Appunti Esame Paleopatologia (6CFU) 3 anno scienze naturali ed ambientali

22/02/2016

Paleopatologia:

Il termine “Paleopatologia” deriva dal greco paleo, pathos e logos, quindi letteralmente “studio

delle malattie antiche”, coniato dal fisico tedesco Shufeldt nel 1892-1893.

La Paleopatologia è stata definita da Sir Armand Ruffer (uno dei suoi fondatori) come “the

study of disease in ancient human remains” ed è diventata negli ultimi anni una vera a propria

branca autonoma della Medicina, comprendente storia, archeologia, antropologia fisica ed

anatomia patologica. Studia le malattie delle popolazioni del passato attraverso l'esame dei

resti umani antichi, siano essi scheletrizzati o mummificati. Ha quindi un approccio

completamente differente dalla Storia della Medicina, che predilige la storia dei medici e delle

terapie, ma studia anche le malattie del passato basandosi esclusivamente sulle fonti storico-

letterarie.

La paleopatologia riveste un duplice interesse:

1. Antropologico: Dalle caratteristiche e dall'incidenza delle diverse malattie del passato è

possibile risalire, indirettamente, alle abitudini ed allo stile di vita delle antiche

popolazioni. Ha tuttavia anche un interesse storico, per definire la “cartella clinica” di

personaggi famosi.

2. Lo studio dell'origine di alcune importanti malattie dell'epoca attuale, come il cancro e

l'arteriosclerosi, e la ricostruzione delle origini e delle prime vie di diffusione delle

malattie infettive, non possono non suscitare un forte interesse in medicina.

Questa disciplina ha iniziato ad avvalersi delle più moderne tecnologie di indagine diagnostica

utilizzate in medicina, applicandole ai reperti umani antichi: raggi X, endoscopia, microscopia

ottica, microscopia elettronica a trasmissione e scansione, spettroscopia ad assorbimento

atomico, diffrattometria a raggi X, spettroscopia infrarossa, radiocarbonio, etc.

Immunoistochimica: applicazione degli anticorpi allo studio dei tessuti molli antichi

• Nuove tecniche radiologiche come la tomografia assiale computerizzata (TAC), per

• studiare le mummie senza metodi invasivi.

Applicazione degli isotopi stabili del carbonio e dell'azoto (¹³C, ¹⁵N) che ha reso la

• paleonutrizione una scienza quasi esatta .

Studio del DNA antico (aDNA) che ha rivoluzionato la paleogenetica e la conoscenza

• delle malattie infettive del passato.

La Paleopatologia all'università di Pisa:

La Divisione di Paleopatologia dell'Università di Pisa si è specializzata da tempo nello studio di

reperti umani mummificati. I risultati più brillanti sono stati ottenuti nel campo delle malattie

infettive ed in quello dei tumori.

Malattie infettive: Primi tentativi di identificazione di microrganismi patogeni (virus e

• batteri) in tessuti antichi, effettuati con metodo e rigore scientifico, risalgono agli anni

'70 in mummie precolombiane del Perù e del Cile.

Negli anni '80 l'équipe di Paleopatologia di Pisa dette inizio allo studio sistematico delle

• mummie conservate nel nostro paese, procedendo alla loro schedatura ed al relativo

esame autoptico od endoscopico (Fornaciari).

Alcuni risultati ottenuti dal gruppo di ricerca dell'Università di Pisa:

1986: Mummia infantile proveniente dalla Basilica di San Domenico Maggiore recante i

✔ segni macroscopici del vaiolo con le tipiche pustole cutanee.

1989: Mummia di Maria d'Aragona con le vesti ancora in situ, che aveva contratto la

✔ sifilide venerea.

1992: Tripanosomiasi in una mummia precolombiana di una giovane donna proveniente

✔ da Cuzco, Perù (X-XIII secolo d.C) conservata nel museo archeologico di Firenze.

1996: Cancro del colon con mutazione dell'oncogene K-ras del re di Napoli Ferrante I di

✔ Aragona del '400.

2003: Virus del papilloma umano del '500.

✔ 2011: Malaria e Leishmaniosi nei Granduchi de' Medici.

✔

Il concetto di Patocenosi:

Il concetto di Patocenosi è stato introdotto per la prima volta da Mirko Grmek nel 1969. Lo

studioso ideò il termine in analogia con quello di biocenosi, che identifica un complesso di

diverse specie animali o vegetali, coabitanti in un determinato ambiente, detto biotipo, ed

interagenti tra loro nella lotta per la sopravvivenza.

