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Archivio dei tag DNA

La telomerasi nasconde la vita eterna?

Vi siete mai chiesti cosa succede alle estremità dei cromosomi? (Che sono le entità in cui il vostro Dna è scritto). I cromosomi visti al microscopio, ma vi sarà capitato di vederli in qualche raffigurazione, hanno una forma simile a bastoncini, tenuti insieme al loro omologo da un piccolo rigonfiamento centrale, detto appunto centromero.
Ma se il centromero serve a tenere saldo il centro e ad impedire che il cromosoma si perda durante le divisioni cellulari, come si fa a non compromettere le estremità più esterne? Durante le replicazioni del Dna, per un problema di appaiamento della Rna polimerasi sull’elica 3′ si crea un naturale accorciamento del filamento, che nel tempo causa proprio l’invecchiamento cellulare, fino a che impossibilitata a replicarsi, la cellula muore.

Nelle cellule germinali (ovvero in ovuli e spermatozoi) e in quelle tumorali (che riprendono l’attività telomerasica non si sa ancora perché), l’enzima telomerasi che è una proteina ribonucleica, protegge le estremità lasciate libere nei cromosomi, lavorando in senso inverso sui filamenti di Dna appena replicato e chiudendo con un’ansa detta appunto ansa telomerica le estremità, coadiuvata da un gruppo di proteine chiamate shelterine.

Qualche anno fa sui giornali avrete potuto leggere, come la scoperta dell’attività telomerasica potesse conferire immortalità alla cellula, ebbene questa possibilità è da ritenersi esclusa purtroppo, poiché una cellula che ha accumulato tanti errori di replicazione non riparati, cosa che normalmente succede con il tempo al nostro corredo cellulare, è un pericolo per l’organismo e quindi deve andare incontro a morte programmata. La prosecuzione indiscriminata di una cellula del genere porta allo sviluppo di mutazioni pericolose.

La scoperta dell’immortalità è decisamente rimandata a data da destinarsi 🙂

Bibliografia: Diverse regulatory manners of human telomerase reverse transcriptase. Jie MM, Chang X, Zeng S, Liu C, Liao GB, Wu Yr, Liu Ch, Hu Cj, Yang Sm, Li XZ

Articolo di libera ispirazione di Lisa Liguori Biologo genetista cellulare

L’imprinting genetico

Perché un figlio somiglia più a papà e perché l’altro no? Oppure perché abbiamo comportamenti identici a quelli dei nostri zii? E’ tutto merito dell’imprinting genetico e del suo perfetto o quasi, funzionamento.

Il nostro DNA ovvero tutte le informazioni che servono a costruire un individuo nella sua fisicità e nei suoi comportamenti è scritto su 22 coppie di cromosomi detti autosomi e una coppia detta sessuale, che è quella che decide il sesso di un individuo. Gli embrioni, ovvero le cellule risultanti dall’unione tra uno spermatozoo ed un ovulo sono orientate di base verso il sesso femminile (eh eh la natura è perfetta 🙂 ), verso la dodicesima settimana di gestazione, la presenza di un gene che si chiama SRY di solito posizionato sul cromosoma Y determinerà la nascita di un maschio. I geni sono zone posizionate sui cromosomi, ove è compresa un’importante informazione sul carattere da tradurre (occhi blu, naso greco, fronte ampia ecc…) e siccome i cromosomi sono coppie formate per una parte proveniente da mamma e per una proveniente da papà, la sinergia di queste “istruzioni” sarà il risultato finale. Per ogni gene (occhi ad esempio) sono previste due possibilità da mamma e due da papà che si combineranno insieme a dare un risultato ma se la zona di mamma per esempio “manca” che succede? Questo è proprio il fenomeno dell’imprinting, ovvero la risultanza di un carattere influenzato dalla via materna o paterna. Prendiamo ad esempio il cromosoma 15, su questo cromosoma vi è una regione (locus q11) che deve codificare per determinati caratteri e di solito negli uomini è silenziata (quindi non viene codificata), dovrà quindi esprimersi solo quella della madre, nel caso in cui nella donna questa parte del cromosoma 15 per qualsiasi motivo sia cancellata, il figlio avrà una malattia genetica denominata sindrome di Praeder-Willy caratterizzata da una serie di problematiche tipo obesità e disturbi ormonali vari. Quando in sintesi, vediamo nei nostri figli dei comportamenti identici a qualche zio, stiamo osservando l’espressione più marcata di una via tra materna e paterna, che ha prevalso su un carattere rispetto ad un altro, proveniente dai nonni che sono in comune.

