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L'uccello imitatore che fa scappare il predatore

Acanthiza pusilla
Il vecchio trucchetto di urlare "attento alle tue spalle!" è in voga anche tra alcuni uccelli, come dimostra la sorprendente scoperta fatta da alcuni ricercatori australiani.
Currawong (Credit: J. McLachlan)
Nello specifico è la Acanthiza pusilla, una specie di passero locale, che con il suo grido di allarme cerca di convincere l'aggressore di guardarsi da una minaccia incombente. Come? Simulando il grido di allarme "anti-rapace" che altri uccelli (tra cui proprio il predatore del passero appartenente al genere Strepera o Currawongs per usare il nome locale) usano quando vedono avvicinarsi predatori temibili per tutti come i rapaci.
Il currawong non rappresenta in realtà un pericolo diretto per il passero ma ha la deleteria abitudine di cibarsi dei nidiacei, quindi tenerlo alla larga è fondamentale.

La particolarità del falso segnale d'allarme è che questa specie di passeri oltre ad essere dotata di un proprio richiamo (vero) per avvertire i consimili del rischio rapace, è in grado di mimare quello tipico di altre specie "nemiche" scegliendo quello più adatto a seconda dell'indentità dell'aggressore.

L'effetto della distrazione non è di lunga durata ma è sufficiente al passero per distrarre l'aggressore e mettere in sicurezza il nido.

Articoli precedenti su temi correlati --> "Se sei un mio nidiaceo dammi la password di riconoscimento".



Fonte
- Crying wolf to a predator: deceptive vocal mimicry by a bird protecting young
Branislav Igic et al, Proceedings of the Royal Society B (2015) Volume: 282 Issue: 1809
-  Birds ‘cry hawk’ to give offspring chance to escape predators
Cambridge research / news


Dormire troppo aumenta il rischio di ictus?

Chi dorme più di otto ore al giorno ha un rischio cumulativo di ictus maggiore e questo rischio raddoppia nel caso delle persone anziane. Questo è quanto emerge da uno studio della università di Cambridge.
credit: cam.ac.uk
I dati emersi sono in un certo senso inattesi data l'abbondanza di studi pregressi che all'opposto identificava nel deficit di sonno un fattore predisponente per patologie metaboliche, cardiovascolari e neurologiche (vedi anche --> QUI).
Il dubbio legittimo che mi è sorto leggendo l'articolo è se si tratti di un vero fattore di rischio o di un epifenomeno.
Andiamo con ordine.
Lo studio britannico, pubblicato sulla rivista Neurology, ha coinvolto circa 10 mila persone di età compresa tra 42 e 81 anni, scelti tra i partecipanti allo Studio prospettico europeo sul cancro EPIC-Norfolk. A quattro anni di distanza dall'inizio dello studio fu chiesto ai partecipanti di quantificare il numero di ore di sonno medio e la qualità dello stesso; è ben noto infatti che fenomeni come l'apnea da sonno non solo sono relativamente frequenti nella popolazione ma anche la causa principale della stanchezza cronica giornaliera e di problemi neurovascolari sul lungo periodo.
Quasi sette partecipanti su dieci riferirono di dormire 6-8 ore al giorno, mentre uno su dieci affermò di dormire più di otto ore al giorno. Come atteso la maggior parte dei soggetti ipo-dormienti (meno di 6 ore) erano anziani, donne e soggetti non occupati.
Alla fine del periodo di rilevazione vennero incrociati questi dati con la frequenza di morbidità vascolare, con particolare attenzione a patologie come l'ictus. Dopo la normalizzazione per vari fattori come età e sesso, i ricercatori scoprirono che le persone che:
  • dormivano più di otto ore al giorno avevano un rischio di ictus del 46% maggiore rispetto alla media. 
  • chi dormiva meno di sei ore al giorno aveva un rischio aumentato del 18%. Il rischio aumentava per coloro che avevano dormito poco in modo continuativo nei 4 anni precedenti l'ictus.
I dati ottenuti sono stati quindi combinati in una meta-analisi con quelli già pubblicati in altri 11 studi; nel complesso il numero di soggetti studiati, provenienti da 7 paesi diversi, è arrivato a 560 mila.

Quanto è affidabile questa correlazione?
I numeri parlano chiaro ed indicano che sia dormire poco che dormire troppo prefigura un rischio aggiuntivo. Molto meno chiara è la spiegazione di questo legame cioè se il sonno sia più un sintomo, un marker precoce o la causa di problemi cardiovascolari. E' indubbio che gli anziani sono in genere meno occupati socialmente e questo è di per sé un facilitatore di sonno diurno soprattutto se le ore di sonno notturne sono ridotte (sia per dolori vari che per assenza di sonno).
L'ipotesi a mio parere più corretta è che dormire più a lungo della media sia in realtà un indicatore di problemi fisiologici sotterranei (asintomatici) che la causa dei problemi stessi.
Nota. Uno studio da poco pubblicato ha investigato la solidità dell'ipotesi che identifica nel ritmo di vita moderno (diciamo successivo all'avvento della illuminazione elettrica) la causa principale della diminuzione del numero di ore di sonno per notte. Il mantra comune descrive il buon villico dei tempi andati come uno che seguiva il ritmo solare... come le galline (il corollario quindi avrebbe dovuto essere che nel nord Europa, le persone dormissero moltissimo d'inverno e solo 4 ore per notte d'estate ... il che è ovviamente errato). L'articolo pubblicato su Current Biology ribalta l'assioma dopo avere studiato (grazie a modaioli smartwatch) il ritmo sonno-veglia in alcune popolazioni pre-industrializzate. Quello che emerge è che, forse, dormivano meglio ma di sicuro non più di oggi (--> Natural Sleep and Its Seasonal Variations in Three Pre-industrial Societies, Curr. Biol. (2015) 25, 21, p2862–2868)
Sul tema "sonno" potrebbero interessarvi i precedenti articoli sul tema --> QUI.


Fonte
- Sleep duration and risk of fatal and nonfatal stroke: A prospective study and meta-analysis
Yue Leng, MPhil et al, Neurology. (2015) 84(11):1072-9



Goth e depressione

Gli anni passano e le mode spesso tornano, ma sotto diverso nome. Nella mia adolescenza quelli che oggi si identificano nella cultura goth erano noti come dark, ed erano sicuramente meno meno globalizzati ...  ma solo perché internet non esisteva. 
Credit: Oxford University
Se è innegabile che fare parte di una certa corrente di pensiero (che per alcuni è solo moda mentre per altri è condivisione di certi valori e strumento di socializzazione) NON equivale all'essere privi di una propria identità, è però innegabile che il richiamo a valori identitari condivisi agisca come omogenizzatore. Un seguace del death metal non è un seguace di tematiche legate all'occulto o al satanismo così come un paninaro non era l'incarnazione anni '80 di un san babilino. Vero però che la condivisione di una certa visione del mondo può fungere da attrattore per persone con ben definiti pattern psicologici, ideologici e comportamentali.

Nel caso dei goth i media hanno spesso rilanciato l'idea di ragazzi con una certa predisposizione a tematiche crepuscolari, all'introspezione e alla presenza di comportamenti autolesionistici. Molto spesso si tratta di generalizzazioni senza alcun fondamento ma come spesso avviene in ogni leggenda c'è una base di verità.
Interessante quindi l'articolo pubblicato sulla rivista The Lancet Psychiatry da Lucy Bowes, docente di psicologia comportamentale all'università di Oxford, sulla correlazione tra cultura goth, depressione e atteggiamenti autolesionistici.

