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Milieu intérieur

Milieu intérieur o milieu interior, dal francese, milieu intérieur (l'ambiente interno), è una frase coniata da Claude Bernard per riferirsi all'ambiente del fluido extracellulare, in particolare al fluido interstiziale, e alla sua capacità fisiologica di garantire stabilità protettiva per i tessuti e gli organi degli organismi pluricellulari.

Origine

Claude Bernard usò la frase in diverse opere dal 1854 fino alla sua morte nel 1878. Molto probabilmente l'aveva adottata dall'istologo Charles Robin, che aveva usato la frase "milieu de l'intérieur" come sinonimo dell'antica idea ippocratica degli umori. Bernard inizialmente era interessato solo al ruolo del sangue, ma in seguito ha incluso quello dell'intero corpo nel garantire questa stabilità interna. Ha riassunto la sua idea come segue:

La fissità dell'ambiente suppone una perfezione dell'organismo in modo tale che le variazioni esterne siano in ogni istante compensate ed equilibrate .... Tutti i meccanismi vitali, per quanto diversi possano essere, hanno sempre un obiettivo, per mantenere l'uniformità di le condizioni di vita nell'ambiente interno .... La stabilità dell'ambiente interno è la condizione per la vita libera e indipendente.

Il lavoro di Bernard sull'ambiente interno della regolamentazione è stato supportato contemporaneamente dal lavoro in Germania. Mentre Rudolf Virchow focalizzava l'attenzione sulla cellula, altri, come Carl von Rokitansky (1804–1878) continuarono a studiare la patologia umorale in particolare la questione della microcircolazione. Von Rokitansky ha suggerito che la malattia ha avuto origine in danni a questo microcircolo vitale o sistema interno di comunicazione. Hans Eppinger Jr. (1879–1946), professore di medicina interna a Vienna, sviluppò ulteriormente il punto di vista di von Rokitansky e mostrò che ogni cellula richiede un ambiente adatto che chiamava la sostanza fondamentale per un microcircolo efficace. Questo lavoro di scienziati tedeschi fu continuato nel 20 ° secolo da Alfred Pischinger (1899–1982) che definì le connessioni tra la sostanza di base o la matrice extracellulare e il sistema nervoso ormonale e autonomo e vide in esso un complesso sistema di regolazione per il corpo come un insieme e per il funzionamento cellulare, che ha definito il sistema di regolamentazione del suolo ( das System der Grundregulation ).

Ricezione anticipata

L'idea di Bernard fu inizialmente ignorata nel XIX secolo. Ciò è accaduto nonostante Bernard fosse molto onorato come il fondatore della fisiologia moderna (ha infatti ricevuto il primo funerale di stato francese per uno scienziato). Anche l'edizione del 1911 di Encyclopædia Britannica non ne parla. Le sue idee sull'ambiente interno sono diventate centrali per la comprensione della fisiologia all'inizio del XX secolo. Fu solo con Joseph Barcroft, Lawrence J. Henderson, e in particolare Walter Cannon e la sua idea di omeostasi, che ricevette il suo attuale riconoscimento e status. L'attuale 15a edizione la nota come l'idea più importante di Bernard.

Sviluppo concettuale

Bernard creò il suo concetto per sostituire l'antica idea delle forze vitali con quella di un processo meccanicistico in cui la fisiologia del corpo era regolata attraverso molteplici feedback di regolazione meccanica dell'equilibrio. La successiva nozione di omeostasi di Walter Cannon (anche se meccanicista) mancava di tale preoccupazione e fu persino sostenuta nel contesto di nozioni antiche come vis medicatrix naturae.

Cannon, a differenza di Bernard, vide l'autoregolazione del corpo come un requisito per l'emergenza evolutiva e l'esercizio dell'intelligenza, e pose ulteriormente l'idea in un contesto politico: "Ciò che corrisponde in una nazione all'ambiente interno del corpo "L'analogo più vicino sembra essere l'intero complesso sistema di produzione e distribuzione della merce". Ha suggerito, in analogia con la capacità dell'organismo di garantire la stabilità interna, che la società dovrebbe preservarsi con una burocrazia tecnocratica, "biocrazia".

L'idea di milieu intérieur, è stato notato, ha portato Norbert Wiener alla nozione di cibernetica e feedback negativo creando autoregolazione nel sistema nervoso e nelle macchine non viventi, e che "oggi la cibernetica, una formalizzazione dell'ipotesi di costanza di Bernard, è visto come uno dei precedenti antecedenti della scienza cognitiva contemporanea ".

Idea di comunicazione interna

Oltre a fornire le basi per comprendere la fisiologia interna in termini di interdipendenza della matrice cellulare o extracellulare o del sistema di terra, il fruttuoso concetto di Bernard del milieu intérieur ha portato anche a ricerche significative sul sistema di comunicazione che consentono la dinamica complessa di omeostasi.