Bibliografia: Liborio Stuppia. Genetica e genomica umane.

Lewis-Genetica umana

Foto in evidenza da en. wikipedia.org

Articolo di libera ispirazione di Lisa Liguori, biologo genetista Roma TRE

IL DNA ANTICO

In ogni cellula ed in alcune tipologie di virus, il patrimonio genetico è rappresentato dal DNA o acido desossiribonucleico.

Possiamo immaginare tale molecola come una lunga e complessa scala a pioli, i cui binari sono costituiti da piccole unità dette nucleotidi. Ogni nucleotide è formato da una base azotata, uno zucchero (desossiribosio) ed un gruppo fosfato. Le basi azotate che entrano in gioco, suddivisibili tra purine e pirimidine, sono 4: adenina (A), guanina (G), citosina (C), timina (T).

I nucleotidi dunque, legandosi l’un l’altro attraverso il gruppo fosfato, formeranno i montanti della scala a pioli. I pioli sono invece costituiti dai legami ad idrogeno tra le basi azotate secondo un ordine di complementarietà ben definito: A si lega con T, C con G. La lunga successione nucleotidica si avvolgerà poi su se stessa dando origine alla caratteristica doppia elica, come illustrato in Fig.1.

Le estremità di un filamento di DNA sono denominate 3′ e 5′. Nella formazione dei montanti, i due filamenti si dispongono secondo un preciso senso di orientamento: sono antiparalleli. In altre parole, il senso di uno è opposto a quello dell’altro. Per tale ragione vengono denominati 3’5′ e 5’3′.

Ad ogni modo, in questo complesso alfabeto a 4 lettere si custodiscono tutte le informazioni genetiche necessarie a costruire e far funzionare un organismo. Si definisce così un gene come la porzione di DNA che detta la ricetta per la formazione delle proteine, reali effettrici delle funzioni biologiche e dei caratteri fenotipici degli individui.

Tutto questo ci viene trasmesso nel tempo dai nostri antenati.

Possiamo estrarre il DNA da molteplici reperti archeologici quali denti, ossa, capelli, tessuti mummificati, vegetali e coproliti. Tale materiale genetico prende il nome di DNA antico o, meglio, degradato.

Attraverso le analisi genetiche di campioni antichi è dunque possibile ricostruire la storia degli organismi esaminati e rispondere a domande ancora aperte.

Sfortunatamente però non è così semplice.

Con la morte dell’organismo infatti, tutte le molecole organiche, DNA compreso, subiscono un processo di degradazione che va sotto il nome di diagenesi.

Il primo processo diagenetico che si innesca è lo switch degli enzimi vitali in enzimi litici, una sorta di autodistruzione dell’organismo.

Inoltre anche il pH, la temperatura ed il mezzo di conservazione del reperto giocano un ruolo estremamente importante. E’ stato dimostrato che ambienti acidi, basici, umidi, ricchi di microrganismi e particolarmente caldi tendono a promuovere la frammentazione del DNA. La lunga scala a pioli diviene dunque instabile e si disgrega in frammenti sempre più piccoli finché non è più possibile capirne l’ordine e le informazioni che contiene. Per lo stesso motivo dunque, più un reperto è antico, più sarà sottoposto a diagenesi e più il suo DNA sarà frammentato ed esiguo.

A volte però, può succedere che l’ambiente giochi a nostro favore. Temperature particolarmente basse, pH neutro, luoghi anossici e/o in assenza di acqua tendono infatti a dare una buona protezione alla degradazione nel tempo. Inoltre, gli sviluppi recenti della biologia molecolare consentono di analizzare al meglio questo messaggio proveniente dal passato e quindi di recuperare genomi sempre più completi ed autentici.

