Le funzioni dello stomaco

La funzione principale dello stomaco è quella di serbatolo per il cibo: é grazie a quest’organo che riusciamo a consumare pasti abbondanti che poi vengono gradualmente trasferiti al piccolo intestino.

Com’è fatto lo stomaco?

L’associazione tra enzimi acidi deputati alla digestione delle proteine, e una vigorosa motilità gastrica determina la trasformazione del cibo in un liquido di più semplice lavorazione, preparando le sostanze nutritive per l’assorbimento che avverrà a livello intestinale. A riposo, lo stomaco è contratto e la sua superficie interna è dotata di caratteristiche corrugazioni (rughe). Quando, però, cominciamo ad a alimentarci, l’organo si distende: le rughe si appiattiscono per favorire l’espansione e la muscolatura esterna si rilascia.

E pertanto possibile introdurre nello stomaco circa un litro di cibo, senza avvertire disagio. L’espansione attiva alcuni recettori specifici, che fanno partire segnali nervosi con conseguente aumento della produzione di acido e inizio delle potenti contrazioni muscolari che agitano e rimescolano il contenuto gastrico. Gli acidi gastrici causano una prima frammentazioe delle proteine, facilitandone la digestione da parte di un enzima, la pepsina.

Cosa contiene e cosa succede nello stomaco

La presenza di proteine parzialmente digerite stimola le cellule G neuroendocrine, che sintetizzano gastrina, un ormone deputato a incrementare la produzione di acido. Lo stomaco si svuota del suo contenuto scaricandolo nell’intestino tenue attraverso lo sfintere pilorico. I liquidi lo attraversano con facilità, mentre i solidi devono essere di diametro inferiore a uno-due millimetri per poter passare. Eventuali frammenti più grandi ritornano, per reflusso, nella camera principale, dove vengono sottoposti a ulteriore digestione enzimatica e contrazioni gastriche.

Occorrono circa due ore per smaltire la metà di un pasto, mentre li processo di trasferimento all’intestino viene completato in quattro-cinque ore. Lo stomaco è pieno di acidi corrosivi ed enzimi deputati alla digestione delle proteine: senza protezione, le sue pareti interne sarebbero gravemente danneggiate. Per impedirlo, il rivestimento cellulare gastrico produce muco ricco di carboidrati che forma uno stato gelatinoso e scivoloso. Il muco contiene bicarbonato, alcalino, che tampona il Ph del rivestimento superficiale, impedendone l’attacco acido. Un’ulteriore protezione è fornita dall’enzima digestivo pepsina, creato a partire da uno zimogeno pepsinogeno.

Il vomito è la violenta espulsione del contenuto dello stomaco attraverso l’esofago e la cavità orale. Avviene secondo tre fasi coordinate. Innanzitutto, si inspira profondamente e la glottide, si chiude. Poi, il diaframma si contrae, comprimendo il torace fino all’apertura dell’esofago. Contemporaneamente si contraggono anche i muscoli della parete addominale, schiacciando lo stomaco. L’associazione tra variazioni di pressione applicate sia all’interno sia all’esterno dello stomaco sospinge verso l’alto il contenuto gastrico.

Il sangue che fa ringiovanire

Potrebbe sembrare un moderno film di vampiri, ma la trasfusione di sangue giovane può avere l’effetto di ringiovanire il cervello, secondo i ricercatori.

L’esperimento sui topi

O perlomeno, può farlo nei roditori: uno studio della Stanford University School of Medicine ha scoperto che qualcosa nel sangue delle giovani cavie è in grado di ripristinare le capacità cerebrali di esemplari più anziani. Nell’arco di tre settimane, gli scienziati hanno iniettato per otto volte in cavie di 18 mesi il plasma prelevato da animali di soli tre mesi, e poi hanno sottoposto gli esemplari anziani a un set di esperimenti per misurare la loro memoria spaziale. Le cavie hanno avuto risultati decisamente migliori nei test dopo aver ricevuto il sangue giovane.

