\nl\u2019organismo vivente deve essere descritto come uno stato di non-equilibrio<\/strong>, dal momento che uno stato di equilibrio viene raggiunto quando si raggiunge il massimo disordine.<\/p>\nPerch\u00e8 questo stato ordinato si mantenga, ovvero si mantenga quella configurazione, il sistema deve spendere (dissipare<\/strong>) energia. Ogni sistema vivente (ovvero sistema autopoietico<\/strong> 12<\/strong><\/span> che \u00e8 in grado di autogenerarsi e di badare a se stesso) pu\u00f2 essere descritto come un sistema aperto in stato stazionario lontano dall\u2019equilibrio termodinamico 13<\/strong><\/span>.<\/p>\n<\/blockquote>\nSistemi non-lineari<\/h3>\n
Questo \u00e8 il senso dell\u2019ormesi<\/strong> come si pu\u00f2 evincere dalla letteratura dove il principio dell\u2019asinus asino et sus sui \u00e8 operativo, dove cio\u00e8 ciascuno si limita a mirare al suo traguardo e dove ci si chiede comunemente perch\u00e8 un fenomeno di cos\u00ec patente rilevanza sia stato ignorato o trascurato per cos\u00ec tanto tempo nella letteratura scientifica.<\/p>\nLa risposta \u00e8 semplice: l\u2019ormesi non \u00e8 comprensibile se si adotta un principio lineare di causa-effetto, come la tossicologia e la medicina (e la scienza in generale) sono stati soliti usare nel loro sviluppo durante la prima met\u00e0 del secolo scorso<\/strong>.<\/p>\nMa il secolo scorso si \u00e8 caratterizzato per tre grandi rivoluzioni scientifiche, che sono state il risultato della<\/p>\n
\n- formulazione della teoria della relativit\u00e0,<\/li>\n
- dello sviluppo della meccanica quantistica<\/li>\n
- e della termodinamica del non equilibrio<\/strong>.<\/li>\n<\/ul>\n
L’auto-organizzazione della materia vivente<\/h3>\n
Quest\u2019ultima ha permesso di definire nella seconda met\u00e0 del secolo l\u2019essenza dell\u2019organismo vivente. Ogni organismo vivente \u00e8 definito da un numero di variabili che non sono fra loro indipendenti, ma sono fortemente correlate. <\/strong><\/p>\nQuesto tipo di sistema \u00e8 detto essere cooperativo e non pu\u00f2 essere descritto da una serie di equazioni lineari, ma richiede metodi di dinamica nonlineare<\/strong>.<\/p>\nL\u2019auto-organizzazione<\/strong> che definisce la vita \u00e8 possibile solo se si realizza la coerenza e la comunicazione fra tutti i costituenti dell\u2019organismo in modo da consentire lo scambio di informazione biologica<\/strong>.<\/p>\nLostato di non-equilibrio<\/h3>\n
Poich\u00e8 tale situazione richiede una certa configurazione fra i costituenti dell\u2019organismo, ovvero un certo ordine, l\u2019organismo vivente deve essere descritto come uno stato di non-equilibrio<\/strong>, dal momento che uno stato di equilibrio viene raggiunto quando si raggiunge il massimo disordine<\/strong>.<\/p>\nStrutture dissipative<\/h3>\n
Perch\u00e8 questo stato ordinato si mantenga, ovvero si mantenga quella configurazione, il sistema deve spendere (dissipare<\/strong>) energia. Ogni sistema vivente (ovvero sistema autopoietico 12<\/strong><\/span> che \u00e8 in grado di autogenerarsi e di badare a se stesso) pu\u00f2 essere descritto come un sistema aperto in stato stazionario lontano dall\u2019equilibrio termodinamico 13<\/strong><\/span>.<\/p>\nLo stato stazionario viene mantenuto da un continuo scambio di materia e energia nell\u2019interazione con l\u2019ambiente che lo circonda<\/strong>.<\/p>\nContinue riparazioni<\/h3>\n
Queste interazioni implicano sempre variazioni strutturali del sistema e in tal senso si pu\u00f2 dire che sono una fonte continua di danni che alterano il sistema originale di comunicazione. Per mantenere lo stato stazionario l\u2019organismo pertanto reagisce o riparando i danni, oppure attivando dei percorsi alternativi in grado di sostituire il meccanismo danneggiato<\/strong>.<\/p>\nIn ogni caso quando a seguito di un\u2019interazione, il sistema \u00e8 spostato dal suo stato stazionario, esso tende a reagire nel senso di opporsi alle variazioni indotte dall\u2019interazione con l\u2019agente esterno allo scopo di ristabilire lo stato stazionario originale.<\/p>\n
