Coronavirus, probabili origini
Caratteristiche del SARS-COV-2 e probabili origini
Il SARS-CoV-2 (Sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2), la cui trasmissione comporta la malattia COVID-19 (Coronavirus desease ‘19, perché scoperta nel 2019), è un virus della famiglia dei Coronavirus, la cui origine e trasmissione all’essere umano sono ancora ignote (Marzo 2020). I Coronavirus, che possono causare diverse malattie che vanno dal comune raffreddore alla sindrome respiratoria mediorientale (MERS) o acuta grave (SARS), sono virus RNA a filamento positivo che, al microscopio elettronico, assumono una forma simile ad una corona. Attualmente sono 7 i Coronavirus in grado di infettare l’uomo, compreso il nuovo ceppo mai identificato prima d’ora 2019-nCoV, ora denominato SARS-CoV-2. Dalle analisi delle sequenze geniche del virus, sono stati scoperti due ceppi di SARS-CoV-2: Tipo I e Tipo II.
Quest’ultimo sembrerebbe essere il più contagioso e potrebbe aver avuto origine dal commercio di animali vivi nel grande mercato di Wuhan (Provincia di Hubei-Cina) ed essersi diffuso a macchia d’olio in diversi Paesi del mondo, già a partire da dicembre del 2019. Tralasciando ogni retro pensiero che abbia il sapore di un film o di una teoria del complotto, dal punto di vista genetico, il genoma di SARS-CoV-2 umano assomiglia ai genomi di altri Coronavirus presenti nei pipistrelli del genere Rhinolophus, mammiferi la cui diffusione e il cui commercio nei Paesi asiatici sono molto elevati. Tuttavia, come spiegato dall’Istituto Zooprofilattico Sperimentale delle Venezie, numerosi Coronavirus dei pipistrelli risultano innocui per l’uomo, nonostante la somiglianza al Coronavirus SARS-CoV-2 e al Coronavirus della SARS del 2003. Ad oggi, non sono state identificate nei pipistrelli varianti di questi virus in grado di legarsi ai recettori umani ma si riterrebbe che la trasformazione che abbia portato all’infezione dell’uomo possa essere legata ad altri ospiti intermedi, i viverridi, anch’essi ampiamente in commercio in Asia: sembrerebbe infatti che, anche per la SARS del 2003, questi ultimi mammiferi ne siano stati i vettori. Tuttavia i pipistrelli, date le enormi aggregazioni che formano durante le fasi di letargo e riposo, data la diffusione attraverso il volo attivo degli agenti patogeni su larga scala e la loro coevoluzione con moltissimi ceppi virali, potrebbero facilmente essere vettori di virus. Dunque, le ipotesi restano ancora aperte e solo la scienza saprà, forse, darci una risposta.
La trasmissione del virus dall’animale all’uomo: la zoonosi
La zoonosi, ovvero la trasmissione del virus dall’animale all’uomo, può causare epidemie o addirittura pandemie, come sta accadendo adesso, che si ripercuotono non solo sulla salute dell’essere umano ma anche sulle attività sociali ed economiche dell’intera comunità. Ad oggi, si conoscono oltre 200 zoonosi (tra cui la SARS, l’Ebola, la rabbia, l’HIV ma anche la normale influenza), ma le più pericolose sono quelle che si trasmettono da essere umano ad essere umano: le persone, di fatto, entrando in contatto tra loro, velocizzano e favoriscono la trasmissione del virus.
Il 75% delle malattie umane deriva dagli animali, la maggior parte delle quali da animali selvatici con cui avviene, attraverso il contatto diretto con l’essere umano, uno scambio di liquidi che fungono da vettori di agenti patogeni, virus inclusi. Infine, dalle ricerche di Wang Xinghuan e collaboratori, pubblicate sulla rivista MEDRXIV, è emerso che i pazienti con gruppo sanguigno A siano più vulnerabili al SARS-CoV-2 rispetto ai pazienti con gruppo 0: di fatto, le analisi del sangue di 2000 pazienti infetti in Cina hanno rivelato che il tasso di infezione e lo sviluppo di sintomi respiratori nei malati con gruppo sanguigno A sia nettamente maggiore.
I cambiamenti climatici, l’inquinamento e la distruzione degli habitat dietro alla diffusione del SARS-COV-2
La diffusione dei virus, oltre ad essere facilitata dal contatto tra essere umano e animale selvatico, è anche una conseguenza dei cambiamenti climatici, dell’inquinamento, dell’aumento demografico e della distruzione degli habitat, grazie alla quale gli agenti patogeni trovano nuovi spazi da conquistare, soprattutto in assenza di flora e fauna che, in un certo senso, possono contenere la diffusione. Dunque, i catastrofici interventi dell’uomo sugli ecosistemi consentono la trasmissione di moltissime malattie, dalla SARS, all’Ebola, all’HIV e a tante altre.
