Academic literature on the topic 'FISIOLOGIA UMANA'

Nel XXI secolo č comune l'idea che le grandi migrazioni non siano un motore primario della societŕ, ma piuttosto una componente anarchica del cambio sociale, la tessera deformata di un mosaico che non trova l'appropriata collocazione, un "rumore" di fondo che disturba il regolare ronzio della vita sociale. Eppure la capacitŕ di muoversi e di migrare č una essenziale prerogativa umana e meccanismo vitale e fisiologico della vita collettiva. Sulle migrazioni internazionali, nella storia dell'umanitŕ, influiscono profondamente le scelte individuali, la capacitŕ adattativa (fitness) dei migranti, i processi selettivi, l'azione politica, con esiti complessi sul successo delle migrazioni. Alcuni esempi, tratti dal lontano passato e dalla contemporaneitŕ, illustrano i diversi modelli e paradigmi alla radice degli spostamenti internazionali, fisiologici - anziché estranei - al sistema sociale.

Il dibattito sulla fecondazione assistita, l’esistenza di un numero imprecisato di embrioni umani congelati e la scoperta che è possibile clonare esseri viventi di varie specie, primati ed uomo inclusi, solleva un numero enorme di questioni, non solo di natura biologica, ma anche etiche e, non ultime, legislative. L’aspro dibattito che si è acceso attorno a questi argomenti, sconfina spesso in scontri esasperati, non solo su giornali, televisione ed altri mezzi di comunicazione, ma anche in sede istituzionale e perfino in ambito accademico. Un elemento comune a tutti questi scontri è riscontrabile nella frequente carenza di criteri logici e scientifici a supporto delle tesi proposte da alcuni dei contendenti. Il dibatto si sviluppa quindi attraverso arroccamenti più o meno definitivi, basati su posizioni dogmatiche, spesso di natura strettamente ideologica o persino politica. Questo breve articolo intende quindi fornire una disamina, il più possibile oggettiva e scientifica, della natura, fisiologia ed identità dell’elemento fondamentale che si trova alla base di tutte le discussioni sulla fecondazione assistita, clonazione ed uso di cellule staminali embrionali, vale a dire l’embrione umano. Senza volere essere in alcun modo esaustivo, il presente articolo si prefigge di illustrare chiaramente le varie fasi dello sviluppo di una vita umana, fin dai sui stadi iniziali – la fusione tra gameti (fecondazione) – ed attraverso la crescita dell’embrione a dare origine ad un individuo maturo. È nostra speranza che questo documento fornisca spunti di riflessione e materiale di approfondimento sia agli addetti ai lavori che a coloro, per amor di scienza, cultura o aspirazione alla crescita interiore, si interessano di questo argomento di vitale importanza per l’umanità intera.

Abstract Si propone una nuova interpetazione di Teofrasto, Historia Plantarum IV. 11.1–9 dedicato alla descrizione di due tipologie di ance per aulo: il passo è stato messo a confronto con le esperienze pratiche di costruzione e uso di questo tipo di imboccatura ancora vive in zone grecaniche della Calabria, documentate da fotografie e da una registrazione dei suoni (accessibili nella pagina web http:www.unicatt.itdocentimatelli). Anche in altre opere Teofrasto si è occupato dell'aulo per descriverne gli effetti terapeutici e catartici. Si approfondiscono le questioni musicali implicate in tali testimonianze (tipo di strumento musicale, concetti di ‘genere’, ‘amonia’, ‘ritmo’), offrendo alcune esemplificazioni esecutive nella pagina web attraverso il suono dell'aulo (suonato dal M.stro C. Crucitti). Infine la nozione di ‘catarsi’ viene studiata all'interno della filosofia di Teofrasto, dove fisiologia umana, psicologia, poetica e musica sono teoreticamente collegate in un sistema unitario. Particolare importanza viene data al collegamento dell'idea di ‘entusiasmo’ a quella di ‘catarsi’, entrambe esperienze sia fisiologiche che psichiche, e al tempo stesso ‘poetiche’: una intima unione collega l'esperienza poetico/estetica alla condizione psico-fisica dell'individuo.

