Evolution based medicine e futuro dell’insegnamento medicon.59, 2013, pp.2619-2623, 2013. DOI: 10.4487/medchir2013-59-1

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Abstract

A growing interest toward the evolutionary or Darwinian approaches in medicine and public health stimulates today’s debates about the future of medical knowledge, clinical practice and health policies. A rising number of symposia, essays, and books are questioning if medicine still makes sense without evolution, arguing that an understanding of how natural selection shaped human vulnerability to disease could provide new insights into medical research, clinical practice and public health; as well as it can contribute to a more pertinent idea of health and disease than is emerging from the genomic an epigenetic understanding of physiology and biochemistry.

Articolo

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Quattro svolte teoriche e metodologiche hanno caratterizzato, sul piano dei contenuti, degli scopi e delle pratiche, l’evoluzione del pensiero medico e, di conseguenza, l’insegnamento della medicina nella tradizione occidentale. La prima vide emergere, nell’antichità classica, le scuole mediche che ridefinirono e arricchirono, attraverso un approccio alla malattia non più magico-religioso ma naturalistico, il sapere empirico accumulato in migliaia di anni di pratiche sciamaniche. Nasceva così il metodo clinico, e l’insegnamento all’uso dell’osservazione dei singoli malati e del ragionamento fondato su un modello funzionale del corpo. La seconda svolta ebbe luogo nel corso del Settecento, quando l’affermarsi del metodo anatomo-clinico, l’unificazione della formazione clinica e chirurgica e l’origine degli ospedali pubblici consentirono un rapido accumulo di esperienze comparate di casi di malattia, organizzate intorno a una nuova semeiotica, e di osservazioni anatomiche in luoghi e tempi circoscritti, per cui ritornava strategico l’insegnamento della medicina al letto del malato. La terza innovazione avveniva con la rivoluzione scientifico-sperimentale della seconda metà dell’Ottocento, che produceva una radicale riforma dell’insegnamento medico, spostando l’accento sulle basi scientifiche della formazione. il prototipo pedagogico di quella svolta fu la “riforma Flexner” negli Stati Uniti, che a partire dal secondo decennio del Novecento, valorizzò l’insegnamento della ricerca di base nell’università, in quanto fonte principale di innovazioni tecnologiche e terapeutiche, che rendevano definitivamente la medicina e la sanità pubblica elementi portanti della crescita economica occidentale. I cambiamenti del quadro epidemiologico prodotti dalle transizioni sanitarie e demografiche nel mondo industrialmente sviluppato, nella prima metà del Novecento, e l’evoluzione accelerata e differenziata delle conoscenze e delle pratiche mediche creavano le condizioni, nella seconda metà del secolo scorso, per l’emergere del metodo clinico-epidemiologico fondato sulla sperimentazione induttiva e i trial randomizzati, quale strumento per lo sviluppo e il controllo delle crescenti opportunità di intervento medico e sanitario. In questo nuovo contesto, che porterà alla cristallizzazione del cosiddetto “paradigma dell’evidence based medicine”, ha avuto luogo un’ulteriore innovazione pedagogica, che ha visto l’insegnamento della medicina diventare il principale campo per la sperimentazione e l’uso in ambito didattico del problem based learning.

E’ probabile che ci troviamo alle soglie di un nuovo tornante nell’evoluzione del modo di pensare e governare i problemi medico-sanitari, e che questa virata comporterà dei cambiamenti nell’impianto pedagogico della medicina. La diffusione e l’uso dei dati genomici orienta verso una personalizzazione delle cure e delle strategie di prevenzione, ovvero implica un’integrazione epistemologica, fino a oggi ancora poco avvertita come opportunità ed esigenza, tra l’approccio clinico-epidemiologico e quello fisiopatologico, in funzione di una rivalutazione della dimensione contestuale dei dati clinicamente rilevanti. Da un paio di decenni si sta sviluppando un approccio ai fondamenti e ai problemi della teoria e della pratica medica per cui una sintesi sarebbe già possibile, assumendo una prospettiva evoluzionistica o darwiniana come quadro teorico di riferimento. Dato che, in ultima istanza, il detto famosissimo del genetista di popolazioni Theodosius Dobzhansky, che “nulla ha senso in biologia se non alla luce dell’evoluzione”, vale non solo per la biologia “normale”, ma anche per quella giudicata a “patologica”. Soprattutto, è destinato a diventare, proprio in ragione degli sviluppi scientifici che stanno disvelando le basi molecolari e fisiologiche all’origine delle variazioni genetiche e fenotipiche individuali, un principio unificatore dello studio dei viventi, incluse le malattie e la salute dell’uomo.