Con infusione di sangue prelevato da cavie anziane invece non si sono registrati miglioramenti. È come se i cervelli più vecchi si fossero ricaricati con il sangue giovane? Secondo il ricercatore Tony Wyss-Coray. Nel sangue delle giovani cavie ci sono fattori in grado di far funzionare meglio il cervello di un topoanziano. I ricercatori stanno lavorando sodo per capire quali siano questi fattori e in quali tessuti siano presenti. Il gruppo ha scoperto che nell’ippocampo dei topi anziani si formano nuove connessioni, che nel gruppo di controllo sono assenti.

Tutto inizia nell’ippocampo

L’ippocampo è una zona del cervello che gioca un ruolo determinante nella memoria, in particolare nel riconoscimento dei percorsi spaziali. È una zona molto sensibile all’invecchiamento, e con gli anni mostra un declino naturale. In particolari condizioni, ad esempio in presenza della malattia di Alzheimer, questo declino è accelerato fino a rendere impossibile la formazione di nuovi ricordi. Sappiamo che quando topi e persone invecchiano, nell’ippocampo ci sono cambiamenti peggiorativi, secondo lo studioso Wyss-Coray. Fa parte dell’invecchiamento naturale, tutti andiamo in quella direzione.

Non è ancora chiaro se la trasfusione avrebbe lo stesso effetto negli esseri umani, ma i ricercatori sperano di iniziare un trial clinico al più presto. Questo studio segue ricerche precedenti dello stesso gruppo che suggerivano che certi fattori del sangue giocassero un ruolo del declino cognitivo legato all’età. I risultati sono molto interessanti, ma bisogna aspettare che vengano confermati da altri laboratori indipendenti per essere certi del loro valore. E’ importante chiarire che la demenza – che descrive i sintomi di malattie come l’Alzheimer – e il declino cognitivo legato all’età non sono la stessa cosa, e che la demenza non è una conseguenza inevitabile dell’invecchiamento. Lo studio è rivolto al declino legato all’età,, e questi risultati potrebbero aprire nuove strade per capire i processi responsabili di alcuni problemi di memoria che si presentano nella vecchiaia.

Raggi X di qualità

Scoperti da Rontgen l’8 novembre del 1895, i raggi X sono diventati subito uno strumento prezioso per scrutare dentro il corpo umano.

I primi raggi X della storia

La prima radiografia Wilhelm Rontgen la fece a una mano di sua moglie Anna Berthe poche settimane dopo la scoperta, il 22 dicembre Poi, gradualmente, soprattutto negli ultimi anni, i raggi X sono diventati una risorsa al servizio della ricerca nei campi più diversi. E poiché ogni applicazione ha le sue esigenze, vengono utilizzati raggi X di diversa lunghezza d’onda (quindi di diversa energia), con una collimazione più o meno precisa, più meno monocromatici (cioè solo di specifica lunghezza d’onda), più o meno coerenti (cioè con le loro onde in fase tra loro, come avviene nei laser ottici). Servono, in sostanza, raggi X di alta qualità.

Ecco perchè è importante l’annuncio dato dall’Istituto nazionale di fisica nucleare il 13 marzo 2014: nei Laboratori Nazionali di Frascati si è ottenuta la prima produzione di raggi X di alta qualità dalle collisioni tra il fascio di elettroni di altissima brillantezza dell’acceleratore Sparc e il laser ad alta intensità Flame del complesso SparcLab. La qualità del fascio di raggi X, dotato di caratteristiche di monocromaticità e coerenza senza precedenti, consentirà lo sviluppo di un laboratorio multidisciplinare di altissimo livello, primo in Europa, capace di promuovere e sostenere esperimenti e applicazioni avanzate in diversi ambiti, dal settore medico alla conservazione dei beni culturali e ambientali, dallo studio dei materiali in generale fino al possibile screening dei materiali per i controlli di sicurezza.