Il DNA antico ha così permesso non solo di far chiarezza sulla nostra evoluzione, ma anche, spesso, di riscriverla. E’ il caso di Homo Neanderthalensis. Fino a pochi anni fa questo antico ominide era considerato il nostro lontano progenitore, ma ad oggi possiamo dire che siamo di fatto due specie distinte e coesistenti del tardo Pleistocene. In altre parole, i Neanderthal non sono altro che i nostri lontani cugini. Isolando ed analizzando alcuni geni neanderthaliani è stato anche possibile dare loro un volto ed una cultura. Sappiamo infatti che avevano la pelle chiara, i capelli rossi e, con tutta probabilità, un ancestrale linguaggio articolato condiviso con i primi Sapiens.

Tutto ciò che siamo è scritto dunque nel nostro DNA, tramandato di millennio in millennio, di migrazione in migrazione, dai nostri avi. La nostra storia è quindi “solamente” in attesa di essere letta.

Bibliografia

– Caramelli D., Lari M., 2004 “Il DNA antico. Metodi di analisi e applicazioni” Angelo Pontecorboli editore, Firenze.

Cooper A., Rambaut A., Macaulay V., Willerslev E., Hansen A.J., Stringer C., 2001 : “Human Origins and Ancient Human DNA”. Science, 292.

Fu Q., Mittnik A., Johnson P. L., Bos K., Lari M., Bollongino R., Sun C., Giemsch L., Schmitz R., Burger J., Ronchitelli A. M., Martini F., Cremonesi R. G., Svoboda J., Bauer P., Caramelli D., Castellano S., Reich D., Paabo S., Krause J. :“A revised timescale for human evolution based on ancient mitochondrial genomes”. Curr Biol. 2013 Apr 8;23(7):553-9.

La nutrizione dei cani secondo la nutrigenomica

Nel 2004 è stato portato a termine il sequenziamento del DNA del cane, cioè alla definizione del genoma canino. Il genoma, composto da uno lungo filamento di DNA, contiene al suo interno le istruzioni che consentono la costruzione e il funzionamento di un organismo vivente. Tutte le cellule dell’organismo contengono una copia completa del genoma, ma in ogni cellula viene espressa solo una parte di esso, in un fenomeno detto espressione genica, che permette alle singole cellule di specializzarsi per funzioni particolari: si hanno quindi cellule muscolari, cellule cardiache, cellule epiteliali,…..

In ogni cellula l’espressione genica viene controllata da una serie di processi che consentono alle istruzioni presenti nel genoma di essere lette nelle cellule giuste nel momento opportuno, anche in risposta agli stimoli provenienti dall’ambiente.

Uno stimolo ambientale che può influenzare l’espressione genica e quindi determinare l’attivazione o l’inattivazione di particolari geni è sicuramente l’alimentazione, cioè, nel caso specifico del cane, il cibo che noi gli somministriamo può arrivare ad influenzare, direttamente o indirettamente, l’attivazione o l’inattivazione del suo DNA e quindi il suo metabolismo a livello cellulare, potenzialmente determinando così una condizione di malattia oppure di maggiore benessere.

UNA NUOVA SCIENZA: LA NUTRIGENOMICA

Utilizzando le tecniche di biologia molecolare ora disponibili, gli scienziati possono misurare gli effetti di un singolo nutriente sul profilo di espressione genica di una cellula o tessuto. Questa possibilità ha portato alla nascita di una nuova scienza, la nutrigenomica, che si fonda sul fatto che i nutrienti possono alterare l’espressione genica di un individuo, trasformando la risposta del corpo da uno stato di salute ad una condizione patologica o viceversa.

L’applicazione della nutrigenomica alla nutrizione dei cani è forse il sistema più innovativo per avere un’alimentazione personalizzata sul genoma del singolo individuo e sul risultato che si vuole ottenere.