Negli ultimi anni il ruolo centrale del nervo vago (NV) nei processi di auto-regolazione è diventato sempre più noto. Il NV svolge funzioni cruciali e trasversali in diversi meccanismi di adattamento e sviluppo della vita umana, e in particolare di tutti i processi legati a sopravvivenza, emozioni e relazioni. Infatti, il NV ha funzioni importanti che vanno dalla regolazione del battito cardiaco alla raccolta di informazioni sullo stato di tutti gli organi vitali, dalla digestione fino alla risposta immunitaria. Negli ultimi anni si sono diffuse diverse teorie ed approcci per spiegare il funzionamento del vago in fisiologia o a seguito di stress cronico o eventi traumatici. Il tema è diventato così popolare da generare un gergo specifico: ormai è consueto sentire i terapeuti dire, in supervisione o nelle discussioni tra colleghi, espressioni come "con questo paziente abbiamo stabilizzato per bene il vago" o "il vago di questa paziente è bloccato", che, fino a qualche tempo fa, non si usavano. Al fine di sviluppare una pratica clinica consapevole e massimamente efficace, diventa oggi fondamentale sapere esattamente perché e come è interessante agire sul NV secondo una prospettiva ampia e integrata.

Le immagini (artistiche e scientifiche) che ci costruiamo della realtà obbediscono a "codici rappresentativi", che a lungo sono stati considerati "naturali"; ma ver-so l'inizio del Novecento si è creduto di scoprirne la sostanziale arbitrarietà: di qui un pullulare di rivoluzioni rappresentative in arte, in musica, in letteratura e fors'anche in fisica e in matematica. Ma dopo questa esplosione di creatività nel dominio dei codici ci si è accorti che 1) esiste una sorta di "selezione naturale" dei codici rappresentativi basata sulla coevoluzione tra bio-fisiologia umana ed espressività dei codici e sulla compatibilità ed efficacia dei codici, per cui i codi-ci giunti fino a noi sono più robusti di quelli che si sono persi per strada (questa coevoluzione conferma il legame immersivo e sistemico tra noi e il resto della na-tura); 2) i codici rappresentativi non sono tutti sullo stesso piano: ve ne sono di più profondi e di più superficiali, e i primi richiamano il classico problema, af-frontato tra gli altri da Eugene Wigner, dell'irragionevole efficacia della mate-matica nelle scienze naturali. Questo problema si articola in altri più specifici: perché alcuni pittori dipingono frattali pur ignorandone gli aspetti matematici? Perché fin dall'antichità architetti, pittori e musicisti hanno basato le loro opere sulla sezione aurea?

A partire dalla metà dell'Ottocento in Italia si sviluppò una psichiatria nazionale, di matrice medico-scientifica, che rivendicò il monopolio medico-psichiatrico della malattia mentale, con l'obiettivo di emanciparla da ogni retaggio filosofico e teologico. Figura chiave di questa transizione fu il medico e psichiatra lombardo Andrea Verga. Il saggio analizza le lezioni che Verga tenne per la cattedra di Dottrina e Clinica delle alienazioni mentali nel biennio 1884-86, nelle quali delineò la "Teoria fisiologica dell'anima", in base alla quale «l'anima non è che la funzione dell'encefalo». Egli difese in primo luogo l'idea che fra il sistema nervoso e gli altri organi del corpo umano esistessero solo differenze quantitative: tale elemento rendeva possibile uno studio dell'anima come puro e semplice prodotto del funzionamento dell'organismo umano e, specialmente, come un oggetto di studi scientifici liberati da ogni ipoteca religiosa o metafisica. In secondo luogo, sostenne che fosse infondata l'idea che tale concezione dell'anima potesse minare il senso morale degli esseri umani e dunque danneggiare la società, perché l'agire morale umano sarebbe indipendente dalla convinzione che l'anima sia o meno immortale, che esista un Dio e che l'uomo disponga o meno del libero arbitrio.

