“Ibernazione: il grande sonno per conquistare lo spazio”
Giuliano Aluffi , di GIULIANO ALUFFIMatteo Cerri, medico e ricercatore, ha scritto un saggio - A mente fredda - per dimostrare che è possibile. Soprattutto per i viaggi nel cosmo. Vantaggi anche nel campo della medicina
"A farci fare lunghi viaggi nello spazio nel futuro sarà qualcosa che viene dal lontano passato del pianeta: l’ibernazione", spiega Matteo Cerri, medico e ricercatore presso il dipartimento di scienze biomediche dell’Università di Bologna e membro dell’Hibernation Team dell’Agenzia Spaziale Europea. Cerri approfondisce il tema nel nuovo saggio A mente fredda (Zanichelli, pp. 192, euro 11,90).
Perché l’ibernazione è perfetta per l’esplorazione spaziale?
"Il problema più grande per l’esplorazione spaziale umana sono le radiazioni. Bene, si è visto che durante l’ibernazione le cellule degli animali sono molto più resistenti al danno da radiazioni. O perlomeno al danno da fotoni, ovvero quelli che usiamo normalmente per la radioterapia. Nello spazio, però, ci sono anche radiazioni di altro tipo: protoni e ioni. Abbiamo in corso una ricerca per capire se la radiores…
Perché l’ibernazione è perfetta per l’esplorazione spaziale?
"Il problema più grande per l’esplorazione spaziale umana sono le radiazioni. Bene, si è visto che durante l’ibernazione le cellule degli animali sono molto più resistenti al danno da radiazioni. O perlomeno al danno da fotoni, ovvero quelli che usiamo normalmente per la radioterapia. Nello spazio, però, ci sono anche radiazioni di altro tipo: protoni e ioni. Abbiamo in corso una ricerca per capire se la radiores…
"A farci fare lunghi viaggi nello spazio nel futuro sarà qualcosa che viene dal lontano passato del pianeta: l’ibernazione", spiega Matteo Cerri, medico e ricercatore presso il dipartimento di scienze biomediche dell’Università di Bologna e membro dell’Hibernation Team dell’Agenzia Spaziale Europea. Cerri approfondisce il tema nel nuovo saggio A mente fredda (Zanichelli, pp. 192, euro 11,90).
Perché l’ibernazione è perfetta per l’esplorazione spaziale?
"Il problema più grande per l’esplorazione spaziale umana sono le radiazioni. Bene, si è visto che durante l’ibernazione le cellule degli animali sono molto più resistenti al danno da radiazioni. O perlomeno al danno da fotoni, ovvero quelli che usiamo normalmente per la radioterapia. Nello spazio, però, ci sono anche radiazioni di altro tipo: protoni e ioni. Abbiamo in corso una ricerca per capire se la radioresistenza degli ibernati vale anche per queste altre particelle. Un altro vantaggio per gli astronauti è che, sorprendentemente, durante l’ibernazione le ossa e i muscoli degli animali rimangono trofici, ossia non si atrofizzano. E poi c’è una speranza che viene dal ghiro…".
Dal ghiro?
"Quando è in letargo, i suoi telomeri – le estremità dei cromosomi che, accorciandosi ad ogni divisione cellulare, determinano quanto a lungo vivremo – si allungano. Questo suggerisce che l’ibernazione, oltre ad essere un rallentamento del tempo biologico, potrebbe addirittura ringiovanire le cellule. Noi sappiamo che gli astronauti, nello spazio, hanno un accorciamento dei telomeri più rapido rispetto a chi vive sulla Terra. Se riuscissimo a ibernare un astronauta magari si potrebbe contrastare questo effetto. Ma questo potrebbe dircelo solo un esperimento".
Lo studio dell’ibernazione può aiutare anche la medicina?
"Si è visto che durante l’ibernazione il sistema immunitario degli animali si sposta verso un assetto detto “anti infiammatorio”: i globuli bianchi escono dal torrente circolatorio e si rifugiano nei linfonodi, e ciò riduce moltissimo la risposta infiammatoria. Questo effetto potrebbe essere utile per curare le malattie autoimmuni, o per fronteggiare gravi condizioni come lo shock settico. Inoltre si è visto che le cellule cancerose, quando si è ibernati, smettono di replicarsi. E quelle sane, come dicevo prima, diventano più resistenti alle radiazioni. Ciò permetterebbe, se si potesse ibernare un paziente, di usare in sicurezza una radioterapia più aggressiva per distruggere i tumori".
Qual è l’origine dell’ibernazione?
"Quando comparvero i mammiferi, 200 milioni di anni fa, il rischio di essere predati dai dinosauri - che essendo a sangue freddo erano attivi soprattutto di giorno - era costante. Così i mammiferi si impadronirono della notte. Poterono farlo grazie alla capacità di generare calore al proprio interno: l’endotermia. Però ciò richiedeva un metabolismo accelerato e un elevato bisogno di cibo, che teneva i mammiferi sull’orlo costante della crisi energetica. Così svilupparono un sistema ancestrale in grado di rallentare il metabolismo durante il giorno: è questa l’origine dell’ibernazione. Quando scomparvero i dinosauri, molti mammiferi persero questa capacità. E quelli che vivevano in ambienti poveri di risorse la mantennero".
