L’Acqua in Corpo
Quando ha vinto il
premio Nobel per la chimica, nel 2003, molti si
sono chiesti che cosa avesse di tanto importante
la scoperta di Peter Agre. E solo adesso, tre
anni dopo, si inizia a comprendere la
straordinaria rilevanza degli studi di questo
scienziato americano di 57 anni premiato dagli
accademici di Stoccolma per aver rivelato
l'esistenza delle
acquaporine.
Prima delle pubblicazioni di Agre infatti non
era chiaro come l'acqua (NdR: che rappresenta
circa il 80-60 per cento del nostro corpo e
varia con l'età - maggiore percentuale alla
nascita minore alla morte, ed il peso) si muove
nei tessuti, come si accumula, come si disperde.
Dopo la sua scoperta, invece, lo si sa. E così
si è potuta comprendere l'origine e l'evoluzione
di molte malattie, in primis quelle del rene,
che è l'organo chiave per la regolazione dei
liquidi corporei. Non solo: oggi è proprio Agre
a dirci che in una buona parte delle cosiddette
"morti di caldo", che le autorità sanitarie
contano in seguito alle ondate anomale di
calore, sono coinvolte le acquaporine.
Dopo aver vinto il
Nobel, Agre è diventato famoso e ha usato questa
nuova notorietà per condurre battaglie di tipo
sociale e politico: « Gli Stati Uniti non hanno
avuto uno scienziato al Congresso dai tempi di
Thomas Jefferson.
I parlamentari che prendono decisioni
importantissime sulle
cellule staminali o sull'effetto serra sono
tutti avvocati o uomini di affari», dice. In
attesa delle elezioni (ma Agre ha escluso di
candidarsi personalmente al Senato), gira gli
Usa come una trottola, ambasciatore itinerante
per i diritti umani e a favore dell'accesso
all'assistenza sanitaria.
Di origine scandinava, Agre è un personaggio
anomalo tra i premi Nobel: maratoneta, fondista
(ha persino fatto la terribile Vasaloppet, la
gara di fondo di 90 chilometri che si svolge
ogni anno in Svezia), calciatore dilettante. Non
certo alunno modello: andava male in chimica e
ammette di essere stato ammesso all'università
grazie ai buoni uffici del padre, professore di
chimica. Eppure quello che sappiamo oggi su come
l'acqua circola nelle nostre cellule lo dobbiamo
in gran parte a lui.
"L'espresso" lo ha intervistato.
Professore, che cosa sono le acquaporine
?
«Vede, gli esseri viventi (gli uomini, le
piante, gli animali) sono fatti per la maggior
parte d'acqua. Il movimento dell'acqua
all'interno e all'esterno delle cellule viventi
è orchestrato in modo molto sofisticato. Non è
che ci facciamo caso più di tanto, ma l'acqua
del nostro corpo è in movimento costante. Quando
beviamo un bicchiere di limonata, per esempio,
assorbiamo acqua attraverso gli intestini.
Sudando espelliamo acqua e sali. Produciamo
fluido spinale per nutrire e lubrificare il
nostro cervello. Riempiamo le orbite craniali
con umori acquei nei quali galleggiano i bulbi
oculari mentre per pulirne la superficie
produciamo lacrime. L'acqua nel nostro corpo è
in moto perpetuo. Questo movimento è reso
possibile dall'esistenza di un sistema
specializzato, una specie di impianto idraulico
localizzato all'interno delle cellule, sia di
quelle animali che di quelle vegetali.
Il sistema in questione è costituito dalle
acquaporine. Ma noi le abbiamo scoperte per puro
caso...».
In che senso ?
«Questo è il bello della scienza.
Gli scienziati formulano
ipotesi a man bassa, ma dimostrarle è un'altra
cosa. Qualche volta poi la natura ci
mette lo zampino, e ci presenta risultati
completamente inaspettati.
Io sono un ematologo, il laboratorio in cui
lavoravo alla Johns Hopkins University stava
studiando gli antigeni del sangue, i gruppi Rh
che sono molto importanti dal punto di vista
clinico. Bene: purificammo delle cellule, ma una
sostanza sconosciuta contaminò i campioni. E
così ci trovammo davanti a due proteine nello
stesso campione di sangue: il fattore Rh, che
volevamo studiare, e una proteina sconosciuta.
Che cosa ci facesse nel mio microscopio e quali
fossero le sue proprietà era un mistero.
Ricavammo la sequenza Dna dei suoi aminoacidi, e
anche quella era misteriosa. La proteina era
unica e inoltre sembrava simile a quelle che ci
sono nelle radici delle piante». Cosa hanno
in comune i globuli rossi e le cellule delle
radici delle piante ?