Introduction: Body mass index (BMI) provides little information on body composition. For example, two people with the same BMI might have different body compositions. In this sense, the development of a new BMI able to provide body composition information is of clinical and scientific interest. The aim of the study was to suggest a new modified BMI formula.Material and methods: A total of 108 subject, females 56 and males 52, 0-73 years old, in various physiopathological conditions were evaluated. Data were collected and processed by a program that through anthropometric measurements calculates classic BMI, volume, surface, V/S (that we can defined like a body-thickness “pseudospessore”) and the new BMI-BFMNU.Results: The basic formula (BMI =Body Mass [kg]/Height [m2]) uses the height squared as the value of the body surface, although this is only an approximation of the real surface, whereas using the real surface instead, the new BMI reflects better the ratio between the body volume and its surface. The ratio called "pseudospessore" is already used in literature from the BFMNU (Italian acronym refereed to Biologia e Fisiologia Modellistica della Nutrizione Umana) method and has been shown to be related to the amount of fat.Conclusions: Using the BMI-BFMNU, it is possible to obtain an indication of the body structure related to the amount of fat. The consequence is that the obtained numerical values do not coincide with the traditional BMI’s values and will refer to different normal ranges. For instance, a person may be in the range of normal weight for both BMI measurements, but only the BMI-BFMNU detects whether a person has a higher or lower fat content considering the individual’s category. This study opens up to new possible future developments on the application of the new BMI that will allow a more accurate assessment and classification of patients.

Viene pubblicata per la prima volta in italiano una lezione che Erich Fromm tenne il 28 maggio 1957 alla New School for Social Research di New York. Questa era l'ultima di una serie di lezio-ni sui concetti principali della psicoanalisi freudiana, la maggior parte delle quali non furono regi-strate mentre quest'ultima fu registrata e trascritta. Fromm discute i seguenti argomenti: il concetto fisiologico di sessualità in Freud e la concezione biologica della sessualità proposta da Fromm; il ruolo della mascolinità e della femminilità; il concetto freudiano di libido; la teoria della natura umana secondo Fromm, in cui vengono concettualizzati diversi bisogni dell'essere umano così come sono stati descritti nel libro del 1955 Psicanalisi della società contemporanea (il bisogno di essere in relazione, il bisogno di radicamento, il bisogno di un senso di identità, il bisogno di tra-scendenza, il bisogno di una cornice di riferimento e di un oggetto di devozione); implicazioni per la comprensione dei pazienti; le associazioni libere; il rapporto tra analista e paziente; l'importanza dei sogni; la situazione attuale della psicoanalisi e il suo futuro.

Il microbiota ambientale si sovrappone e stimola quello umano, contribuendo alla sua diversità. L'abbondanza e la varietà di microrganismi negli ambienti urbani è in continua diminuzione e negli ultimi anni l'ipotesi che la perdita di biodiversità porti ad una disregolazione immunitaria ed a conseguenti patologie croniche è sempre più evidente, visto che ambiente, microbiota umano e sistema immunitario sono sistemi che interagiscono costantemente. Mentre in Occidente gli studiosi si concentrano soprattutto su allergie e patologie respiratorie, i giapponesi indagano anche l'impatto sistemico del verde urbano e del paesaggio arboreo, dimostrandone l'indiscutibile effetto positivo sull'essere umano. Non è ancora chiaro però quale sia la funzione che, la variabilità della specie all'interno delle aree verdi, svolge sulla salute. L'ipotesi più interessante è legata al ruolo che i segnali microbici possono avere sul neurosviluppo fisiologico e sull'influenzare, a livello cerebrale, la programmazione dei comportamenti sociali. È di primaria importanza sensibilizzare ad una salute globale, partendo da un'educazione sistemica, che curi la plant blindness, evidenziando il valore della diversità biologica intesa come biblioteca della vita, capitale umano fondamentale per permettere l'adattamento ai cambiamenti e l'allenamento del sistema immunitario nella difesa da malattie esistenti e del progresso.

Lo scopo di questa tesi è studiare i vari modi in cui è affrontata la questione dell'uomo e della sua essenza individuale nel De Rerum Natura di Lucrezio e analizzare la teoria fisiologica che ne è alla base. Posto che per Lucrezio è l'evidenza stessa a mostrare che l'uomo sia un essere autonomo e capace d'agire nel mondo, attraverso una ricostruzione della concezione fisico-atomica del dettato lucreziano in varie aree attinenti la dimensione individuale, si intende mettere in luce il modo peculiare in cui l'autore enfatizza e veicola l'immagine dell'essere umano. Ne emerge una concezione complessa che si snoda in un costante intreccio tra livello fisico-atomico e piano fisico-macroscopico dell'esperienza, con il risultato che l'aspetto individuale si afferma tanto riguardo la stessa struttura atomica di cui è composto l'organismo e le sue funzioni vitali e percettive, tanto in stati psicofisici che interessano l'individuo nella sua interezza.