Opera di Szent-Györgyi

Il lavoro iniziale è stato condotto da Albert Szent-Györgyi, il quale ha concluso che la comunicazione organica non poteva essere spiegata unicamente dalle collisioni casuali di molecole e ha studiato i campi energetici e il tessuto connettivo. Era a conoscenza di precedenti lavori di Moglich e Schon (1938) e Giordania (1938) sui meccanismi non elettrolitici del trasferimento di carica nei sistemi viventi. Ciò è stato ulteriormente esplorato e avanzato da Szent-Györgyi nel 1941 in una lezione memoriale di Koranyi a Budapest, pubblicata su Science and Nature , in cui ha proposto che le proteine ​​siano semiconduttori e in grado di trasferire rapidamente elettroni liberi all'interno di un organismo. Questa idea è stata accolta con scetticismo, ma ora è generalmente accettato che la maggior parte se non tutte le parti della matrice extracellulare hanno proprietà semiconduttrici. La conferenza Koranyi ha innescato una crescente industria dell'elettronica molecolare, utilizzando semiconduttori biomolecolari nei circuiti nanoelettronici.

Nel 1988 Szent-Györgyi affermò che "Le molecole non devono toccarsi per interagire. L'energia può fluire attraverso ... il campo elettromagnetico" che "insieme all'acqua, costituisce la matrice della vita". Quest'acqua è correlata anche alle superfici delle proteine, del DNA e di tutte le molecole viventi nella matrice. Questa è un'acqua strutturata che fornisce stabilità per il funzionamento metabolico e correlata anche al collagene, la principale proteina nella matrice extracellulare e nel DNA. L'acqua strutturata può formare canali di flusso di energia per i protoni (a differenza degli elettroni che scorrono attraverso la struttura proteica per creare bioelettricità). Mitchell (1976) si riferisce a questi flussi come "proticità".

Lavorare in Germania

Il lavoro in Germania nell'ultimo mezzo secolo si è concentrato anche sul sistema di comunicazione interna, in particolare per quanto riguarda il sistema di terra. Questo lavoro ha portato alla loro caratterizzazione del sistema di terra o all'interazione della matrice extracellulare con il sistema cellulare come un "sistema di regolazione del suolo", vedendo in esso la chiave dell'omeostasi, un sistema di comunicazione e supporto su tutto il corpo, vitale per tutte le funzioni.

Nel 1953 un medico e scienziato tedesco, Reinhold Voll, scoprì che i punti utilizzati in agopuntura avevano proprietà elettriche diverse dalla pelle circostante, vale a dire una resistenza inferiore. Voll ha inoltre scoperto che la misurazione delle resistenze nei punti ha fornito indicazioni preziose sullo stato degli organi interni. Ulteriori ricerche sono state condotte dal dott. Alfred Pischinger, ideatore del concetto di "sistema di regolazione del suolo", nonché dai dott. Helmut Schimmel e Hartmut Heine, usando il metodo di Voll per lo screening elettro-dermico. Questa ulteriore ricerca ha rivelato che il gene non è tanto il controllore, ma il deposito di progetti su come dovrebbero funzionare le cellule e i sistemi superiori e che l'attuale regolazione delle attività biologiche (vedi biologia cellulare epigenetica) si trova in un "sistema di regolazione del suolo" . Questo sistema è costruito sulla sostanza fondamentale, un tessuto connettivo complesso tra tutte le cellule, spesso chiamato anche matrice extracellulare. Questa sostanza di base è composta da sostanza di base "amorfa" e "strutturale". Il primo è "un gel semifluido trasparente, prodotto e sostenuto dalle cellule fibroblastiche dei tessuti connettivi" costituito da complessi di zuccheri e proteine ​​altamente polimerizzati.

La sostanza fondamentale, secondo una ricerca tedesca, determina ciò che entra ed esce dalla cellula e mantiene l'omeostasi, che richiede un sistema di comunicazione rapida per rispondere a segnali complessi (vedi anche Bruce Lipton).

Ciò è reso possibile dalla diversità delle strutture molecolari dei polimeri di zucchero della sostanza fondamentale, dalla capacità di generare rapidamente nuove sostanze di questo tipo e dalla loro elevata interconnessione. Questo crea una ridondanza che rende possibile l'oscillazione controllata dei valori sopra e sotto l'omeostasi dinamica presente in tutte le creature viventi. Questa è una specie di "memoria a breve termine" a risposta rapida della sostanza fondamentale. Senza questa capacità labile, il sistema si sposterebbe rapidamente verso un equilibrio energetico, che porterebbe inattività e morte. Per la sua sopravvivenza biochimica, ogni organismo richiede la capacità di costruire, distruggere e ricostruire rapidamente i componenti della sostanza fondamentale.

