Il Premio Nobel per la Medicina 2021

Cosa c’entra la terapia manuale con il premio nobel per la medicina del 2021? Scoprilo leggendo questo articolo.

Il premio Nobel per la medicina 2021 è stato assegnato congiuntamente a David Julius, fisiologo dell’Università della California, e ad Ardem Patapoutian, scienziato dello Scripps Research di San Diego, per aver scoperto i sensori che ci permettono di avvertire il caldo, il freddo e la pressione, alla base del senso del tatto. Oltre a chiarire aspetti fondamentali del funzionamento del nostro corpo, queste scoperte stanno contribuendo a individuare farmaci efficaci contro il dolore cronico, le infiammazioni persistenti e altre condizioni.

David Julius e il recettore TRPV1

Dall’inizio degli anni Novanta, David Julius ha concentrato le sue ricerche sui meccanismi che permettono alle cellule di avvertire il calore, e su come questi si traducono in uno stimolo nervoso che arriva fino al cervello. Gli studi sono stati condotti su cellule in coltura stimolate con la capsaicina, la molecola presente nel peperoncino, che fa “infiammare” la bocca. Tramite sofisticati esperimenti di ingegneria genetica, Julius e il suo gruppo sono giunti a identificare il recettore TRPV1, presente sulle membrane delle cellule, e sensibile al calore.

Ardem Patapoutian e le proteine canale Piezo

Con una ricerca non collegata a quella di David Julius, anche il secondo premiato di quest’anno, Ardem Patapoutian, ha identificato il recettore per il freddo. I suoi studi, tuttavia, sono concentrati anche su un’altra sensazione: il tatto. Come il collega, Patapoutian si è avvalso di cellule in coltura e di esperimenti di ingegneria genetica, per giungere a identificare due proteine-canale, chiamate Piezo1 e Piezo2, che si attivano quando sulla superficie delle cellule viene esercitata una pressione.

Ma la particolarità è che l’effetto-segnale che innescano queste proteine è di tipo elettrico principalmente (anche se poi, per completezza, diventa elettro-chimico). Difatti non a caso hanno dato loro un nome che fa riferimento diretto all’effetto piezoelettrico.

In pratica il Dr. Patapoutian ha individuato (dal 2011 circa) un nuovo meccanismo di meccanotrasduzione non collegato solo ai “classici” canali ionici a controllo meccanico ma a canali attraverso i quali si verifica una certa conduttanza bioelettrica.

La meccano-trasduzione e i sensi

La meccano-trasduzione è un processo biologico fondamentale attraverso il quale le cellule traducono stimoli meccanici in segnali biochimici e elettrici. Questo processo è essenziale per diverse funzioni cellulari, come la percezione del tatto, la regolazione della pressione sanguigna e la sensibilità al dolore.

Un componente chiave della meccano-trasduzione è l’effetto piezo-elettrico. L’effetto piezo-elettrico si verifica quando certi materiali generano una differenza di potenziale elettrico in risposta a uno stress meccanico. Questo fenomeno è stato osservato in vari materiali, ma ha anche un’importanza cruciale nel contesto biologico, dove è coinvolto nella sensibilità meccanica delle cellule.

Le proteine Piezo1 e Piezo2 sono state identificate come fondamentali per la meccano-trasduzione nelle cellule animali. Queste proteine fungono da sensori meccanici, rilevando la deformazione della membrana cellulare e generando segnali elettrici corrispondenti. Devi sapere che le proteine Piezo1 e Piezo2 sono presenti in diverse cellule e tessuti, contribuendo a una vasta gamma di funzioni fisiologiche.