«È quello che ci domandammo. John Parker, un
caro collega che purtroppo non c'è più, propose
ingegnosamente: "Sono entrambe permeabili
all'acqua".
Fu John a suggerire che si potesse trattare
delle aquaporine, il meccanismo che permette
l'osmosi tra l'ambiente intra ed extra cellulare
che qualcuno aveva ipotizzato. Ma, poiché
nessuno era riuscito a dimostrarne l'esistenza,
il mondo scientifico non le accettava. Così un
piccolo laboratorio catturò una grande preda: un
po' come quando una squadra di provincia batte
una di serie A».
Come agiscono concretamente le acquaporine
?
«Faccio due esempi. Se bevo un paio di birre so
che entro 20 minuti dovrò andare a urinare.
Questo accade perché nel sistema
vasocircolatorio è presente una grande
quantità di acqua in eccesso e l'organismo cerca
di eliminarla. Se invece gioco per una ventina
di minuti a tennis al sole le mie urine, a causa
del sudore, saranno molto concentrate, e per
difendermi da danni irreversibili dovrò bere,
idratarmi. Le acquaporine sono responsabili
della diluizione o della concentrazione del
volume dell'acqua nel nostro corpo».
In che modo ?
«Sono dei canali che permettono il movimento
dell'acqua attraverso una membrana della
cellula. Quando c'è una concentrazione maggiore
d'acqua all'interno della cellula le acquaporine
la muovono verso l'esterno quando invece si
tratta del contrario l'acqua si muove verso
l'interno».
Che cosa rende questa scoperta meritevole del
premio Nobel ?
«Le acquaporine permettono il passaggio
dell'acqua. Sono piccoli sistemi di pulizia: lo
scambio dell'acqua è fondamentale per le
cellule. Un suo cattivo funzionamento è
all'origine di molte malattie. L'acquaporina 1 è
importante nella concentrazione renale e nei
movimenti dell'acqua a livello dei capillari, ed
è anche un antigene del sangue, la scoprimmo nei
globuli rossi e gioca un grande ruolo nei
problemi delle trasfusioni sanguigne. Inoltre
siccome la si trova nella parte prossimale dei
reni quando subisce mutazioni compromette la
capacità del rene di concentrare l'urina, e così
una insufficienza di fluidi può essere fatale.
L'acquaporina 2 è responsabile del diabete
nefrogenico insipido. Coloro che ne soffrono
devono bere ogni giorno una grande quantità
d'acqua perché non riescono a riassorbirla.
Alcuni malati finiscono col dover bere oltre 20
litri al giorno. La corretta funzione delle
acquaporine diventa più importante man mano che
diventiamo vecchi».
Le acquaporine hanno a che fare con l'invecchiamento
?
«Da vecchi non riusciamo più a muovere tanto
ossigeno come facevamo quando eravamo giovani, e
il nostro cuore non batte con la stessa velocità
e precisione. In queste estati molto calde, che
abbiamo registrato da un po' di anni a questa
parte, si verificano morti improvvise di persone
non più giovani. E le autorità sanitarie
calcolano che parte di esse possono essere
addebitate alle temperature perché, a parte
l'età, si tratta di persone che godevano di
salute ottima. Io sono convinto che le
acquaporine sono all'origine di molti di quei
decessi.
Quando invecchiamo non soffriamo la sete, né
evacuiamo le urine o sudiamo alla stessa maniera
di quando eravamo giovani; e questo può
determinare squilibri chimico-fisici di grande
rilevanza. Pare proprio che le acquaporine
diventano più importanti in situazioni di
stress».
È possibile pensare a delle terapie basate
sulla sua scoperta ?
«Alcune terapie agiscono già sulle acquaporine,
ma nessuno lo aveva ancora capito. Per esempio,
nel caso delle nascite premature: i polmoni dei
neonati non sono maturi e per proteggerli dai
danni si somministrano dosi massicce di
glucocortisone.
Gli steroidi esercitano varie azioni sui polmoni
del bambino, una delle più importanti è quella
di incrementare l'espressione delle acquaporine
così che i fluidi che si accumulano nei polmoni
del neonato possono essere evacuati con maggiore
rapidità. Lo stesso accade quando ci troviamo ad
aver a che fare con la congestione cardiaca: i
diuretici forzano le acquaporine a liberarsi di
ingenti quantità d'acqua perché sebbene i
problemi abbiano a che fare col cuore, quello
che uccide il paziente è il liquido che si
accumula nei polmoni».
