Lumache di mare contro il diabete

Chi vorrebbe giocare con un animale velenoso come quelli che si trovano in Australia e paesi limitrofi? Probabilmente nessuno… tranne gli scienziatimatti di oggi, i quali si sono imbattuti in una lumaca di mare dall’apparenza innocua, ma che nasconde un’arma pericolosissima: non appena un ignaro pesce le passa accanto, il mollusco gli getta addosso una sostanza paralizzante e se lo mangia.

A sinistra vediamo la lumaca Conus geographus e due altre lumache della stessa specie. A destra la mappa delle Filippine con i punti in cui le lumache sono state raccolte (Ahorukomeye et al. 2019)

La lumaca scatena nel pesce un coma ipoglicemico, lo stesso che colpisce i diabetici se prendono troppa insulina.

L’insulina è l’ormone che regola la quantità di glucosio nel sangue (la glicemia) ed abbiamo già parlato qui di come il glucosio sia la principale fonte di nutrimento delle nostre cellule. Appena mangiato abbiamo glucosio in abbondanza ed il corpo produce insulina. Le cellule con le antenne (recettori) adatte a captare l’insulina sentiranno questo messaggio: “C’è un sacco di cibo! Presto, riempite le dispense!”.

La glicemia si abbasserà fino all’arrivo del secondo ormone, il glucagone, che dirà alle cellule di smettere di rimpinzarsi.
Un difetto molto conosciuto di questo sistema è il diabete. Esistono tre tipi di diabete:

  • Tipo 1: il pancreas, organo incaricato di produrre l’insulina, smette di generare l’ormone;
  • Tipo 2: le nostre cellule diventano “assuefatte” all’insulina ed hanno bisogno di dosi sempre maggiori di ormone;
  • Diabete gestazionale: una forma transitoria di diabete che si verifica nelle donne in gravidanza.

Quasi sempre l’unica cura possibile consiste nell’iniettarsi insulina in corrispondenza dei pasti.

L’insulina non agisce istantaneamente, ma dall’iniezione al momento in cui si abbassa la glicemia c’è un ritardo di circa 15 minuti.

In più, l’insulina non ama essere prigioniera di un recettore, così appena viene legata fa di tutto per staccarsi e disattivare il recettore. Questo meccanismo, detto cooperazione negativa, impedisce che la risposta all’insulina duri troppo a lungo e diventi quindi dannosa. Infatti se la glicemia si abbassa troppo, il corpo “va in stand-by” per ridurre la consumazione energetica, e si cade così in coma.

Ma torniamo a Conus geographus. Le lumache sono conosciute per la loro lentezza, mentre i pesci sono in genere agili e scattanti (qualcuno ha mai provato ad acchiappare un pesce con un retino al mare?).

Quindi per avere una minima speranza di catturare un pesce, la nostra amica Conus avrà bisogno di un’arma ultra-rapida. L’insulina non risponde certo a questi requisiti visto che impiega 15 minuti per entrare in azione!

Il “veleno” prodotto dalla lumaca è però talmente simile alla nostra insulina da essersi guadagnato il nome di Con-insulina (Con perché prodotta da Conus). A differenza della nostra insulina, la Con-insulina:

  • ha un effetto immediato sulla glicemia.
  • Ha un effetto più potente. Ecco perché i pesci cadono istantaneamente in coma. Questo potrebbe significare che la nuova insulina non soffre di cooperazione negativa, ma resta legata più a lungo ai recettori.

La Con-insulina potrebbe ispirarci nella ricerca di terapie più efficaci per i diabetici!

Oltre che ringraziare i ricercatori, dobbiamo delle scuse a Conus geographus e a tutti gli animali velenosi che nonostante la nostra reticenza ad incontrarli ci offrono spunti per migliorare la nostra salute! 🙂



Qui il link alla ricerca originale:

https://elifesciences.org/articles/41574

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I droni di Madre Natura

L’articolo di oggi parla di intrepidi avventurieri che sono stati intervistati da un gruppo di scienziati abbastanza pazzi da andarli a cercare fino in capo al mondo. Gli avventurieri che hanno rilasciato l’intervista non sono però umani… sono colibrì!

Con le loro 337 specie diverse, i colibrì conquistano vari record come per esempio quello degli uccelli più piccoli del mondo.  Nonostante siano bersaglio di facili ironie per le loro dimensioni ridotte, i colibrì non si lasciano certo scoraggiare, anzi sono capaci di imprese epiche come migrazioni di 800 e più chilometri utilizzando poco più di 1 grammo di grasso come carburante (che è comunque il 50% del loro peso).

 

I colibrì sono famosi per la loro abilità unica tra gli uccelli di restare sospesi in aria, come fanno per esempio le api di fronte ai fiori.

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Un colibrì che si scuote dall’acqua piovana per poter continuare a volare. Ortega-Jimenez et al. 2016

Possono pesare tra i 3 ed i 20 grammi (per avere un’idea: una moneta da 1€ pesa 7.5 grammi!), ma non hanno problemi a volare quando c’è un vento che soffia a 35 km/h (mare Forza 4) o quando è in corso un acquazzone. Per evitare di farsi inzuppare dall’acqua che li appesantirebbe, i colibrì si scuotono continuamente, asciugandosi pur restando sotto la pioggia. 

Ma ancora più sbalorditiva è la loro agilità, detta più tecnicamente manovrabilità: a velocità di oltre 50 km/h i colibrì riescono a cambiare direzione, a virare, a salire o scendere con una facilità da fare invidia a qualunque pilota di astronavi di Star Wars.

I ricercatori protagonisti dell’articolo di oggi hanno studiato proprio questa capacità dei colibrì. Per farlo sono andati negli habitat naturali degli uccelli e li hanno filmati in 3D. Per studiare la manovrabilità, le possibili manovre aeree sono state divise in tre grandi classi:

  • Traslazioni = accelerazioni, decelerazioni
  • Rotazioni del corpo = piegare il corpo in avanti o indietro, a destra o a sinistra, come per l’appunto fa un drone quando deve andare avanti, indietro, a destra o a sinistra (per gli ingegneri: Roll, Pitch, Yaw)
  • Inversioni complesse = brusche inversioni di rotta (una specie di giravolta in aria) o lunghi archi per curvare verso destra o verso sinistra.

Si è così scoperto che:

  • specie diverse sono specializzate in acrobazie diverse , quindi guardando le acrobazie si può capire di che specie sia il colibrì che stiamo guardando.
  • Specie più grandi fanno traslazioni e rotazioni più veloci.Questo non per via del peso maggiore, come si potrebbe pensare intuitivamente; infatti all’interno della stessa specie gli individui più grassottelli sono svantaggiati.
  • Il vero segreto sta nei muscoli più sviluppati ed ali più grandi propri delle specie mediamente più grandi. Tutto questo apparato permette ai colibrì di battere le ali anche 50 volte al secondo, rendendoli gli uccelli più agili del pianeta.

Le potenzialità dei colibrì sono sempre più fonte di ispirazione per gli ingegneri che vorrebbero costruire dei droni perfetti come quelli di madre natura. Per migliorare ancora bisognerà continuare a studiare le capacità aerodinamiche di questi uccelli e magari integrare con una comprensione delle astuzie energetiche che permettono ad esserini così piccoli di immagazzinare energie sufficienti ad affrontare le loro lunghissime migrazioni.


Qui il link alla ricerca originale, che si è anche guadagnata la cover di Science di febbraio 2018: http://science.sciencemag.org/content/359/6376/653/tab-pdf