L’ibernazione - a parte la lunga durata - è tanto diversa dal sonno?
"Il lieve calo del metabolismo che si ha durante il sonno profondo ha fatto sì che alcuni lo paragonassero a un’ibernazione molto “light”. Ma ci sono grandi differenze: anzitutto il risparmio energetico durante l’ibernazione è molto superiore. Noi non dormiamo per risparmiare energia: lo scopo del sonno è diverso rispetto all’ibernazione. E diverso è lo stato del cervello. Un indizio interessante è che gli animali che hanno ibernazioni molto lunghe, come lo scoiattolo, hanno dei risvegli periodici dall’ibernazione che loro usano – curiosamente - per dormire nel senso classico: come se il motivo di questi risvegli fosse la deprivazione di sonno. Questo ci suggerisce che il sonno vero e proprio faccia qualcosa di insostituibile per l’organismo".
Perché l’ibernazione è perfetta per l’esplorazione spaziale?
"Il problema più grande per l’esplorazione spaziale umana sono le radiazioni. Bene, si è visto che durante l’ibernazione le cellule degli animali sono molto più resistenti al danno da radiazioni. O perlomeno al danno da fotoni, ovvero quelli che usiamo normalmente per la radioterapia. Nello spazio, però, ci sono anche radiazioni di altro tipo: protoni e ioni. Abbiamo in corso una ricerca per capire se la radioresistenza degli ibernati vale anche per queste altre particelle. Un altro vantaggio per gli astronauti è che, sorprendentemente, durante l’ibernazione le ossa e i muscoli degli animali rimangono trofici, ossia non si atrofizzano. E poi c’è una speranza che viene dal ghiro…".
Dal ghiro?
"Quando è in letargo, i suoi telomeri – le estremità dei cromosomi che, accorciandosi ad ogni divisione cellulare, determinano quanto a lungo vivremo – si allungano. Questo suggerisce che l’ibernazione, oltre ad essere un rallentamento del tempo biologico, potrebbe addirittura ringiovanire le cellule. Noi sappiamo che gli astronauti, nello spazio, hanno un accorciamento dei telomeri più rapido rispetto a chi vive sulla Terra. Se riuscissimo a ibernare un astronauta magari si potrebbe contrastare questo effetto. Ma questo potrebbe dircelo solo un esperimento".
Lo studio dell’ibernazione può aiutare anche la medicina?
"Si è visto che durante l’ibernazione il sistema immunitario degli animali si sposta verso un assetto detto “anti infiammatorio”: i globuli bianchi escono dal torrente circolatorio e si rifugiano nei linfonodi, e ciò riduce moltissimo la risposta infiammatoria. Questo effetto potrebbe essere utile per curare le malattie autoimmuni, o per fronteggiare gravi condizioni come lo shock settico. Inoltre si è visto che le cellule cancerose, quando si è ibernati, smettono di replicarsi. E quelle sane, come dicevo prima, diventano più resistenti alle radiazioni. Ciò permetterebbe, se si potesse ibernare un paziente, di usare in sicurezza una radioterapia più aggressiva per distruggere i tumori".
Qual è l’origine dell’ibernazione?
"Quando comparvero i mammiferi, 200 milioni di anni fa, il rischio di essere predati dai dinosauri - che essendo a sangue freddo erano attivi soprattutto di giorno - era costante. Così i mammiferi si impadronirono della notte. Poterono farlo grazie alla capacità di generare calore al proprio interno: l’endotermia. Però ciò richiedeva un metabolismo accelerato e un elevato bisogno di cibo, che teneva i mammiferi sull’orlo costante della crisi energetica. Così svilupparono un sistema ancestrale in grado di rallentare il metabolismo durante il giorno: è questa l’origine dell’ibernazione. Quando scomparvero i dinosauri, molti mammiferi persero questa capacità. E quelli che vivevano in ambienti poveri di risorse la mantennero".
L’ibernazione - a parte la lunga durata - è tanto diversa dal sonno?
"Il lieve calo del metabolismo che si ha durante il sonno profondo ha fatto sì che alcuni lo paragonassero a un’ibernazione molto “light”. Ma ci sono grandi differenze: anzitutto il risparmio energetico durante l’ibernazione è molto superiore. Noi non dormiamo per risparmiare energia: lo scopo del sonno è diverso rispetto all’ibernazione. E diverso è lo stato del cervello. Un indizio interessante è che gli animali che hanno ibernazioni molto lunghe, come lo scoiattolo, hanno dei risvegli periodici dall’ibernazione che loro usano – curiosamente - per dormire nel senso classico: come se il motivo di questi risvegli fosse la deprivazione di sonno. Questo ci suggerisce che il sonno vero e proprio faccia qualcosa di insostituibile per l’organismo".