Scienziati contro il verme assassino: l'Ancylostoma e i trafori alpini

Il mondo industriale moderno sembra aver dimenticato il peso delle parassitosi nella mortalità della gente comune vissuta fino a pochi decenni fa. Spaventati come siamo dalle nostre tipiche malattie da sedentarietà e ipernutrizione (cardiopatie e tumori), ignoriamo completamente che i nostri antenati venivano sterminati da microrganismi e piccoli vermi che entravano all'interno del loro corpo in condizioni di scarsa igiene, solitamente tipiche di contesti sociali degradati o di sfruttamento lavorativo indiscriminato.

La malattia che ha ucciso più persone nella Storia è la malaria, che accompagna l'Uomo da almeno 50.000 anni, è stata documentata con precisione già in Cina nel 2700 a.C. ed era presente in ampie zone costiere e paludose dell'Italia fino agli anni '30, mentre è ancora diffusissima nei Paesi del Terzo Mondo dove uccide ancora oltre 400.000 persone ogni anno; è dovuta all'infestazione da parte di un protozoo, il Plasmodium (ne esistono diverse varietà, ma la più diffusa è il P. Falciparum, che è anche quello che provoca l'infezione più grave), trasmesso dalla puntura delle zanzare anofele. I plasmodi si riproducono asessualmente all'interno dei globuli rossi del sangue, distruggendoli per uscirne fuori e infettarne di nuovi. Si manifesta con attacchi di febbre molto alta che vanno e vengono, gonfiore di fegato e milza, grave anemia, tachicardia e delirio. La morte sopraggiunge in seguito ai gravi danni epatici, renali e cerebrali conseguenti.

Campione di sangue umano infetto da P. Falciparum

Il ciclo vitale dei plasmodi

La zanzara anofele, che ne è il vettore

Le aree tropicali, per la loro ricchissima biodiversità dovuta all'abbondanza di luce solare e acqua piovana, dalle quali partono innumerevoli catene alimentari, sono piene di insidie di questo genere per l'uomo, il cui sistema immunitario non è quasi mai in grado di difendersi stroncando l'infestazione all'inizio. Un altro caso notissimo è quello della Malattia del sonno, dovuta a un altro protozoo, il Trypanosoma, trasmesso dalla puntura della mosca tze tze. Si manifesta con una fase emolinfatica caratterizzata da dolori, febbre e ingrossamento dei linfonodi del collo, cui segue una fase neurologica con apatia e letargia che rendono il malato incapace di provvedere ai propri elementari bisogni, finché i danni cerebrali non lo conducono a morte.

Campione di sangue umano infetto da Trypanosoma

Il ciclo vitale dei tripanosomi

La mosca tze tze che ne è il vettore

Ma un problema altrettanto importante è quello rappresentato dalle infestazioni da vermi, come le Tenie (noti anche come vermi solitari), le Filarie e gli Ancylostomi.

Le Tenie si prendono mangiando carne infetta delle loro larve, alcuni tipi (T. Solium, T. Saginata) si stabiliscono nell'intestino e assorbono le sostanze nutritive attraverso la cute, mentre altri (Echinococco) possono raggiungere ogni distretto del corpo, dando vita a cisti che producono sintomi da compressione analoghi a quelli delle masse tumorali.

Una tenia estratta da un intestino umano

La testa (scolice) della tenia, con cui l'animale si attacca alle pareti interne del lume intestinale

Il ciclo vitale delle tenie

Le Filarie si prendono dalla puntura della zanzara, specie quella tigre, e si stabiliscono nel sistema circolatorio o in quello linfatico. Possono provocare enormi gonfiori degli arti occludendo i vasi linfatici e gravi danni cardiaci, spesso mortali (soprattutto in cani e gatti, che ne sono facilmente soggetti anche in Italia).

Un esemplare di filaria 

Cuore di cane infestato da filarie

Arto umano anormalmente gonfio in seguito a infestazione da filarie

Il ciclo vitale delle filarie

Questi parassiti possono essere combattuti in molti modi, sia direttamente sia sterminando gli insetti che ne sono i vettori. Infatti, in molte zone, l'incidenza della loro infestazione è stata drasticamente abbassata da adeguati interventi di igiene pubblica.