Infatti la nutrigenomica ha individuato sia gli alimenti che, agendo direttamente sul DNA, influenzano l’espressione genica, sia il loro effetto specifico sull’organismo: sono stati individuati alimenti che migliorano lo stato di salute generale del cane, che prevengono o curano particolari malattie, che ottimizzano le prestazioni atletiche dei soggetti impegnati nelle attività sportive, che sostengono il modo ottimale la crescita dei cuccioli,….

APPLICAZIONI PRATICHE DELLA NUTRIGENOMICA

Per fare degli esempi concreti, i principi della nutrigenomica possono essere applicati nell’alimentazione del cane per la prevenzione e il trattamento dell’obesità o dell’artrosi e nella cura dell’infiammazione intestinale cronica, tre patologie queste che sono sempre più frequenti all’interno della popolazione canina.

Per quanto riguarda l’obesità, si stima che negli Stati Uniti circa il 40% dei cani sia sovrappeso o obeso. L’obesità, che ormai è diventata un problema di salute anche per i cani, è legata all’assunzione eccessiva di cibo ad alto contenuto energetico e alla scarsa attività fisica giornaliera; questa patologia cronica ha le sue radici in un’infiammazione cronica a livello di tutto l’organismo (a livello di tutto il corpo). I cani con peso eccessivo hanno una minore aspettativa di vita rispetto ai cani normopeso e hanno una maggiore probabilità di soffrire di patologie croniche associate all’obesità, come il diabete, l’ipercolesterolemia, la malattie cardivascolari, l’artrosi e anche alcune forme di cancro.

Per il trattamento e la prevenzione dell’obesità la nutrigenomica ha già individuato alcuni alimenti in grado di dimunuire l’infiammazione cronica, altri che aumentano la termogenesi, facilitando così l’eliminazione dei grassi accumulati, altri ancora in grado di incrementare la massa magra a discapito di quella grassa.

L’artrosi è una patologia che colpisce circa il 20% dei cani adulti ed è la causa più frequente di zoppia, la forma più conosciuta è forse la displasia dell’anca; alla base di questa malattia c’è un’infiammazione a livello di una o più articolazioni e i suoi sintomi sono mobilità limitata, dolore, rigidità delle articolazioni e debilitazione generale. Anche per l’artrosi la nutrigenomica offre, da affiancare ai metodi di cura tradizionali, un nuovo approccio basato sull’utilizzo di alimenti funzionali con caratteristiche anti-infammatorie, anti-ossidanti, ma soprattutto in grado di indurre, influenzando l’espressione genica di cellule specializzate, la formazione di nuovo tessuto articolare, che può essere così parzialmente ricostruito.

Attualmente i problemi gastro-intestinali, spesso dovuti al fatto di non seguire un’alimentazione adatta alle esigenze metaboliche, sono considerati delle vere e proprie malattie croniche per i cani. Fra questo tipo di malattie, la più comunemente diagnosticata è l’infiammazione cronica intestinale: in questo caso di alimentazione scorretta la mucosa gastrica non riesce ad esplicare correttamente la sua funzione di barriera contro le sostanze estranee, che quindi potrebbero passare nel flusso sanguigno, per impedire che questo evento si verifichi, il sistema immunitario si attiva per distruggere il materiale sconosciuto, innescando a livello dell’intestino il processo che porta all’infiammazione cronica.

In questo caso specifico, nel quale proprio la dieta è la causa della patologia, la nutrigenomica è in grado sia di indicare quali sono gli alimenti che scatenano la malattia, sia quegli alimenti in grado di alleviare o addirittura far scomparire i sintomi.

Infine nei cani impegnati in attività sportive, la nutrigenomica permette di individuare gli alimenti in grado di migliorare la nutrizione e la prestazione dei soggetti.

CONCLUDENDO…

Sicuramente lo sviluppo della nutrigenomica permetterà di conoscere in modo più preciso gli effetti sul DNA dei singoli alimenti, l’applicazione di queste conoscenze alla nutrizione del cane consente già ora, e consentirà ancora di più in futuro, di nutrire i nostri amici a 4 zampe con alimenti “salutari” per il loro DNA, in modo assolutamente personalizzato, basato sia sul genoma che sulle esigenze specifiche di ogni singolo soggetto.