Il punto di vista evoluzionistico implica che il medico debba farsi almeno due nuove domande, oltre a quelle che hanno alimentato la ricerca biomedica e la pratica clinica negli ultimi 150 anni. Cioè che non debba chiedersi solo “Come ci si ammala?”, ma anche: “Perché ci si ammala?”. Vale a dire: “Quali sono le origini delle vulnerabilità biologiche strutturali e funzionali che predispongono ad ammalarsi?”. E che non debba limitarsi, di fronte a un paziente, a domandarsi “Da quale malattia è affetto?”, ma anche: “Perché questa persona si è ammalata, proprio in questo momento e in questo modo?”. La prima domanda sposta l’attenzione sulle cause remote, oltre che su quelle prossime studiate sperimentalmente, nella ricerca dei fattori implicati nell’eziopatogenesi delle manifestazioni categorizzate clinicamente come disturbi. La seconda ammette che l’individualità del paziente è un dato irriducibile, e che per rispondere alle domande di salute a livello di singoli o di comunità i medici, e i responsabili delle politiche sanitarie devono tener conto dei vincoli storici che condizionano, a livello sia filogenetico sia ontogenetico, il rischio di ammalare.

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L’approccio evoluzionistico (o darwiniano) in medicina presuppone il fatto che quasi tutte le caratteristiche fenotipiche umane ereditarie si sono selezionate durate il processo durato circa due milioni di anni, che ha visto la nostra specie emergere nelle savane dell’età pleistocenica. Intorno a 100-60mila anni fa, Homo sapiens era in possesso dei tratti adattativi, soprattutto comportamentali, che gli hanno consentito di colonizzare il pianeta. I fattori climatici, le sfide alimentari e la deriva genica hanno favorito variazioni fenotipiche localmente funzionali o non disfunzionali sul piano dell’efficienza riproduttiva. Per quanto riguarda gli adattamenti culturali, questi hanno assunto un ruolo sempre più importante dall’invenzione dell’agricoltura, intorno a 10mila fa, che ha reso possibile la creazione di sistemi sociali e produttivi sempre più lontani dal contesto ambientale evolutivamente originario.

Alla luce delle teorie che spiegano i meccanismi dell’evoluzione biologica, le variazioni genetiche e la plasticità epigenetica che si esprimono incessantemente a livello individuale possono dar luogo, come conseguenza dei vantaggi riproduttivi differenziali che creano in un dato contesto ambientale, sia ad adattamenti sia a disadattamenti. La “malattia” non è quindi un’anomalia o un difetto che insorge nel modo di funzionare di un organismo-macchina altrimenti progettato in modo ottimale. I tratti fenotipici non possono mai essere perfetti, e sono sempre compromessi morfologici o funzionali, più o meno efficienti, a seconda dei contesti ambientali. Inoltre, le ricombinazioni e le mutazioni producono incessantemente variazioni che possono anche manifestarsi come fattori di rischio o disfunzioni. La vulnerabilità alla malattia dipende anche dal fatto che la selezione naturale lavora lentamente e non è in grado di prevedere il futuro. Queste condizioni prefigurano l’esistenza di cause remote, accanto a quelle prossime, all’origine delle malattie. Le cause delle malattie non sono, insomma, dannose in quanto tali, ma perché la fisiologia dell’organismo può risultare incongruente rispetto al contesto in cui viene a trovarsi: dissonanza o mismatch che si manifesta attraverso le interazioni tra costituzioni genetiche/epigenetiche uniche e fattori ambientali contingenti.