Il più infido dei parassiti di questo tipo è, però, l'Ancylostoma. Questo è un verme che allo stato larvale è praticamente invisibile e vive nel terreno. Da qui può passare all'uomo attraverso ogni tipo di contatto diretto. Nell'uomo, si moltiplica e invade soprattutto le vie digerenti e respiratorie, succhiando il sangue dai tessuti e provocando gravi emorragie e infezioni, fino alla morte del malato.

Testa di Ancylostoma

Ancylostoma maschio e femmina

Ciclo vitale dell'Ancylostoma

Organi riproduttivi del maschio

Duodeno umano infestato da Ancylostoma

Segni della penetrazione dell'Ancylostoma in un piede umano

La storia dell'Ancylostoma, in Italia, è strettamente legata a quella dei trafori ferroviari alpini realizzati, soprattutto con la Svizzera, tra la fine del XIX secolo e l'inizio del XX. Anche se l'infestazione è stata sempre diffusa nelle campagne e nelle miniere, la sua incidenza sulla popolazione non aveva mai raggiunto i livelli che furono toccati tra gli operai addetti allo scavo dei trafori, così alti da indurre la sospensione dei lavori di scavo del San Gottardo, nel 1879-80.

Il traforo ferroviario del San Gottardo oggi, dal lato svizzero

A quel punto, la direzione della clinica medica generale di Torino inviò nella zona un veterinario, Edoardo Perroncito, che aveva già alle spalle l'eradicazione della Cercaria (un altro parassita, dei bovini) dalle campagne del Canavese. Perroncito identificò nelle autopsie degli operai morti (scavatori e addetti ai forni) la presenza di almeno tre diversi parassiti, tra i quali il più frequente e diffuso, nonché quello dai più nefasti effetti, era proprio l'Ancylostoma.

Edoardo Perroncito (1847-1936) ospite di una scuola elementare

Dopo una serie di sopralluoghi nei cantieri, giunse alla conclusione che gli operai si infettavano soprattutto per colpa delle pessime condizioni igieniche in cui lavoravano. Non disponevano di bagni e facevano i loro bisogni negli stessi punti in cui lavoravano. Respiravano poi il fango misto agli escrementi che sollevavano durante i lavori di scavo. Usavano scarpe vecchie e rotte con le quali sguazzavano nel fango pieno di larve, che entravano nel loro corpo attraverso la pelle dei piedi. All'interno degli scavi, la temperatura e l'umidità erano così alte da creare una sorta di sub-clima tropicale.

La sua relazione obbligò le imprese appaltatrici del lavoro a provvedere in modo adeguato all'igiene dei cantieri e il numero delle infestazioni diminuì rapidamente.

Perroncito si ingegnò a trovare quanto prima un rimedio per curare gli operai già infettati e trovò che l'estratto di felce maschio, una pianta perenne comune nei boschi, che spesso cresce alla base delle querce, riusciva ad uccidere rapidamente i vermi.

La felce maschio

Tuttavia, non tutto il mondo medico prese sul serio le sue conclusioni. Molti ritenevano ancora che i vermi avessero un ruolo marginale nella mortalità degli operai, dovuta soprattutto a denutrizione e super-sfruttamento. A questo scetticismo non era estranea una certa scarsa considerazione di Perroncito come studioso, dato che a volte le sue conclusioni erano apparse parecchio fantasiose (secondo studi moderni, Perroncito aveva delle grandi intuizioni ma non disponeva dei mezzi tecnici per dimostrarle a fondo).

Anche se i fattori socio-economici non andavano sottovalutati, l'influenza delle infestazioni elmintiche non poteva essere negata. In soccorso di Perroncito arrivò un brillante medico pavese, direttore dell'ospedale di Varese, Ernesto Parona, che aveva già compiuto importanti lavori di parassitologia anche in collaborazione con Giovan Battista Grassi, lo scienziato che identificò per primo il rapporto tra la zanzara anofele e la diffusione della malaria.

Giovan Battista Grassi (1854-1925). Purtroppo sul web non si trovano immagini di Ernesto Parona (1849-1902)

Parona studiò la diffusione della malattia su 249 pazienti, ex operai del traforo del San Gottardo, ricoverati nel suo ospedale e giunse alle stesse conclusioni di Perroncito. Inoltre, seguendo le indicazioni di quest'ultimo, curò i suoi malati con l'estratto di felce maschio, ottenendo un tasso molto soddisfacente di guarigioni. La sua sperimentazione servì anche a definire con precisione i dosaggi di estratto di felce maschio con cui affrontare l'infestazione senza produrre troppi effetti collaterali.

