Malattia e invecchiamento nel paradigma della Fisica

Maggio 6th, 2021 | by Marcello Colozzo |

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In questo post utilizziamo un linguaggio esclusivamente metaforico, in modo da divulgare massimamente i concetti. È chiaro che le metafore non vanno prese alla lettera... Come recita un koan Zen: «il dito indica la luna. E una volta guardata la luna, ci si dimentica del dito». Detto in altro modo, la metafora è solo un "mezzo" per comprendere un concetto...

Da premettere che non sono un medico, ma un fisico, per cui nell'esposizione che segue potrebbero esserci delle inesattezze. Fondamentalmente, un organismo vivente è una "macchina molecolare" che esibisce un insieme numerabile di "livelli gerarchici". Ad esempio, il corpo umano è costituito da più organi (cervello, polmoni, cuore, apparato digestivo, etc.). Il singolo organo è poi costituito da "tessuti", e ogni tessuto da cellule. A loro volta le cellule sono "oggetti compositi" che in una rozza approssimazione sono macromolecole, molecole, etc. La singola molecola è costituita da atomi, i quali ultimi sono configurazioni stabili di elettroni, protoni e neutroni. Gli elettroni non sono oggetti compositi, a differenza dei nucleoni (protoni e neutroni) costituiti da quarks...
Tutti questi livelli sembrano esibire una sorta di "invarianza di scala" (almeno fino a livello molecolare) che come è noto, caratterizza le distribuzioni frattali (ma su questo non ne sono sicuro, e ciò non ha importanza per le considerazioni che seguiranno). In parole povere, ritroviamo a tutte le scale lo stesso "grado di organizzazione". Ho utilizzato le virgolette, in quanto ho difficoltà a definire operativamente tale locuzione. La prima cosa che mi viene in mente è quella grandezza fisica denominata entropia che come sappiamo, misura il "disordine" di un sistema fisico. Matematicamente, è una misura del volume dello spazio delle fasi accessibile a un assegnato sistema. Maggiore è il volume, minore è l'informazione che abbiamo sullo stato meccanico (posizione e velocità) di singola particella del sistema in istudio. Nel caso della materia vivente, sarebbe più adatto correlare l'entropia al "grado di organizzazione". Incidentalmente, un organismo vivente riesce a mantenere bassi livelli di entropia, giacché nel caso contrario, andrebbe incontro alla malattia e alla morte. Per rendere più incisivo questo concetto, possiamo utilizzare la suggestiva metafora della partita di calcio. Qui abbiamo due squadre, di cui una rappresenta un organismo vivente, mentre l'altra è l'"invasore" ovvero la malattia (indotta da un agente patogeno del tipo virus/batterio o da un agente cancerogeno).

Osservazione. Questa metafora è "ben posta", giacché esiste una branca della matematica denominata Teoria dei giochi elaborata da eminenti matematici del calibro di Johnny Von Neumann e John Nash.

Fino a quando il nostro organismo riesce a svolgere un "buon gioco di squadra", la malattia non prende il sopravvento. È chiaro che un buon gioco di squadra richiede un sincronismo perfetto tra le azioni di tutti i giocatori. Diversamente, la squadra si "disgrega" con le immaginabili conseguenze. Da questo punto di vista, la squadra si comporta alla stregua di un "unico organismo" nel senso che i singoli componenti agiscono come un "tutt'uno". Nel linguaggio della fisica possiamo dire che una buona squadra ha un "basso livello di entropia". Ed è proprio in forza di questa organizzazione interna che è in grado di mettere KO l'altra squadra ovvero la malattia (che a sua volta, esibisce un suo "grado di organizzazione"). Ne segue l'esistenza di due livelli di descrizione:

1) la squadra, come singolo "oggetto";

2) i singoli giocatori.

Il primo è "olistico", mentre il secondo è "riduzionistico", nel senso che tenta di comprendere il comportamento della squadra attraverso le azioni dei singoli giocatori quali costituenti elementari di una squadra. Si noti che non c'è contraddizione tra i due livelli. Semplicemente, sono complementari.
Nella metafora la farmacologia opera nel livello 2, ossia a livello di singolo giocatore. Questo approccio funziona e prova ne è l'indiscutibile successo della Medicina nella cura delle malattie. Tuttavia, nulla ci impedisce di congetturare l'esistenza di terapie "extramolecolari" che agiscono sul livello 1, ossia al livello dell'intera squadra (vista come un tutt'uno). In parole povere, queste terapie agiscono direttamente sul "grado di organizzazione" della squadra. Utilizzando processi a bassa entropia (esistono, si pensi ai "domini di coerenza" del fisico G. Preparata). una terapia del genere è capace di ridurre l'entropia di un organismo vivente portandolo nel range di "assenza di malattia".

Tale argomentazione si generalizza fisiologicamente al processo di invecchiamento che incidentalmente, secondo il biochimico Walter Pierpaoli è a sua volta una malattia. Nel linguaggio della fisica, l'invecchiamento è una malattia con un'elevata "costante di tempo". In parole povere, la sua scala temporale è molto lunga per cui quasi non ce ne accorgiamo (a differenza di una malattia devastante, con piccola costante di tempo, ENORME fluttuazione dell'entropia, che ci mette KO in poco tempo). Incidentalmente, tutte le teorie riduzionistiche che cercano di spiegare l'invecchiamento (free radicals, e simili) fanno cilecca, nel senso che allo stato attuale delle conoscenze, NON ESISTE una teoria che sia in grado di spiegare il processo di invecchiamento. Tali teoria però indicano che il predetto processo è dovuto a una perdita di "sincronizzazione" dei vari organi. E qui entra in gioco il livello 1 dello schema precedente.

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