I risultati mostrano che gli adolescenti che all'età di 15 si identificavano come goth avevano a 18 anni una probabilità tre volte maggiore di essere clinicamente depressi e cinque volte maggiore di compiere atti contro se stessi, rispetto a coloro che non si riconoscevano in tale cultura.
Importante. Lo studio NON afferma che l'essere un goth sia la causa ma piuttosto che alcuni giovani goth sono più vulnerabili a sviluppare queste condizioni. Depressione e autolesionismo sono comuni tra gli adolescenti, un periodo notoriamente critico a causa delle trasformazioni fisiche e mentali in atto; in Inghilterra si stima che un adolescente su cinque soffra di tali problemi, in genere limitati e transitori.
Il campione analitico usato è stato estratto da un ampio studio longitudinale (UK Avon Longitudinal Study of Parents and Children - ALSPAC) che ha seguito nel corso degli anni molte migliaia di individui (e i genitori) nati negli anni '90. Dalla mole enorme di dati che comprendono parametri socio-economici e indicatori clinici, si è estratta la componente riferita ai giovani (3694 adolescenti) identificati come depressi e con atti di autolesionismo accertati. A tutti fu chiesto di rispondere ad una serie di interviste e di questionari che, tra le altre cose, mirava a categorizzare le persone in ben definite sottoculture giovanili popolari, come "sportivo", "skater", "solitari", etc

Ancora una volta questo non significa che all'interno di questa gruppo di individui fossero assenti le categorie di "sportivi" ma che l'associazione era più forte per i giovani goth. Per completezza gli "sportivi" mostravano l'associazione più bassa in assoluto, sebbene i "pattinatori" e i "solitari" si collocassero all'estremo superiore dell'intervallo.

E' evidente che il dichiararsi goth non è di per sé sufficiente a fare prevedere un futuro di depressione, dato che molti sono i fattori che concorrono (genetica, famiglia, fattori sociali, ...). Tuttavia l'associazione resiste anche dopo avere normalizzato i dati tenendo conto di variabili come disturbi psichiatrici, l'essere stati vittime di bullismo, (...)  fino alla salute mentale delle madri.

Dato che si tratta di uno studio osservazionale, non è possibile trarre conclusioni definitive e di causa-effetto e non è parimenti consentito affermare che diventare un goth sia di un fattore di rischio per disturbi futuri. Molto più correttamente è la cultura goth che accoglie al suo interno gli individui che vengono marginalizzati dagli altri gruppi giovanili. Al suo interno è possibile quindi trovare sia persone perfettamente normali e non conformisti che altri oggettivamente a rischio depressione.


Fonti
- Risk of depression and self-harm in teenagers identifying with goth subculture: a longitudinal cohort study
Lucy Bowes et al, Lancet Psychiatry. 2015 Sep;2(9):793-800
- Young goths may be more vulnerable to depression and self harm, study finds
N. Hawkes, BMJ (2015) Aug 27;351

Mangiare "per due" in gravidanza? Sbagliato

Sebbene durante la gravidanza sia importante alimentarsi in modo corretto (ivi compreso evitare alcuni alimenti potenzialmente portatori di agenti o sostanze tossiche) nessun medico si sognerebbe di consigliare alla propria assistita di "mangiare per due".
La frase "incriminata" è un residuo della cultura popolare che aveva un senso quando la quantità (e qualità) del cibo a cui aveva accesso la popolazione media era ben inferiore di quello odierno, in molti casi anzi al limite della pura sussistenza.

Applicare questo motto oggi non solo influisce negativamente sul recupero della "linea" della madre dopo il parto ma, cosa ben più importante, ha un impatto negativo sullo stato di salute della progenie anche a distanza di anni.
Nota. La letteratura scientifica disponibile a riguardo è consolidata. Tra gli studi classici a supporto, la dimostrazione della correlazione tra la carestia nelle Fiandre nel '44 e "l'epidemia" di diabete, obesità e altre malattie metaboliche a decenni di distanza negli adulti concepiti in quel periodo (RC Painter et al, BJOG, 2008, v115-10-pp 1243). Sul versante opposto sono ugualmente interessanti i numerosi studi che dimostrano l'impatto negativo sulla progenie di una dieta ipercalorica, oltre che nutrizionalmente sbilanciata, delle madri durante la gravidanza. Nel breve termine (cioè alla nascita) si sa che l'alta glicemia durante la gravidanza si correla a neonati di più grossi; al contrario la pressione alta si associa a neonati più piccoli (J. Tyrrell et al, JAMA (2016) 315 (11)).
A chiudere il cerchio arriva ora lo studio pubblicato sulla rivista eLife che dovrebbe (si spera) mettere la parola fine all'idea ancora diffusa che le donne gravide necessitino di una sovra-alimentazione. I dati indicano che, al contrario, il corpo si adatta estraendo con maggiore efficienza le sostanze nutritive dal cibo ingerito.
Le conclusioni ottenute da analisi condotte sulla drosophila (il moscerino della frutta, animale modello per molta biologia fondamentale) permettono anche di comprendere perché alcune donne lottino senza successo dopo il parto per perdere i chili presi durante la gestazione.
L'idea di questo lavoro nasce da una evidenza molto semplice: l'intestino di molti mammiferi aumenta dimensionalmente durante la gravidanza. Non si capiva però perché questo si verificasse e la base fisiologica di tale modificazione temporanea nella maggior parte degli animali.
Riassumendo in poche righe il contenuto dell'articolo, si è scoperto che nella drosophila il motore dell'aumento della dimensione dell'intestino è "l'ormone giovanile" (juvenile hormone), rilasciato nella femmina subito dopo l'accoppiamento. L'incremento dell'intestino aumenta a sua volta la sua funzionalità e il risultato è un accumulo di grasso, che il corpo "mette da parte" in vista del maggiore fabbisogno energetico che la produzione di uova richiederà.
Nota. L'utilizzo del moscerino della frutta come modello animale non deve stupire; la genetica si basa tuttora su questo animale come insostituibile (per costo e informatività) modello ideale
L'ormone giovanile è il corrispondente funzionale nell'insetto degli ormoni tiroidei nei mammiferi.

Lo stato metabolico (e la sua capacità di adeguarsi al mutare delle condizioni) gioca un ruolo determinante sulla fertilità del moscerino e in particolare per la sopravvivenza delle uova fecondate. Se la produzione dell'ormone giovanile venisse in qualche modo bloccata, l'intestino rimarrebbe nelle condizioni pre-accoppiamento con il risultato, dimostrato, per la drosophila di produrre meno uova.

In modo non troppo dissimile, nella donna gravida si ha una variazione del livello degli ormoni regolatori del metabolismo. Se dopo il parto, per qualunque motivo, il livello di tali ormoni non torna allo stato pre-gravido, l'intestino rimarrà regolato sulla massimizzazione dell'assorbimento; naturale conseguenza sarà la lotta "impari" della donna che cerca di recuperare il peso forma mediante diete ferree e l'organismo che invece fa di tutto per assimilare il più possibile anche da quel poco che viene ingerito.
In conclusione, se già studi precedenti avevano dimostrato che mangiare per due durante la gravidanza è inutile, questo nuovo lavoro ne spiega le ragioni mostrando che il sistema digestivo anticipa le richieste future, modificandosi.