Dopo l'intervento di Parona, nessuno mise più in dubbio le conclusioni di Perroncito.

Qualche anno dopo, nel 1888, partirono gli scavi per un altro traforo ferroviario, quello del Sempione. Perroncito riuscì a convincere le autorità a inviare sul posto, come ufficiale sanitario, un giovane medico di sua fiducia, Giuseppe Volante. Questo, man mano che prendeva forma la comunità dei minatori (che arrivarono anche a fondare con le loro famiglie una vera e propria cittadina, Balmalonesca, oggi disabitata da tempo ma ancora visitabile, una vera e propria ghost town), si ingegnò a prevenire in tutti i modi la comparsa dell'Ancylostoma, a partire dalle selezioni degli operai, in cui scartò chiunque sembrasse affetto da parassitosi, fino alla costruzione di impianti sanitari molto moderni (docce e bagni con spogliatoi riscaldati). Il risultato fu che, durante i lavori di scavo del Sempione, l'infestazione da Ancylostoma ebbe un'incidenza bassissima e i pochi malati furono tutti prontamente curati.

L'ingresso del tunnel del Sempione, lato italiano

Un cantiere del Sempione 

Veduta d'epoca di Balmalonesca

Una famiglia di emigranti meridionali a Balmalonesca

Perroncito e Giuseppe Volante (1871-1936)

Volante si impegnò, insieme a un parroco, un sindacalista e un direttore didattico provenienti da paesi vicini come Varzo e Iselle, anche ad abituare gli operai (molti dei quali erano emigranti provenienti dal Sud Italia) a rispettare le norme igieniche in casa e a mandare i figli a scuola. Passò tanto tempo nelle gallerie ad assistere i lavoratori, che alla fine si ammalò come loro di insufficienza respiratoria per via delle troppe polveri respirate, malattia di cui sarebbe poi morto nel 1936, a 65 anni.

La miniera di Ytterby, un luogo unico al mondo

In chimica, con la dizione ottocentesca di terre rare, si intendono gli elementi il cui numero atomico va da 57 a 71, rintracciabili solo in minerali che sono appunto rari da trovare, molto simili tra loro nel comportamento chimico e quindi difficili da separare e identificare. Nella Tavola Periodica, sono immediatamente visibili perché costituiscono il periodo (riga orizzontale) dei Lantanidi o Lantanoidi.

La Tavola Periodica degli Elementi. I Lantanidi sono rappresentati dalla prima riga in basso

La storia della scoperta di questi elementi è molto particolare e legata a un unico luogo, la miniera di Ytterby che si trova in Svezia, nell'area di Vaxholm, pochi km a NNE di Stoccolma. Vi si estraevano, soprattutto nel XVIII secolo, i minerali chiamati Feldspati, indispensabili per la produzione delle porcellane alla maniera cinese, a loro volta necessarie per la costuzione di stufe capaci di un'ottima efficienza energetica (a quel tempo e con il clima freddo della Scandinavia, un bene preziosissimo).

Qui, nel 1787, l'ufficiale e scienziato dilettante Carl Axel Arrhenius, sovrintendente alle attività della miniera, scoprì un minerale mai visto prima e ne inviò diversi campioni ai più noti chimici del mondo, perché lo indentificassero. A riuscirci fu, solo nel 1792, un chimico finlandese, professore all'università di Turku, Johan Gadolin, che nel determinarne la composizione scoprì quello che a lui e a tutti un nuovo elemento, chiamato provvisoriamente Yttria. Il minerale per intero fu poi chiamato Gadolinite in suo onore.

Una veduta del villaggio di Ytterby

L'ingresso della miniera di Ytterby

La posizione geografica di Ytterby

Gadolin era appunto un esperto di porcellane, amico di penna del più importante produttore inglese del settore, Josiah Wedgwood, e lo studio delle nuove tecnologie di produzione lo rendeva particolarmente abile nella separazione degli elementi dai minerali d'origine.