Analogamente, per patocenosi si intende l'insieme delle malattie presenti in una specifica

popolazione umana in una determinata epoca; la patocenosi è dunque l'insieme dei dati

epidemiologici stabili in una popolazione e corrisponde al suo “stato di salute”.

All'interno di una stessa patocenosi, due malattie possono essere tra loro in un rapporto di:

1. Simbiosi: Due malattie possono essere favorite dalle stesse condizioni ambientali, come

nelle società occidentali tecnologicamente avanzate, caratterizzate da sedentarietà e da

ipernutrizione, che sono alla base dell'insorgenza di malattie “da usura” quali diabete,

arteriosclerosi, artrosi, cancro. I casi di simbiosi si possono verificare in presenza di un

legame eziologico (o causale) a livello dei singoli individui; ad esempio la tonsillite da

streptococco, in assenza di trattamento, provoca una malattia reumatica che è alla base

dello sviluppo di un'endocardite che produce vizi valvolari anche gravi del cuore. Il

sinergismo di tipo genetico può causare casi di simbiosi tra due malattie, come avviene

nella razza ebraica, che è geneticamente predisposta all'insorgenza ia della tubercolosi

che della policitemia vera. Infine l'interazione complessa di più fattori sia a livello sociale

che individuale, favorisce questo tipo di rapporto tra due malattie; ad esempio in

presenza di malnutrizione con le patologie da essa derivanti, quali l'avitaminosi e le

anemie, si verifica una predisposizione a contrarre malattie infettive, come il tifo

addominale.

2. Antagonismo: Due malattie sono in contrasto tra loro e la coesistenza non risulta

possibile, in quanto una esclude l'altra. Può risultare da un conflitto tra lo stato genetico

dell'individuo ed il germe che causa una specifica patologia. Ne costituisce un esempio il

rapporto tra l'anemia mediterranea o l'anemia falciforme e la malaria: il

danneggiamento dei globuli rossi provocato da queste malattie emolitiche congenite

impedisce infatti al plasmodio della malaria di replicarsi; quando il parassita penetra nel

globulo rosso, questo va incontro a distruzione, permettendo all'individuo colpito di

sopravvivere. I casi più frequenti di antagonismo si verificano in presenza di una

complessa serie di cause eterogenee. Le malattie infettive tipiche dell'età giovanile,

quali tifo addominale e tubercolosi, sono in posizione di netto antagonismo rispetto alle

malattie che caratterizzano l'età avanzata, semplicemente perché un individuo che

muore precocemente di malattia infettiva, non potrà contrarre il cancro o

l'arteriosclerosi, malattie tipiche dell'età avanzata.

3. Indifferenza: Due malattie non interferiscono in alcun modo l'una con l'altra. Non esiste

una relazione sinergica o antagonistica fra due malattie, isolate dal resto della

patocenosi, bensì una interdipendenza complessa di tutte le malattie presenti in una

popolazione. Si evidenzia quindi la necessità di applicare modelli matematici allo studio

delle patocenosi del passato.

Secondo Grmek infatti in ogni patocenosi esistono poche malattie molto frequenti e moltissime

malattie rare. La patocenosi è un complesso di malattie, variabile in senso qualitativo e

quantitativo in cui la frequenza di ogni malattia dipende da altre malattie ed è tendente verso

l'equilibrio (che può essere rotto da qualche evento).

Leggi di regolazione delle patocenosi:

1. Dipendenza genetica: Le caratteristiche della patocenosi dipendono da quelle

dell'assetto genetico degli ospiti e dei patogeni

2. Influenza esterna: Le caratteristiche della patocenosi dipendono da quelle

dell'ecosistema di cui essa fa parte

3. Influenza interna: La frequenza e la distribuzione di ciascuna malattia in una patocenosi

dipendono dalla frequenza e dalla distribuzione di tutte le altre malattie all'interno della

patocenosi

4. Congruenza: La patocenosi di una popolazione è la sola congruente (la sola possibile) a

quella della popolazione

5. Equilibrio: La patocenosi tende all'equilibrio (stabilità)

Studio della patocenosi:

1. Sincronico: in una determinata epoca

2. Diacronico: in epoche diverse

Si ha quindi una dinamica della patocenosi:

1. Periodi di equilibrio

2. Periodi di rottura

La rottura dell'equilibrio è avvenuta parecchie volte nel corso del tempo.