Nota. Pochi giorni dopo la stesura del presente articolo mi sono imbattuto in un nuovo studio che sottolinea i rischi legati all'aumento di peso della madre per il nascituro. Le conclusioni vengono da uno studio svedese pubblicato sulla rivista The Lancet in cui sono state analizzate 457 mila donne che, nel periodo che va dal 1992 al 2012, hanno avuto almeno due gravidanze. Il fattore critico sembra essere non tanto l'indice di massa corporea (BMI) della donna "ante-gravidanza" ma la variazione di peso tra la prima e la seconda gravidanza. Nello specifico le donne il cui indice di massa corporea era aumentato nel periodo tra la fine della prima e l'inizio della seconda di più di quattro unità avevano il 50 per cento di probabilità di partorire un figlio morto e in generale si correlava con un aumento del 30 per cento (rispetto allo standard) di mortalità infantile. La correlazione è particolarmente evidente nelle donne normopeso prima della prima gravidanza. A compendio, le donne che erano invece sovrappeso (BMI > 25) prima della gravidanza e che sono riuscite a diminuire sostanzialmente il peso prima della seconda gravidanza hanno sostanzialmente diminuito il rischio di mortalità infantile.
Non è ancora chiaro il perché di tale correlazione.
(Fonte: Sven Cnattingius & Eduardo Villamor, The Lancet - dicembre 2015).

(articoli su argomenti correlati --> "gravidanza")

Fonte
- Endocrine remodelling of the adult intestine sustains reproduction in Drosophila
Tobias Reiff et al,  eLife (2015) 4: e06930

Studiare il cervello degli astronauti per capire le malattie sulla Terra

Gli astronauti sono una fonte continua di conoscenze: attive in quanto risultato del loro lavoro; "passive" in quanto dipendenti dal semplice fatto di essere rimasti per un certo periodo di tempo in orbita. Proprio grazie al costante monitoraggio dei loro parametri fisiologici in assenza di gravità è stato possibile ricavare informazioni  difficilmente ottenibili altrimenti sulla Terra.
Sopra e sotto pari sono in orbita (credit: ESA)
Il tempo passa in fretta sulla navicella dato il carico di lavoro a cui sono sottoposti gli astronauti; oltre al lavoro direttamente connesso alla manutenzione, gran parte del tempo viene dedicato ad eseguire esperimenti in campi diversi come botanica, metallurgia, biomedicina, psicologia, etc.

Tra i test in corso vale la pena ricordarne alcuni le cui osservazioni preliminari sono state recentemente pubblicate (sebbene come dati preliminari visto che proseguiranno fino al 2018) centrate sulla "memoria" del corpo alla assenza di gravità.
Per il cervello trovarsi in assenza di gravità è una situazione molto stressante in quanto associata alla elaborazione di dati percepiti come contraddittori dai diversi sensi. Alcuni esempi:
  • trovarsi in assenza di gravità (o anche in microgravità) equivale ad essere in caduta libera e questo è il segnale che viene inviato dall'orecchio interno al cervello. Al contrario il sistema visivo manda informazioni di "nulla si muove in modo anomalo rispetto a me".  
  • Altro fenomeno classico legato all'assenza di gravità è lo spostamento dei liquidi verso la testa che viene tradotto dal cervello come trovarsi a testa in giù; ma nella stazione orbitale non c'è un basso o un alto.
  • L'orologio biologico potrebbe inoltre inviare segnali di stanchezza sia legati al ritmo circadiano che ai postumi di una dura giornata di lavoro. Nello stesso tempo però gli astronauti sperimentano 16 albe e altrettanti tramonti nell'arco di 24 ore, tutti input che entrano in conflitto come ben sanno le persone che soffrono di un "banalissimo" jetlag.
Nonostante tutti questi segnali contrastanti il formidabile strumento che è il cervello si adatta nel giro di pochi giorni e gli astronauti si comportano come se fossero nati in orbita. Una adattabilità che non solo permette di affrontare e superare nuove situazioni ma che "usa il passato" come punto di partenza: un astronauta esperto si adatterà alla assenza di gravità molto più velocemente di uno al primo volo, anche se la missione avviene ad anni di distanza dal suo ultimo lancio.

Capire come questo adattamento avvenga è una tra le domande a cui hanno cercato di dare una risposta i ricercatori dell'università di Anversa con lo studio Brain-DT. Il progetto prevede di analizzare 16 astronauti, prima e dopo il volo, mediante una innovativa variante di risonanza magnetica (MRI DTI) in grado di mostrare le reti neuronali del cervello e come i collegamenti cambiano dopo l'esperienza nello spazio. 

 
Video esemplificativo del livello di indagine possibile con la MRI-DTI

Sebbene la raccolta dati sia ancora all'inizio, è possibile già ora osservarne la potenza conoscitiva per comprendere meglio i disturbi neurologici "terrestri". Di fatto vivere nello spazio equivale, per i motivi sopra citati, ad essere sottoposti ad un intenso stato di stress; studiare gli astronauti equivale a studiare le persone colpite sulla Terra da stress sensoriali ma in modo assolutamente etico dato che lo stress non viene indotto appositamente per verificarne la risposta fisiologica.

Molti disturbi neurosensoriali derivano proprio da una errata comunicazione tra diversi centri percettivi e capire come e perché in alcune persone questo "conflitto" cronicizza in patologia è ancora poco chiaro. Alcuni tipi di vertigine ad esempio si sviluppano quando il cervello non si adatta ai segnali contrastanti che arrivano dall'orecchio interno. Gli astronauti rappresentano in questo caso un perfetto esempio di stress continuato che viene tuttavia risolto nel giro di poco tempo.

(articolo precedente sul tema "problemi della vita nello spazio" --> qui)

Fonte
- Astronaut brains as beacons for researchers
ESA, news
- Cortical reorganization in an astronaut’s brain after long-duration spaceflight
Athena Demertzi et al, 2015 Brain Structure and Function pp1-4

