Materiali a base di nanotubi di carbonio possono aiutare a riconnettere i neuroni danneggiati nelle lesioni spinali: una collaborazione internazionale di ricercatori della Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA) di Trieste, dell'Università di Trieste e del Centro de Investigación Cooperativa en Biomateriales CIC biomaGUNE (Spagna) è riuscita a dimostrarlo per la prima volta in modelli animali in vivo, dopo anni di studio in colture cellulari. I risultati della ricerca, pubblicati su PNAS, costituiscono un importante passo avanti per gli studi sulla rigenerazione delle cellule nervose.
Nanotecnologie, grandi speranze. Da tempo i due gruppi di ricerca coordinati da Maurizio Prato (Università di Trieste e CIC biomaGUNE) e Laura Ballerini (SISSA) studiano la possibilità di sfruttare biomateriali a base di nanotubi di carbonio per facilitare la comunicazione tra neuroni e favorire la crescita neurale laddove i collegamenti tra cellule nervose siano stati interrotti, per esempio in seguito a traumi o lesioni.
I nanotubi di carbonio rappresentano il materiale più promettente per costituire ponti artificiali tra neuroni danneggiati, perché ricoprono due funzioni fondamentali: possono servire da impalcatura "meccanica" di sostegno per le cellule nervose, ma anche potenziare i loro segnali di comunicazione, favorendo la maturazione di nuove cellule nervose e regolando la formazione delle sinapsi. Per queste ragioni, si pensa possano avere grandi potenzialità nel trattamento delle lesioni spinali, i traumi della colonna vertebrale che possono provocare la perdita del controllo e della sensibilità dei muscoli.
Una cerniera efficace. L'equipe di ricercatori aveva già dimostrato gli effetti dell'interazione tra nanotubi di carbonio e neuroni in vitro, nel corso di esperimenti su colture cellulari, ma finora non era chiaro se questi benefici valessero anche sulle fibre neuronali complete di animali ancora in vita.
Nel nuovo studio, il team è riuscito a dimostrare l'efficacia di una sorta di spugna di nanotubi di carbonio intrecciati nel riconnettere le fibre nervose in una serie di animali reduci da lesione spinale. Nell'area danneggiata della colonna vertebrale, l'impianto ha permesso ai neuroni di riconnettersi «e gli animali hanno riacquisito funzionalità, specialmente negli arti inferiori, i più colpiti dalla lesione» spiega Pedro Ramos del CIC biomaGUNE, tra gli autori. Il materiale è inoltre biocompatibile e non ha comportato negli animali alcuna reazione immunitaria avversa.
le domande ancora aperte. Secondo Ramos, l'esperimento rappresenta «una speranza in nuovi progressi per un maggiore recupero dalle lesioni spinali di questo tipo, dalle lesioni del nervo ottico o persino da alcune ferite da trauma con perdita di connessioni neurali e interessamento della mobilità di un arto» anche se, precisa, «questo non significa che potremo riparare le lesioni alla colonna vertebrale in uno o due anni di tempo.
Siamo molto lontani dal poter trasferire tutto questo sull'uomo, anche se stiamo lavorando nella giusta direzione».
Lo studio descritto è avvenuto infatti in condizioni di laboratorio rigidamente controllate, e sarà ora necessario capire come prevenire possibili effetti collaterali legati alle proprietà fisiche del materiale (come l'elasticità o la compattezza), e quanto le condizioni in cui avviene l'impianto o in cui esso opera influenzino il risultato finale. Occorrerà inoltre assicurarsi che le caratteristiche della spugna e delle sostanze che al suo interno facilitano le comunicazioni neurali siano il più possibile stabili e riproducibili.
Un altro punto da chiarire riguarda il ruolo della plasticità neurale nella riparazione della lesione, se cioè, «siano ripristinate le stesse connessioni presenti prima della lesione o se si stabiliscano nuove connessioni che prima non esistevano, perché il sistema nervoso cerca un'altra via di riconnettersi adattandosi alla nuova situazione».
Soprattutto, bisognerà stabilire in quali condizioni si possano eseguire impianti di questo tipo: nello studio, l'integrazione in nanotubi di carbonio è stata inserita nella fase di lesione acuta, prima che sui neuroni morti o danneggiati si formasse tessuto cicatriziale (la cosiddetta cicatrice gliale, formata da cellule della glia, le cellule immunitarie del sistema nervoso).