Neolitico: passaggio dal nomadismo al sedimentarismo (cambiamento della dieta)

• Urbanizzazione

• Alto Medioevo: migrazioni dei popoli provenienti dall'Asia (introduzione di nuove

• malattie)

Espansione coloniale: contatto tra colonizzatori e popolazioni indigene

• Rivoluzione industriale: formazione di vasti sobborghi sovraffollati in cattive condizioni

• igieniche

Rivoluzione antibiotica: debellamento di molte malattie infettive che fino ad allora

• avevano rappresentato la principale causa di morte

AIDS

• →

Causa della rottura della patocenosi scambio intercontinentale di agenti patogeni:

America: vaiolo, peste, lebbra, raffreddore

• Europa: sifilide venerea

• →

Aumento delle malattie infettive tubercolosi. Contagio interumano (passa da uomo ad uomo)

favorito dalle periferie. (fine XVIII secolo in Inghilterra).

L'eliminazione delle malattie infettive provoca l'aumento di altre malattie infettive che prima

→ →

non erano frequenti. Aumento di tumori (cancro) e arteriosclerosi a causa

dell'allungamento della vita media.

1977 AIDS: nuovo virus di origine africana. Scompigliò la patocenosi occidentale rendendo più

→

frequenti alcune malattie che prima erano rare. Compaiono anche tumori rari vengono tenuti

a bada dal nostro sistema immunitario (anticorpale).

Bioarcheologia:

La Bioarcheologia (Clark Larsen): Approccio nuovo applicato a tutti gli aspetti fisici dello

scheletro o dei resti umani antichi. Non considera più lo scheletro ed i reperti umani antichi

come qualcosa da studiare in laboratorio.

Larsen collegò il tutto con l'ambiente in cui gli individui erano vissuti (ambiente naturale,

culturale,etc). →

Studiò gruppi umani nordamericani Indiani del golfo della Georgia:

Prima del 1150 erano raccoglitori e cacciatori preistorici con abitazioni sparse (gruppi

• mobili sul territorio). Periostiti tibiali (Lesioni infettive ossee superficiali che colpiscono

la parte esterna dello scheletro). Il 9,5% di questi indiani le aveva.

→

1150-1550 agricoltori preistorici del mais (dal sud America). Villaggi più grandi (civiltà

• proto-urbane) e densamente abitati. Le periostiti balzarono dal 9,5 al 19,8%.

L'ambiente era diventato più infetto perché la densità abitativa in ambienti malsani

aveva portato ad un passaggio di germi maggiore da uomo ad uomo. La qualità

dell'alimentazione ed abitativa peggiorarono.

1605-1680: arrivo delle prime missioni (missionari spagnoli). Inizialmente non si ha un

• cambiamento e si rileva un leggero calo delle periostiti. I villaggi si raccolgono intorno

alle abitazioni di missionari. Periostiti al 15,4%.

1686-1702: la monocultura del mais viene intensificata. Vi sono insediamenti stabili ed

• affollati. Abitazioni scadenti e malsane. Gli indiani acculturati dai missionari (e convertiti

parzialmente) venivano considerati manodopera gratuita e quindi mantenuti con

pochissima spesa. Il cibo era scadente, vi fu un aumento dell'affollamento abitativo. Le

periostiti saltarono al 59,3%.

Schema di Hoffmann di un paleoclimatologo: parte dallo schema tradizionale. Mette insieme un

ambiente culturale ed un ambiente naturale. Da questa interazione emergono le strutture e gli

aspetti biofisici delle società. Grazie ad Hoffmann questo rapporto statico si dinamizza. L'uomo

attraverso i programmi/interventi di lavoro,

interviene sull'ambiente naturale,

cambiandolo. A sua volta questo intervento

si riflette sull'ambiente culturale. I due

ambienti non sono stabili e separati ma

interagiscono tra loro.

Questo modello può essere assegnato a

qualsiasi periodo. Fino ad ora gli studi

storici ed archeologici interpretavano la

cultura materiale o il ritorno in seguito

all'esperienza nell'affrontare l'ambiente. Il

corpo umano diventa una specie di “elemento modificato dall'ambiente della cultura materiale”.

L'ambiente e la

cultura interagiscono.

Questa interazione fa

sì che l'attività fisica

sia diversa. Questo si

riflette sulla forma

fisica attraverso i

marcatori funzionali.

L'alimentazione

interviene sulla

statura e gli indicatori

di stress.

Le malattie vengono

individuate dalla

paleopatologia.

Il nostro obiettivo è la

costruzione dello stile di vita di popolazioni passate.