\nIl punto chiave \u00e8 che il sistema reagisce in maniera tale da mantenere inalterata la sua identit\u00e0, ovvero la sua organizzazione strutturale<\/strong>.<\/p>\n<\/blockquote>\nOmeostasi<\/strong><\/h2>\nL\u2019espressione di questa autoreferenza \u00e8 data dall\u2019 omeostasi<\/strong>, che altro non \u00e8 che un sistema di autoproteggersi<\/strong> dalle interazioni con l\u2019ambiente.<\/p>\nL\u2019intero sistema quindi pu\u00f2 essere descritto come un sistema cooperativo di unit\u00e0 costituenti (le cellule), le quali devono soddisfare due requisiti.<\/p>\n
\n- Il primo \u00e8 che devono contenere intrinsecamente lo stesso software delle altre (cio\u00e8 il DNA<\/strong>) che fornisce tutte le informazioni di cui possono avere bisogno<\/li>\n
- e il secondo \u00e8 che devono essere in grado di comunicare la loro attivit\u00e0 che viene svolta seguendo le informazioni fisiche e chimiche delle cellule circostanti.<\/li>\n<\/ul>\n
Questo permette una reazione concertata nei confronti della perturbazione esterna<\/strong> e questa reazione \u00e8 primariamente volta a annullare questa perturbazione, come \u00e8 facilmente intuibile dalle seguenti considerazioni.<\/p>\nI sistemi complessi<\/span><\/h2>\nLa complessit\u00e0 del sistema organismo non permette una trattazione matematica completa che riproduca la fenomenologia. Tuttavia anche una ipersemplificata schematizzazione di quanto sopra menzionato comporta una serie di considerazioni qualitative di notevole interesse. Un sistema aperto, come ogni organismo vivente, \u00e8 caratterizzato dallo scambio di materia con l\u2019ambiente che lo circonda.\u00a0<\/span><\/p>\nModelli<\/h3>\n
Questo implica un flusso di una sostanza X<\/strong> dall\u2019esterno verso l\u2019interno del sistema. Sia [Xext<\/span>]<\/strong> la concentrazione di X<\/strong> fuori dal sistema e [Xint<\/span>]<\/strong> la concentrazione di X<\/strong> all\u2019interno del sistema. Ammettendo che tale flusso sia semplicemente controllato dalla diffusione, esso sar\u00e0 proporzionale alla differenza fra la concentrazione esterna e quella interna [Xext<\/span>] – [Xint<\/span>]<\/strong> e il flusso sar\u00e0 massimo quando [Xint<\/span>] = 0<\/strong> e nullo quando [Xint<\/span>] = [Xext<\/span>]<\/strong>. Pertanto se solo il processo di diffusione \u00e8 operativo, la variazione di [Xint<\/span>]<\/strong> nel tempo sar\u00e0 data da:<\/p>\n\u03b4[Xint<\/span>]\/\u03b4t = K ([Xext<\/span>] – [Xint<\/span>])<\/strong><\/p>\nove K<\/strong> \u00e8 la costante di proporzionalit\u00e0.<\/p>\nSupponiamo ora che la sostanza X<\/strong> una volta giunta all\u2019interno del sistema dia origine a una reazione reversibile con formazione di una sostanza Y<\/strong> e una reazione irreversibile con formazione di una sostanza Z, che viene ad essere un prodotto di scarto. Sia la sostanza Z<\/strong> espulsa dal sistema con una velocit\u00e0 proporzionale alla sua concentrazione. L\u2019intera serie dei processi pu\u00f2 essere riassunta nello schema seguente:<\/p>\n![\"ormesi](\"http:\/\/www.vandaomeopatici.it\/it\/wp-content\/uploads\/2015\/11\/Schermata-2015-11-30-alle-13.45.34-300x143.png\")
<\/p>\n
Le equazioni associate sono:<\/p>\n
\u03b4[Xint<\/span>]\/\u03b4t = K ([Xext<\/span>]-[Xint<\/span>]) – k1<\/span>[Xint<\/span>] + k-1<\/span>[Y] – kirr<\/span>[Z]<\/strong><\/p>\n\u03b4[Y]\/\u03b4t = k1[Xint<\/span>] – k-1[Y]\u03b4[Z]\/\u03b4t = kirr<\/span> [Xint<\/span>] – \uf001[Z]<\/strong><\/p>\nPer uno stato stazionario<\/strong> non si ha variazione di concentrazione delle specie Xint, Y e Z nel tempo, per cui le derivate scritte a destra nel sistema di equazioni sono nulle. Ne deriva quindi che:<\/p>\nK1<\/span>[Xint] = K-1<\/span>[Y] e kirr<\/span> [Xint<\/span>] = K[Z]<\/strong><\/p>\ne che quindi:<\/p>\n