2004/2005
Il lavoro di ricerca svolto in questa tesi è strettamente legato ad una prospettiva che vede nell'approccio sperimentale alla psicologia dello sport il punto di riferimento teorico ed applicativo. Il percorso metodologico che si è voluto tracciare nel corso dei primi capitoli sta ad indicare un'esigenza imprescindibile sottolineata più volte nel corso dello sviluppo delle ipotesi di lavoro: l'applicazione del metodo sperimentale alle problematiche psicologiche inerenti all'esperienza sportiva umana è una grande risorsa per la psicologia e per tutte le scienze dello sport. Il concetto principale grazie al quale si snoda l'intero percorso che unisce l'analisi della letteratura di settore alla strutturazione delle sperimentazioni proposte è sicuramente il biofeedback. Quest'ultimo è, al tempo stesso, un processo avente specifiche basi fisiologiche nonché una tecnica di intervento utilizzata sia in ambito psicologico che bio-medico. Nei quattro esperimenti riportati in questo lavoro di tesi si è cercato di espandere il concetto tradizionale di bio feedback dimostrando l'opportunità di distinguere diversi piani di analisi di applicabilità delle tecniche legate al principio di retroazione ed implementate grazie ai supporti tecnologici di diagnosi e di stimolazione del soggetto. La proposta formulata è stata definita come ipotesi relativa all'utilizzo del bio feedback di secondo ordine. Tale definizione nasce dal principio base applicato nella strutturazione degli esperimenti e relativo alla stimolazione acustica dei soggetti con una rappresentazione sonora del battito cardiaco umano avente frequenza del battito controllata sistematicamente. In diverse condizioni (a riposo, durante l'esecuzione di un compito cognitivo, durante il recupero post-performance e negli intervalli tra prove finalizzate alla misurazione della forza esplosiva), infatti, è stata proposta ai soggetti una stimolazione con un suono relativo ad un battito cardiaco avente frequenza sistematicamente tarata su determinati parametri e comunque diversa da quella effettivamente rilevata nella situazione contingente. L'effetto riscontrato sperimentalmente è quello di una forte tendenza alla standardizzazione delle condizioni di attivazione cardiaca e, associato a quest'ultima, un'ottimizzazione delle risorse fisiche in funzione della performance sportiva. L'importanza dei risultati ottenuti nelle sperimentazioni proposte in questo lavoro sottolinea, da un lato, la necessità della riscoperta della stimolazione acustica in funzione della strutturazione di strategie cognitive per il miglioramento della performance in ambito sportivo, dall'altro, la fondatezza dell'ipotesi relativa all'efficacia del biofeedback cardiaco di second'ordine nel contesto generale degli studi sui processi di autoregolazione dell'essere umano.
XVIII Ciclo
1975
Versione digitalizzata della tesi di dottorato cartacea.