BIBLIOGRAFIA ESSENZIALE

Dodds, W.J – Functional foods: the new paradigm based on nutrigenomics. Journal of the American Holistic Veterinary Medical Association , 2014 , Vol. 36 , pp. 26-35

S. Gy. Fekete and D. L. Brown – Veterinary aspects and perspectives of nutrigenomics: a critical rewiew. Acta Veterinaria Hungarica 55 (2), pp. 229–239 (2007)

Kelly S. Swanson, Lawrence B. Schook2 and George C. Fahey, Jr. – Nutritional Genomics: Implications for Companion Animals 0022-3166/03 $3.00 © 2003 American Society for Nutritional Sciences.

Com’è fatto il DNA?

Il DNA (dall’inglese “deoxyribonucleic acid”, che significa “acido desossiribonucleico”) è una macromolecola molto importante per la biologia, ovvero la scienza che studia la vita, infatti i suoi ruoli sono quelli di custodire e tramandare le istruzioni necessarie allo sviluppo di ogni organismo vivente, a partire da una singola cellula. La sua struttura fu svelata nel 1953 da Francis Crick, James Watson, Maurice Wilkins e Rosalind Franklin, scoperta che valse ai primi tre il premio Nobel per la Fisiologia o Medicina nel 1962.

In particolare, il DNA è composto da due filamenti che assumono un andamento a elica e interagiscono tra di loro; ciascun filamento è a sua volta fatto dalla ripetizione di unità che prendono il nome di nucleotidi. Classicamente, i nucleotidi del DNA si distinguono a seconda della cosiddetta base azotata che contengono, la quale può essere l’adenina, la timina, la citosina o la guanina. Le basi azotate mantengono uniti i due filamenti e la loro successione origina le informazioni che servono al corretto funzionamento della cellula. In maggior dettaglio, l’adenina su un filamento interagisce attraverso due legami a idrogeno con la timina sull’altro filamento; mentre, la citosina su un filamento interagisce con la guanina sull’altro filamento attraverso tre legami a idrogeno (Figura).

Tuttavia, anche se i legami a idrogeno che si instaurano tra le basi azotate tengono insieme i due filamenti del DNA, durante i processi di duplicazione e trascrizione questi si separano per poi riappaiarsi successivamente (nella duplicazione entrambi i vecchi filamenti si appaiano con nuovi filamenti).

Figura. Il DNA è un acido nucleico fatto dalla combinazione degli atomi di carbonio, idrogeno, ossigeno, fosforo e azoto. L’immagine mostra due brevi filamenti del DNA, in rosso e blu; le basi azotate dei nucleotidi sono riportate come A (adenina), T (timina), C (citosina) e G (guanina). Un nucleotide del DNA è composto dal desossiribosio (uno zucchero con cinque atomi di carbonio) che lega un gruppo fosforico e una base azotata.

Fonti:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26821/

https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1962/summary/

Air Travel Syndromes – ATS – Sindrome da viaggio aereo : un “concerto discordante” di fattori di rischio per la nostra salute!

Sindrome da viaggio aereo, in inglese “Air Travel Syndromes” (ATS), un termine di recentissima definizione associato ai viaggi aerei, si manifesta come disturbi del sonno, stress fisico e mentale, disturbi gastrointestinali, malattie respiratorie, disturbi circolatori come arresto cardiaco e trombosi, infezioni, depressione e stanchezza. Uno dei principali fattori di rischio è la distruzione del ritmo circadiano conseguente al jet lag e insufficiente secrezione di melatonina, che si traduce in insonnia, stress mentale e affaticamento, ma non solo.

