Che materia stai cercando?

Anteprima

ESTRATTO DOCUMENTO

“Quindi questa capacità non puramente discriminativa ma generativa, che è una caratteristica

peculiare della comunicazione linguistica umana, può avere relativamente antiche radici nelle

29

caratteristiche di segnalazione dei nostri antenati scimmie” .

Il dato interessante è che, usando tecniche di imaging cerebrale, si è visto che il circuito che

attivano gli scimpanzè, per comunicare a gesti e a segni, è simile a quello che usano gli umani per

parlare: giro inferiore frontale sinistro (dove è collocata l’area di Broca negli umani) e altre aree

sub-corticali collegate alla corteccia prefrontale. Ciò suggerisce che i substrati nervosi del

30

linguaggio umano possano essere presenti in comuni antenati di umani e scimpanzè .

Rilevante ai fini della ricostruzione della nascita del linguaggio è la scoperta che quello che è

passato come il “gene del linguaggio” (FOXP2) - e cioè la novità genetica che avrebbe consentito la

nascita del linguaggio nella specie Homo sapiens sapiens - in realtà è condiviso con i nostri cugini

di Neanderthals e che quindi tali mutazioni genetiche dovrebbero aver riguardato l’antenato comune

31 .

a noi e a Neanderthal, vissuto all’incirca 300.000-400.000 anni fa

Questo rafforza la più accettabile ricostruzione fino ad ora presentata dell’origine del linguaggio ad

32

opera di P. Lieberman che mostra la comparsa del linguaggio come risultato della combinazione

tra cervello di ampie dimensioni e arrotondamento del cranio, con conseguente formazione di un

tratto sopralaringeo adeguato alla produzione del linguaggio articolato.

Questa stretta relazione tra cambiamento del corpo e cambiamento del cervello ha permesso

l’emergere del linguaggio che, a sua volta, come molti autori del passato avevano sottolineato,

funge da volano per lo sviluppo del cervello medesimo.

Anche l’istinto è un apprendimento: ma come si forma?

Da quanto esposto, si può concludere che né il paradigma discontinuista basato

sull’incommensurabilità umana, alla Cartesio-Chomsky, né quello continuista basato sulla riduzione

dell’animale, umano e non, a una macchina preordinata, alla La Mettrie-Gazzaniga, sono in grado di

dare ragione dei dati di unità e diversità che si riscontrano tra mente umana e mente animale.

Il paradigma etologico, basato sull’apprendimento e che trova radici in Condillac, Cabanis,

Lamarck e Darwin, è certamente quello più soddisfacente, ma presenta una questione di fondo

irrisolta: come si formano gli istinti e, soprattutto, come vengono trasmessi?

Per Condillac sono frutto dell’apprendimento; concetto condiviso da Darwin che parla,

lamarckianamente, di trasmissione di caratteri acquisiti, ma solo in parte, in quanto, a suo avviso,

29 ibidem

30 Tagliatatela 2008

31 Krause J et al. 2007

32 Lieberman 2007

alcuni istinti sono semplice frutto della selezione naturale. Cabanis dal canto suo mette in luce la

relazione tra comportamenti e organizzazione interna dell’animale.

L’etologia contemporanea evita di affrontare il nodo limitandosi a dare per scontata l’esistenza

degli istinti e più in generale di una “programmazione biologica di specie” codificata nel cervello e

trasmessa per via genetica.

Ma questo presupporrebbe una fissità delle specie o una loro modificazione per via puramente

casuale. E cioè l’organizzazione della vita sarebbe assolutamente ininfluente sulle caratteristiche

dell’ evoluzione della vita.

In realtà, cominciamo ad avere dati che dimostrano che la vita retroagisce sul genoma, sulla sua

espressione, che può essere codificata in un sistema stabile, chiamato epigenoma, il quale può

essere trasmesso non solo alle cellule del soma, ma, almeno in parte, anche a quelle germinali con

conseguente influenza sulla ereditarietà transgenerazionale.

Per apprezzare la portata del cambiamento in atto, è però opportuno un breve richiamo al contesto,

partendo dal suo pilastro: il cosiddetto “dogma centrale” annunciato da Crick mezzo secolo fa.

IL DOGMA CENTRALE DELLA BIOLOGIA MOLECOLARE E IL SUO CROLLO

Secondo il “dogma centrale della biologia molecolare”, formulato da Francis Crick alla fine degli

33

anni ’50 e poi precisato nel 1970 , l’informazione genetica contenuta nel DNA viene

accuratamente trascritta in RNA, la quale viene poi tradotta, senza alcuna ambiguità in una proteina,

che costruirà la struttura da cui emergerà la funzione dell’organismo.