La novità teorica consiste quindi nel guardare ai problemi della medicina in una prospettiva storica, in senso filogenetico, ontogenetico e culturale. Per esempio, assumendo un punto di vista ecologico e riconoscendo che i cambiamenti che intervengono nella vita degli esseri umani sono strettamente collegati alla vita di altri esseri viventi. In particolare i microrganismi. Le malattie infettive non sono, in tale senso, un problema da affrontare con l’idea di poterlo risolvere per sempre, perché noi abbiamo rappresentato e rappresenteremo fino alla nostra estinzione un’opportunità evolutiva per queste forme di vita. E anche una fonte di pressioni selettive che condizionano complesse dinamiche co-evolutive. Le infezioni emergenti sono la conseguenza di zoonosi che, com’è nella loro natura fare, tentano di utilizzarci come nuovi ospiti per replicarsi e diffondersi. Mentre le infezioni riemergenti segnalano che le popolazioni di agenti che già infettano l’uomo, o vivono in simbiosi con lui, sono in grado di rispondere ai presidi medico-sanitari con cui vengono tenute sotto controllo evolvendo nuove varietà resistenti ai trattamenti disponibili. Oltre che dimostrano che da specie non patogene possono emergere ceppi dannosi, se questi sono favoriti riproduttivamente da qualche condizione, come la disponibilità di ospiti immunologicamente deficitari. La sfida con gli agenti infettivi è diventata, con la nascita della microbiologia medica, una “corsa alle armi”. Il punto di vista evoluzionistico suggerisce di pianificare le strategie di cura e prevenzione tenendo conto in anticipo del rischio di selezionare nuove varietà virali o microbiche avvantaggiate per tratti sanitariamente dannosi, come una maggiore trasmissibilità e patogenicità.

I cambiamenti ambientali creati dai progressi economici, sociali e sanitari hanno trasformato meccanismi adattativi di difesa in cause di malattie. E’ quasi certamente il caso delle allergie e delle malattie autoimmuni. Le nostre difese immunitarie erano settate per essere adattive in un ambiente dove circolava una più alta variabilità di agenti patogeni. I nostri antenati erano frequentemente “abitati” da vermi, condizione normale per molti animali a noi oggi contemporanei e altrettanto consueta in popolazioni che, sempre oggi, vivono in aree del mondo igienicamente meno progredite. La fisiologia delle reazioni allergiche era, tra altre funzioni che svolgeva all’interno delle dinamiche infiammatorie di difesa, un efficace sistema per tenere sotto controllo i macroparassiti e, forse, anche per prevenire intossicazioni da pollini. Nel mondo industrializzato le infestazioni da elminti sono scomparse e  c’è stata nel corso dell’ultimo secolo una significativa riduzione del carico di infezioni che interessano i bambini dal momento in cui escono dall’utero fino a quando il loro sistema immunitario è definitivamente sviluppato. Tuttavia il nostro sistema immunitario non ha fatto in tempo a eliminare o adattare i processi di maturazione e autoregolazione, che prevedono la presenza di e l’interazione con microrganismi che, invece, non incontra più. La conseguenza è il rischio che risposte immunitarie siano scatenate da stimoli diversi e in se stessi non dannosi, e diano luogo a effetti dannosi, com’è il caso, appunto, delle allergie e delle malattie autoimmuni. Numerosi studi inducono a ipotizzare che il miglioramento dell’igiene abbia in sostanza interferito con le dinamiche di sviluppo dei meccanismi di regolazione delle risposte immunitarie, e sia per esempio all’origine dell’aumento di forme asmatiche allergiche tra i bambini del mondo industrializzato.