Alcuni dei pianeti più "bizzarri" finora scoperti

Solo 10 anni fa la semplice idea di identificare pianeti al di fuori del sistema solare sarebbe apparsa al più un argomento per amanti della fantascienza, letteraria o cinematografica che fosse. Oggi si stenta quasi a credere a quanto si siano evoluti gli strumenti e le metodiche per inferire (osservare è un'altra cosa) l'esistenza degli esopianeti (qualunque pianeta al di fuori del nostro sistema) come dimostra la crescita esponenziale del loro numero nei cataloghi astronomici.
Al 10 novembre 2015 il numero di esopianeti identificati e confermati è 1905 (su 5609 scoperti), un numero destinato a crescere con il miglioramento delle tecniche di analisi e l'utilizzo di nuovi strumenti che prenderanno il posto dell'ottimo satellite Keplero.
Leggi --> qui per i dati aggiornati sulla conta degli esopianeti
Nota. Tra gli strumenti utili per cercare informazioni sui sempre nuovi esopianeti che si aggiungono alla "collezione", segnalo il sito exoplanet.eu e l'ottimo planetquest della NASA.
L'aggettivo "bizzarri" inserito nel titolo è ovviamente una semplificazione lessicale condizionata dal fatto che la nostra idea di "normalità" per un pianeta è riferita a quanto osservato nel nostro sistema solare: i pianeti giganti, gassosi o ghiacciati, nella parte esterna e i pianeti rocciosi (di taglia minore) all'interno. Questo è stato da subito il nostro metro di paragone e spiega lo stupore che è seguito alla scoperta di pianeti giganti prossimi alla stella, di "super-terre" più esterne o perfino di pianeti "di diamanti". Considerando che il nostro punto di riferimento è un infinitesimale angolo di universo è più che verosimile che siamo noi la bizzarria planetaria.
dove siamo
Nota. Allo stato attuale delle conoscenze si stima che esistano 100 miliardi di galassie, in ciascuna delle quali vi è una media di 100 miliardi di stelle. Moltiplichiamo per 3 pianeti per stella (numero minimalista) e il numero di esopianeti potenziali è presto evidente. Certamente noi dovremo accontentarci, anche con il migliore degli strumenti possibili, di sbirciare solo in un'area ristretta della nostra galassia (il cui diametro è 100 mila anni luce e dal centro della quale noi distiamo 26 mila anni luce); mai potremo non dico desumere la presenza di un pianeta anche in una galassia a noi prossima ma nemmeno allontanarci troppo (direi ben entro i 1000 anni luce) dalla nostra posizione su un braccio della spirale galattica.
Fino a non molto tempo fa la "bizzarria" dei pianeti scoperti era in realtà una diretta conseguenza di un nostro "vizio di osservazione" causato dai limiti delle tecniche disponibili; dato che un pianeta grosso e orbitante vicino alla stella è più facile da scoprire di uno piccolo e a distanze "terrestri" (qualunque sia il metodo usato, "oscuramento" della luce o perturbazione dell'orbita stellare) e che al di sopra di certe dimensioni un pianeta non può non essere gassoso, allora si capisce per quale motivo la quasi totalità dei pianeti scoperti in questi primi anni si collochi dimensionalmente tra quelli denominati super-Terra (roccioso) e gli hot-Jupiter (un pianeta come Giove ma "bollente" data la sua prossimità alla stella, spesso in orbite interne a quella del nostro Mercurio).
Negli ultimissimi anni, il miglioramento delle tecniche ha in parte riequilibrato questo vizio di osservazione ma nondimeno la conclusione emersa è che non esiste una relazione a priori tra dimensione dei pianeti e vicinanza alla stella.
La distribuzione dei pianeti (candidati) scoperti in base a a dimensione (rispetto alla Terra) e periodo orbitale
in giorni (inversamente proporzionale alla distanza dalla stella). Credit: NASA Ames/W. Stenzel
Nota. Una descrizione sintetica delle tecniche in uso per l'identificazione degli esopianeti è stata fatta in un precedente articolo sul tema --> qui (ulteriori link sono disponibili nell'articolo)
Al momento in cui ho deciso di schematizzare in una classifica i pianeti più bizzarri finora scoperti ho tenuto conto solo di pianeti "inattesi" che abbiamo incontrato, forse, solo in alcune opere di SF. In altri casi la loro bizzarria è tale che sono "opere prime" dato che nessuno scrittore di fantascienza li avrebbe mai inseriti in una sua opera per evitare di subire il "declassamento" da narratore di SF a scrittore Fantasy.
Rapporto tra dimensione, massa e composizione dei pianeti (credit: Marc Kuchner/NASA GSFC)
Molti di questi pianeti sono ad oggi vere "meraviglie" e in alcuni casi sono veri punti interrogativi circa le dinamiche all'origine della loro formazione. Le immagini eventualmente associate sono, ovviamente, rappresentazioni artistiche su come potrebbero apparire se potessimo inviare in loco una sonda.
Nota. La nomenclatura degli esopianeti è diretta conseguenza di quella stellare, per cui al numero di catalogo della stella (tipicamente legata allo strumento/progetto che l'ha caratterizzata) segue una lettera minuscola ad indicare il pianeta. L'ordine delle lettere indica in genere la progressione temporale della scoperta e non la vicinanza alla stella.

Rappresentazione artistica di un pianeta gioviano (alto a
sinistra) in un sistema stellare ternario, visto da una sua luna
,
Credit: NASA / JPL PlanetQuest / Caltech (by space.com)
Pianeta sito a 151 anni luce da noi caratterizzato dall'orbitare intorno a tre stelle, in pratica una sorta di pianeta Tatooine (vedi Star Wars).
La stella principale ha caratteristiche solari mentre le altre due sullo sfondo nell'immagine, sono strettamente associate ed hanno una massa combinata pari a 1,6 volte quella solare (e si trovano ad una distanza dalla stella principale pari a circa quella di Saturno dal Sole).
In qualunque momento del giorno è possibile assistere ad un tramonto. Non è chiara la dinamica orbitale, se cioè il pianeta orbiti intorno alla stella più vicina e questa a sua volta sia in orbita reciproca con le altre due stelle o se l'orbita planetaria assuma connotati bizzarri ad oggi difficilmente calcolabili.
Pensate che sia un luogo strano? Sappiate allora che pochi mesi fa è stato identificato un pianeta che deve fare i conti per la sua orbita con QUATTRO stelle (il sistema 30 Ari).
Altre info sul sito astronomynow.com (credit: NASA/JPL-Caltech)




WASP-17b
Grande due volte Giove ma con metà della sua massa è caratterizzato da un'orbita retrograda (opposta rispetto alla rotazione della stella).
 Di questi due misteri solo il primo (la bassa massa) può forse essere spiegato grazie ad una terza caratteristica del pianeta: orbita ad una distanza pari a circa 1/7 di quella di Mercurio dal Sole, sufficiente perché una buona parte della sua massa sia stata portata via dal pianeta. Un pianeta gigante gassoso che è di fatto un inferno di gas incandescente.

Un'altro pianeta che ama gli incontri ravvicinati con la sua stella è KIC 12557548 (di cui ho già trattato, vedi link associato); talmente vicino da essere vaporizzato in tempo reale come si evince dalla scia di materia che lascia dietro di se (come se fosse una cometa).
 
GJ12144
Battezzato waterworld è una superterra (massa e raggio 6 e 2 volte quelli terrestri, rispettivamente) in cui non si è ancora capito bene se sia veramente un pianeta roccioso ricoperto da un unico oceano (da cui il nome evocativo) o se sia una sorta di mini-Nettuno, quindi un pianeta gigante ghiacciato ricco di idrogeno, elio ed altri elementi a costituire un nucleo metallico (diverso da Giove e Saturno che sono veri e propri giganti gassosi, quindi "stelle troppo piccole per accendersi).


Gliese 581c
Pianeta orbitante sufficientemente vicino ad una nana rossa (quindi meno luminosa e calda del Sole) da essere situato in orbita sincrona (--> tidal locking) quindi il tempo di rotazione intorno al proprio asse (il giorno) equivale al tempo di rivoluzione intorno alla stella (l'anno).
Ne consegue che una faccia del pianeta sarà perennemente esposta alla luce mentre l'altra al buio.
Sebbene questo fenomeno sia ipotizzabile sul lunghissimo periodo per ogni coppia pianeta-stella o pianeta-satellite, il tempo necessario per raggiungerlo è al di fuori della portata di una stella come il  nostro Sole ma non della longeva nana rossa. Pur essendo difficile fare calcoli precisi dato il numero di variabili da considerare si valuta in 10 miliardi di anni il tempo necessario (link).
Nota. In modo simile si può ricavare la distanza perché si abbia un tidal lock dalla osservazione di un pianeta in tale stato. Sostituendo il tlock dell'equazione classica (qui) con l'età della stella e in riarrangiando l'equazione si ottiene "a". 
e da qui il grafico che indica la distanza in funzione del rapporto di massa tra stella e pianeta
credit: daviddarling.info