Questa impostazione, che “a livello concettuale rappresenta una netta vittoria della (antica)

concezione “preformista” che afferma la presenza di tutta l’informazione necessaria allo sviluppo

34

dell’organismo già nell’ovulo fecondato” , implica che il genoma è un’ “invariante fondamentale”,

la sede del “progetto” da cui sorgerà una sola configurazione, come scrisse Jacques Monod nel suo

celebre Il caso e la necessità.

L’epistemologia di questo paradigma è limpida: ciò che conta per la vita sta nella sequenza delle

basi del DNA; il comportamento dell’essere vivente e le caratteristiche dell’ambiente in cui vive

hanno un valore solo in quanto possono entrare in conflitto più o meno parziale con l’informazione

genica. La direzione di marcia della vita va quindi dai geni alle proteine e non viceversa. Di qui i

corollari del dogma centrale: la supremazia dei geni sull’espressione concreta della vita (il

fenotipo), sui comportamenti e sull’ambiente; la casualità della variabilità genetica e quindi della

stessa evoluzione della vita.

33 Crick 1970

34 Buiatti 2005, p. 128. Vedi anche Buiatti in questo volume

In realtà, negli ultimi anni, numerose osservazioni scientifiche contraddicono i pilastri del dogma

centrale.

Biologia, immunologia, neuroscienze: le crepe nel muro di Crick

Per esempio, in Biologia è da tempo assodato che il genotipo non spiega il fenotipo nel senso che

un genotipo può dare più fenotipi: quindi da uno stesso programma genetico possono emergere più

organismi e cioè diverse manifestazioni concrete delle vita.

A livello di biologia molecolare, lo scoperta del cosiddetto “splicing alternativo” ha demolito il

→1 →

dogma 1 gene proteina, sostituendolo con 1 gene più proteine. Ma è chiaro che è anche

→1 o più proteine.

possibile: più geni

Crick assegnava comunque un ruolo centrale alla direzione del processo della vita, che il dogma

enuncia così: DNA→RNA→Proteine, cioè: l’informazione contenuta nel DNA viene duplicata, poi

trascritta in RNA e infine tradotta in proteine. Non sarebbero quindi possibili movimenti inversi, di

retroazione dell’RNA e delle proteine sul DNA.

In realtà, è possibile -e in concreto accade- il movimento RNA→DNA, come è stato dimostrato

dall’esistenza di RNA interferenti e cioè da molecole di RNA che invece di comandare la sintesi

delle proteine hanno come compito quello di distruggere alcuni RNA prodotti e addirittura di

bloccare (silenziare, in gergo) il gene (DNA) che li ha prodotti. Inoltre sappiamo che ci sono RNA

35

che funzionano da stampo per il DNA .

Infine, è ampiamente documentato anche il movimento Proteine→DNA, non nel senso che dalle

proteine può venire la sintesi del DNA, bensì nel senso, non meno rilevante, che sono le proteine

che attivano questo o quel segmento di DNA, funzionando da cosiddetti fattori di trascrizione e cioè

da segnali essenziali per far partire la macchina genetica.

Ma c’è un altro punto importante: è ormai assodato che i cambiamenti nel genoma non riguardano

semplicemente le classiche mutazioni nella sequenza delle basi, ma anche l’espressione di questa o

quella sequenza genica (epigenesi). In sostanza, per cambiare l’informazione genica non

necessariamente bisogna cambiare la scrittura fondamentale del genoma, basta anche cambiare il

programma di espressione delle informazioni contenute in quelle sequenze.

Con una metafora, possiamo dire che è sufficiente sovrascrivere sul testo di base, usando una

simbologia che inibisce e attiva questa o quella sequenza genica. Questa sovrascrittura (epigenoma)

viene ereditata dalla cellula quando si divide (mitosi), ma ci sono dati che dimostrano che, almeno

35 Storici 2007 e 2008

in parte, l’epigenoma può trasmettersi tramite le cellule seminali (meiosi) e quindi per via ereditaria

trans-generazionale.

Questa plasticità e flessibilità del genoma trova esempi importanti nel comportamento delle cellule

36

immunitarie e dei neuroni. In particolare, abbiamo numerose evidenze che la psiche e i

comportamenti sono in grado di modellare il cervello, il cui programma genico è quindi

potentemente influenzato dalla retroazione della coscienza, delle emozioni e dei comportamenti.

In conclusione, sono troppi i fenomeni che non trovano spiegazione nella linearità univoca del

dogma centrale e che quindi richiedono un nuovo modello scientifico

Geni e comportamenti, il ruolo dell’epigenetica

“Il fatto che il sistema nervoso centrale determini il comportamento è un concetto universalmente

accettato; il contrario, ovvero la capacità del comportamento di influenzare la struttura e la funzione

37

cerebrale, è invece un’idea che ancora oggi, sebbene ampiamente provata, è poco diffusa” .