Basti pensare che, ad esempio, eliminando i predatori delle zanzare (come pesci, rettili e alcuni mammiferi), queste ultime aumenterebbero a dismisura veicolando moltissime malattie. Analogamente, anche le aree inquinate delle grandi città favoriscono la trasmissione degli agenti patogeni: la sporcizia, i rifiuti per strada, i mercati e il commercio di animali vivi e l’eliminazione delle grandi aree verdi come parchi o boschi, incrementano sia la diffusione di diverse malattie, come ad esempio il tifo o il colera, sia nuove zoonosi. Infine, la diffusione dei virus è favorita anche dai cambiamenti climatici.
Gli studi sui cambiamenti climatici
Da uno studio pubblicato sulla rivista Environmental Research Letters della Rutgers University negli USA, nel 2100, 1.2 miliardi di persone soffrirà più frequentemente di stress e colpi di calore, se le emissioni di gas serra non venissero drasticamente ridotte. L’umidità e il calore sono efficienti vettori di virus e agenti patogeni e, entro il 2100, affliggeranno fino a 4 volte di più le persone rispetto ad oggi: gli effetti avranno ripercussioni non solo sulla salute umana, dove si esplicheranno con crampi, colpi di calore e danni cerebrali, ma anche sull’economia, sull’agricoltura e sull’ambiente.
Dawei Li, autore della ricerca, sostiene che a New York il giorno più caldo e umido dell’anno si ripercuoterà 11 volte più frequentemente di quanto sia accaduto nell’ultimo secolo e, in estate, le temperature potrebbero raggiungere una media di 35.3 C°. Dunque, l’essere umano può decidere di combattere questo virus costruendo strutture ospedaliere sempre più grandi e vaccini sempre più potenti o proteggendo l’ambiente e gli ecosistemi dai nostri catastrofici interventi: a noi la scelta!
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Le “stranezze” della fisiologia animale – i Dipnoi, pesci ma “non troppo”
Ad ognuno di noi, nell’ambito del proprio percorso di studi, sarà sicuramente capitato di dovere affrontare argomenti più o meno ostici per i quali si è reso necessario intraprendere battaglie per la sopravvivenza. Nella mia esperienza personale, con l’esame di “Fisiologia comparata dei vertebrati” ho sicuramente sperimentato i più profondi abissi della disperazione universitaria. Si tratta di una materia finalizzata a fornire una panoramica sulle numerose differenze anatomico-funzionali, a scala sia micro sia macroscopica, che esistono tra i diversi rappresentanti appartenenti al subphylum dei vertebrati. Sebbene infatti gli organismi dotati di colonna vertebrale presentino uno schema strutturale comune (sono ad esempio tutti dotati di un sistema cardiovascolare chiuso, di reni più o meno specializzati per l’escrezione, etc…), essi di fatto sono profondamente diversi tra di loro nell’anatomia e quindi nella fisiologia; inoltre se tale enorme mole di informazioni non bastasse, frequentemente anche dell’ambito di uno stesso raggruppamento sistematico, esistono eccezioni in grado di complicare profondamente la panoramica generale. Tali eccezioni possono essere fondamentalmente ricondotte a due casi principali:
- organismi che rispettano a grandi linee lo schema anatomico-funzionale di base del raggruppamento sistematico di riferimento, dal quale tuttavia differiscono per potenziamento o depotenziamento di certi parametri e/o elementi strutturali (sono perciò facili da capire e ricordare);
- organismi che sono la classica eccezione che conferma la regola e come tali fonte di grande disperazione. Un caso particolarmente significativo di “eccezione del secondo tipo” è sicuramente quello dei Dipnoi, pesci ossei di acqua dolce attualmente presenti esclusivamente in 3 aree geografiche:
- bacino idrografico del Rio delle Amazzoni (Lepidosiren)
- fiumi dell’Africa centrale e occidentale (Protopterus)
- ecosistemi lotici dell’Australia Orientale (Neoceratodus) (Baccetti, et al., 2006).