In letteratura è riportato che il viaggio aereo è associato a vari fattori di rischio per la salute attribuiti ad una elevata incidenza di malattie acute o croniche. Difatti, durante la crociera, i frequenti viaggiatori sono esposti a vari fattori di rischio, interni ed esterni, per la salute. La maggior parte dei fattori di rischio descritti nei seguenti paragrafi, hanno come denominatore comune quello di promuove la generazione di radicali liberi che, come vedremo, riducendo le attività degli enzimi antiossidanti promuovono vari effetti avversi sulla nostra salute. Infatti, lo stress ossidativo è di gran lunga il maggiore responsabile dei danni strutturali del DNA, dunque, “direttore d’orchestra” d’innesco di diverse patologie.

I fattori di rischio interni per la salute comprendono affaticamento, stress mentale, alterazioni ormonali e problemi circolatori, mentre i fattori di rischio esterni includono alte altitudini, scarsa qualità interna dell’aria, esposizione alle radiazioni, cibi squilibrati forniti dalle compagnie aeree e senso di ansietà durante incidenti e / o attacchi terroristici.

È riportato che i viaggiatori aerei possono manifestare stress fisici e mentali durante il volo; possono, spesso, provare nervosismo e disagio emotivo. Questi stress mentali potrebbero manifestarsi come affaticamento e conseguente soppressione immunitaria. Inoltre, ad alte quote, siamo esposti a dosi di radiazioni relativamente elevate.

Una volta esposti alle radiazioni, vengono generati radicali liberi, come le specie reattive dell’ossigeno (ROS) o le specie reattive dell’azoto (RNS), che danneggiano le biomolecole, inclusi DNA, proteine e lipidi. Il danno ossidativo può anche essere alla base di altri effetti avversi, come infiammazione, malattie cardiovascolari, disturbi dello sviluppo e anomalie riproduttive.

I meccanismi molecolari alla base delle malattie indotte dalle radiazioni ionizzanti, tra cui il cancro del polmone, della tiroide, la leucemia e melanoma, così come i difetti alla nascita, sono stati ampiamente studiati sia in vitro che in vivo. In particolare, esiste una forte correlazione tra l’esposizione alle radiazioni e aumento di rischio di cancro. Difatti, una recente meta-analisi ha dimostrato che i piloti e l’equipaggio di cabina hanno all’incirca il doppio dell’incidenza di sviluppare un melanoma rispetto alla popolazione generale. Inoltre, secondo gli autori, questo dato potrebbe essere parzialmente correlato all’esposizione in volo di raggi UV e radiazioni cosmiche. Dunque, il livello di esposizione alle radiazioni è un fattore critico sia per l’equipaggio che per i frequenti viaggiatori. Ma a mio avviso, aggiungerei, in accordo con i miei studi e corsi, che senza dubbio la principale causa di ogni male è l’infiammazione !

Importante notare che le prove epidemiologiche relative all’esposizione di radiazioni cosmiche e della qualità dell’aria di professionisti, come gli astronauti, i piloti e gli assistenti di cabina sono limitate. Questi dati sono quasi inesistenti per i viaggiatori aerei e per la popolazione. Urgono dunque ulteriori e repentine indagini anche negli ambienti di lavoro, nelle scuole ed università!!!

Anche i potenziali meccanismi alla base di molte malattie associate a stress mentale o fisico possono comportare la generazione di radicali liberi, come le ROS e RNS, innescando danni ossidativi e squilibri mentali. A questo si aggiunge, inoltre, il fatto che spesso i passeggeri (come studenti, lavoratori, professionisti) devono rimanere seduti per periodi di tempo relativamente lunghi. I posti stretti e l’inattività fisica imposta possono produrre un maggiore stress fisico tra i passeggeri di classe economica rispetto ai viaggiatori di classe business, con rischio di trombosi e malessere psicofisico.

L’ Organizzazione internazionale dell’aviazione civile (ICAO), si è espressa in modo preciso affermando che, nella maggior parte dei casi, questi rischi potrebbero essere evitati attraverso una prevenzione tempestiva ed accurata (ICAO 2016). Tuttavia, in questi studi si è visto che i frequenti viaggiatori ed i piloti /e , soffrono più di stress mentale e di alterazioni ormonali a causa delle differenze di orario tra i paesi di partenza e di arrivo, con relativa distruzione del prezioso ritmo circadiano.