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La medicina evoluzionistica o darwiniana spiega bene, sempre sulla base del mismatch, anche la pandemia di disturbi metabolici che minaccia il futuro della sanità pubblica mondiale. La genetica e l’epigenetica della regolazione del metabolismo è rimasta settata sulla dieta e gli stili di vita dei cacciatori-raccoglitori, che erano radicalmente diversi sia dai nostri antenati costretti a un certo punto per sopravvivere meglio a praticare l’agricoltura, sia dalle attuali abitudini consumistiche. La dieta paleolitica era a base di carne e povera di grassi e di carboidrati, ricca di fibre e micronutrienti, con una presenza di meno sodio e più potassio, più omega 3 e meno omega 6, etc. I cambiamenti delle abitudini alimentari e degli stili di vita hanno causato peggioramenti della salute per diversi millenni dopo la rivoluzione neolitica, che ha introdotto un massiccio consumo di cereali. Mentre la rivoluzione industriale ha consentito un’accessibilità crescente a cibi sempre meno costosi e con un sempre più elevato contenuto calorico; a fronte di una diminuzione dell’attività fisica, quotidianamente richiesta per il procacciamento del cibo e il mantenimento delle relazioni sociali. Peraltro, a livello sia genetico sia epigenetico siamo potenzialmente portatori di predisposizioni per un uso parsimonioso (thrifty) dell’apporto calorico in vista di periodi di carestia, e che si manifesta patologicamente e clinicamente soprattutto attraverso le conseguenze della resistenza all’insulina, cioè con il diabete. Parliamo di un complesso sindromico a lungo chiamato “malattie da benessere”, ma che oggi colpisce soprattutto le fasce e le popolazioni meno abbienti.

Qualcosa di analogo, sempre a proposito di mismatch, si può dire sull’aumento dei tumori dell’apparato riproduttivo femminile. Fino a non molti decenni fa poco tempo fa era normale che una donna iniziasse ad avere figli intorno a 17-20 anni, e restasse incinta regolarmente per un paio di decenni, allattando per due anni in media ogni figlio che sopravviveva ai rischi del parto e del postparto. Molte meno ovulazioni, quindi: è stato calcolato che dalle circa 100 tipiche di quel lunghissimo passato, si è passati alle circa 400 di oggi, dove nei paesi più industrializzati la riproduzione è pianificata, esistono tecniche efficaci di contraccezione e le coppie fanno meno figli perché la mortalità infantile è stata quasi eliminata. L’incremento del numero di ovulazioni aumenta i rischi di sviluppare tumori dell’apparato riproduttivo femminile, per un banale motivo statistico. L’argomento si può estendere quasi all’intero perimetro dei problemi sanitari che riguardano le fasi più tarde delle storie di vita dei due generi (maschio e femmina) umani. Siamo una specie che per il 99% della sua esistenza si è allineata su una aspettativa di media di tre decenni, e che quindi non può avere acquisito una naturale predisposizione a vivere tre volte tanto. La vecchiaia è una condizione diventata frequente solo molto recentemente, e la maggioranza di chi oggi invecchia non lo fa in piena salute per ragioni evolutivamente ben spiegabili.

La chirurgia ortopedica ha sviluppato tecnologie e possibilità molto avanzate di intervenire sulle più diverse patologie meccanico-funzionali dell’apparato muscolo-scheletrico. Rimane il fatto che la domanda per questo tipo di interventi dipende da cambiamenti delle attività fisiche che vengono intraprese o più spesso non intraprese, rispetto a quel che i nostri antenati facevano nel corso della loro esistenza quotidiana. Per dire: l’altissima frequenza di danni al menisco registrata fra i calciatori negli ultimi vent’anni si spiega con il fatto che non abbiamo un ginocchio progettato per le sollecitazioni cui è sottoposto durante gli allenamenti e le partite di calcio. L’orizzonte si può considerevolmente ampliare se guardiamo con maggiore umiltà alla conquista della posizione eretta. I vantaggi conseguiti grazie al bipedismo hanno comportato anche alcuni nuovi problemi. L’osso pelvico delle femmine umane è andato incontro, nella torsione di 90 gradi, ad un vincolo fisico importante per quanto riguarda la larghezza del canale del parto, con il risultato che la testa del feto ha più difficoltà nel percorrerlo, rispetto a tutti gli altri primati; difficoltà che ha reso più pericoloso il parto per la madre e il figlio, e non appena possibile un evento “naturale” cruciale come la nascita è stato medicalizzato ed oggi è ipermedicalizzato. Anche le dorsopatie, che colpiscono fino al 90% delle persone nei paesi sviluppati almeno una volta nella vita e il 50% almeno una volta l’anno, dipendono in ultima istanza da fatto che l’assunzione della postura eretta è stata ottenuta raddrizzando una colonna vertebrale evolutivamente “progettata” per sostenere il peso di un corpo che si muoveva su quattro arti. L’operazione evolutiva ha prodotto, anche in questo caso, alcuni vantaggi sul piano dell’efficienza della deambulazione, ma allo stesso tempo ha comportato per motivi biomeccanici l’acquisizione di predisposizioni alle discopatie e ad altri problemi che si possono manifestare soprattutto come conseguenza di abitudini posturali innaturali.