Foto tratta da https://primitivefishes.com/lungfishes/
I Dipnoi, tristemente noti tra gli studenti di settore come caratteristici “casi da esame”, hanno una respirazione bimodale; cioè vuol dire che oltre alla capacità di scambiare gas respiratori (O 2 e CO 2 ) con l’acqua, in presenza di particolari condizioni ecologiche (e.g. ipossia della massa d’acqua indotta da alte temperature e/o da un’intensa ossidazione del detrito organico ,fase di secca,…), essi sono in grado di sfruttare anche l’aria come mezzo respiratorio grazie alla presenza di 1 o 2 polmoni rudimentali connessi con l’apparato digerente (Poli, 2010). Se l’idea di un pesce polmonato possa apparire assurda, sarà ancora più assurda l’idea che un pesce possa morire affogato; di fatto questa è una possibilità più che reale per i rappresentanti dei generi Lepidosiren e Protopteres, che assumono più del 90% dell’O2 dall’aria. Tale capacità, nota come respirazione aerea obbligata, fa si che i dipnoi possano sopravvivere per periodi anche superiori ai due anni fuori dall’acqua (Zavanella & Cardani, 2009). La capacità di respirare sia acqua sia aria ha reso necessario nei pesci a respirazione aerea l’evoluzione di un circuito vascolare più complesso rispetto a quello dei normali ittiopsidi a respirazione branchiale.
Facciamo chiarezza…
Tralasciando quelli che sono i dettagli tecnici, tutti pesci sono dotati di un cuore formato da quattro camere disposte in serie che contraendosi in successione pompano il sangue esclusivamente a livello delle superfici dove hanno luogo gli scambi gassosi. Nei pesci che respirano acqua il cuore spinge il sangue alle branchie da dove esso si raccoglie nell’Aorta Dorsale le cui diramazioni hanno il compito di veicolarlo a tutti i tessuti periferici e quindi di riportarlo nuovamente, carico di CO 2 , al cuore seguendo un percorso ad anello. Una circolazione di questo tipo prende il nome di circolazione semplice. Nei pesci a respirazione aerea invece è presente un doppio circuito vascolare: il circuito branchiale sopra indicato ed un piccolo circuito polmonare connesso con il precedente mediante il cuore. Quando il pesce respira acqua l’andamento del flusso sanguigno è del tutto analogo a quello dei comuni pesci a respirazione branchiale, quando invece il pesce respira aria, le branchie perdono la loro funzione e perciò il flusso ematico è dirottato del tutto o in parte ai polmoni grazie all’attività di “interruttori vascolari” ; dai polmoni Il sangue ossigenato tornerà quindi nuovamente al cuore andando a chiudere il circuito polmonare. Sarà solo alla fine di questa prima fase che il muscolo cardiaco pomperà il sangue nel circuito branchiale bypassando tuttavia le branchie per limitare la perdita di O 2 in presenza di basse concentrazioni di questo gas in acqua (Sherwood, Klandorf, & Yancey, 2010) (Lyem, Bemis, Walker, & Grande, 2016). Per chi ancora dubitasse della fantasia di Madre Natura, deve in realtà sapere che in effetti la peculiarità di questi organismi non risiede né nella capacità/necessità di respirare aria né nella presenza di un doppio circuito vascolare, quanto piuttosto nella dotazione di un cuore parzialmente sepimentato in una metà destra e sinistra anticipando una condizione che con le dovute differenze è tipica di anfibi e rettili. Tale cuore, seppur limitatamente, ha la funzione di mantenere il sangue ossigenato che dai polmoni arriva al cuore, separato rispetto al sangue ricco di CO 2 che dai tessuti ritorna al muscolo cardiaco attraverso il circuito branchiale favorendo così il metabolismo cellulare.
Ok! Magari ci aspettavamo tutti degli animali con super poteri o chissà cosa, ma non vi basta aver letto di pesci che respirano aria come i vertebrati terrestri e con un circuito cardiovascolare con caratteristiche da anfibio o da rettile? Chissà… magari anche noi un domani avremo le branchie o svilupperemo le ali come gli uccelli o i pipistrelli, soddisfando in questo modo le più sfrenate fantasie degli autori hollywoodiani, nel frattempo però proviamo ad apprezzare le “picassiane” creature che ci offre Madre Natura.
Foto tratta da https://primitivefishes.com/lungfishes/
Bibliografia
Baccetti, B., Bedini, C., Capanna, E., Cobolli, M., Ghirardelli, E., Giusti, F., . . . Zullini, A. (2006). Lineamenti di Zoologia Sistematica. Zanichelli.
Lyem, Bemis, Walker, & Grande. (2016). Anatomia comparata dei Vertebrati. Una visione funzionale ed evolutiva (2°Edizione). EdiSES.
Poli, A. (2010). Fisiologia degli animali. Regolazione, diversità, adattamento (3°Edizione).
Sherwood, L., Klandorf, H., & Yancey, P. (2010). Fisiologia degli animali. Dai geni agli organismi (3°Edizione). Zanichelli.
Zavanella, T., & Cardani, R. (2009). Manuale di Anatomia dei Vertebrati. Antonio Delfino Edizioni, Medicina Scienze.
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