L’affermazione di Igor Branchi ed Enrico Alleva, etologi dell’Istituto superiore di sanità,

pronunciata nel corso di un seminario all’Accademia Nazionale dei Lincei, il più illustre consesso

scientifico del nostro Paese, riassume efficacemente l’opinione comune nella comunità scientifica,

secondo la quale la relazione geni-comportamenti è a una sola via, va dai geni ai comportamenti e

non anche da quest’ultimi ai primi. È evidente, infatti, che, se i comportamenti -come scrivono i due

studiosi del comportamento animale- sono in grado di “influenzare la struttura e la funzione

cerebrale”, anche i geni, che presiedono alla struttura e alle funzioni cerebrali, vengono ad essere

influenzati.

Questo influenzamento genetico da parte dei comportamenti è “ampiamente provato” e viene

descritto dagli studi di epigenetica.

Genetica ed Epigenetica

Tanto grandi sono le differenze tra le cellule, anche puramente morfologiche (per esempio tra un

neurone piramidale e un linfocita, incommensurabili sul piano delle dimensioni e della struttura),

che è difficile pensare che contengano lo stesso patrimonio genetico.

36 Alcuni esempi: a) il linfocita non viene semplicemente selezionato dall’antigene, ma vi si adatta, producendo dei

cambiamenti di tipo genico al suo interno (riarrangiamento genico); b) variabilità adattabilità e reversibilità dei fenotipi

linfocitari (TH1-TH2-TH17-Treg) in relazione ai segnali del contesto interno; c) modulazione del sistema immunitario

per via psichica.

37 Branchi, Alleva 2005, p. 238

Per questo, per molto tempo si è pensato che, una volta differenziata, la cellula perdesse

selettivamente alcuni geni. Oggi, sappiamo che la differenziazione cellulare dipende da cambi, che

si realizzano nello sviluppo, nella espressione dei geni piuttosto che da modificazioni nella

sequenza dei nucleotidi. Il mantenimento stabile di queste differenze tra le cellule (nel senso che

vengono conservate e trasmesse con la divisione cellulare, la cosiddetta mitosi) è sotto il controllo

epigenetico, che si realizza modificando l’espressione genica, senza modificare la sequenza del

DNA.

Il termine “epigenetica”, esplicitamente ripreso da Aristotele, è stato usato nel 1947 dall’embriologo

e genetista inglese Conrad Waddington per descrivere la serie di fenomeni, poco noti allora e ancor

oggi in parte oscuri, che portano dal genotipo al fenotipo.

Infatti, la ricerca dell’ultimo mezzo secolo mentre ci ha consentito una buona comprensione del

genotipo, non è riuscita a spiegare le differenze fenotipiche che, in alcuni casi, sono incomprensibili

se si ragiona solo in termini di genoma.

È noto che i gemelli monozigoti hanno lo stesso patrimonio genetico, si può dire che siano dei cloni

sotto il profilo genetico, eppure è documentata una discordanza sia sotto il profilo fenotipico

macroscopico, per esempio l’altezza, sia dal punto di vista della incidenza di malattie che si pensa

abbiamo una solida base genetica come la schizofrenia.

Ma anche nella popolazione umana non consanguinea, il solo criterio della differenza genetica non

38

è in grado di spiegare la notevole diversità fenotipica che si registra tra gli esseri umani .

Tradizionalmente, per superare queste difficoltà, si fa riferimento all’interazione genotipo-ambiente,

ma senza, per lo più, essere in grado di chiarire le caratteristiche delle influenze ambientali sul

genotipo e sul fenotipo.

Oggi, diversi ricercatori pensano che il punto centrale della ricerca non sia il genoma, che ha un suo

elevato grado di stabilità, bensì l’epigenoma che invece rappresenta l’interfaccia biologico delle

relazioni tra individuo e ambiente. In questo quadro, i meccanismi epigenetici possono fornire una

39

chiave interpretativa delle variazioni fenotipiche ( per i meccanismi vedi Box),

L’ereditarietà epigenetica assodata è certamente quella mitotica, come descritto sopra. Evidenze

recenti dimostrano una eredità epigenetica meiotica, quindi di tipo transgenerazionale, nelle

40 41

piante . Studi recenti dimostrano l’esistenza di meccanismi ereditari epigenetici nei mammiferi ,

42

uomo compreso .

38 Hinds 2005

39 Whitelaw, N.C. and Whitelaw, E. (2006)

40 Akimoto 2007

41 Chang, 2006

42 Oates 2006

BOX Epigenetica: definizione e meccanismi

“L’epigenetica è oggi definita come lo studio dei cambiamenti ereditabili nell’espressione genica che

43 .

non sono causati da cambiamenti nella sequenza del DNA”

Al momento attuale, quattro sono i meccanismi di regolazione epigenetica identificati.