C'è un'altra caratteristica di interesse per questo pianeta: si trova talmente vicino alla stella che il suo tempo di rivoluzione è di soli 13 giorni. Immaginando di essere un ipotetico abitante del pianeta, la stella ci apparirebbe 14 volte più grande di quanto ci appare il Sole. Ho scritto "ipotetico" in quanto qualunque forma di vita verrebbe abbrustolita all'istante date le temperature incandescenti sulla faccia illuminata del pianeta. Non che vada meglio nella faccia non illuminata immersa in un gelo perenne tale da congelare l'azoto.
Volendo fantasticare l'unica area in cui potenzialmente potrebbe formarsi la vita è quella "di mezzo" avvolta in un eterno crepuscolo (o alba a seconda di come la si voglia vedere) con un irradiamento accettabile; un'area che unisce ad anello i due poli e la cui dimensione è pari a quella coperta da 15 gradi di longitudine). Continuando nell'opera di fantasia e immaginando organismi in grado di fare fotosintesi, questa dovrebbe basarsi sull'unica radiazione luminosa utilizzabile, l'infrarosso; per tale motivo un vegetale locale non avrebbe foglie verdi ma sostanzialmente nere. Ma c'è un altro problema: se anche vi fosse una atmosfera (il che la vedo dura data la vicinanza alla stella a meno di non possedere un campo magnetico estremamente potente in grado di deflettere il vento stellare) la superficie sarebbe solcata da venti difficilmente immaginabili a causa del gradiente termico tra la superficie ghiacciata e quella in ebollizione.
Comunque l'ottimismo è di casa sulla Terra visto che nel 2008 è stato inviato un segnale radio in direzione del pianeta che dovrebbe giungere a destinazione nel 2029. Speriamo che nessuno risponda. Non oso immaginare che esseri sarebbero in grado di vivere in quel luogo ... "ai confini della realtà".

Un pianeta simile è COROT 7b che condivide con G581c la sfortuna di essere sufficientemente vicino alla stella da essere in orbita sincrona. Qui le temperature sulla faccia esposta del pianeta possono raggiungere i 2200 gradi e si ritiene che possa piovere roccia fusa.

WASP-12b
Credit: NASA
Pianeta gassoso caldo (hot-Jupiter) orbitante talmente vicino alla sua stella che la sua massa è risucchiata verso di essa. Per motivi simili è sottoposto ad una tale attrazione gravitazionale da avere una forma ovoidale invece che sferica.
E' considerato tra i pianeti più caldi con temperature intorno ai 2200 gradi.



Gliese 436b
Un pianeta simile a nettuno ma vicino alla stella (15 volte più vicino di Mercurio). 
un pianeta cometa (ESA/Hubble)
Nonostante la sua prossimità ha una temperatura superiore a quella attesa di circa un centinaio di gradi (440 C), spiegabile solo con un massiccio effetto serra (una sorta di Venere in formato Nettuno). Date le condizioni locali si deve ipotizzare che il ghiaccio che caratterizza questo tipo di pianeti esista solo in forme esotiche come ad esempio ghiaccio bollente possibile grazie alla combinazione unica di pressione, temperatura e forza gravitazionale che impedisce la sublimazione del ghiaccio.

55 Cancri e
Il pianeta di diamanti (ne ho parlato in un precedente articolo --> qui)

TrEs-2b
Un altro hot-Jupiter (ve l'ho detto che rappresentano la maggior parte di quelli scoperti) distante da noi 750 anni luce, la cui peculiarità è quella di essere il pianeta più scuro mai identificato. 
credit to the uploader
Meno dell'uno per cento (una stima recente parla di 0,04 per cento) della luce che proviene dalla sua stella viene riflesso. Difficile capire il motivo del pressoché totale assorbimento della luce incidente, anche ipotizzando la totale assenza di addensamenti atmosferici (che rendono invece Giove così luminoso). Per avere un termine di paragone considerate che riflette meno luce di quanto faccia il carbone o la vernice acrilica.
Tra le ipotesi formulate vi è la presenza di una atmosfera ricca di elementi altamente foto-assorbenti come sodio, potassio o idrossido di titanio.
A quel poco di luce che viene riflessa si deve la debole sfumatura rossastra del pianeta.

HD 106906b
Rappresentazione comparativa della distanza tra pianeta
e un ipotetico pianeta nettuniano.
credit: Vanessa Bailey
E' questo il più solitario tra i pianeti che fanno parte parte di un sistema stellare; una precisazione doverosa quest'ultima data l'esistenza di pianeti orfani - a noi praticamente invisibili - che espulsi per varie ragioni dal loro sistema vagano solitari nello spazio.
Dotato di massa circa 11 volte quella gioviana, questo gigante gassoso orbita ad una distanza di 650 UA (una unità astronomica corrisponde alla distanza Terra-Sole) dalla sua stella sita a 300 anni luce da noi, nella costellazione della Croce del Sud. Per avere un termine di paragone su quando distante sia rispetto alla stella, pensiamo che Nettuno dista 30 UA dal Sole. Se si trovasse nel nostro sistema solare l'orbita di HD 106906b potrebbe essere collocata tra la zona nota come eliopausa e la Nube di Oort, ben oltre il punto in cui si trova ora la sonda Voyager 1 (per maggiori dettagli sulla missione e sulla definizione di eliopausa vi rimando ad articoli precedenti: "il lungo addio della sonda Voyager"; "la sonda è uscita dal sistema solare?").
Difficile immaginare un pianeta più solitario e freddo.

J1407b
Altre info su INAF (Credit: Ron Miller)
Altrimenti noto come il pianeta dagli anelli giganti.
Forse il più spettacolare da ossevare, se potessimo dato che si trova a 400 anni luce da noi. E' dotato di un sistema di anelli al cui confronto quelli di Saturno appartengono ad una moda minimalista; non è una esagerazione la mia se considerate che coprono un'area 200 volte maggiore di quella degli anelli di Saturno. Se immaginassimo di trasportare questo pianeta nel nostro sistema sostituendolo a Saturno, il pianeta ci apparirebbe delle stesse dimensioni della Luna.



SWEEPS 10
Di sicuro uno tra i pianeti che percorre più velocemente la sua orbita. Un anno su Sweeps 10 dura soltanto 10 ore.
Il nome curioso deriva dall'acronimo del progetto Sagittarius Window Eclipsing Extrasolar Planet Search (SWEEPS)
 Si tratta, inutile precisarlo oramai, di un pianeta gioviano (1,6 volte la massa di Giove) che è sfuggito finora al destino di essere vaporizzato e/o risucchiato dalla propria stella unicamente per il fatto che quest'ultima è una nana rossa.


COROT-EXO-3b
Un pianeta invero curioso questo che pur avendo una dimensione simile a quella di Giove ha una massa 20 volte superiore.
Credit: ESO/OAMP by cosmo.com
(ingrandimento QUI)
 Per spiegarne la composizione bisognerebbe ipotizzare una densità doppia rispetto a quella del piombo che per un pianeta di tali dimensioni è poco verosimile (un pianeta gigante non può che essere costituito da elementi leggeri come idrogeno ed elio altrimenti sarebbe collassato su se stesso a causa della forza gravitazionale.

L'ipotesi più probabile è che il pianeta sia in realtà una nana bruna, cioè una stella mancata (troppo piccola per accendersi) che abbia perso gran parte dei suoi elementi leggeri a causa dei "venti radianti" emessi dalla vicina stella.
Altre informazioni sulle nane brune -->qui.