24/02/2016

Basilica di San Domenico Maggiore (Napoli):

La monumentale sacrestia della Basilica di San Domenico maggiore custodisce 38 arche (poste

su una tribuna lignea a circa 4 mt di altezza) con i corpi di dieci sovrani e principi argonesi e di

altri importanti personaggi deceduti dalla seconda metà del XV a tutto il XVI secolo. L'approccio

a questo studio fu paleopatologico. Lo stato di conservazione era eccellente. Le arche e le bare

di San Domenico Maggiore, con i corpi mummificati ancora ben conservati, sono state tutte

esplorate da una équipe dell'Istituto di Anatomia Patologica dell'Università di Pisa.

I corpi furono sottoposti a regolare autopsia.

La mummia più interessante fu quella di un bambino di due anni, vestito con l'abito

• monastico dell'Ordine Domenicano. La datazione col ¹⁴C dimostrò che il bambino era

deceduto intorno alla metà del XVI secolo. Il bambino era stato imbalsamato in quanto

costituiva una mummia artificiale. Il corpo era stato riempito di sostanze conservanti.

Questo bambino presentò un'eruzione cutanea diffusa ancora evidente (esantema

vescicolo-pustoloso). L'eruzione investiva anche gli arti. Vi era un nucleo centrale

cristallino circondato da un alone più chiaro. In vita era una grande pustola centrale

circondata da un arrossamento.

Vaiolo: malattia esantematica molto diffusa in passato che colpiva periodicamente le

popolazioni occidentali. Non c'era individuo che non fosse andato incontro a questa

malattia. La maggior parte degli individui guarivano.

Nel 1978 grazie alle campagne di vaccinazione dell'OMS si verificò l'ultimo caso di

vaiolo. Fu considerato da quell'anno in poi completamente debellato.

Come venne studiata la mummia:

La tecnica immunoistochimica dell'immunofluorescenza indiretta su sezioni incubate con

anticorpo anti-vaiolo mostra una tipica positività puntiforme. Intorno vi erano zone più brillanti

che mostravano che gli anticorpi si fissavano al substrato (ai tessuti). Passo successivo fu

vedere se la positività anticorpale corrispondeva all'esistenza del virus.

Particelle simil-virali a forma di tetraedro (brick-like) tipiche degli orthopoxvirus, osservate al

microscopio elettronico con la tecnica della colorazione negativa con tetrossido di osmio.

Tecnica veloce usata dall'OMS per individuare rapidamente un caso di vaiolo.

Al microscopio elettronico comparvero numerose strutture ovalari elettrodense costituite da

una regione centrale più densa (core) circondata da una zona più a bassa denstià.

Dopo incubazione con antisiero contro il virus del vaiolo e successiva marcatura con proteina A-

oro (immunogold) alcune particelle apparivano completamente ricoperte dal complesso

proteina A-oro mentre altre lo erano solo parzialmente.

→

La struttura proteica del virus era intatta lasciò tutti di stucco.

Il DNA del virus era frammentato per cui era impossibile che questo virus avesse attività

biologica.

Anemie: si assiste ad una considerevole diminuzione nella prevalenza delle anemie

• croniche, con una inversione di

tendenza nell'alto Medioevo, in

accordo con l'ipotesi che lo

sviluppo culturale ebbe un

impatto positivo sulle condizioni

di vita.

Questa curva valuta in senso

diacronico (nel tempo) a partire

dal periodo preistorico antico la

presenza di anemie. Sono lesioni

a livello osseo sotto forma di

forellini. C'è un calo della % di

resti con lesioni dovute ad

anemie. Miglioramento delle

condizioni di vita. Il

miglioramento non fu a senso

unico.

Artrosi: malattia degenerativa

• delle articolazione che

attualmente colpisce le persone

anziane. In passato non era

dovuta all'età avanzata ma

all'attività fisica (uso strenuo

delle articolazioni per le attività

agricole). Il progresso tecnologico

ha contribuito a ridurre la

degenerazione articolare nel

corso del Medioevo.

Infezioni: % di individui con

• infezioni ossee (periostiti) nelle

diverse epoche: è evidente il

rapporto con la densità abitativa.

Le infezioni ossee aumentano

progressivamente (picco

→

nell'antichità classica

urbanizzazione). È la densità

abitativa che condiziona

l'insorgenza di malattie infettive

che lasciano tracce sullo scheletro.

Lebbra: ha un andamento

oscillatorio. E' documentata

in paleopatologia a partire

dall'Antichità classica,

aumenta nel Medioevo e

declina nella prima Età

moderna.

Sappiamo di essa attraverso

citazioni letterarie.

Aumenta nel basso Medioevo con le crociate. Nel XV secolo la lebbra regredisce

spontaneamente ed abbandona l'Europa mediterranea nel XVII secolo, parallelamente

all'aumento della tubercolosi in Età mo