1. Metilazione del DNA. È il meccanismo epigenetico meglio caratterizzato. Nei mammiferi la

metilazione avviene pressoché esclusivamente a livello della citosina all’interno dei

dinucleotidi CpGs (dove “p” è il gruppo fosfato), anche chiamate “isole”, convertendo la

citosina in 5-metilcitosina. Dopo la replicazione del DNA, l’enzima DNA metiltransferasi

(DNMT) provvede al ripristino della “segnatura” metilica nei filamenti duplicati garantendo

così la perpetuazione dell’informazione epigenetica alle cellule figlie (eredità epigenetica

mitotica).

2. Rimodellamento della cromatina tramite la modificazione degli istoni. La cromatina presenta

diversi gradi di compattamento, la cui conformazione è regolata da una serie di modificazioni

dei residui di lisina nelle code istoniche, sotto forma di acetilazione (tramite l’enzima HAT

istone acetiltransferasi) e di deacetilazione (tramite l’enzima HDCA, istone deacetilasi),

metilazione, fosforilazione e altro ancora (ubiquitinazione). Meccanismi complessi, ancora di

difficile lettura nelle loro reciproche interazioni. Ma sappiamo che c’è un equilibrio tra gli

enzimi: per esempio, l’acetilazione rendendo la cromatina più accessibile favorisce una

44

demetilazione .

3. Le proteine che legano il DNA funzionano da fattori di trascrizione e quindi rappresentano una

via fondamentale di regolazione dell’espressione genica. “Contrariamente alla nozione

popolare che tutti i meccanismi epigenetici coinvolgono la modificazione covalente del DNA o

delle proteine istoniche, i fattori di trascrizione con la loro attività autoregolativa, chiaramente

45

rendono possibile l’ereditarietà mitotica e potenzialmente meiotica della espressione genica” .

4. RNA non codificanti. Si tratta di piccoli RNA, chiamati anche small interfering RNA (siRNA)

oppure microRNA, la cui finalità non è quella di tradurre l’informazione genetica in proteine,

, da cui essi sono derivati e, al

bensì di distruggere copie di RNA messaggero (mRNA) anomale

tempo stesso, di silenziare il gene che ha prodotto l’mRNA anomalo promuovendo una sua

46

metilazione . Molto recentemente si sono scoperti altri meccanismi con cui questi RNA non

codificanti (ncRNA) partecipano all’epigenesi a vari livelli contribuendo quindi alle

47

caratteristiche del fenotipo e alla epigenetica trangenerazionale .

43 Waterland, Michels 2007

44 Szif, McGowan, Meaney 2008

45 Waterland, Michels 2007, p. 368

46 Jablonka, Lamb 2007, p. 166

47 Costa 2008

Tralasciando qui gli studi sulle piante, le quali, a causa della loro non completa separazione tra

linea germinale e autosomica, potrebbero costituire una eccezione, sia pur gigantesca, alle

regole della riproduzione della vita, valide anche per il mondo animale, segnalo alcuni lavori sul

mondo animale.

Gli studi sugli animali

Un gruppo del Center for Reproductive Biology della Washington University ha realizzato una

serie di esperimenti sull’animale utilizzando un endocrine disruptor, il fungicida “vinclozolina”,

che ha una documentata attività anti-adrogena.

In un primo esperimento, i ricercatori hanno dimostrato che l’esposizione al fungicida di un

animale, nel momento della sua determinazione sessuale gonadica, ha causato un effetto

transgenerazionale sulla fertilità maschile e sulla funzione testicolare: più del 90% dei maschi di

tutte le successive generazioni analizzate (F1-F4) avevano, infatti, una ridotta capacità

48

spermatica .

Successivamente, questo gruppo di animali è stato studiato a distanza di un anno, trovando,

nelle stesse generazioni, una vasta varietà di altre malattie, inclusi tumori, malattie della prostata

49

e del rene . I ricercatori notarono che “l’alta frequenza della prevalenza delle malattie negli

animali colpiti (dal 20 al 50%) non poteva essere attribuita a mutazioni nella sequenza del DNA,

che generalmente si presentano con una frequenza minore dello 0,01%. Quindi, si proponeva

[come spiegazione] un meccanismo epigenetico coinvolgente la metilazione del DNA della

linea germinale”.