Keplero 10c
Cosa pensereste se alla fine dell'elaborazione dei dati raccolti su un potenziale esopianeta classificato come super-Terra (dimensioni 2,3 volte quelli terrestri) emergesse che la sua massa è 17 volte quella terrestre? 
Credit: David A. Aguilar (CfA)
Io rifarei i calcoli più e più volte, dato che la geometria e la fisica ci insegnano, rispettivamente, che il volume cresce con il cubo del raggio e che un pianeta di quelle dimensioni deve avere massa e densità compatibili con un pianeta roccioso. Invece la sua massa è simile a quella di Nettuno pur essendo molto più piccolo di esso (e quindi NON può essere di tipo gassoso). Una volta escluso l'impossibile non rimane che l'improbabile ma possibile, cioè che si tratti di un pianeta roccioso incredibilmente denso. Il valore della densità indica inoltre che gran parte degli elementi più leggeri come elio e idrogeno sono stati persi il che data la sua massa (gravità sufficiente a trattenere tali elementi) fa pensare che il sistema stellare sia molto più antico del nostro. Le stime attuali parlano di 11 miliardi di anni, poco più di 3 miliardi di anni dopo il Big Bang.
Il pianeta orbita intorno ad una stella non dissimile dal Sole ma in una orbita molto più stretta (dato che il tempo di rivoluzione è pari a 45 giorni la distanza è facilmente desumibile dalla terza legge di Keplero).
dove "T" è il periodo, "a" è il semiasse maggiore dell'orbita ellittica e K è la costante di Keplero. 
A tale distanza la superficie potrebbe arrostire agevolmente qualunque forma di vita anche se la temperatura reale dipende dalla presenza (dato non noto) di una atmosfera.

Allo stesso sistema appartiene il piccolo pianeta Keplero 10b che ha caratteristiche "infernali" molto simili a Keplero 78b, soprannominato il "pianeta di lava" e di cui ho scritto in passato (--> qui).

HD189733b
Un pianeta su cui piove ... vetro fuso (vedi articolo precedente --> qui).


Coku Tau 4
Un pianeta "bambino" questo con una età stimata di solo 1 milione di anni. Una età che non deve stupire; ricordo infatti che il processo che porta alla formazione di un sistema planetario è temporalmente una inezia  rispetto alla sua vita (pochi milioni contro una decina di miliardi di anni per le stelle di massa solare) e sono diversi i casi in cui tale processo è stato osservato nelle sue diverse fasi.
Il pianeta dovrebbe essere di tipo gioviano e quindi assomigliare a come era il gigante del nostro sistema solare qualche miliardo di anni fa.
L'immagine non si riferisce a Coku Tau 4 ma è esemplificativa degli indizi che mostrano la formazione di un pianeta come la comparsa di un gap nel disco di detriti che circonda la protostella. Credit: NASA, ESA


E sui pianeti "abitabili" che cosa si sa?
Non molto e per una serie di ragioni fondate. Un pianeta abitabile (secondo i nostri parametri ovviamente) deve avere una serie di caratteristiche come massa, dimensione e posizione all'interno di un certo intervallo. Ma non basta dato che bisogna rapportare questi dati alle caratteristiche della stella; la cosiddetta zona di abitabilità di una nana rossa è molto più prossima (e limitata) alla stella di quella definita da una stella solare. Il vantaggio di una nana rossa però è che ha molto più tempo "vitale" a disposizione (senza incorrere in fastidiose - e distruttive per i vicini - degenerazioni in gigante rossa come avverrà per il Sole) e quindi se un pianeta è "messo bene" le probabilità che scocchi la scintilla della vita sono maggiori.
Esistono molte variabili da considerare non sempre definibili con gli strumenti attualmente disponibili. Se guardassimo da molto lontano il nostro sistema classificheremmo Venere come un pianeta gemello della Terra (per massa e dimensioni); potremmo ipotizzare l'esistenza di una spessa atmosfera ma difficilmente capiremmo che di abitabile questo pianeta non ha nulla a causa delle temperature locali causate dall'effetto serra.
Per ulteriori informazioni riguardo la scoperta di pianeti "abitabili" rimando al sito dell'osservatorio di Arecibo --> Planet Habitability Laboratory (PHL).
Credit: PHL @ UPR Arecibo


Alcune App sul tema:
  • l'app ufficiale della NASA --> NASA app (per Android su sito playstore) o --> QUI (per iPhone)
  • ricerca pianeti sistema solare usando la fotocamera dello smartphone (per Android sul sito playstore)--> Planets oppure Pocket Planets.







L'impronta digitale ci dirà se una persona ha assunto cocaina

Un team internazionale di ricercatori ha applicato la potenza analitica di una tecnica nota come spettrometria di massa alla caratterizzazione delle impronte digitali delle persone in cura presso i servizi di assistenza sanitaria per tossicodipendenti.

Lo scopo era quello di confrontare l'efficienza rilevatrice di questa tecnica rispetto all'approccio classico basato sulla saliva per identificare le persone venute in contatto con la cocaina. Test simili condotti in passato avevano permesso unicamente di dimostrare l'efficienza della tecnica per evidenziare il contatto fisico con la sostanza ma NON che tale sostanza fosse stata assunta.
La novità analitica è descritta dall'autrice del lavoro, Melanie Bailey: "quando qualcuno assume cocaina, vengono prodotti metaboliti come benzoilecgonina e metilecgonine, entrambi rilevabili nella cute e quindi anche nei residui lasciati dalle impronte digitali".
Per informazioni tecniche sul metodo classico per la rilevazione di cocaina metabolizzata, centrato sull'analisi delle urine mediante GC-MS (gas cromatografia-spettrometria di massa) vi rimando ai seguenti PDF--> benzoilecgonina e methylecgonine.
La tecnica nota come DESI (desorbimento per ionizzazione elettrospray) consiste nello spruzzare del solvente sul vetrino su cui è presente l'impronta digitale e procedere all'analisi spettroscopica per determinare la presenza delle sostanze marcatore.

I ricercatori predicono che l'utilizzo di questi "semplici" test potrebbero avere una enorme portata dato che a differenza dei metodi classici non necessitano di procedure invasive (prelievo di sangue) o pro-attive (richiesta di urine). Un metodo quello delle impronte digitali quindi semplice, a costo di raccolta nullo, veloce, igienicamente sicuro per gli operatori e a prova di contraffazione dato che insieme al profilo metabolico rimane strettamente associata l'impronta digitale.

Una tecnica ideale sia per le forze dell'ordine che per il monitoraggio di tutte quelle persone impegnate in attività per le quali cui il non assumere droghe di alcun tipo è fondamentale per la sicurezza (vedi ad esempio i piloti di aerei).

Fonte
- Rapid detection of cocaine, benzoylecgonine and methylecgonine in fingerprints using surface mass spectrometry 
 Melanie J. Bailey et al, (2015) Analyst

L'antenato a quattro zampe del serpente

(articolo precedente sul tema --> qui)

***

Spesso ci si dimentica che anche i serpenti, essendo come noi dei tetrapodi, hanno un antenato a quattro zampe.
Hemiergis quadrilineatum, un rettile australiano in cui sono
ancora evidenti arti oramai "inutili". Nei serpenti il processo
di riduzione si è spinto fino alla presenza di sole vestigia ossee
(courtesy of reptilesofaustralia).