Several human inherited diseases are caused by mutations in chloride channels or transporters, which cause symptoms as diverse as epilepsy, startle disease, deafness, blindness, lysosomal storage and neurodegeneration, osteopetrosis, lung infections and fibrosis, male infertility, renal salt loss, and kidney stones, clearly indicating the crucial importance of anion transport in many tissues. ICln is a water-soluble protein forming a PH domain, which can be introduced into the cellular membrane to form ion channels. When expressed in cellular systems, wt-ICln ion channels mediate a chloride current resembling those activated after cell swelling (ICl,swell), suggesting a role for ICln in cell volume regulation. During the first part of my PhD program at the department of Pharmacology and Toxicology (Paracelsus Medical University of Salzburg, Austria) I was involved in the functional characterization (by Black Lipid Bilayer and Patch Clamp experiments) of a new mutant form of the ICln protein possibly implicated in a heart disease. The object of my investigation was the insertion of a Thymine in position 383 in the nucleotide sequence. This mutation produces a frameshift, leading to a scrambled sequence of 12 aminoacids (starting from the aminoacid 128) and (an earlier termination (A128FSX139) of the channel sequence. This mutation has been identified in a patient whose familiarity, symptoms and QT value suggested she was suffering from long QT syndrome (LQTS). Black lipid Bilayer experiments showed that the mutated protein reconstituted in artificial membrane of sphingomyelin had the same electrophysiological characteristics of the wild type protein. Otherwise Patch Clamp experiments (whole cell configuration) showed that the overexpression of the mutated protein in HEK293 Phoenix cells produced a significantly reduced ICl,swell current in comparison to that obtained by hIClnWT overexpression. During the second part of my PhD program I was involved in the functional characterization of the 5`flanking region of SLC26A4. SLC26A4 (Pendrin) was cloned by positional characterization of the gene for the Pendred syndrome (OMIM #274600), a recessively inherited disorder causing congenital deafness and thyroid goiter accountable for up to 10% of inherited hearing loss. The purpose of this part of my work was to identify the minimum sequence necessary for the transcription of the SLC26A4 gene and, when possible, to identify sequences important for the “tissue specific“ expression of the gene and for the recognition of responsive elements in a promoter sequence. The experiments performed in both HEK 293 Phoenix cells and in rat thyroid PC-CL3 cells showed that a sequence of only 286 base pairs is able to drive the basal expression of the pendrin gene in both cellular models. We assumed that the sequence contains all the cis-acting signals necessary for the activity of the basal transcription machinery. Moreover experiment performed in PC-CL3 cells allowed us identifying a tireoglobuline (TG) responsive element of only 205 base pairs in the promoter sequence of pendrin protein. Through acquiring an in-depth knowledge of the mechanisms involved in SLC26A4 gene regulation it would be possible to intervene on pendrin expression in case of an anomalous regulation in order to improve symptoms found in patients suffering from PS.

2004/2005
In questo lavoro sono state studiate le proprietà elettriche di membrana di cellule muscolari scheletriche murine ed umane durante la miogenesi in vitro. In particolare, si è studiato il ruolo delle conduttanze Ca2+ e K+ Ca2+- dipendenti nel generare l'attività elettrica pacemaker osservata in concomitanza con la contrazione meccanica in cellule murine in coltura dopo 4-5 giorni in medium di differenziamento. I risultati hanno rivelato che correnti Ca2+ voltaggio-dipendenti di tipo T sono responsabili della depolarizzazione del potenziale di membrana che facilita il raggiungimento della soglia per la nascita di potenziali d'azione TTX sensibili. Correnti K+ Ca2+ dipendenti di tipo SK, apaminosensibili sono attivate grazie all'ingresso di Ca2+ promosso dal potenziale d'azione e mediano l' iperpolarizzazione post-spike che, a sua volta, rimuove l'inattivazione dei canali Ca2+ di tipo T. Il gioco tra queste due conduttanze ioniche Na+ e K+ è quindi responsabile dell'attività elettrica spontanea osservata nei miotubi murini. In cellule muscolari scheletriche umane, isolate da cellule satelliti, in cui non si osserva attività spontanea in mancanza del nervo, abbiamo studiato il ruolo del fattore neurotrofico di origine neuronale, agrina nella modulazione delle proprietà passive e attive di membrana. In particolare abbiamo evidenziato che l' agrina riduce la resistenza di membrana, aumenta il potenziale di membrana a riposo in direzione iperpolarizzante, favorisce l'espressione della pompa Na+-K+, regola negativamente l'espressione di correnti K+ di tipo SK, facilita l'attivazione di correnti Ca2+ di tipo L e riduce l'espressione di correnti Ca2+ di tipo T. Tali fenomeni sono tutti stati osservati essere coinvolti nel processo di maturazione delle cellule muscolari. A conferma di ciò abbiamo rilevato che l'agrina facilita l'espressione delle componenti lente e veloci della catena pesante della miosina, una delle proteine contrattili maggiormente coinvolte nel processo di contrazione muscolare. L' agrina neuronale induce quindi il differenziamento della cellula muscolare durante la sinaptogenesi mimando l'attività promossa in vivo a livello di giunzione neuromuscolare ali' arrivo del terminale nervoso.
XVIII Ciclo
1974
Versione digitalizzata della tesi di dottorato cartacea.