Gadolin era stato bravo, ma anche fortunato. Con la tecnologia disponibile a quel tempo, non era affatto facile separare i diversi elementi che costituivano un minerale, tanto più quando questi avevano caratteristiche che si assomigliavano.

Johan Gadolin (1760-1852)

Carl Axel Arrhenius (1757-1824)

Josiah Wedgwood (1730-95)

Nei decenni successivi, un esercito di chimici si giocò la reputazione cercando di identificare e isolare i materiali che costituivano le rocce estratte dalla miniera di Ytterby, e i risultati furono davvero sorprendenti.

Il tedesco Fredrich Woehler, il grande chimico che nel 1828 dimostrò che non esiste alcuna differenza tra la Chimica Organica e quella Inorganica, sintetizzando l'Urea (organica) in laboratorio, a partire da Cianato di Argento e Cloruro di Ammonio (inorganici), nello stesso anno, riuscì a isolare dall'Yttria (ribattezzata nel frattempo Ittrite) un nuovo elemento, che fu chiamato Ittrio. L'Yttrite fu identificata come tri-ossido di di-ittrio.

Friedrich Woehler (1800-82)

Un pezzo di Gadolinite

Un pezzo di Ittrio isolato

Polvere di Ossido di Ittrio

Nel 1843, sempre lavorando sulla Gadolinite, il chimico svedese Carl Gustav Moisander riuscì a identificare, uno dietro l'altro, due elementi fino ad allora sconosciuti, l'Erbio e il Terbio (entrambi i nomi derivano dal toponimo Ytterby).

Carl Gustav Moisander (1797-1858)

L'Erbio isolato

Il Terbio isolato

Nel 1878, il chimico svizzero Jean Charles Galissard de Marignac, riuscì a isolare dalla Gadolinite un nuovo elemento, che chiamò Itterbio, sempre da Ytterby.

Jean Charles Galissard de Marignac (1817-94)

L'Itterbio isolato

Sempre nel 1878, due ricercatori francesi (Marc Delafontaine e Jacques-Louis Soret) intuirono che nella Gadolinite doveva essere presente un nuovo elemento ancora; ma questo fu scoperto, lo stesso anno, dallo svedese Per Teodor Cleve, che lo chiamò Olmio (da Holmia, antico nome latino di Stoccolma); nel corso della stessa ricerca, Cleve scoprì anche un ulteriore elemento precedentemente sconosciuto, che chiamò Thulio (da Thule, il nome della misteriosa terra nord-atlantica scoperta dal navigatore fenicio Pitea da Marsiglia nel IV secolo a. C., identificata come la Scandinavia o l'Islanda).

Per Teodor Cleve (1840-1905)

L'Olmio isolato

Il Thulio isolato

Nel 1879, un altro chimico svedese, Lars Fredrick Nilson, isolò dalla Gadolinite un ennesimo elemento, che chiamò Scandio (da Scandia). Nello stesso anno, Per Teodor Cleve raggiunse lo stesso risultato e in più scoprì che lo Scandio coincideva con l'Eka-Boro, ossia uno degli elementi la cui esistenza era stata predetta da Dimitrj Mendeleev per riempire i vuoti rimasti nella sua Tavola Periodica. In effetti, la scoperta dello Scandio (come quelle del Gallio e del Germanio negli anni successivi) fu la principale conferma della validità del sistema periodico di Mendeleev.

Lo Scandio isolato

Lars Fredrick Nilsson (1840-99)

Dmitrij I. Mendeleev (1834-1907)

Nel 1880, Malignac identificò nella Gadolinite anche un ulteriore elemento, che fu poi separato dagli altri ad opera del francese Paul Emile Lecoq de Boisboudran nel 1886. E' stato possibile isolarlo solo in tempi recenti ed è stato chiamato Gadolinio in onore di Gadolin.