L’eccellenza italiana nei raggi X

Per la prima volta in Italia entra in funzione la seconda generazione di sorgenti Thomson/Compton che sono capaci di produrre in un prossimo futuro, grazie all’altissima luminosità di collisione, fasci di raggi x monocromatici, di energia variabile tra 20 mila e 500 mila elettrovolt, ad alto flusso, polarizzati ed ultra-corti, di durata entro qualche centinaia di fetmo-secondi. La sfida per raggiungere queste prestazioni, che costituiranno un record a livello internazionale sta nella difficoltà di focalizzare i due fasci collidenti in uno spazio pari allo spessore di un capello, cioè inferiori a un decimo di millimetro.

I pacchetti di elettroni prodotti da Sparc e gli impulsi laser prodotti da Flame collidono 10 volte al secondo e richiedono una precisione di allineamento e un sincronismo elevatissimi, perchè possa essere mantenuta nel tempo la sovrapposizione spazio-temporale dei due pacchetti nel punto di collisione. Solo se la sovrapposizione fra i fasci è completa è possibile ottenere il massimo flusso di raggi X. E’ un po’ come lanciare due capelli ad altissima velocità l’uni contro l’altro e garantire che la collisione avvenga esattamente testa a testa.

Come funzionano i muscoli?

I muscoli sono essenziali per le nostre attività quotidiane: ma come sono strutturati e come ci fanno muovere?

Dentro i muscoli

Ogni muscolo è un gruppo di fibre che si contraggono e si rilasciano per comandare movimenti del corpo. Esistono tre diversi tipi di tessuto muscolare: la muscolatura liscia, cardiaca e scheletrica. La muscolatura scheletrica, del la anche striata, è quella comunemente percepita come muscolo: si tratta dei gruppi muscolari ancorati allo scheletro, per esempio bicipiti e deltoldi, collegati alla struttura ossea per mezzo dl tendini. La muscolature cardiaca è il tessuto che costituisce il cuore. fondamentale per la sua funzione di pompa ematica, che ossigena i tessuti e fornisce energia ai muscoli, consentendone il funzionamento.

La muscolatura liscia, solitamente stratificata, é responsabile soprattutto delle contrazioni muscolari che comandano per esempio le funzioni di vescica ed esofago, i cui movimenti sono spesso definiti involontari, in quanto non riusciamo a controllare, se non in piccola parte, l’azione di questi muscoli. Il tessuto muscolare comanda gran parte delle nostre funzioni corporee: lo smaltimento delle sostanze di scarto, la respirazione, la visione, l’alimentazione, il movimento e molte altre. La struttura muscolare è estremamente complessa: ogni muscolo è costituito da numerose fibre che collaborano per garantire la necessaria forza muscolare.

L’efficacia e la potenza del muscoli aumentano con la crescita individuale e con l’esercizio fisico. Questo processo di irrobustimento avviene per mezzo di microtraumi causati dalla ripetizione di determinati movimenti muscolari, che costringono l’organismo a intervenire, riparando e sviluppando l’area interessata. Nel corpo umano sono presenti oltre 640 muscoli, che presiedono al movimento degli arti, controllano le funzioni corporee e definiscono la nostra stessa conformazione.

Che cosa determina la forza muscolare?

La forza muscolare è quella prodotta da un muscolo alla massima capacità e in un’unica contrazione. Le dimensioni e la struttura del muscolo sono importanti per la produzione di forza, che è misurabile in diversi modi. Pertanto, è difficile decidere quale sia il muscolo più potente. Esistono due tipi di fibra muscolare: una interviene in sforzi prolungati e costanti, applicando livelli ridotti di pressione, l’altra invece supporta brevi, intense applicazioni di forza.

La seconda viene usata nell’attività anaerobica; queste fibre rispondono meglio agli allenamenti di sviluppo della massa muscolare. La forza muscolare è determinata da caratteristiche genetiche, ma anche dall’uso, dalla dieta e dall’esercizio fisico. Le contrazioni ripetute nei muscoli causano traumi alle fibre muscolari, ed è proprio la riparazioni di tali danni a incrementare la forza del muscolo, che dopo la guarigione risulta irrobustito.

