di Anna Fassio e Fiorenzo Conti (Società Italiana di Fisiologia).
La fisiologia è la disciplina che studia sperimentalmente le funzioni degli organismi viventi, animali e vegetali, per conoscere le cause, le condizioni e le leggi che determinano e regolano i fenomeni vitali.
Respirare, pensare, convivere nell’habitat.
Come respiriamo? Come produciamo forza muscolare? Come si trasferiscono le informazioni nel nostro cervello? Come manteniamo l’acqua nel nostro organismo? Nasce dalla capacità di porre queste domande la fisiologia moderna, che vede nei suoi fondatori diversi studiosi del XIX secolo, primo fra tutti Claude Bernard che realizzò una serie di scoperte fondamentali sulla Fisiologia del viventi e introdusse il concetto di milieu interior, per cui i tessuti e gli organi funzionano in maniera integrata grazie a meccansimi che mantengono costante l’ambiente interno.
Disciplina fondamentale nella formazione biologica e medica, la fisiologia ci aiuta quindi a capire come funzionano gli organismi viventi e come rispondono e si adattano alle modificazioni dell’ambiente circostante. Queste informazioni sono necessarie per comprendere che cosa determina le patologie e per facilitare lo sviluppo di strategie terapeutiche e mantenere la salute dell’uomo e del vivente in generale.
Disciplina ponte: dalle molecole al sapere medico e umanistico.
Solo per fare alcuni esempi, la ricerca in campo fisiologico ha descritto come si origina l’attività spontanea del cuore e come si modifica durante l’esercizio e come funzionano le cellule pacemaker cardiache e il ruolo delle molecole endogene nel modificare la loro attività; come l’occhio rileva la stimolazione luminosa e informa il cervello sul mondo che ci circonda; come i muscoli si contraggono sviluppando forza e producendo lavoro meccanico, come funziona il sistema endocrino e come contribuisce all’omeostasi corporea.
Questi esempi spiegano come le scoperte nell’ambito della ricerca fisiologica abbiano definito meccanismi molecolari e funzioni d’organo e di sistemi e rappresentino la base necessaria e imprescindibile per la conoscenza del vivente e per qualunque progresso in campo biomedico e clinico. La fisiologia ha così contribuito allo sviluppo di tutte le branche mediche dall’anestesia alla chirurgia, dalla farmacologia alla medicina interna, dalla tossicologia alla neurologia per citarne alcune.
Ma la fisiologia è di più. In parte per il suo legame con le scienze dure come la chimica e la fisica, in parte per il suo rapporto con discipline non scientifiche, spesso definite umanistiche, la fisiologia ha assunto un ruolo centrale nel sapere umano, costituendo un ponte tra il molecolare (o l’atomico) e il filosofico e l’artistico.
Dai farmaci, alle diagnosi alla scoperta dei nostri limiti: a che cosa serve la ricerca in ambito fisiologico oggi?
I fisiologi oggi lavorano nelle Università, nei centri di ricerca, nelle industrie biotecnologiche e farmaceutiche per migliorare la nostra conoscenza sulle funzioni del vivente e porre le basi necessarie per lo sviluppo di approcci terapeutici e comportamentali da applicare alla ricerca e alla pratica clinica. Il fisiologo può anche lavorare direttamente in ambito ospedaliero e collaborare con il medico clinico nella diagnosi e nel trattamento delle patologie.
Il ruolo del fisiologo è inoltre fondamentale nella medicina sportiva per affiancare atleti nelle loro sfide agonistiche o per gli studi su come l’organismo si adatta in diverse condizioni ambientali. È infatti anche grazie agli studi in ambito fisiologico che sono possibili le missioni spaziali, le spedizioni in alta montagna o immersioni nellle profondità marine. Accrescendo, perfezionando, definendo la nostra conoscenza sul vivente la ricerca fisiologica può portare a migliorare le condizioni di vita sulla terra e in ambienti estremi come lo spazio.
È ancora necessaria la sperimentazione animale per la ricerca scientifica sulle tematiche della fisiologia?
La fisiologia si caraterizza per definizione come lo studio del vivente che utilizza il metodo sperimentale per spiegare come funzionano le strutture, gli apparati e i sistemi che costituiscono e fanno vivere gli organismi. Presupposto per la sperimentazione è l’utilizzo del modello corretto: gli esperimenti sull’uomo, sui modeli animali, le sperimentazioni in vitro e in silico sono le possibili alternative per la ricerca. La scelta del modello corretto è fondamentale per assicurare risultati rilevanti sia dal punto di vista fisiologico sia da quello terapeutico.
Per gli studi sull’organismo vivente e sul comportamento la ricerca sui modelli animali costituisce un pilastro fondamentale per la scienze della vita e per gli avanzamenti in campo medico. L’utilizzo di modelli animali per la ricerca è necessario e sempre giustificato dalle esigenze progettuali e prevede, secondo le direttive del Council of the European Union definite a maggio del 2010 per la protezione degli animali utilizzati per fini scientifici, l’assicurazione della minima sofferenza e del minimo utilizzo.
Alla base della legislazione europea è il principio delle 3R (Replacement-Sostituzione, Reduction-Riduzione and Refinement-Affinamento) che ispira oggi la ricerca sperimentale con il fine di implementare ove possibile l’utilizzo di modelli alternativi, di ridurre il numero di animali utilizzati garantendo l’utilizzo di numeri adeguati per le analisi statistiche e la validazione dei dati sperimentali, e infine di ridurre al massimo il disagio animale attraverso l’affinamento, essendo il benessere dell’animale condizione necessaria per ottenere dati validi e riproducibili.