Il Gadolinio isolato

Paul Emile Lecoq de Boisboudran (1836-1912)

Le terre rare sono tali solo sulla superficie terrestre, perché in realtà il sottosuolo ne contiene delle discrete quantità. Il difficile è arrivarci. In Svezia è particolarmente facile per via della particolare storia della sua superficie. La penisola scandinava, infatti, è un'area della crosta continentale molto antica, emersa già nei lontanissimi tempi dell'Orogenesi Caledoniana, tra i 490 e i 390 milioni di anni fa (è la fase più antica tra quelle databili cui è possibile far risalire l'innalzamento delle catene montuose visibili oggi; dopo quella Caledoniana ci sono state quella Ercinica e quella Alpina, che è ancora in corso ed è responsabile dell'innalzamento delle catene montuose che ci appaiono più alte; prima della Caledoniana, ce ne sono state sicuramente altre, ma le catene innalzatesi allora, oggi, sono completamente erose dagli agenti atmosferici), quindi è andata soggetta a un lunghissimo periodo di erosione. Questa erosione è stata poi accentuata dalle particolari condizioni climatiche della zona, vicina al Polo Nord e soggetta a frequenti movimenti dei ghiacciai durante le fasi di riscaldamento e raffreddamento dell'atmosfera terrestre, dovute alle più svariate cause, tra cui alcune imprevedibili come eruzioni vulcaniche o caduta di asteroidi. Sia il ghiacciaio che si forma sia quello che si scioglie si muovono sul suolo grattando via detriti (detti morene, da cui l'aggettivo morenico per indicare le strutture che formano quando sono poi abbandonati dal ghiacciaio sciolto) e accelerando l'erosione della superficie. L'alleggerimento del suolo da parte dei ghiacciai sciolti ha fatto sì che poi questo si sollevasse e non restasse sprofondato, per cui gli strati che altrove si trovano in profondità, qui, sono quasi al livello del mare.

Inoltre, la miniera di Ytterby era stata aperta per produrre feldspati, quindi tutto ciò che non era utile alla ricerca di feldspati, come la Gadolinite, veniva abbandonato in superficie come rifiuto, e dunque i chimici si trovarono a portata di mano una riserva di materiale già estratto su cui lavorare.

Dovunque si trovino, le terre rare hanno comunque la tendenza a mescolarsi tra loro e quindi è facile che, dove se ne trova una, si riesca a trovarne anche le altre. La difficoltà è stata, per molto tempo, quella di separarle tra loro, dato il loro comportamento chimico sempre molto simile.

Benché indicata su molti siti e testi come un luogo importantissimo di ricerca scientifica, la miniera di Ytterby oggi non è facile da raggiungere, per via della scarsezza delle indicazioni stradali, anche se al suo esterno oggi è stata apposta una targa che ricorda la sua importanza.

E' anche chiusa ai visitatori, e non potrebbe essere altimenti, visto il suo alto tasso di radioattività naturale.

I tassi di radioattività si calcolano in molti modi, ma il più opportuno a determinarne la pericolosità è quello che usa come unità di misura il Sievert (elaborato dallo scienziato svedese Rolf Sievert) che mette in correlazione l'assorbimento di radioattività e i danni che questo può produrre.

Rolf Sievert (1896-1966)

Normalmente, la radioattività naturale dei luoghi in cui viviamo ci porta ad assorbire sui 2-2,5 milliSievert (mSv) all'anno. A Ytterby se ne assorbono oltre 7, ben più di quelli riscontrati nelle aree evacuate intorno alla centrale nucleare incidentata di Fukushima.

Va detto che gli usi civili della radioattività ci portano ad assorbire occasionalmente altri mSv, per esempio meno di 1 durante una normale radiografia, fino a 20 in una TAC e addirittura 2000 in una seduta di radioterapia, dove però sono concentrati sulle cellule tumorali (le altre cellule, comunque, ne risentono per forza). In più, esistono luoghi della Terra in cui, per le più svariate ragioni (di solito, l'origine vulcanica dei suoli), la radioattività naturale si presenta insolitamente alta, come le spiagge a sabbie nere del Brasile o la zona di Kerala in India. Questi luoghi non presentano, tuttavia, tassi di incidenza dei tumori maggiori della media dei relativi Paesi, in quanto le popolazioni residenti, nel corso delle generazioni, si sono assuefatte al maggiore assorbimento e ne risentono in misura minore di altre. Stiamo pur sempre parlando di livelli di radioattività lontanissimi da quelli cui sono andati soggetti, ad esempio, i pompieri che operarono nello spegnimento dell'incendio della centrale nucleare di Chernobyl nel 1986 (questi assorbirono in poche ore oltre 5-6000 mSv).