La mappatura neuronale nei topi

I ricercatori dell’Allen Institute for Brain Science (Istituto di Neuroscienze Allen) sono riusciti a creare la prima, intricatissima mappa della rete neurale di un mammifero.

Come si mappa il cervello dei topi?

L’atlante della connettività cerebrale dei topi, realizzata dall’Istituto, mostra il connettoma, sorta di schema del cablaggio interno del cervello di un roditore. Per riuscire nell’impresa, gli scienziati hanno iniettato a oltre 1700 cavie virus ingegnerizzati geneticamente, che hanno consentito di tracciare singoli neuroni rendendoli luminosi. Hanno poi riprodotto una serie di immagini degli organi, con risoluzioni inferiori di 50 volte al diametro di un capello umano, e combinato tutte le informazioni: la mappa tridimensionale risultante contiene oltre 1.8 petabyte di dati, pari a 24 anni di videoriprese ad alta risoluzione. L’atlante fornisce una prima, rudimentale cartina stradale del cervello: diciamo che mostra soltanto le ‘autostrade’ e i maggiori ‘centri urbani’. Le vie di comunicazione secondarie e gli snodi che le uniscono alle principali arterie stradali saranno il prossimo passo, seguito dalle ‘reti urbane’ dei vari “comuni’.

Tutte queste informazioni andranno a costituire il quadro d’insieme che intendiamo rappresentare; l’andamento del ‘traffico’ dei dati all’interno del cervello durante varie attività, tra cui i processi decisionali, la mappatura di ambienti fisici, l’apprendimento, il ricordo e altre funzioni cognitive o emotive. L’atlante del cervello dei topi rappresenta un ulteriore passo avanti veno la piena comprensione delle complessità della cognizione dei mammiferi. I ricercatori specificano che il prossimo passo sarà lo studio approfondito dell’operatività circuitale.

Nuove tecnologie al servizio della scienza

I nanodot o nanopunti sono miscrostrutture su larga scala che sfruttano le proprietà dei punti quantici per confinare campi magnetici o elettrici all’interno di aree straordinariamente piccole. I punti quantici, invece sono cristalli semiconduttori il cui diametro è compreso tra due e 10 nanometri (equivalenti all’incirca a 50 atomi). Date le loro ridottissime dimensioni, i punti quantici presentano proprietà che li collocano a metà strada tra semiconduttori più grandi e singole molecole. Attualmente i nanodot vengono sviluppati per svariate applicazioni che vanno dalle unità di visualizzazione ai supporti di archiviazione dati.

Una società istraeliana, StoreDot, ha però sfruttato la tecnologia dei nanopunti per realizzare una batteria che, secondo i costruttori, è in grado di ricaricarsi in soli 40 secondi ed è circa cinque volte più potente di prodotti analoghi. Potrebbe essere dunque utilizzata per dotare anche i dispositivi mobili di super alimentatori miniaturizzati.

Una luce per vedere le molecole

Siamo farti di piccoli mattoncini chiamati proteine. Ma mentre i mattoni delle case sono più o meno tutti uguali, quelli che formano il nostro organismo sono una famiglia numerosa: ne esistono almeno centomila tipi diversi. Di solito la loro forma determina la funzione.

La struttura delle proteine

E un po’ come il profilo di una chiave: basta che un dentino sia diverso e la serratura non si apre. La struttura di alcune proteine è nota. Da molti anni sappiamo come sono fatte l’emoglobina che ossigena il sangue, l’insulina che ci permette di assimilare gli zuccheri, la mioglobina che fa agire i muscoli. Ma nella maggior parte dei casi non abbiamo un’idea precisa di come le proteine siano fatte e quindi stentiamo a capire come svolgano il loro compito, e perché talvolta, a causa di qualche difetto nella loro struttura chimica, non lo svolgano affatto.