Ipotesi che è stata effettivamente confermata dall’analisi delle alterazioni nella metilazione di

50 .

geni e sequenze Dna, di derivazione paterna, che risultano associate alle malattie riscontrate

Lo stesso gruppo di ricercatori, in collaborazione con un gruppo del dipartimento di Integrative

Biology e di quello di Psicologia della Università del Texas, più recentemente ha dimostrato che

femmine di ratto non esposte da tre generazioni al fungicida evitano di accoppiarsi con maschi

che sono stati esposti all’ endocrine disruptor. Le conclusioni dei ricercatori meritano di essere

riportate: “Questi risultati indicano che l’ereditarietà epigenetica transgenerazionale, prodotta

48 Anway 2005

49 Anway 2006

50 Chang 2006

dall’azione di una sostanza chimica interferente endocrina, rappresenta una, forza, fino ad ora

trascurata, di selezione sessuale. Le nostre osservazioni portano una diretta evidenza

51

sperimentale del ruolo dell’epigenetica come un determinante fattore evolutivo” .

Gli studi sugli umani 52

Tra i pochi studi sull’uomo, va segnalato un lavoro recente su una coppia dei gemelli

monozigoti discordanti riguardo ad una rara malattia, segnalata per la prima volta nel 1993 e

successivamente nel 2002, definita “anomala duplicazione caudale” (OMIM 607864).

La malattia consiste in una duplicazione della parte distale della spina dorsale (da L4) con

duplicazione di organi della cavità pelvica (come utero, colon, vagina, vescica), tumori e spina

bifida.

L’analisi genetica non presentava mutazioni nelle sequenze del DNA bensì, nel gemello malato,

la presenza di una metilazione molto più elevata di una regione del promotore del gene AXIN1,

che codifica per un inibitore della via di segnalazione intracellulare Wnt, che, nell’animale, è

dimostrato causi una segnalazione che porta alla duplicazione della spina dorsale. Al riguardo,

documentata è la “coda biforcuta” nell’animale che presenta una mutazione nell’Axin locus.

Quindi, l’ipermetilazione del promotore di un gene inibitore causa l’attivazione di una via di

segnalazione che porta alla duplicazione anomala della parte distale della spina dorsale.

Un altro studio ha dimostrato che uomini di Taiwan che masticano regolarmente semi di una

palma, conosciuti come “noci di betel” e che li predispone al diabete, trasmettono questo rischio

alla progenie. Prove sui topi alimentati con gli stessi semi hanno dato i medesimi risultati:

53

l’alterazione epigenetica si trasmette per via paterna

54

Infine, uno studio recente di oncologi dell’Università di Sydney ha rintracciato un’

epimutazione su un gene di riparazione, l’allele MLH1, che predispone allo sviluppo del cancro

in particolare del colon-retto. Studiando i figli di persone con diagnosi di cancro e con

l’epimutazione, i ricercatori hanno trovato che l’epimutazione in due dei tre figli maschi di una

donna era stata trasmessa ma riportata allo stato normale, mentre nel terzo figlio

l’ipermetilazione del gene MLH1 era ancora rintracciabile a livello somatico, ma era stata

eliminata a livello spermatico.

51 Crews 2007

52 Oates 2006

53 Chen 2006

54 Hitchins 2007

Lo studio, davvero intrigante, ha meritato un articolato commento da parte della rivista che lo ha

pubblicato, il New England Journal of Medicine, il cui pubblico è composto prevalentemente da

clinici e non da ricercatori sperimentali. 55

Lo studio, scrivono Roger G. Gosden e Andrew P. Feinberg , dimostra che l’epimutazione è

trasmissibile e che, al tempo stesso, funziona un meccanismo di cancellazione della segnatura,

che è molto più efficiente nel gamete maschile rispetto a quello femminile. L’epigenoma quindi

è soggetto a riprogrammazione al momento della fecondazione, con cancellazione di tutta (o

quasi) la segnatura epigenetica presente nei gameti parentali. Tale riprogrammazione di solito è

56

più radicale nel gamete maschile e più lenta nel gamete femminile . Anche per questa diversità

di comportamento legata al sesso, non tutto potrebbe essere cancellato, anzi, secondo i due

commentatori del New England, bisogna prendere atto che occorre passare a un nuovo modello

di ereditarietà, che spiega meglio del vecchio modello la trasmissione e l’insorgenza delle

malattie. L’immagine e la didascalia scritta degli autori illustra il concetto.

A Model of the Interaction between Genetic and Epigenetic Factors in Disease

Gosden R and Feinberg A. N Engl J Med 2007;356:731-733

“Malattie comuni – neuropsichiatriche, reumatologiche e cancro- possono presentare una combinazione del

genotipo e dell’epigenotipo. In aggiunta alla classica visione che la variazione genetica e l’ambiente influenzano il

fenotipo, il modello genetico ed epigenetico di malattie comuni suggerisce che l’epigenotipo modula gli effetti

genetici. L’epigenotipo, a sua volta, è influenzato dall’ambiente, dall’epigenotipo dei genitori, dall’età e dal

genotipo nei loci che regolano la metilazione del DNA e della cromatina”. Gosden, Feinberg 2007

55 Gosden, Feinberg 2007

56 Morgan 2005

Modulazione dell’epigenotipo tramite l’ambiente e i comportamenti

Da quanto sopra riportato, risulta chiaro che le fasi precoci dello sviluppo rappresentano finestre

rilevanti per la definizione dell’epigenotipo.