Non meno significativa sembra essere l’opportunità di inquadrare il problema del cancro in una prospettiva evoluzionistica. Non solo per quanto riguarda i mismatch ambientali che hanno determinato un aumento della prevalenza, ma anche rispetto allo studio della patogenesi della malattia come tale. Perché si sviluppa il cancro? Perché la proliferazione tumorale può assumere forme incurabili? Ha senso l’aspettativa di sconfiggere il cancro continuando a vederlo come un processo degenerativo e parassitario da sradicare? Le odierne cognizioni oncologiche ed epidemiologiche hanno migliorato l’efficacia degli interventi di trattamento e prevenzione. Le domande fondamentali però rimangono, e qual che si pensi sulla natura del cancro influenza le strategie di ricerca e intervento. Il cancro è un processo evolutivo che avviene all’interno del corpo umano. Le cellule cancerogene si comportano come popolazioni clonali prive di controllo della replicazione, che vanno incontro a processi di selezione darwiniana in risposta al contesto ambientale, sfruttando l’instabilità genomica come fonte di variabilità. L’elevata capacità di diversificazione genomica permette alle cellule tumorali di diventare progressivamente resistenti ai trattamenti, e più aggressive. Si tratta quindi di cominciare a immaginare strategie anticancro volte a modificare il comportamento replicativo delle cellule tumorali. Vale a dire a non cercare lo scontro frontale o finale mirato all’eradicazione – magari anche evitando di dire che la medicina sconfiggerà il cancro perché si tratta di un’illusione – bensì provando a cambiare l’ambiente in cui ha luogo la selezione, in modo da rendere vantaggiose strategie replicative meno aggressive.

Il punto di vista della medicina evoluzionistica o darwiniana comporta un cambiamento di paradigma nel modo di pensare diversi problemi medici. Che alla lunga potrebbe e dovrebbe implicare anche cambiamenti nell’insegnamento della medicina. Una medicina indirizzata alla comprensione della logica genetico-evolutiva delle diverse malattie per migliorare trattamento e prevenzione, nonché per promuovere la salute, avrà bisogno di medici con un’impostazione epistemologica e psicologica più articolata di quella fornita dalle attuali scuole di medicina. Dal punto di vista evoluzionistico la prospettiva di una medicina personalizzata, aperta dagli sviluppi della genomica non è una sorpresa. È l’ovvia conseguenza del fatto che ognuno di noi è portatore di un genoma individuale, che ha una storia evolutiva unica. Un genoma unico – a parte il caso dei gemelli monozigoti – che va incontro a una storia epigenetica e sociale che accentuano l’unicità individuale delle risposte ai contesti ambientali in continuo cambiamento. Tra queste risposte vi sono anche i comportamenti stimolati dalle condizioni di malattia e sofferenza che per milioni di anni hanno colpito i nostri antenati senza che alcun rimedio efficace fosse disponibile. In altre parole anche la relazione medico-paziente va inquadrata, compresa e ripensata o ricostruita alla luce di una riflessione evoluzionistica.

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Corbellini G., Evolution based medicine e futuro dell’insegnamento medico, Medicina e Chirurgia, 59: 2619-2623, 2013. DOI: 10.4487/medchir2013-59-1

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