The function of ureter is to transport the urine from the kidney to the urinary bladder. Ureteral peristalsis, the principal motor event that propels urine along the ureter, is the result of coordinated contractions of longitudinal and circular smooth muscle inside the organ wall. Alterations of static and dynamic biomechanical properties of the ureteral wall lead to pathological states compromising regular urine transportation to bladder. Although knowledge on ureteral motility has advanced considerably, the molecular contractile mechanism of ureteral smooth muscle cells is not fully understood. This study provides information about baseline mechanical properties of the entire muscle and the molecular contractile mechanism in human ureter smooth muscle and proposed to investigate if changes in mechanical motor performance in different regions of isolated human ureter are attributable to differences in myosin crossbridge interactions. Classic mechanical, kinetic and energetic parameters derived from the tension-velocity relationship were studied in ureteral smooth muscle strips oriented longitudinally and circularly from abdominal and pelvic human ureter parts. By applying of Huxley’s mathematical model we calculated the total working crossbridge number per mm2 (Ψ), elementary force per single crossbridge (Π0), duration of maximum rate constant of crossbridge attachment 1/f1 and detachment 1/g2 and peak mechanical efficiency (Eff.max). Although no substantial differences exist in structural, biochemical and histological characteristics along the human ureter, abdominal longitudinal smooth muscle strips showed a higher maximum isometric tension, greater shortening, faster shortening velocity and higher maximum peak of work and power output than pelvic ones. Contractile differences were associated with significantly higher crossbridge number per mm2. Abdominal longitudinal muscle strips showed a lower duration of maximum rate constant of crossbridge attachment and detachment and higher peak mechanical efficiency than pelvic ones. Such data suggest that the abdominal human ureter exhibited better mechanical motor performance than pelvic ureter, mainly related to a higher crossbridge number and crossbridge kinetics differences. We believe that our results will be useful to understand better the physiology and physiopathology of ureteral smooth muscle, as well as improving the evaluation of pharmacological and surgical therapies in particular clinical cases.