 Trovare però l'anello di congiunzione tra la linea principale dei rettili (con arti visibili) e il sottordine dei Serpentes (in cui gli arti sono visibili come vestigia ossee) è tutt'altro che banale.
Oltre a fossili viventi come la lucertola mostrata nella figura a fianco, l'unico indizio fossile del percorso evolutivo che ha portato ai serpenti attuali è la Najash rionegrina, un estinto rettile scavatore in cui era evidente l'osso sacro, l'elemento chiave dei tetrapodi.
Mancava però il fossile di transizione tra animali come le moderne lucertole e la Najash.
Nota. Due sono le teorie attuali, in contrasto tra loro, riguardo l'evoluzione dei serpenti. La prima ipotizza che derivino da animali marini spostatisi sulla terraferma, quindi già "quasi" privi di arti se non come vestigia ossee. La seconda teoria ipotizza invece che si siano evoluti da lucertole scavatrici adattatesi talmente bene alla vita nei cunicoli da avere perso ogni necessità degli arti.
Si comprende meglio allora l'entusiasmo che la scoperta di un fossile vecchio di 113 milioni di anni di aspetto serpentiforme ma dotato di quattro zampe ha scatenato nel mondo dei paleobiologi; il ritrovamento ha infatti nel campo la stessa valenza che la scoperta dell'Australopithecus afarensis (noto ai più come Lucy) scatenò tra gli antropologi.
Ad essere onesti il fossile era stato portato alla luce alcuni decenni fa, ma nessuno allora si accorse dell'esistenza delle minuscole zampette, finendo così come reperto semi-dimenticato in una collezione privata. Questo fino al casuale riesame compiuto da David Martill, un palaeobiologo dell'università di Portsmouth che dopo averne scoperto i mini arti lo ribattezzò Tetrapodophis amplectus, vale a dire "serpente a quattro zampe in grado di afferrare".
Dave Martill/University of Portsmouth cited in wired.uk
Il proto-serpente mostrato nella foto misura 20 centimetri ed è dotato di due arti anteriori di circa 1 cm, completi di gomito, polso e dita. Le zampe posteriori sono leggermente più grosse e lunghe. Il fossile ha un chiaro aspetto serpentiforme con un tronco allungato, coda corta e scaglie ventrali a supporto di una locomozione serpentina. Il cranio e le proporzioni del corpo, così come la riduzione delle vertebre sono anch'esse a supporto di un adattamento scavatore, tutti dati a sostegno dell'ipotesi di un antenato terrestre.
Anche il cranio del Tetrapodophis mostra che si tratta di un animale terrestre adatto a scavare privo degli adattamenti necessari per una vita acquatica. La presenza di denti orientati verso l'interno suggerisce anche che fosse un feroce predatore; a riprova delle sue abitudini carnivore la presenza nelle viscere del fossile di ossa derivanti dal suo ultimo pasto. Le sue tecniche predatorie sono incerte ma la struttura corporea rende possibile che avesse già al tempo capacità di catturare la preda avvolgendosi intorno e magari fermandola con i mini arti.

Secondo l'autore il fossile dimostra che quando, durante l'evoluzione, il proto-serpente "smise di camminare" (ovviamente una frase sintetica che riassume milioni di anni di processi adattativi), i suoi arti non divennero inutili vestigia ma furono probabilmente utilizzati oltre che per afferrare la preda anche per trattenere il partner durante l'accoppiamento

Il luogo del ritrovamento (Brasile) e l'età del fossile (Cretaceo inferiore) indicano nel supercontinente del Gondwana l'area in cui è avvenuta la transizione.


Fonte
- A four-legged snake from the Early Cretaceous of Gondwana
David M. Martill et al, Science (2015) Vol. 349 no. 6246 pp. 416-419

Un farmaco per la pressione contro la sclerosi multipla?

Nuova puntata sul tema "nuova vita per vecchi farmaci" con la notizia che un farmaco in uso per combattere l'ipertensione potrebbe nel prossimo futuro trovare impiego nella terapia della sclerosi multipla, una malattia per cui c'è un disperato bisogno di farmaci efficaci.
Nota. La sclerosi multipla è una malattia neurodegenerativa caratterizzata da una anomala risposta immunitaria nel sistema nervoso centrale che risulta nella distruzione della mielina, e quindi nella minore capacità dei nervi di trasferire sulle lunghe distanze il segnale elettrico.
Secondo quanto riportato nello studio pubblicato qualche mese fa su Nature Communications il farmaco guanabenz sembra favorire l'attività autoregolativa del sistema immunitario prevenendo la comparsa dello stress infiammatorio. L'approccio testato è complementare a quelli tentati da altri gruppi di ricerca in giro per il mondo il cui obiettivo è stimolare la ri-mielinizzazione degli assoni; se in questi ultimi il fine è ricostituire la funzionalità perduta, nel caso in esame si mira ad impedire che tale funzionalità venga persa. Un ovvio corollario a questo approccio è che i pazienti che potrebbero beneficiarne sono unicamente quelli nella fase iniziale della malattia o meglio ancora i soggetti asintomatici ma la cui storia familiare li rende ad alto rischio.

Ad indicare il potenziale nuovo utilizzo del farmaco, ci sono diverse evidenze sperimentali:
  • il guanabenz ha una azione protettiva su oligodendrociti in coltura trattati con interferone gamma (una proteina nota per la sua attività pro-infiammatoria);
  • topi geneticamente modificati che esprimono alti livelli di interferone gamma nel cervello (e che contraggono la malattia con alta frequenza), sono protetti se precedentemente trattati con il farmaco.
  • test condotti sul modello animale della sclerosi multipla (topi con sistema immunitario in grado di attaccare la mielina) mostrano uguali evidenze: circa il 20% dei topi trattati non ha sviluppato la malattia.
  • Test condotti su topi già sintomatici mostrano una riduzione di quasi il 50 per cento della gravità delle recidive che caratterizzano il progredire della malattia.

E' bene precisare che non c'è alcuna evidenza in esseri umani che il farmaco possa avere un effetto terapeutico; la speranza è che possa essere utilizzato in combinazione con altri farmaci per rallentare il decorso o la gravità dei picchi della malattia (caratterizzata da cicli ricaduta-remissione) magari diminuendo il dosaggio dei farmaci con maggiori problematiche legate agli effetti collaterali.

(articolo precedente sul tema sclerosi multipla --> QUI) e su nuovi utilizzi di vecchi farmaci --> QUI)

Fonte
- Pharmaceutical integrated stress response enhancement protects oligodendrocytes and provides a potential multiple sclerosis therapeutic
Sharon W. Way et al, Nat Commun. (2015), 6, 6532




Miopia e prevenzione (seconda parte)

(continua da qui)

Nel precedente articolo abbiamo affrontato il problema del boom globale della miopia come conseguenza di uno stile di vita "non naturale" che impone agli occhi uno sforzo continuativo di messa a fuoco di oggetti vicini (libri, tv, monitor e display smartphone). Uno stress aggravato dalla permanenza in ambienti chiusi e con illuminazione insufficiente.

Oggi approfondiamo l'argomento, dando particolare enfasi alle contromisure (già disponibili o in fase di sviluppo) per fermare il dilagare di questo difetto visivo.

