collaterali, l'uso (o meglio la pubblicità rispetto agli effetti benefici) dei probiotici alimentari verrà verosimilmente regolato per evitare gli abusi. Abusi certamente presenti se si considera che a livello globale il mercato dei probiotici alimentari ha raggiunto la ragguardevole cifra di 25 miliardi di dollari tendente al rialzo nei prossimi anni.
In fondo si sta cominciando a capire solo ora quale sia la composizione microbica "ottimale".



Rendo atto a Carl Zimmer per l'articolo pubblicato sul New York Times di giugno 2012 come fonte di ispirazione per l'argomento qui trattato.


*** Aggiornamento 1 ***

Dalla analisi del microbioma di 345 diabetici di tipo 2 si è osservata una alterata composizione microbica rispetto ad i soggetti di controllo. Sarà interessante scoprire se tale alterazione sia anteriore o posteriore all'insorgenza della malattia. Nel primo caso fornirebbe un utile strumento di diagnosi precoce.
(Junjie Qin et al, Nature 490, 55–60)


*** Aggiornamento 2 ***

L'articolo di Julia Goodrich (Cell, 2014) dimostra che la tipologia del microbiota con cui condividiamo l'esistenza sia influenzato dal nostro bagaglio genetico. La conclusione viene da uno studio condotto sui gemelli: il profilo genetico dei microorganismi (quindi il microbioma) ottenuti dai gemelli dizigoti presenta un profilo di maggiore omogeneità rispetto a quello ottenuto dai gemelli dizigoti. Dato che entrambe le tipologie di gemelli hanno condiviso utero e ambiente di crescita, la differenza tra i due è unicamente genetica.
Tra i "microbi" la cui presenza è più influenzata dai geni dell'ospite vi è il batterio Christensenella minuta, unico membro di una famiglia di batteri scoperta solo pochi anni fa e dotato di alcune caratteristiche tipiche dei batteri metanogeni.
Geneticamente e morfologicamente questo batterio è piuttosto banale. Non è altro che uno dei tanti batteri a forma di bastoncello, che preferisce ambienti anossici e che si basa sulla fermentazione delle sostanze nutritive che trova nell'intestino come tipico del phylum dei Firmicuti. Tuttavia, più di ogni altro microbo che ospitiamo, la sua presenza nel nostro organismo è fortemente influenzata dai nostri geni. Inoltre la Christensenella si trova al centro di una rete "di contatti e sinergie" con altri microbi tale che la sua sola presenza rende più probabile la presenza (o l'assenza) di altri tipi di batteri.
Infine un dato molto interessante: la sua presenza funziona come "ostacolo" al guadagnare peso. Non a caso si trova con maggiore frequenza nei soggetti normopeso e in quelli "fisiologicamente magri" (da non confondere con i soggetti sottoalimentati).
A conferma di questa osservazione i test condotti sui topi in cui si è dimostrato come l'aggiunta del batterio Christensenella minuta all'interno dell'intestino di animali sovrappeso favorisce (in assenza di effetti collaterali e anche con una alimentazione ricca di grassi) la perdita di peso.


Articoli successivi in questo blog sull'argomento
---> tag microbioma.
- Il microbiota e l'inulina contro il tumore, qui
- Distinguere i microbi buoni da quelli cattivi, Mens sana in corpore ...
- I vermi per curare la colite cronica?
- Microbiota e diabete

Fonti
- A complex microworld in the gut: Gut microbiota and cardiovascular disease connectivity (Nature Medicine 18, 1188–1189/2012)
- Restoration of the gut microbial habitat as a disease therapy (Nature Biotechnology 31, 35–37/2013)
Human Genetics Shape the Gut Microbiome
Julia K. Goodrich et al. (2014) Cell, 159 (4) p789–799

Dopo i temuti "7 minuti di terrore" la gioia alla NASA: Curiosity atterra ed invia le immagini

Alla fine l'atterraggio è avvenuto.
Questa una delle prime immagini inviate
Le scene di giubilo dal centro di controllo NASA e del JPL sono più che giustificate.

Queste invece sono le prime immagini in 3D inviate circa 24 ore dopo l'atterraggio


Le prime immagini a colori


 Del resto c'è chi ha le capacità di organizzare missioni scientifiche ed umane di tale portata e chi non è in grado di iniziare i lavori dell'alta velocità oppure organizzare un semplice Expo. Ma questa è un altra storia...
Articolo successivo sul tema (comprensivo di video sui tre anni della missione Curiosity) --> "missione europea su Marte".

(Articoli precedenti su Curiosity: Sonda Curiosity; prossima missione Tumbleweed?; Curiosity-ci siamo quasi)
Link utili
- Tutto sulla missione Curiosity (Blog rockhounds).


Wikipedia bloccato in Turchia

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Un'altra prova di quello che è la Turchia oggi e del pericolo che rappresenta per l'Europa e le sue libertà

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