The skeletal muscle fibers show a great functional eterogeneity regarding the parameters of the contractile response, the metabolic pathways involved in the generation of the ATP, the resistance to fatigue. This functional heterogeneity is the base of the ability of the skeletal muscles to respond to very diversified functional demands such as the maintenance of the posture for long time with low energy expenditure or the generation of fast and powerful movements. Fibers with the most suitable characteristics can be recruited in different situations. The specialization of the fibers is not permanent, as the fibers show a plasticity or malleability, they can modify their functional or structural properties to better respond to the functional demands. Therefore adult skeletal muscle is a highly malleable tissue which can respond positively to pharmacological, environmental, and mechanical stimuli with remarkable adaptations. In this work we investigated how single muscle fibers change their properties, altering both mechanical and morphological parameters such as isometric tension (Po), cross sectional area (CSA), and molecular aspects regarding MHC isoforms switchs and fiber type transitions. For this purpose our work presents three distinct tasks that correspond to three different stimuli induced in skeletal human muscle to characterize plasticity changes at single muscle fiber level. - The first purpose was to identify the impairment at single muscle fiber level with regard to age and, specifically, with regard to sarcopenia, associated with progressive loss of keletal muscle mass and strength. In view of contrasting results present in several studies about this focus, we compared three groups of healthy subjects divided according to their age: the young-adult group, the middle-age group and the elderly group. The following parameters were determined in single muscle fibres and compared in the three groups: isometric tension (Po), cross sectional area (CSA), and myosin content. - In the second step of this work we have investigated the effects of resistance traning at single muscle fiber level. Strength or resistance training is frequently used to improve muscle mass and performance. Although there are many studies on the relation between training protocols and fibre adaptations in lower limb muscles, there are relatively few data available on changes of fibre type, size and performance in upper limb muscles. This study aimed to analyse at muscle fibre level the effect strength training of shoulder muscles in 18 healthy subjects (9 men and 9 women) who trained three times a week for 2 months. These subjects were further divided in 2 groups assuming different amount of proteins. Single muscle fibres were dissected from biopsy samples and subject to mechanical and molecular analysis as above described. Finally in the last part of the study we considered the effect of training performed at high altitude. In this study we examined single muscle fibres taken from biopsy of seven male volunteers before and upon the return from the Himalayan Expedition during which they were chronically exposed to high altitude environment living spending about 30 days above 5000 m. Single muscle fibres were subject to mechanical and molecular analysis as above described.
Le fibre muscolari scheletriche mostrano una notevole eterogeneità funzionale per quanto concerne i parametri contrattili, le vie metaboliche coinvolte nella generazione di ATP, nonché la capacità di resistere alla fatica. Questa eterogeneità funzionale è alla base dell'abilità del muscolo scheletrico di rispondere a richieste funzionali di diversa natura, quali il mantenimento della postura nel lungo termine con un minimo dispendio di energia, che compensa invece un più alto consumo energetico per la generazione e il mantenimento di movimenti rapidi e potenti. In differenti situazioni verranno dunque reclutate quelle fibre che avranno le caratteristiche più idonee al caso. La specializzazione delle fibre, tuttavia, non è permanente poiché esse mostrano una notevole capacità plastica che permette loro di modificare le proprietà strutturali e funzionali per meglio rispondere alle richieste funzionali che possono presentarsi. Pertanto il muscolo scheletrico adulto si presenta come un tessuto altamente malleabile in grado di rispondere a stimoli di varia natura, farmacologici, ambientali, meccanici, con adattamenti sorprendenti. Il lavoro riportato in questa tesi mira a comprendere come singole fibre muscolari modifichino le loro proprietà , alterando sia parametri meccanici e morfologici quali, rispettivamente, la tensione isometrica (Po) e l'area della sezione traversa (CSA), che gli aspetti molecolari riguardanti i processi di switch delle isoforme delle catene pesanti della miosina (MHC) e le conseguenti transizioni dei tipi di fibre. A tal proposito la nostra ricerca si è sviluppata in tre fasi, in ciascuna delle quali è stato valutato l'effetto indotto sul muscolo scheletrico umano da un diverso stimolo, al fine di caratterizzare i cambiamenti di plasticità a cui le singole fibre vanno incontro. Il primo compito affrontato è stato quello di identificare eventuali alterazioni a livello di singola fibra in seguito al processo di invecchiamento e, in modo specifico, al processo di sarcopenia, associato ad una progressiva perdita di massa e forza muscolare. Poiché la letteratura mostra dati contrastanti riguardo i cambiamenti a livello di singole fibre durante il processo di senescenza, in questa prima fase è stato operato un confronto tra tre gruppi di soggetti suddivisi in relazione all'età in: young- adult group, middle age group e elderly group. Singole fibre muscolari sono state sottoposte ad analisi meccaniche e molecolari. Successivamente sono stati studiati gli effetti di un allenamento di forza a livello di singole fibre. Questo tipo di allenamento viene utilizzato per aumentare la massa muscolare e migliorarne la performance. Sebbene la letteratura riporti numerosi studi sull'adattamento in seguito a programmi di resistance training (allenamento di forza) riguardanti i muscoli degli arti inferiori, pochi sono gli studi effettuati sui muscoli degli arti superiori. Per valutare l'effetto di un allenamento di forza su muscoli della spalla sono stati reclutati 18 soggetti (9 uomini e 9 donne) sottoposti ad allenamento 3 volte a settimana per due mesi. Questi sono stati ulteriormente divisi in due gruppi in base ad un differente apporto proteico. Singole fibre muscolari prelevate dai campioni bioptici sono state poi sottoposte ad analisi meccaniche e molecolari come nel caso dei campioni riguardanti la prima fase dello studio. Infine, nell'ultima parte della ricerca, sono stati valutati gli effetti di un allenamento svolto in condizioni di alta quota, durante una spedizione sul monte Manaslu (Himalaya). Sono state isolate singole fibre a partire da biopsie di 7 volontari, uomini, prelevate prima e dopo la spedizione, durante la quale per circa 30 giorni hanno vissuto ad elevate altitudini (5000 m), e sottoposte ad analisi meccaniche e molecolari.