Di notevole interesse, anche per i suoi risvolti pratici, gli studi che da anni conduce il Laboratorio

diretto da Michael Meaney alla McGill University a Montreal, centrati sulle relazioni materne e

ambientali delle prime fasi dello sviluppo e l’assetto dell’asse dello stress (asse Ipotalamo-Ipofisi-

Surrene, HPA) dei giovani ratti oggetto delle sperimentazioni. Cuccioli allevati da madri “poco

premurose” rispetto ad altri allevati da madri “premurose”, presentavano una ipermetilazione a

livello della citosina e degli istoni del promotore del gene del recettore per i glucocorticoidi (GR)

dell’ippocampo. Questi animali, nel corso dello sviluppo, presentavano una alterazione della

risposta di stress rispetto a ratti allevati con maggiore cura e, il dato più importante, le femmine

degli animali, allevati da madri poco amorevoli, presentavano lo stesso epigenoma delle madri e

quindi riproducevano lo stesso comportamento, poco amorevole, sui loro figli.

Dida: A sinistra cuccioli allevati da madri ad alto livello di cura; a destra cuccioli allevati da madri a basso livello di

cura. Nel primo caso l’aumento della serotonina nel cervello dei cuccioli accuditi determina l’aumento di un fattore di

trascrizione cellulare (NFGI-A) che attiva (tramite la diminuzione della metilazione del DNA e l’ aumento

dell’acetilazione) il gene che comanda la produzione dei recettori per il cortisolo: ne risultano animali che reggono bene

lo stress e, tra di loro, le femmine riproducono questo comportamento con i propri figli. Nel caso opposto si ha un

blocco dell’espressione genica (ipermetilazione) che determina animali che reggono male lo stress con la riproduzione

del comportamento materno di scarso accadimento.

Legenda: High-LC, High licking and grooming, Elevata attitudine a leccare e pulire (la prole)

NGFI-A, nerve growth factor-inducible clone A Clone A da fattore di crescita nervoso inducibile

Una infusione centrale di un inibitore dell’acetilasi istonica rimuoveva le differenze

nell’acetilazione istonica, nella metilazione del DNA, nell’espressione del Recettore per i

Glucorcorticoidi (GR) e nella risposta dell’asse HPA allo stress. La conclusione degli autori è:

“Noi abbiamo mostrato che lo stato epigenetico di un gene può essere stabilito attraverso un

57,58 .

programma comportamentale e che è potenzialmente reversibile”

Lo stesso gruppo di ricerca ha mostrato un’ analoga influenza del comportamento materno nella

59

metilazione del promotore del gene del recettore estrogenico alfa .

Recentemente, Michael Meaney ha riassunto queste ed altre esperienze con le seguenti parole:

“L’epigenoma del feto in sviluppo è particolarmente sensibile alla nutrizione materna e alla

esposizione a tossine ambientali così come allo stress psicologico. Noi concludiamo che non solo

l’esposizione del cucciolo a sostanze chimiche ma anche all’ambiente sociale e alle cure materne,

60

può influenzare l’epigenoma” .

Ma l’assetto dell’epigenotipo non è confinato alle prime fasi della vita, è anche il prodotto della vita

adulta.

Al riguardo, rilevante è uno studio del laboratorio di Epigenetica dell’Istituto Nazionale di Ricerca

sul Cancro della Spagna, che ha preso in esame 80 coppie di gemelli monozigoti, maschi e

femmine, con un range di età dai 3 ai 74 anni, età media di circa 30 anni. I ricercatori hanno

riscontrato differenze epigenetiche significative in circa un terzo delle coppie di gemelli

monozigoti. Molto significativo è che questa discordanza cresceva con il crescere dell’età e con la

61

diversificazione delle abitudini e degli ambienti di vita .

CAMBIAMENTO PARADIGMATICO EPOCALE

57 Weaver 2004

58 McGowan, Meaney, Szyf 2008

59 Champagne 2006

60 Szyf, Weaver, Meaney 2007

61 Fraga 2005

Da quanto fin qui esaminato appare chiaro che ci troviamo di fronte a un processo di rottura e

cambiamento del modello scientifico classico definito dalla Sintesi neo-darwiniana negli anni ’40

del secolo scorso e dalla genetica incardinata sul “dogma centrale della biologia molecolare”.

Non posso qui sviluppare le implicazioni epistemologiche e di storia della scienza contenute in tale

cambiamento, ma, stando all’essenziale, mi pare possibile mettere un punto fermo in un campo che,

è agevole prevedere, sarà effervescente nei prossimi anni.

