SCIENZAinDIRETTA/ Premi Nobel Scienza 2019 – MEDICINA – Quando manca l’ossigeno

- Paolo Tortora

Il Nobel per la Fisiologia o Medicina 2019 va agli scopritori dei meccanismi molecolari alla base dell’attivazione genica che regola l’adattamento dell’organismo alle mancanza di ossigeno

tre nobel medicina2019
Da sinistra: William G. Kaelin Jr, Sir Peter J. Ratcliffe, Gregg L. Semenza (Illustrazione di Niklas Elmehed. Copyright Nobel Media)

Nel corso dell’evoluzione si sono sviluppati complessi sistemi per adattare gli organismi alle variazioni di disponibilità di ossigeno; sistemi spiegati dalle ricerche di Kaelin, Ratcliffe e Semenza, spianando la strada a possibili applicazioni terapeutiche.

William G. Kaelin Jr, Sir Peter J. Ratcliffe and Gregg L. Semenza “for their discoveries of how cells sense and adapt to oxygen availability”

Come è a tutti noto, le piante e gli animali superiori, uomo incluso, utilizzano l’ossigeno atmosferico per sostenere il metabolismo ossidativo, vale a dire quell’insieme di trasformazioni che consentono la completa ossidazione dei nutrienti fino a produrre anidride carbonica e acqua.

Tale innovazione metabolica è stata resa possibile dalla comparsa dell’ossigeno nell’atmosfera circa due miliardi di anni fa, grazie all’attività fotosintetica degli organismi vegetali. A tale cambiamento si è associato un cospicuo vantaggio energetico: la degradazione ossidativa dei nutrienti produce infatti energia in una misura di più di un ordine di grandezza superiore rispetto a quella anaerobica, cioè quella che avviene in assenza di ossigeno.

È tuttavia anche vero che sia a livello di organismo sia di singoli tessuti la disponibilità di ossigeno può variare in misura anche cospicua, in dipendenza delle condizioni fisiologiche o metaboliche.

A questo riguardo, esempi immediatamente comprensibili a chiunque sono la condizione ipossica (scarsità di ossigeno) che si instaura a livello dei muscoli durante un esercizio fisico prolungato, o quella che si verifica in alta quota, una condizione questa che interessa l’intero organismo.

Dato che nel corso dell’evoluzione gli animali hanno sviluppato complessi sistemi per adattarsi a tali variazioni, è evidente che queste risposte adattative devono giocare un ruolo cruciale per garantire le migliori chances di sopravvivenza.

Il premio Nobel per la Fisiologia o Medicina del 2019 è stato assegnato agli americani William Kaelin Jr e Gregg Semenza e al britannico Peter J. Ratcliffe proprio per avere chiarito in dettaglio i meccanismi molecolari che sono alla base di questi fenomeni di adattamento.

Un primo impulso alle ricerche che hanno fruttato il premio Nobel ai tre scienziati è dovuto al contributo di diversi gruppi che negli anni 1986-87 identificarono l’eritropoietina (EPO), una proteina ad azione ormonale prodotta e rilasciata da particolari cellule renali quando un individuo si trova in condizioni di ipossia (scarsità di ossigeno): tale ormone stimola infatti un incremento degli eritrociti circolanti (e quindi dell’emoglobina disponibile).

Si tratta evidentemente del già menzionato processo di adattamento all’alta quota.

Vai al PDF dell’INTERO articolo

Paolo Tortora
(Ordinario di Biochimica presso il Dipartimento di Biotecnologie e Bioscienze dell’Università degli Studi di Milano Bicocca)

© RIPRODUZIONE RISERVATA