Introduzione. Negli ultimi 10 anni è stata più volte dimostrata la presenza di una interazione reciproca tra il sistema dei peptidi natriuretici (NP) e il tessuto adiposo. I recettori dei NP, NPRA e NPRC, sono stati identificati sia nel tessuto adiposo di ratto sia in quello umano. Più recentemente i NP sono stati anche descritti come ormoni in grado di attivare la via lipolitica a livello degli adipociti in modo primate specifico. Gli adipociti rispondono infatti al trattamento con ANP inducendo la lipolisi in modo paragonabile a quella indotta dalle cotecolamine via recettori -adrenergici. Considerando quindi il parallelismo tra NP e catecolamine in termini di effetti sulla mobilitazione degli acidi grassi, siamo andati a verificare se i NP, come è ben noto per le catecolamine, siano anche in grado di stimolare il programma di termogenesi tipico degli adipociti bruni. Metodi. Per rispondere a tale quesito, sono stati condotti studi in vitro utilizzando sia adipociti in coltura primaria, ottenuti da tessuto adiposo umano, sia una linea cellulare umana SGBS ottenuta da cellulule staminali di tessuto adiposo sottocutaneo. La metodica di Real time qPCR è stata utilizzata per l’analisi quantitativa dei livelli di espressione dei geni: adiponectina e leptina (markers di adipociti); uncoupling protein 1 (UCP1), -1α (PGC1α), Cytocrome C (marker di termogenesi e mitocondriogenesi), recettore attivo NPRA e di clearence NPRC e recettori β3-adrenergici. Risultati. I risultati ottenuti mostrano che l’ANP agisce in vitro su entrambi i modelli cellulari inducendo non solo la lipolisi, come già noto, ma è in grado di indurre ed attivare l’espressione genica dei marker tipici del programma di termogenesi. In particolare il trattamento con concentrazioni fisiologiche di ANP, induce l’espressione dei geni UCP1, PGC-1α e CYTO C, marker tipici del tessuto adiposo bruno, anche negli adipociti ottenuti da tessuto adiposo sottocutaneo. Conclusioni. I peptidi natriuretici, via NPRA, promuovono negli adipociti bianchi l’acquisizione di caratteristiche e funzionalità dell’adipocita bruno attivando il programma di termogenesi, fisiologico meccanismo “brucia grassi” per cui si ha dispersione degli acidi grassi sotto forma di calore. Futuri studi saranno condotti per determinare la regolazione del recettore attivo NPRA e del recettore di clearance NPRC in modo da determinare come il rapporto NPRA/NRPC possa influenzare e predisporre all'obesità.
Background: In the past 10 years, the crosstalk between natriuretic peptide system and adipose tissue was well described. NP receptors were found in the adipose tissue of rats and humans. More recently NP were demonstrated to be able to activate the lipolytic pathway in primate adipocytes. NP treatment is able to induce lipolysis with the same potency of catecholamine through -3 adrenoreceptors. As cardiac natriuretic peptides and βAR agonists are similarly potent at stimulating fatty acid mobilization in human adipocytes, we investigated whether NPs could induce thermogenic program in human adipocyte. Methods. Primary adipocytes from human adipose tissue and SGSB cell line were used to investigate the effect of ANP on gene expression. qPCR was used to analyze the expression levels of: leptin and adiponectin (adipocyte markers), uncoupling protein 1 (UCP1), -1α (PGC1α), and Cytocrome C (thermogenic and mitochondriogenesis markers), and NP active receptor (NPRA) and NP clearance receptor (NPRC) as well as -3 adrenergic receptor. Results. Both primary and SGSB cultures were able to respond to ANP treatment at physiological concentration not only inducing lipolysis but also the thermogenic program. UCP1, PGC1α, and Cytocrome C were highly expressed after ANP treatment also in white adipocytes. Discussion. In human adipocytes, atrial NP (ANP) and ventricular NP (BNP) activated (PGC-1α) and UCP1 expression and induced mitochondriogenesis. These results suggest that NPs promote “browning” of white adipocytes to increase energy expenditure burning fatty acid and produce heat. Future studies will be conducted to verify the regulation of NPRA and NPRC in adipose tissues and to understand how the ratio between these two receptors can modulate the NP metabolic activities.