Così una scoperta
apparentemente teorica ha grandi risvolti
sanitari ?
«Già. I maggiori miglioramenti nella qualità
della nostra vita non sono dovuti ai politici,
alla Chiesa o agli operatori di Borsa. Ma
emergono da ricerche scientifiche. È il nostro
lavoro».
By Paolo Pontoniere
Quando l'infezione è
in agguato
Le
malattie del rene sono in aumento, complice
l'invecchiamento della popolazione e la crescita
di patologie come il diabete e l'ipertensione
che possono danneggiare questa struttura
anatomica fondamentale per ripulire il sangue.
Ogni giorno infatti i reni filtrano il sangue ed
eliminano, attraverso l'urina, le sostanze di
scarto prodotte dal metabolismo dell'organismo.
A parte le infezioni, che possono iniziare
all'interno dei reni oppure propagarsi da altri
organi vicini come la vescica o la prostata nel
maschio, le malformazioni come il rene
policistico o altre condizioni legate all'infiammazione
o al malfunzionamento del
sistema
immunitario, ecco, in sintesi, i principali
problemi renali.
I sintomi di questa
patologia sono estremamente difficili da
interpretare e spesso vengono sottovalutati: il
paziente può avere gonfiore agli arti e al
volto, ipertensione, tendenza a urinare spesso,
soprattutto di notte, una spiccata debolezza con
stanchezza immotivata. Un semplice controllo
degli esami del sangue che indicano la
funzionalità renale consente di identificare io
stato di sofferenza dell'organo, e permette di
iniziare il trattamento. In genere, oltre ai
tarmaci che possono essere consigliati caso per
caso per proteggere il rene e controllare la
pressione alta, viene indicata una particolare
dieta a ridotto contenuto proteico.
In ultima istanza si può arrivare alla dialisi,
ovvero a una pulizia esterna dei prodotti
tossici accumulati nel sangue. Il trapianto
rappresenta l'ultima, definitiva opzione per
assicurare il ritorno ad un efficiente funzione
renale.
Calcolosi
La calcolosi renale presenta un rilevante
impatto economico, sanitario e sociale. Si
ipotizza infatti che una persona su dieci abbia
almeno un episodio di calcolosi nel corso della
vita, e che circa trenta persone ogni mille
vengano ricoverate in ospedale ogni anno in
seguito alla presenza reale o presunta delle
pietre. La formazione dei calcoli appare legata
a uno squilibrio tra sostanze che facilitano la
loro produzione e altri composti che ne
impediscono la crescita, e sicuramente esiste
una predisposizione genetica a svilupparli.
Favoriscono l'insorgenza della calcolosi le
infezioni ripetute dell'apparato urinario, una
dieta eccessivamente ricca di sostanze che
favoriscono la formazione di calcoli, l'abuso di
alcuni tarmaci e il ristagno di urina. I sintomi
possono essere diversi: si va dalla classica
colica, con tortissimi dolori nel lato del corpo
interessato che si diffondono alla schiena,
presenza di sangue nelle urine o segni di
infezione, come la febbre. In alcuni casi il
calcolo non provoca alcun disturbo.
Il trattamento prevede la distruzione del
calcolo con uno strumento che agisce sulla
concrezione dall'esterno e ha quasi
completamente sostituito il classico intervento
chirurgico.
La prevenzione di nuovi episodi si basa
sull'assunzione di elevate quantità di acqua
(NdR:
a pH basico) e su principi dietetici
indicati caso per caso.
In Italia colpisce
ogni anno circa 4 mila persone, e si manifesta
soprattutto in età avanzata. Tende a svilupparsi
lentamente e a volte non da segni della sua
presenza. Solo in una ridotta percentuale di
casi possono essere presenti dolore, presenza di
sangue nelle urine e altri disturbi. La diagnosi
precoce è fondamentale e può essere effettuata
con una semplice ecografia. Il trattamento va
ovviamente deciso caso per caso. In alcune forme
molto piccole e ben delimitate si può eliminare
esclusivamente la lesione, risparmiando le parti
del rene ancora integre, ma in molti casi si
rende necessaria l'asportazione dell'organo.
Questi interventi possono anche essere eseguiti
in laparoscopia, pur se questa pratica richiede
normalmente un tempo più lungo rispetto alla
tradizionale operazione chirurgica. La
radioterapia non ha dimostrato una particolare
efficacia perché il tumore non è "radiosensibile"
mentre si stanno facendo strada nuovi farmaci in
grado di agire su questa forma tumorale.
By F. Mereta
Tratto da l’Espresso Sett 2007