Conoscere la struttura delle proteine è importante per la medicina del futuro ed è l’obiettivo che attende i biologi dopo aver decifrato — per l’uomo e ormai per centinaia di altre forme viventi, animali e piante — la doppia elica del DNA, il “software” che guida la formazione delle proteine. Ma qual è lo strumento adatto per “venderle”? La risposta è: un microscopio. Ma un microscopio molto speciale. Grande come il quartiere di una città, costoso e complesso. E non assomiglia affatto a un microscopio. Infatti è un sincrotone. Oltre a quello inglese, l’Europa ne ha uno in Francia a Grenoble. ESRF, in funzione dal 1998: 30 linee che forniscono ai ricercatori 3500 ore all’anno di radiazione X per gli usi più diversi, dalla scienza dei materiali alla biologia.

Il sincrotrone italiano

Anche l’Italia ha il suo sincrotrone. Sta sulle montagne del Carso alle spalle di Trieste. Si chiama “Elettra”, come la nave-laboratorio di Guglielmo Marroni. Non a caso il suo relitto è conservato proprio qui, nell’Area di San Padriciano, dove oltre ad Elettra c’è anche un importante centro di ricerca biotecnologica. Un microscopio ha bisogno di luce. Quello ottico usa la luce a cui sono sensibili i nostri occhi, che ha una lunghezza d’onda compresi tra 0,4 e 0,8 millesimi di millimetro.

Se ciò che si vuole guardare è più piccolo di 0,4 millesimi di millimetro la luce non può illuminare l’oggetto della nostra curiosità e quindi non vedremo niente. Per questo con il microscopio ottico è difficile superare i mille ingrandimenti. Il microscopio elettronico illumina gli oggetti con fasci di elettroni e così può raggiungere ingrandimenti di centinaia di migliaia di volte. Esistono po’ microscopi particolari, a forza atomica e ad effetto tunnel.

Come agisce il bendaggio gastrico

Il bendaggio gastrico prevede il posizionamento di un anello siliconico circolare intorno alla parte alta dello stomaco. In questo modo, si riduce la capienza complessiva di quest’organo a forma di sacco, e quando il paziente mangia, le pareti tendono a distendersi più in fretta, inviando al cervello segnali di sazietà. Così facendo, si riduce l’apporto cutaneo giornaliero, e associando questa misura ad altre quali una dieta controllata ed esercizio fisico regolare, si ottiene il calo ponderale.

Caratteristiche del bendaggio gastrico

Il bendaggio viene tipicamente posizionato con chirurgia laparoscopica, che determina cicatrici più piccole, meno dolore e una degenza ospedaliera più breve. Tuttavia, i primi tentativi effettuati da pazienti obesi devono essere di tipo convenzionale: movimento intenso e terapia farmacologica, per almeno sei mesi.

Le persone che si sottopongono a chirurgia batterica dovrebbero richiedere anche la consulenza di uno psicologo specializzato in tematiche sanitarie. Inoltre, devono essere coscienti che il bendaggio gastrico le aiuterà a perdere peso, ma soltanto nel quadro di un approccio che preveda esercizio fisico e rinuncia a cibi poco salutari.

Come si posiziona il bendaggio

Il bendaggio si posiziona con l’anello non insulflato, attraverso un orifizio sottocutaneo; le sue dimensioni possono essere regolate in maniera incrementale, determinando un calo ponderale controllato. La perdita di peso incontrollata e troppo rapida, infatti può avere conseguenze molto pericolose. Come per qualsiasi procedura medica, esistono potenziali rischi e complicanze. L’anello può slittare o costringere troppo lo stomaco, causando dolore e richiedendo l’intervento medico. In questi casi, il problema solitamente si risolve, a breve termine, sgonfiando la fascia attraverso l’accesso sottocute. In salute o no?