Secondo Patapoutian “la meccanotrasduzione ha un ruolo importante nella fisiologia. I processi biologici, compreso il rilevamento del tatto e delle onde sonore, richiedono canali cationici non ancora identificati che rilevano la pressione, e le proteine piezo possono definire una nuova classe di canali ionici coinvolti nella meccanotrasduzione. Le sequenze piezoelettriche sono presenti nei genomi di molte specie animali, vegetali e altre specie eucariotiche. L’analisi funzionale di proteine Piezo da specie filogeneticamente distanti potrebbe dimostrare un ruolo conservato di queste proteine nella meccanotrasduzione; inoltre, un’analisi comparativa delle correnti attivate meccanicamente potrebbe chiarire le proprietà uniche dei pori dei canali indotti dalle proteine piezoelettriche di specie distinte.”

I nostri sensi dell’udito, dell’equilibrio, della propriocezione e del tatto dipendono dalla conversione della forza meccanica in segnali elettrici. Le molecole alla base della trasduzione meccanoelettrica non sono ben definite e deve ancora essere definita la misura in cui i diversi fenomeni meccanosensoriali dipendono da molecole simili per convertire i segnali meccanici in segnali elettrici.

Gli studi recenti di questi autori hanno rivelato che le proteine Piezo1 e Piezo2 sono costituite da canali ionici, cioè strutture che consentono il passaggio selettivo degli ioni attraverso le membrane cellulari. Quando queste proteine vengono sottoposte a forze meccaniche, si apre un canale ionico all’interno della proteina, permettendo agli ioni di fluire attraverso di esso. Questo flusso ionico è responsabile della generazione del segnale elettrico che avvia la risposta cellulare.

Piezo1 e Piezo2 sono canali ionici attivati meccanicamente che mediano addirittura la percezione tattile, la propriocezione e lo sviluppo vascolare.

In sintesi, la meccano-trasduzione coinvolge la trasformazione di stimoli meccanici in segnali biochimici ed elettrici all’interno delle cellule. L’effetto piezo-elettrico è cruciale in questo processo, mentre le proteine Piezo1 e Piezo2 agiscono come sensori meccanici fondamentali, convertendo la deformazione della membrana cellulare in segnali elettrici che innescano risposte cellulari specifiche. Questi meccanismi sono essenziali per una vasta gamma di funzioni fisiologiche e hanno implicazioni significative nella comprensione e nel trattamento di varie condizioni patologiche legate alla sensibilità meccanica delle cellule.

L’effetto piezo-elettrico

L’effetto piezo-elettrico è un fenomeno fisico che si verifica in alcuni materiali quando vengono sottoposti a stress meccanico, come la pressione o la deformazione. Questo fenomeno è stato scoperto per la prima volta nel 1880 dai fisici francesi Jacques e Pierre Curie, che osservarono che alcuni cristalli, come il quarzo, generavano una differenza di potenziale elettrico quando venivano compressi o deformati.

Per capire meglio questo concetto, immagina un materiale piezoelettrico come se fosse costituito da piccole unità, o dipoli elettrici, allineati in una certa direzione. Quando applichi una forza meccanica al materiale, queste unità si spostano leggermente dalla loro posizione di equilibrio, causando una separazione di carica e generando così una differenza di potenziale elettrico attraverso il materiale. Questo fenomeno è conosciuto come effetto piezo-elettrico diretto.

Inoltre, questo effetto funziona anche in modo inverso. Se applichi un campo elettrico a un materiale piezoelettrico, puoi indurre una deformazione meccanica, poiché i dipoli elettrici all’interno del materiale si allineano in risposta al campo elettrico. Questo fenomeno è chiamato effetto piezo-elettrico inverso.

L’effetto piezo-elettrico trova numerose applicazioni pratiche in vari settori. Ad esempio, è ampiamente utilizzato nella produzione di sensori di pressione, trasduttori acustici e dispositivi di imaging medico come gli ultrasuoni (e persino negli accendini piezoelettrici).

In natura, l’effetto piezo-elettrico è coinvolto anche in processi biologici, come accennato in precedenza, dove è essenziale per la meccano-trasduzione nelle cellule. Questo processo consente alle cellule di percepire e rispondere a stimoli meccanici nell’ambiente circostante, contribuendo a funzioni vitali come il senso del tatto, la regolazione della pressione sanguigna e molto altro ancora.

