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livello elementare
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ARGOMENTO: BIOLOGIA MARINA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: MEDICINA
parole chiave: rigenerazione
Sin dall’antichità l’Uomo è stato affascinato dalle notevoli capacità rigenerative di alcuni animali. Già nella mitologia greca si trovano animali dotati di capacità rigenerative come il mostruoso Idra di Lerna un serpente acquatico a nove teste.
Ercole e l’Idra di Lerna. Anfora attica a figure nere. 540-530 a.C. Parigi, Louvre
Il mito dell’Idra di Lerna è ricordato perché parte di una delle dodici fatiche a cui Ercole doveva sottoporsi per conseguire l’immortalità e diventare un dio dell’Olimpo. L’eroe, per superare le 12 fatiche impostegli da Euristeo re di Micene e pronipote di Zeus, si recò presso la sorgente Amimone nella piana di Lerna (Grecia) in cerca del mostro acquatico; non trovandolo, perché rintanato in una caverna sotterranea, Ercole scoccò delle frecce infuocate nell’antro costringendolo a venire allo scoperto. L’Idra si avviluppò immediatamente con le sue numerose teste ad un piede di Ercole, che non riusciva a liberarsi pur colpendo il mostro con la sua potente clava. Ercole fu costretto a prendere una spada ricurva simile ad un falcetto ed incominciò a decapitare le sue lunghe teste che, tagliate, emanavano un olezzo mortale … l’amputazione non era però definitiva in quanto sul moncone della testa decapitata ne ricrescevano due. La testa più importante era situata al centro del corpo ed era considerata immortale ed Ercole, per riuscire ad abbatterla definitivamente, pensò di cicatrizzare il taglio della stessa con il fuoco di una torcia, facendosi aiutare dal nipote Iolao. Un’interessante storia che gli antichi ci raccontano con una certa dovizia di particolari, raccontando le capacità rigenerative di una creatura mitologica, un’ipotesi che doveva essere considerata affascinante anche per gli antichi … ma ora viene il bello.
Nel regno animale ci sono molti esempi di capacità rigenerative, ma la stragrande maggioranza degli animali complessi, compresi gli esseri umani, ne è priva. Salvo poche eccezioni, la rigenerazione sostanziale sembra essere riservata ad animali antichi e più semplici, come l’Hydra, l’Oloturia e le Stelle marine e ad un altro cnidario, Hydractinia symbiolongicarpus. Queste minuscole creature marine, “parenti” di meduse e coralli, possono rigenerarsi continuamente, a partire dalla loro bocca, senza invecchiare mai.
Hydractinia symbiolongicarpus
Ad esempio gli Hydractinia symbiolongicarpus, animali marini che vivono attaccati al carapace dei granchi, appartenenti alla classe degli idrozoi, sono in grado di far ricrescere la loro appendici entro tre giorni dall’amputazione e quindi ad essere immortali. Si tratta di cnidari a forma di tubo, il cui polipo ha un corpo cilindrico e una bocca, circondata da tentacoli, che si apre in una cavità gastrovascolare per la digestione. I polipi possono essere solitari o coloniali, e in quest’ultimo caso possono mostrare polimorfismo, con individui specializzati in diverse funzioni.
Le cellule staminali che guidano la rigenerazione di Hydractinia sono conservate nella parte inferiore del tronco del corpo dell’animale, lontano dalla bocca. Credito: Darryl Leja, NHGRI.
Come dicevo, un’altra caratteristica insolita degli cnidari è l’apparente mancanza di invecchiamento; infatti, è noto che i coralli, vivono per migliaia di anni senza subire alcun declino della loro salute. Si pensa che queste caratteristiche, poco comuni negli animali, dipendano da una popolazione di cellule staminali adulte che si comportano come cellule embrionali in quanto possono rinnovare continuamente tutti i tessuti. Dallo studio di questi organismi straordinari è possibile ampliare la nostra conoscenza sui meccanismi di invecchiamento e guarigione nell’Uomo.