Ricchezza input visivi e prevenzione miopia
Esperimenti condotti sugli animali hanno fornito dati molto interessanti sull'effetto benefico che fornisce il vivere in un ambiente "visivamente ricco" (sullo stesso tema vedi anche l'articolo --> "Correre aiuta i topi a recuperare la vista").
In particolare sono stati alcuni test condotti sui pulcini a fornire indicazioni sul ruolo chiave giocato dall'intensità luminosa. Studi oramai classici dimostrarono come il semplice utilizzo prolungato di particolari occhiali in grado di modificare la risoluzione e il contrasto delle immagini in entrata (variando nel contempo anche l'intensità della luce incidente, SEMPRE però all'interno di intervalli fisiologici, quindi non disturbanti) fossero in grado di indurre la miopia. Una prova quindi che la miopia poteva essere indotta semplicemente variando la qualità della visione. Esperimenti successivi come quelli condotti nel 2009 da Regan Ashby della università di Tubinga dimostrarono inoltre che alti livelli di illuminazione - paragonabili per intensità a quelli di una giornata soleggiata - diminuivano la percentuale di pulcini miopi di oltre il 60 %, rispetto a pulcini esposti ad una luce paragonabile a quella presente in una cameretta in cui i giovani sono soliti studiare (Invest Ophthalmol Vis Sci. 2009 Nov;50(11):5348-54). I risultati sono stati confermati da studi analoghi condotti sulle scimmie.
Queste evidenze fecero sorgere una nuova domanda: "come può la luce brillante prevenire l'insorgere della miopia?".

L'ipotesi principale oggi è che la luce agisca stimolando il rilascio di dopamina nella retina, e che questo inneschi una serie di eventi a cascata che contrastano l'allungamento dell'occhio, naturale conseguenza degli sforzi associati alle ripetute messe a fuoco di oggetti vicini (come le parole di un testo).
Nella scienza una ipotesi rimane tale finché non viene messa alla prova sperimentalmente. Ancora una volta furono i pulcini a fornire indizi importanti. Nel 2010 il duo di ricercatori Ashby e Schaeffel dimostrarono che l'iniezione dello spiperone (un farmaco antipsicotico in grado di inibire il segnale dopaminico) era in grado di annullare l'effetto protettivo della luce brillante dimostrando così il nesso causale tra dopamina e luce (Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 51, 5247–5253 - 2010)
Nota. La dopamina retinica è prodotta secondo un ciclo giornaliero caratterizzato da picchi diurni. Il tutto sembra avere la funzione di comunicare all'occhio di passare dalla visione notturna (basata sulle cellule fotorecettrici note come bastoncelli) a quella diurna (a "colori", basata sulle cellule chiamate coni). 
I ricercatori ipotizzarono che l'esposizione prolungata alla luce soffusa (o almeno non naturalmente brillante come quella solare) fosse in grado di alterare il ciclo naturale nel rilascio del neurotrasmettitore con conseguenze sulla crescita dell'occhio.

In base a queste informazioni e ai dati derivati da studi epidemiologici, Ian Morgan, ricercatore presso l'Australian National University di Canberra, è giunto alla conclusione che i bambini dovrebbero passare almeno tre ore al giorno in ambienti illuminati con almeno 10 mila lux per essere protetti dall'insorgere della miopia "comportamentale"
Il lux è la misura internazionale per l'illuminamento ed è data da lumen per metro quadro. Per avere una idea del significato di questo valore basta pensare che è quello percepibile all'ombra di un albero in una giornata d'estate, indossando occhiali da sole. Nelle aule scolastiche i valori standard sono di circa 500 lux.

esempi
Illuminamento Equivalente a
0.0001 lux Notte nuvolosa senza Luna
0.002 lux Notte stellata senza Luna
50 lux Tipica illuminazione da salotto
100 lux Cielo molto nuvoloso
320–500 lux Luce in ufficio
1000 lux Cielo parzialmente nuvoloso
1000025000 lux Tipica giornata soleggiata (all'ombra)
32000100000 lux Luce solare diretta estiva

Non stupisce quindi scoprire che nei luoghi soleggiati (e poco urbanizzati) come l'Australia, dove i bambini passano più di tre ore della loro giornata all'aria aperta, la percentuale di giovani che a 17 anni è miope circa il 30 %, ben inferiore non solo ai picchi cinesi ma anche a quelli americani ed europei; in Europa e in USA si stima che la permanenza media all'esterno (leggasi all'aria aperta e in presenza di luce solare) è inferiore a due ore al giorno.
Sulla base di tali osservazioni Morgan nel 2009 pianificò, insieme al cinese Zhongshan Ophthalmic Center, un esperimento triennale che coinvolgeva un certo numero di classi nel distretto di Guangzhou, comprendenti studenti di sei-sette anni di età; nel periodo dell'esperimento gli studenti svolsero all'aperto, ogni giorno, 40 minuti delle loro lezioni. Come gruppo di controllo furono usate altre classi dello stesso distretto che invece continuarono a seguire le lezioni nel modo classico. I risultati confermarono i dati australiani: degli oltre 900 bambini coinvolti, la percentuale che era diventata miope entro il decimo anno di età era pari al 30 %, contro il 40 % del gruppo di controllo (M. He et al, JAMA 2015, 314 (11):1142-8).
Un esperimento simile venne condotto anche a Taiwan dove gli insegnanti coinvolti indussero i bambini a passare tutti gli 80 minuti della loro pausa pranzo all'aperto; dopo un solo anno di questa sperimentazione il numero di bambini diventati miopi era del 8% contro il 18% di una scuola nelle vicinanze (Ophthalmology (2013) 120 pp10801085).
In fondo niente di tutto questo è nuovo visto che già all'inizio del '900 l'oculista britannico Henry Edward Juler scriveva in un manuale per i pazienti che il miglior contrasto al peggioramento della miopia era stare all'aperto.
A Singapore si cerca di favorire i giovani
a passare più tempo all'aperto
Implementare una tale abitudine è sicuramente importante e non richiede particolari risorse ma è altrettanto evidente che non tutti i paesi hanno la flessibilità (culturale, logistica o semplicemente climatica - troppo freddo o troppa poca luce -) per seguire questa strada. Una alternativa alle attività didattiche all'aperto potrebbe allora essere quella di creare aule con ampie vetrate e/o adeguatamente illuminate e sufficientemente ampie da permettere una visione sulla lunga distanza.

Curiosamente, ma nemmeno tanto, i ricercatori che si sono impegnati in questi anni nel tentativo di cambiare il "modo" di studiare hanno notato che è molto più efficace convincere le scuole ad applicare i cambiamenti (ad esempio imponendo attività all'aperto) rispetto al convincere i genitori, specialmente in Asia dove vige la "dittatura del successo e del risultato". In un articolo tematico apparso sulla rivista Nature, si legge che a Singapore era stato attivato a tal scopo un programma sperimentale in cui i genitori venivano incentivati (munendo i ragazzi di contatori di passi da usarsi nei fine settimana) ad esercitare un ruolo attivo nel favorire attività all'aperto, con premi in denaro. Il risultato fu scoraggiante in quanto nessuna differenza significativa nelle percentuali di miopi emerse tra il campione ed il gruppo di controllo (Ophthalmic Physiol. Opt. - 2014 - 34, 362368).

In attesa che le scuole si adeguino (e aumenti la consapevolezza dei benefici connessi al fare attività all'esterno), i ricercatori si sono concentrati su ulteriori metodi per contrastare l'epidemia di miopia.
Alcuni si sono concentrati sulla creazione di occhiali speciali e lenti a contatto, in grado di focalizzare la luce dall'intero campo visivo e non solo dalla porzione centrale centro (esattamente come fanno gli obiettivi delle fotocamere). Altri gruppi di ricerca hanno notato che l'utilizzo di colliri a base di atropina diluita allo 0.01 %, prima di dormire, è in grado di contrastare la progressione della miopia (Ophthalmology. 2012;119(2):347-54).

Se non vogliamo trovarci con generazioni di ipovedenti si può, e si deve, cambiare.



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