Il ritmo circadiano, definito come oscillazioni  con un periodo di circa 24 ore, influenza il comportamento umano, la fisiologia ed il metabolismo. Per molti anni si è pensato ci fosse un unico orologio, in realtà oggi sappiamo che sono diversi e tutti sincronizzati, sparsi nei vari organi. Alterazioni significative della funzionalità dell’orologio circadiano nell’uomo possono determinare alcune, cosiddette, cronopatologie.

La distruzione del ritmo circadiano, infatti, è correlata all’invecchiamento, alla neurotossicità, al diabete, nefrotossicità ed obesità, all’ipertensione, alle malattie cardiovascolari e al cancro, psicosi ed altre forme di disturbo neuronale e del comportamento. Inoltre, cambiamenti nella secrezione di melatonina dalla ghiandola pineale, conseguente alla distruzione del ritmo circadiano, disturbano il sonno e inducono l’insonnia, ma non solo. La secrezione anormale della melatonina può aumentare lo stress ossidativo e, come abbiamo visto, la suscettibilità alle malattieLa melatonina, elimina direttamente i radicali liberi e migliora indirettamente gli effetti degli antiossidanti. Dunque, offre una moltitudine di vantaggi fisiologici e metabolici per far fronte allo stress ossidativo indotto dalla distruzione del ritmo circadiano e / o dalla stanchezza cronica, causa oltretutto di depressione (burnout).

In accordo con altri studi, visto che la produzione di radicali liberi induce anche disturbi neurologici, lo stress ossidativo può essere attenuato dal trattamento con vitamine antiossidanti. Pertanto, tali studi indicano che la sindrome da stanchezza cronica e la depressione che si verificano durante il viaggio aereo potrebbero essere diminuite dall’integrazione di antiossidanti con melatonina o vitamina C / E.

Per quanto riguarda il disturbo del jet lagla disfunzione del ritmo circadiano e, di conseguenza, le alterazioni del sistema endocrino sono spesso riscontrate da frequenti viaggiatori aerei che attraversano più fusi orari. Dunque i più colpiti sono senza dubbio i piloti, e le pilote, in particolare, visto che essendo donne, sono già soggette a fluttuazioni ormonali più importanti rispetto al genere maschile! Alcuni viaggiatori fanno affidamento sul consumo di bevande alcoliche per superare l’insonnia; tuttavia, ciò può aggravare condizioni mentali o patologiche. Al contrario, come abbiamo visto, l‘integrazione antiossidante può essere utile per l’insonnia, l’affaticamento e per stress mentali e fisici.

Ulteriori studi riportano che i piloti che volano ad altitudini più elevate mostrano una minore vigilanza rispetto ai piloti che volano ad altitudini più basse. Inoltre i primi presentano diminuita frequenza respiratoria e aumento della frequenza cardiaca. Infatti, la ridotta pressione nella cabina dell’aeromobile induce significative riduzioni della saturazione di ossigeno nei passeggeri, equipaggio e piloti, anche diverse ore dopo un volo. Rappresenta, dunque, un altro fattore di rischio importante in quanto, generando ipossia, induce la “tempesta” di radicali liberi con le relative conseguenze (i.e. stress ossidativo e alterazioni delle funzioni biologiche). L’ipossia si verifica, in particolare, nelle cabine degli aerei ad alta quota quando la pressione dell’aria in cabina è relativamente bassa e la quantità di ossigeno trasportata nel sangue è ridotta rispetto a quella a livello del mare (WHO 2018).

L’ipossia ad alta quota può, oltretutto, giocare un ruolo importante nella produzione di infiammazione, ulcera gastrica o sanguinamento e malattia infiammatoria intestinale, come anche la cosiddetta malattia da alta quota. Quest’ultima comprende mal di testa, stanchezza, vertigini, nausea, edema cerebrale, diminuzione della coscienza ed edema polmonare.  Pertanto, i viaggiatori aerei con malattie cardiache e polmonari e disordini del sangue (ad es. anemia falciforme), possono richiedere un apporto di ossigeno supplementare durante il volo (WHO 2018).