La biofisica e la biochimica in medicina

In questo senso il Nobel per la Medicina di quest’anno ha posto l’attenzione sia sul concetto di biochimica che su quello di biofisica legati al funzionamento del nostro organismo.

Non c’è dubbio che queste nuove scoperte sulla neurofisiologia e sulle neuroscienze ci permetteranno di comprendere meglio determinati meccanismi e di migliorare molti approcci terapeutici. Anche in terapia manuale. Capisci quanto è importante la stimolazione neurofisiologica consapevole che puoi determinare ed ottenere anche attraverso la terapia manuale? Anche la più piccola e selettiva stimolazione.

Ecco perché è importante conoscere certi fenomeni che sono legati alla neurofisiologia e che passano inevitabilmente attraverso la conoscenza (almeno di base) della biofisica e della biochimica del nostro organismo.

Le relazioni con la terapia manuale

In questo senso è facile comprendere quanto la relazione tra l’effetto piezo-elettrico, la meccano-trasduzione e la terapia manuale abbia una connessione intrigante che ci offre una prospettiva più approfondita su come agiscano sia i trattamenti manuali che i processi biologici nel corpo umano.

Nel contesto della terapia manuale, molte tecniche utilizzate dai terapisti manuali coinvolgono l’applicazione di forze meccaniche sui tessuti corporei, come la fascia, i muscoli, le ossa e i tendini. Queste forze meccaniche possono attivare l’effetto piezo-elettrico nei tessuti, generando segnali elettrici che possono influenzare la risposta cellulare e il benessere complessivo del paziente.

Ad esempio, durante un massaggio, una mobilizzazione o una manipolazione, le pressioni e le manipolazioni applicate sulla fascia, sui muscoli e sui tessuti connettivi possono attivare l’effetto piezo-elettrico nei tessuti, stimolando così la meccano-trasduzione e innescando una serie di risposte biologiche, tra cui il rilassamento muscolare, la riduzione (o modulazione funzionale) dell’infiammazione e il miglioramento della circolazione sanguigna.

Ed anche in terapia manuale e in terapia manuale assistita (per assistita, tecnicamente, si intende dal supporto di uno IASTM) è importante conoscere determinati concetti per poterne trarre beneficio clinico e per capire quando somministrarla (in tempi e modi) ed in che “dose”.

Ecco perché è importante conoscere il legame che intercorre tra la meccanotrasduzione, la tissotropia, la conduttanza, e gli effetti del carico sulla MEC, sulla fascia e perfino sull’espressione genica, in relazione alla terapia manuale. Perché sono tutti argomenti importanti per capire in che modo il nostro lavoro determina o meno un processo fisiologico virtuoso.

Conclusione

In conclusione, la relazione tra l’effetto piezo-elettrico, la meccano-trasduzione e la terapia manuale offre un quadro integrato dei meccanismi coinvolti nei trattamenti manuali e nei processi biologici nel corpo umano.

Comprendere questa relazione può aiutare a migliorare l’efficacia della terapia manuale e a sviluppare nuove modalità terapeutiche che sfruttano appieno il potenziale anche dell’effetto piezo-elettrico nei tessuti biologici.

Per questo motivo, se ti interessa la materia e vuoi conoscere anche questi argomenti, anche per capire dove ci troviamo oggi e su quali basi si fondano le nostre conoscenze, ti consiglio di iniziare leggendo il primo libro in materia dal titolo “Quando, perché e come usare uno IASTM in Terapia Manuale”. Un testo in cui sono racchiuse le maggiori e più aggiornate evidenze scientifiche in materia e che non a caso ha come sottotitolo “La fascia come porta di accesso al sistema nervoso”.

Buon lavoro e se hai trovato questo contenuto interessante, condividilo e fammi sapere cosa ne pensi nei commenti.

A questo punto non mi resta che salutarti e darti il mio arrivederci al prossimo articolo.