Certamente non è in discussione l’evoluzionismo o la centralità della ricerca genetica, ma è sotto

accusa un paradigma scientifico, neo-darvinista e riduzionista, ancorato a una visione metafisica del

genoma, il cui cambiamento viene concepito possibile solo casualmente e che non contempla la

retroazione adattativa dell’organismo sull’ambiente.

In realtà, come abbiamo visto, i meccanismi epigenetici non sono circoscritti alle prime fasi dello

sviluppo embrionale, bensì sono attivi anche nell’adulto rappresentando la risposta adattativa del

genoma all’ambiente e alle sue modificazioni. Il genoma, di per sé, è l’insieme di una gamma di

adattamenti all’ambiente, che può essere più o meno valido anche in virtù di possibili difetti

contenuti nella sequenza delle basi, ma esso esprime solo una potenzialità: per passare dalla potenza

all’atto deve essere sottoposto a un programma di espressione. Adesso è chiaro che il genoma è

programmato dall’epigenoma.

“L’aver realizzato che il genoma è programmato dall’epigenoma e che questa programmazione

potrebbe essere importante come la sequenza stessa nella funzionalità esecutiva del genoma, offre

62

un nuovo approccio all’annoso mistero delle interazioni gene-ambiente” . Ma non solo.

L’epigenetica ha infatti implicazioni plurime: obbliga una riconsiderazione dello stesso paradigma

63

evoluzionista neo-darwiniano ; consente di rintracciare nelle “impostazioni iniziali della vita” le

64

radici di disordini che si manifestano nella vita adulta ; apre possibilità di indagine precoce su

65

modificazioni cellulari epigenetiche che possono dar luogo a patologie rilevanti come cancro e

malattie cardiovascolari e autoimmuni, promettendo nuovi possibili interventi di correzione

66 67

dell’errore epigenetico sia tramite farmaci sia tramite comportamenti (dieta , attività fisica,

gestione dello stress).

Insomma siamo all’inizio di un epocale cambiamento del paradigma della biologia molecolare dalle

conseguenze molteplici, tra cui una davvero essenziale: il nuovo modello molecolare si sposa

62 Szif, McGowan, Meaney 2008, p. 56

63 Jablonka, Lamb 2007 ma vedi anche Cavalli Sforza in questo volume sulla cultura come forza evolutiva

,

64 Waterland, Michels 2007

65 Esteller 2008

66 Mehler 2008

67 Delage, Dashwood 2008

perfettamente con la visione sistemica dell’organismo umano che la Pnei è venuta costruendo nel

corso dell’ultimo mezzo secolo.

Il paradigma della Psiconeuroendocrinoimmunologia: le radici recenti

La Pnei ha le sue radici nelle ricerche sulla neurobiologia dello stress iniziate da Hans Selye negli

anni ’30 del secolo scorso e rappresenta la più robusta controtendenza al paradigma meccanicista e

riduzionista che, a partire dalla seconda metà del XIX secolo, diventa dominante in biomedicina.

La storia dell’affermarsi del paradigma meccano-riduzionista può essere così riassunta.

La medicina “razionale” nasce, anche in Occidente nel V secolo a.C., con uno sguardo olistico.

68

Modello olistico che in Europa , dal punto di vista scientifico, regna incontrastato fino al XVII

secolo e, dal punto di vista della pratica medica, è operante fino ai primi decenni del Novecento.

La prima rivoluzione è Cartesio (prima metà del XVII), anche se la pratica anatomica è precedente

(Vesalio 1543). Certamente è Cartesio che influenza fortemente lo sviluppo della ricerca scientifica

sull’uomo (Malpighi, Borelli). E questo è indubbiamente un grande merito.

Su Cartesio è invalso un luogo comune tra i critici del meccanicismo che non situa storicamente

l’opera di questo notevole filosofo e scienziato e quindi trascura la rottura epocale realizzata dalla

sua opera verso l’arretrato sapere dominato dalla Chiesa, appiattendone la ricchezza

dell’articolazione delle stesse relazioni mente-corpo, ben presente nelle sue opere più mature,

69

attribuendogli l’origine di tutte le successive malefatte del riduzionismo .

È però fuori di dubbio che la filosofia meccanica, che s’ispira a Cartesio, sarà una corrente

fondamentale della scienza e della medicina nel seicento e nel settecento e lascerà il segno.

Nel Settecento, il vitalismo è la risposta al meccanicismo.

Una corrente feconda non tanto per le risposte che riuscirà a dare alle domande fondamentali sulla

vita, poiché sarà prigioniera di un metafisico “principio vitale”, quanto per la rivendicazione della

specificità della vita che non è riducibile alle leggi della fisica meccanica.