Diversi ricercatori hanno dimostrato che oltre agli integratori di vitamina (C, E) antiossidante, la propoli, la melatonina, il consumo di succhi di frutta o verdure fresche, erbe antiossidanti o piante potrebbero efficacemente eliminare i radicali liberi, dunque può aiutare a ridurre o prevenire queste manifestazioni avverse. Il sonno profondo, invece, può essere una strategia efficace per far fronte ai disturbi del ritmo circadiano durante i viaggi aerei in sinergia con melatonina. In aggiunta, dispositivi per dormire o sedili comodi sono un valido aiuto per l’insonnia.

Ancora, altri fattori di rischio importanti associati al viaggio comprendono malattie infettive quali, il colera, HIV, la sindrome respiratoria del Medio Oriente, la malaria, il morbillo, la polmonite, la legionellosi, l’influenza e l’ebola. Sono necessari sforzi globali per prevenire la diffusione internazionale di malattie infettive tra i viaggiatori prima, durante e dopo i voli. Tuttavia grazie ai risvolti nanotecnologici (come ad esempio i nanomateriali autopulenti e autoriparanti) e allo sviluppo della medicina di precisione, dell’omica (i.e. “fotografia” personalizzata del nostro stato infiammatorio in modo personalizzato) ed all’avvento di CRISPR-Cas9, una tecnologia di modifica genetica, si pensa che l’editing del genoma possa potenzialmente essere usato per creare deliberatamente un agente patogeno presente nell’aria da utilizzare come arma biologica, anche e soprattutto nei siti aeroportuali e aerei.

Amerei concludere esprimendo che, a mio avviso e secondo i miei studi, per ridurre patologie e / o incidenti aerei, stress cronico da lavoro, etc., il monitoraggio preciso ed accurato, l’integrazione nutrizionale personalizzata (e ad oggi è possibile, cfr. omica), in sinergia con vitamine, “parafulmini” delle nostre cellule , melatonina (come proposto dagli autori) ed altri integratori specifici per ogni singola persona, come probiotici, antinfiammatori, antiossidanti, attività fisica, relax, digiuno e meditazione, in particolare per i piloti / e, ma anche, per i frequenti viaggiatori aerei, equipaggio e staff, sono dei tasselli fondamentali da raggiungere quanto prima.

Inoltre,  la medesima distruzione del ritmo circadiano -come altri fattori di rischio per la salute riscontrati in tale sindrome (ATS) – è sovente ritrovarla tra studenti, ricercatori e lavoratori, dunque il discorso vale per tutti noi, a prescindere se viaggiamo spesso o meno. Infatti, più gravi e durature del jet lag sono le patologie che possono essere attribuite ad attività lavorative cronicamente soggette a regimi di turnazione nel lavoro (shift-work). Urge, dunque, un monitoraggio personalizzato e preciso a 360 gradi! La prevenzione e, come sempre, la sinergia tra naturale ed artificiale è la chiave per vincere anche queste “battaglie”!

Riferimenti bibliografici

[1] Jeum-Nam Kim & Byung-Mu Lee (2018) Risk management of free radicals involved in air travel syndromes by antioxidants, Journal of Toxicology and Environmental Health, Part B, 21:2, 47-60, DOI: 10.1080/10937404.2018.1427914 

[2] Martin and Boland Globalization and Health (2018) 14:28 

[3] ICAO DOC 9966 – Manual for the Oversight of Fatigue Management Approaches. Second edition, 2016

[4] ICAO-Doc 8984 – Manual of Civil Aviation Medicine, third Editions – 2012

[5] http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867402012254

[6] L. Mattera. Scienzintasca 2018. Sindrome da burnout: un “mostro” silenzioso da conoscere e sconfiggere

[7] L. Mattera. Scienzintasca 2017. Epigenetica: viaggiamo nel suo magico nanomondo.