Il mal di schiena? Retaggio evolutivo. Il dolore lombare che affligge la maggior parte della popolazione "moderna" potrebbe essere il retaggio di un'evoluzione non proprio perfetta. Nel passaggio dall'andatura a quattro zampe alla postura eretta la colonna vertebrale si è modificata, per passare dalla camminata sulle nocche tipica degli scimpanzé a quella bipede dell'uomo. Ma secondo uno studio pubblicato su BMC Evolutionary Biology, la transizione non è stata perfetta e alcune delle caratteristiche vertebrali dei cugini primati potrebbero essersi trascinate fino a noi. Le persone che più di altre soffrono di problemi lombari potrebbero avere colonne più simili a quelle degli scimpanzé, meno capaci di sopportare la pressione che camminare su due piedi comporta.
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Non tutti hanno lo stesso numero di vertebre. La colonna vertebrale è in genere costituita da 33 vertebre (7 cervicali, 12 dorsali, 5 lombari, 5 sacrali e 4 coccigee). Ma non per tutti è così: nell'Homo sapiens il numero di vertebre può variare da 32 a 35 (a fare la differenza è di solito il numero di vertebre nell'area pelvica).
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Le curve naturali della schiena non si sviluppano tutte insieme. Le quattro curve fisiologiche della colonna vertebrale compaiono in momenti diversi dello sviluppo. La cifosi toracica e sacro-coccigea, curve rivolte all'esterno, si formano già in fase embrionale, mentre le altre due curve, la lordosi cervicale e lombare, entrambe rivolte verso l'interno, si delineano in seguito. La prima quando il bambino impara a sostenere la testa da solo, la seconda quando impara a camminare.
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Benedetta sia la spina dorsale. A proposito di sviluppo del bambino: se le donne in gravidanza riescono a sostenere il peso del pancione senza ribaltarsi in avanti, lo devono a una particolare modificazione della colonna vertebrale. L'evoluzione ha infatti dotato le donne di colonne vertebrali più robuste e meno inclini alla frattura, con speciali vertebre a forma di cuneo nella parte bassa della spina dorsale e salde giunture tra una vertebra e l'altra. In questo modo, le donne in gravidanza possono sopportare un'inclinazione indietro della schiena fino a 28 gradi superiore alla norma.
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Lo stetoscopio va nell'unico punto libero. Avete presente quando il medico, per auscultarvi i polmoni, posiziona lo stetoscopio gelido in un punto preciso della schiena, poco sotto alla base della scapola? Quello è il "triangolo di auscultazione", un'area del torace libera dal rivestimento osseo della scapola e ricoperta solo di muscoli sottili, sulla quale è più facile sentire il respiro.
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Il mal di schiena è roba da sapiens. I Neanderthal dovevano soffrirne di meno: uno studio del 2008 ha analizzato le vertebre lombari di due adulti Neanderthal. Ci si aspettava che una vita di usura e pesante lavoro fisico le avessero degradate, invece erano intatte. Il segreto dei nostri cugini? Probabilmente muscoli più forti in grado di accollarsi parte della fatica, e una curvatura lombare più accentuata, che nella nostra specie sarebbe considerata patologica.
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Tatuata da sempre. I più antichi tatuaggi sulla schiena (due, per la precisione) appartengono niente meno che a Ötzi, l'Uomo del Similaun, morto fra il 3100 e il 3300 a.C. La mummia ne vanta ben 61, disposti parallelamente come le righe di un quaderno, e vicini alle articolazioni. Si suppone facessero parte di un'antica pratica medica, forse simile a una primitiva forma di agopuntura (per approfondire).
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Un problema che ci affligge da sempre. Di riferimenti al mal di schiena e a come porvi rimedio sono pieni i testi antichi. Già il Papiro Edwin Smith, un antico trattato di medicina egizio risalente al 1500 a.C., spiega come diagnosticare uno "strappo a una vertebra dorsale". Purtroppo, solo alcune parziali istruzioni sul trattamento da effettuare si sono conservate. In Cina, trattamenti di manipolazione della colonna vertebrale erano già effettuati nel 2700 a.C., mentre Ippocrate, padre della medicina vissuto in Grecia nel 400 a.C., è il primo a far riferimento a una terapia d'urto contro il mal di schiena. La "trazione spinale", in cui un malcapitato veniva legato a testa in giù ad una scala, e calato con una corda per alleviare le vertebre dalla compressione della gravità.
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Occhio al cellulare. Chi soffre di cervicale farebbe meglio a diminuire l'uso compulsivo dello smartphone. Le 2-4 ore giornaliere che trascorriamo fissando lo schermo del telefono costringono le prime vertebre della colonna vertebrale a un carico che può arrivare fino a 27 kg di pressione, il peso di un bambino di 7-8 anni.
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Le posizioni no. Nell'enfasi del momento non sono in molti a pensarci, ma non tutte le posizioni sessuali sono un toccasana per la schiena. Per esempio, gli uomini che soffrono di lombalgie farebbero bene a evitare la posizione a "cucchiaio", fianco a fianco, che procura alla colonna uno sforzo più intenso di quanto si creda.