Da qui sorgerà quella esperienza brevissima e unica dei medici filosofi (Bichat e Cabanis), nella

Francia post-rivoluzione a cavallo dell’Ottocento, che cercarono di uscire dalla strettoia del

meccanicismo e del vitalismo spiritualista per fondare una visione sistemica dell’organismo umano:

70

una scienza dell’uomo che unisse filosofia e medicina in uno sguardo unitario . Un progetto che

non s’affermerà, poiché la scienza in medicina prenderà un’altra strada, quella del riduzionismo,

anche se il processo non è lineare come lo raccontano quei libri di favole che sono i manuali di

68 In Cina permarrà dando vita alla Medicina Tradizionale Cinese

69 Per un giudizio equilibrato su Cartesio vedi Nunzio Allocca in questo volume

70 Bottaccioli 2007

storia della medicina. Un approccio sistemico che teorizza la stretta connessione tra mente e corpo

sarà infatti molto presente nella fisiologia e soprattutto nella nascente neurofisiologia ottocentesca

tedesca, inglese e italiana (Johannes Müller, Thomas Laycock, e Paolo Mantegazza) e avrà precisi

71

echi nelle riflessioni dell’ultimo Darwin .

Quindi anche in epoca positivista è presente una visione unitaria dell’organismo umano, non

72

riduzionista, non meccanicista, ma olistica e sistemica .

Resta il fatto che c’è una forte spinta al riduzionismo in fisiologia e medicina che emerge negli anni

’30 dell’Ottocento dal notevole lavoro scientifico di Theodor Schwann - assistente di Müller a

Berlino e autore della prima sintesi della teoria cellulare - e dalla successiva sistemazione

fisopatologica di Rudolph Virchow.

Nella sezione conclusiva del suo studio sulla teoria cellulare (1839), Schwann critica, con chiaro

riferimento al suo maestro, ogni visione teleologica a favore di una esplicita visione fisicalista.

Alcuni anni dopo (1848), Emil Du Bois-Reymond, che succederà a Müller nella cattedra di

fisiologia della capitale tedesca, sintetizzerà in modo efficace il programma riduzionista della

fisiologia tedesca con le seguenti parole:

Se guardiamo all’evoluzione della nostra scienza non possiamo fare a meno di rilevare come

l’area dei fenomeni imputati alla forza vitale si restringe vieppiù ogni giorno che passa, in

quanto sempre più territorio è assegnato alla giurisdizione delle forze fisiche e chimiche (…)

Non possiamo non aspettarci che un giorno (…) la fisiologia sarà dissolta nella fisica e nella

73 .

chimica organica

Questo indirizzo, definito da Ernst Mayr “il manifesto del riduzionismo”, ebbe un’influenza

notevole non solo nell’orientare la ricerca fisiologica in termini strettamente quantitativi, ma anche

creando un’opinione diffusa favorevole al programma scientifico di “spiegare i fenomeni biologici

74

in termini chimico-fisici” .

In realtà, il superamento del vitalismo, senza cadere nella trappola del riduzionismo fiscalista, era il

75

programma scientifico comune a Bichat e a Virchow . Dalla critica alle eccessive pretese della

fisica e della chimica verso la biologia, Virchow approderà però a una nuova forma di

riduzionismo, alla visione della cellula come centro unitario, autonomo e uniforme dell’organismo,

71 In particolare nella sua opera L’Espressione delle emozioni cfr. Darwin 1999

72 Vedi il contributo di Tullio Seppilli in questo volume

73 cit. da Holmes 1998, p. 112, il corsivo è mio.

74 Mayr 2005, p. 70

75 Virchow 1969


PAGINE

33

PESO

277.76 KB

AUTORE

Atreyu

PUBBLICATO

+1 anno fa


DESCRIZIONE DISPENSA

Questa dispensa si riferisce alle lezioni di Storia del pensiero scientifico, tenute dal Prof. Nunzio Allocca nell'anno accademico 2011 e tratta i seguenti argomenti:
[list]
Genetica;
Mente animale e mente umana;
Alterità genetica umana;
Cervello: fabbrica comportamenti;
Intelligenza animale, istinto e linguaggio;
Biologia molecolare;
BOX epigenetica;
Epigenotipo.
[/list]


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in filosofia
SSD:
A.A.: 2011-2012

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Storia del pensiero scientifico e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università La Sapienza - Uniroma1 o del prof Allocca Nunzio.

Acquista con carta o conto PayPal

Scarica il file tutte le volte che vuoi

Paga con un conto PayPal per usufruire della garanzia Soddisfatto o rimborsato

Recensioni
Ti è piaciuto questo appunto? Valutalo!

Altri appunti di Storia del pensiero scientifico

Filosofia della scienza - Crisi dei fondamenti
Dispensa
Teoria cartesiana della visione
Dispensa
Filosofia della scienza
Dispensa
Rinascimento - Rivoluzioni scientifiche
Dispensa