Si ricorre comunemente all’indice di Massa Corporea (IMC o BMI) per calcolare la quantità di adipe nell’organismo.Viene utilizzato in tutto il mondo. Secondo l’indice, la massa corporea di un individuo è data dal suo peso diviso per l’altezza al quadrato. I vantaggi sono la facilità d’uso, l’applicabilità indipendentemente dal genere e, negli adulti, anche l’età. Nei bambini viene utilizzato in maniera leggermente diversa con l’introduzione di correttivi anagrafici. L’indice di massa corporea prevede l’assegnazione a diverse categorie: sottopeso, normopeso, sovrappeso, e obesi. Presenta, però, lo svantaggio di non tenere conto delle diverse strutture fisiche e quantità di massa muscolare. Gli atleti, per esempio, la cui muscolatura è molto sviluppata, risulterebbero sovrappeso anche se nella realtà non lo sono. Anche i bambini con ritmi di crescita che si discostano dalla norma potrebbero essere erroneamente assegnati a fasce diverse da quella normopeso.

Come si esegue un’angioplastica?

Il cuore pompa sangue ricco di ossigeno verso i tessuti dell’organismo: ma anche il cuore é fatto di tessuto muscolare e necessita di ossigeno. Le arterie coronarie sono piccoli vasi che decorrono sulla superficie cardiaca e svolgono perfettamente questo compito, in perfetta sincronia coni battiti del cuore.

Perchè le arterie si ostruiscono?

Tuttavia, possono ostruirsi: lo scarso esercizio fisico, intimo, cattive abitudini alimentari e un assetto genetico sfavorevole determinano la formazione di placche lipidiche, dette ateromi, che ostruiscono queste importanti arterie. Quando al cuore è richiesto uno sforzo supplementare, per esempio durante l’esercizio fisico, il ridotto apporto sanguigno non garantisce ossigeno a sufficienza. Questo viene percepito come dolore (angina), un allarme preventivo che segnala il rischio di necrosi del tessuto cardiaco. In passato, l’unica cura era la chirurgia tradizionale: tuttavia, si tratta dl una procedura che presenta dei rischi.Oggi, disponiamo anche dell’angioplastica.

Attraverso un’arteriola a livello dell’inguine o del polso del paziente, il medico inserisce un filo guida direttamente nelle arterie coronarie cardiache. Vista la complessità della manovra, questa viene effettuata sotto controllo radiografico in tempo reale, per raggiungere esattamente il punto desiderato. Successivamente, viene fatto scorrere sopra il filo un sottilissimo tubicino flessibile (il catetere).

L’operazione di angioplastica

Nelle arterie si inietta un colorante attraverso il catetere, cavo) per localizzare con precisione l’ostruzione. Poi, vengono espansi dei minuscoli palloncini, fissati all’estremità dei lunghi cateteri, in corrispondenza del punto esatto del blocco. In alcuni casi, questa procedura è sufficiente. In altri, invece, per impedire all’arteria di richiudersi è necessario collocare nell’area interessata uno stent: si tratta di una miniprotesi intelligente, che può anche rilasciare farmaci anti-occlusivi. Infine, si esegue una radiografia di controllo per completare la procedura di angloplastica. Tecniche simili possono essere attuate per risolvere ostruzioni agitarti inferiori.

Il principio è il medesimo, ma indipendentemente dalla sede, è fondamentale una mano ferma e un chirurgo in grado di prendere decisioni rapide,sulla base di un quadro reale tridimensionale elaborato a partire dal le immagini visibili, bidimensionali e in bianco e nero. Il catetere a palloncino è uno dei dispositivi fondamentali per la chirurgia di angioplastica. Una volta inserito il filo guida, il catetere viene fatto scorrere su esso fino alla posizione corretta. Attraverso il catetere, cavo, possono essere iniettati speciali coloranti visibili al controllo radiografico per confermarne la posizione e poi individuare l’ostruzione. All’estremità del catetere viene fissato un palloncino, e si utilizza acqua per espanderlo in remoto dall’esterno, fino a raggiungere un preciso valore di pressione.