[Xint<\/span>]: [Y]: [Z] = 1: k1<\/span>\/ k-1: kirr<\/span>\/ K<\/strong><\/p>\nQuesta relazione mostra per prima cosa che per uno stato stazionario, anche se il sistema non \u00e8 all\u2019equilibrio e ci sono reazioni irreversibili, il rapporto di concentrazioni \u00e8 costante, come si verifica in una stato in cui \u00e8 operativa l\u2019omeostasi. La seconda osservazione \u00e8 che lo stato del sistema non dipende dalle condizioni ambientali ovvero dalla concentrazione di X all\u2019esterno del sistema Xext<\/span> che non compare nell\u2019equazione.<\/p>\nOrmesi e perturbazione debole<\/h3>\n
Pertanto lo stato del sistema, definito come rapporto di concentrazioni, dipende soltanto dai meccanismi metabolici propri del sistema stesso, che vengono espressi attraverso la serie di costanti definite nelle equazioni precedenti.<\/p>\n
Infine operando sulla prima equazione, tenuto conto che K1<\/span>[Xint<\/span>] = K-1<\/span>[Y]<\/strong>, si ha la relazione:<\/p>\n[Xint<\/span>] = K [Xext<\/span>]\/ (K + kirr<\/span>)<\/strong><\/p>\nche esprime il fenomeno dell\u2019ormesi<\/strong>, indicando che il sistema reagisce cercando di contrastare una perturbazione esterna<\/strong>.<\/p>\nInfatti un aumento di Kirr<\/span><\/strong> porta alla diminuzione di Xint<\/span><\/strong> e quindi a un aumento di flusso di X<\/strong> dall\u2019esterno verso l\u2019interno, mentre la diminuzione di kirr<\/span> la diminuzione di flusso. Al limite se kirr si annulla, il flusso cessa. Logicamente vale anche il discorso reciproco che se aumenta Xext<\/span><\/strong>, il sistema reagisce in maniera tale da aumentare Kirr<\/span><\/strong>.<\/p>\nScambio con l’ambiente<\/h3>\n
Come abbiamo detto, ogni interazione con l\u2019ambiente<\/strong> implica sempre variazioni strutturali<\/strong>. Questo avviene respirando ossigeno, assumendo cibi, interagendo con antigeni o pi\u00f9 semplicemente come interpretazione di una funzione cognitiva.<\/p>\nDeve essere altres\u00ec sottolineato che le variazioni strutturali indotte dall\u2019ambiente possono essere diverse da organismo a organismo poich\u00e8 esse dipendono anche dalle variazioni subite in precedenza.<\/p>\n
In questo senso la vita \u00e8 un continuo processo di apprendimento<\/strong> e ogni interazione quindi viene elaborata in maniera diversa dai singoli organismi viventi, inducendo risposte autonome.<\/p>\nIntensit\u00e0 delle Perturbazioni<\/strong><\/h2>\nTuttavia la \u00a0\u00e8 fortemente correlata all\u2019intensit\u00e0 della perturbazione. Perturbazioni deboli<\/strong> come respirazione<\/strong> o variazioni di temperatura<\/strong> dal caldo al freddo producono piccoli danni e l\u2019ordine originale viene ristabilito usando appropriati meccanismi di difesa.<\/p>\nIl disordine<\/h3>\n
Da un punto di vista termodinamico il disordine creato dalla perturbazione viene a essere annullato dando origine a un processo esotermico verso l\u2019ambiente con eliminazione di prodotti di scarto. Se questi danni non sono riparati velocemente, si possono verificare dei processi irreversibili e tutto il sistema cellulare cambia lentamente e in generale \u00e8 accompagnato da una perdita della reattivit\u00e0 biochimica delle cellule. Questi processi irreversibili sono la causa dell\u2019invecchiamento<\/strong>.<\/p>\n\nIl processo stimolatorio \u00e8 l\u2019origine dell\u2019ormesi, che sulla base delle considerazioni esposte pu\u00f2 essere descritto come risposta adattativa indotta implicante una sovraespressione dei geni designati alla riparazione dei danni e alla eliminazione dei prodotti di scarto.<\/strong><\/span><\/p>\n<\/blockquote>\nRisposta adattiva<\/h2>\n