Secondo uno studio, Senescence-induced cellular reprogramming drives cnidarian whole-body regeneration: Cell Reports , pubblicato su Cell Reports, i ricercatori hanno scoperto che le Hydractinia possiedono un gruppo speciale di cellule staminali che possono trasformarsi in altri tipi di cellule e ricreare nuove parti del corpo.
Negli esseri umani, le cellule staminali agiscono principalmente nello sviluppo, ma organismi altamente rigenerativi, come le Hydractinia, utilizzano cellule staminali per tutta la loro vita. In pratica, immagazzinano le loro cellule staminali che guidano la rigenerazione nella parte inferiore del tronco del suo corpo. A differenza delle cellule umane, le loro cellule adulte possono trasformarsi in cellule staminali quando l’organismo è ferito, sebbene questo processo non sia ancora stato ben compreso. I ricercatori hanno quindi teorizzato che Hydractinia potrebbe generare nuove cellule staminali durante la sua lunga vita e hanno cercato segnali molecolari che potrebbero dirigere questo processo. Essendo le cellule staminali adulte di Hydractinia funzionalmente simili a quelle embrionali umane comprendere i meccanismi potrebbe avere delle ricadute straordinarie per la vita degli umani in quanto svelerebbe le origini evolutive dei processi biologici fondamentali, come l’invecchiamento e la guarigione, essenziali per comprendere la salute e le malattie umane.
Conclusioni
Gli esseri umani hanno una certa capacità rigenerativa, come la guarigione di una ferita, di un osso rotto o addirittura la rigenerazione di un fegato danneggiato ma altri animali come le salamandre e i pesci zebra possono sostituire interi arti e ricostituire vari organi. Sembrerebbe che animali con corpi semplici, come le Hydractinia, abbiano capacità rigenerative più estreme, come far crescere un corpo completamente nuovo da un frammento di tessuto. Perché questa differenza? La risposta potrebbe essere nella presenza di cellule senescenti. Il corpo umano contiene trilioni di cellule e ogni giorno alcune di esse si dividono per creare nuove cellule, mentre altre muoiono e vengono eliminate dal corpo per fare spazio a nuove cellule più giovani. Invecchiando, iniziamo ad accumulare cellule senescenti nei nostri tessuti. Queste cellule non sono più in grado di dividersi ma non vengono rimosse dal corpo, inviando segnali chimici che innescano processi di infiammazione, che contribuiscono a gravi patologie come il cancro, all’Alzheimer e ad altre malattie che inducono l’invecchiamento nelle cellule adiacenti. Comprendere l’ambiente senescente e il suo ruolo nella plasticità cellulare potrebbe quindi aprire la strada a nuovi trattamenti per migliorare la rigenerazione nei mammiferi. In sintesi, essendo le cellule senescenti comunemente collegate all’invecchiamento ed a vari problemi di salute, bisognerebbe trovare un modo per eliminarle dal nostro corpo. La risposta potrebbe venire dal mare e, chissà, forse un piccolo idrozoo potrebbe cambiare il nostro orizzonte di vita.
Vincenzo Popio
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Laureato in Scienze Marine presso l’Università di Pisa con un Ph. D. in Maritime Science e Master in “Environmental science and sea pollution research” presso la Pacific Western University di Los Angeles, California, il dottor Popio ha trascorso oltre 32 anni di servizio attivo nella Marina Militare. Ha ricoperto incarichi di Comando a bordo delle unità navali, come Direttore agli Studi presso Istituti di Formazione militare e come rappresentante della Marina presso l’Ufficio del Sottocapo di Stato Maggiore della Difesa. Lasciato il servizio attivo, il dr. Popio, ha continuato, in campo civile, a fornire il proprio contributo per la salvaguardia dell’ambiente marino e di tutte le sue specie, collaborando in diversi progetti riguardanti l’ambiente, con le Università di Bari, Lecce, Napoli e con l’Istituto per l’Ambiente Marino Costiero-CNR di Taranto. Numerosi sono gli articoli pubblicati sulla stampa locale sull’inquinamento (aria, mare, suolo) a Taranto, dovuto alla presenza delle industrie pesanti. Uno studio particolare è stato effettuato sul Mar Piccolo e il Mar Grande di Taranto.