Tra le molecole che compongono la sostanza fondamentale ci sono superfici minime di energia potenziale. La carica e lo scarico dei materiali della sostanza fondamentale causano "oscillazioni di biofield" (campi di fotoni). L'interferenza di questi campi crea tunnel di breve durata (da 10-9 a 10–5 secondi) attraverso la sostanza di base.

Attraverso questi tunnel, a forma di buco attraverso una ciambella, grandi sostanze chimiche possono attraversare dai capillari attraverso la sostanza macinata e nelle cellule funzionali degli organi e viceversa. Tutti i processi metabolici dipendono da questo meccanismo di trasporto.

Le principali strutture energetiche di ordinamento nel corpo sono create dalla sostanza fondamentale, come il collagene, che non solo conduce energia ma la genera, grazie alle sue proprietà piezoelettriche.

Come il cristallo di quarzo, il collagene nella sostanza macinata e i tessuti connettivi più stabili (fascia, tendini, ossa, ecc.). trasforma l'energia meccanica (pressione, torsione, allungamento) in energia elettromagnetica, che quindi risuona attraverso la sostanza di base (Athenstaedt, 1974). Tuttavia, se la sostanza fondamentale è squilibrata chimicamente, l'energia che risuona attraverso il corpo perde coerenza.

Questo è ciò che accade nella risposta di adattamento descritta da Hans Selye. Quando la regolamentazione di base non è equilibrata, aumenta la probabilità di malattia cronica. La ricerca di Heine indica che i traumi emotivi irrisolti rilasciano una sostanza neurotrasmettitrice P che fa sì che il collagene assuma una struttura esagonale che è più ordinata della loro struttura normale, mettendo in equilibrio la sostanza fondamentale, quella che definisce una "cicatrice emotiva" che fornisce " un'importante verifica scientifica che le malattie possono avere cause psicologiche ". (vedi anche Bruce Lipton)

Lavora negli Stati Uniti

Mentre il lavoro iniziale sull'identificazione dell'importanza del sistema di regolamentazione del suolo è stato svolto in Germania, negli Stati Uniti e altrove si sono svolti lavori più recenti che hanno esaminato le implicazioni della comunicazione inter e intra-cellulare attraverso la matrice extracellulare.

La continuità strutturale tra componenti scheletrici e cisti extracellulari e nucleari è stata discussa da Hay, Berezny et al. e Oschman. Storicamente, questi elementi sono stati indicati come sostanze di base e, per la loro continuità, agiscono per formare un sistema complesso e intrecciato che raggiunge e contatta ogni parte del corpo. Già nel 1851 fu riconosciuto che i sistemi nervoso e sanguigno non si collegano direttamente alla cellula, ma sono mediati da e attraverso una matrice extracellulare.

Ricerche recenti riguardanti le cariche elettriche dei vari componenti glicol-proteici della matrice extracellulare mostrano che a causa dell'elevata densità di cariche negative sui glicosaminoglicani (forniti dai gruppi solfato e carbossilato dei residui di acido uronico) la matrice è un ampio sistema redox capace di assorbire e donare elettroni in qualsiasi momento. Questa funzione di trasferimento di elettroni raggiunge gli interni delle cellule poiché anche la matrice citoplasmatica viene caricata fortemente negativamente. L'intera matrice extracellulare e cellulare funziona come un sistema di accumulo biofisico o un accumulatore per la carica elettrica.

Da considerazioni termodinamiche, energetiche e geometriche, si ritiene che le molecole della sostanza fondamentale formino superfici fisiche ed elettriche minime, in modo tale che, sulla base della matematica delle superfici minime, i cambiamenti minuscoli possano portare a cambiamenti significativi in ​​aree distanti della sostanza fondamentale. Si ritiene che questa scoperta abbia implicazioni per molti processi fisiologici e biochimici, tra cui trasporto di membrana, interazioni antigene-anticorpo, sintesi proteica, reazioni di ossidazione, interazioni actina-miosina, trasformazioni sol / gel in polisaccaridi.

Una descrizione del processo di trasferimento di carica nella matrice è "trasporto di elettroni altamente vettoriale lungo le vie del biopolimero". Altri meccanismi coinvolgono nuvole di carica negativa create attorno ai proteoglicani nella matrice. Esistono anche complessi di trasferimento di carica solubili e mobili in cellule e tessuti (ad esempio Slifkin, 1971; Gutman, 1978; Mattay, 1994).

Rudolph A. Marcus del California Institute of Technology ha scoperto che quando la forza motrice aumenta oltre un certo livello, il trasferimento di elettroni inizierà a rallentare anziché accelerare (Marcus, 1992) e nel 1992 ha ricevuto un premio Nobel per la chimica contributo alla teoria delle reazioni di trasferimento di elettroni nei sistemi chimici. L'implicazione del lavoro è che un processo di trasporto di elettroni vettoriali può essere maggiore tanto più piccolo è il potenziale, come nei sistemi viventi.

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