Il sistema concertato di meccanismi di difesa<\/strong> diventa pi\u00f9 efficiente quando la perturbazione cresce un po\u2019di intensit\u00e0, come per esempio si verifica quando il sistema cellulare viene a interagire con una piccola quantit\u00e0 di molecole di uno xenobiotico.<\/p>\nCome abbiamo detto in precedenza, da un punto di vista termodinamico il sistema reagisce in maniera tale da opporsi alla variazione indotta dalla perturbazione esterna, ma non si limita a questo.<\/p>\n
Poich\u00e8 il suo software \u00e8 programmato per mantenere se stesso<\/strong> al variare delle condizioni esterne, il sistema non si limita a annullare la perturbazione, ma si prepara a una ulteriore interazione rafforzando i suoi meccanismi di difesa, che implicano anche la riparazione dei danni subiti.<\/p>\nL\u2019aumento di efficienza viene quasi sempre ottenuto stimolando l\u2019intero insieme di cellule a favorire la produzione di ATP<\/strong>.<\/p>\nL\u2019ATP \u00e8 una fonte di energia libera e, se l\u2019eccesso di ATP non viene utilizzato per far fronte a una nuova perturbazione, il sistema cellulare lo utilizza per effettuare altri tipi di riparazione con un conseguente effetto benefico su tutto il sistema.<\/p>\n
Il processo stimolatorio \u00e8 l\u2019origine dell\u2019ormesi, che sulla base delle considerazioni esposte pu\u00f2 essere descritto come risposta adattativa indotta implicante una sovraespressione dei geni designati alla riparazione dei danni e alla eliminazione dei prodotti di scarto.<\/strong><\/p>\n![\"ormesi](\"http:\/\/www.vandaomeopatici.it\/it\/wp-content\/uploads\/2015\/11\/dei-2.jpg\")
<\/p>\n
Entropia del sistema<\/strong><\/h1>\nQuesto effetto benefico viene sopraffatto se la perturbazione \u00e8 troppo grande.<\/p>\n
Nell\u2019ambito di questo contributo per semplificare mi limiter\u00f2 a osservare che questo avviene quando la quantit\u00e0 di molecole di xenobiotico<\/strong> \u00e8 tale da inibire o limitare un processo biologico.<\/p>\nIn questo caso il livello dei danni al sistema genetico aumenta e il rischio di modificazioni irreversibili dell\u2019intero sistema cellulare diventa grande. Il sistema prova a reagire attivando meccanismi alternativi a quelli limitati o inibiti dallo xenobiotico e, se la riparazione dei danni avviene rapidamente, \u00e8 possibile ritornare allo stato stazionario originale con rilascio di entropia verso l\u2019esterno.<\/p>\n
Eccesso di entropia<\/h3>\n
Ma se questo non si verifica, l\u2019eccesso di entropia prodotto non viene esportato e rimane all\u2019interno del sistema cellulare. Poich\u00e8 un aumento di entropia significa sistema meno ordinato, in questo caso si ha l\u2019alterazione dell\u2019intero sistema con minore capacit\u00e0 di reattivit\u00e0<\/strong> e di produzione di entropia.<\/p>\nQuesto significa che la sua capacit\u00e0 di difesa \u00e8 diminuita<\/strong>, cos\u00ec come la sua capacit\u00e0 di riparare danni.<\/p>\nNuovo stato stazionario<\/h3>\n
Il sistema si adatta<\/strong> a un nuovo stato stazionario, ma c\u2019\u00e8 da sottolineare che il sistema dei geni ha perso efficienza e la sua capacit\u00e0 di risposta \u00e8 irreversibilmente diminuita. In questo caso la probabilit\u00e0 di apoptosi aumenta.<\/p>\n
![\"ormesi](\"https:\/\/www.vandaomeopatici.it\/it\/wp-content\/uploads\/2015\/11\/paradigma-dellormesi.jpg\")
<\/p>\n![\"ormesi](\"http:\/\/www.vandaomeopatici.it\/it\/wp-content\/uploads\/2015\/11\/dei-citazione.jpg\")
<\/p>\n![\"ormesi](\"http:\/\/www.vandaomeopatici.it\/it\/wp-content\/uploads\/2015\/11\/web-calabrese_032404_1-300x234.jpg\")
Tuttavia, a dispetto della referenzialit\u00e0 dei detrattori e dei dotti accenti che usano per l\u2019occasione, credo fermamente che la loro battaglia vada contro la freccia del tempo.<\/p>\n