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Quando le cellule risuonano
La musica può aiutare a trattare molti tipi diversi di patologie. Recenti ricerche hanno dimostrato che l’esposizione prolungata al suono può provocare cambiamenti a livello cellulare, anche in cellule che non sono predisposte a ricevere il suono.
Siamo stati a lungo consapevoli dell’effetto terapeutico della musica sul corpo umano. La musicoterapia viene utilizzata per trattare disturbi psicologici, acufeni, malattie cardiovascolari e, ultimamente, per favorire lo sviluppo neuronale nei bambini prematuri.¹-² Ad esempio, una rassegna di 73 studi clinici randomizzati del 2015 ha dimostrato che, in larga misura indipendentemente dal tipo di musica, si sono osservati miglioramenti sia negli stati di ansia dei partecipanti che nei livelli di dolore.³ Da anni i ricercatori cercano di scoprire se la musica non solo abbia effetti sui processi di guarigione in generale, in gran parte mediati dal cervello, ma anche sui processi a livello cellulare
I batteri e le alghe reagiscono alla musica.
I batteri e le alghe sono alla base dell’albero della vita. La musica può influenzare la crescita e la produttività di queste semplici cellule?
Alcuni ricercatori dell’India orientale volevano sapere come crescono i batteri o i funghi sotto l’influenza della musica, quali metaboliti vengono prodotti e se vi sono cambiamenti nella sensibilità agli antibiotici.⁴ Complessivamente otto diversi tipi di microrganismi sono stati esposti a musica classica dell’India orientale a una frequenza da 41 a 645 Hz e un volume da 95 a 110 dB. Eccezion fatta per la Serratia marcescens, tutti i microbi testati hanno dato prova di una crescita migliore con la musica rispetto ai controlli. La produzione di pigmenti batterici (prodigiosina e violaceina) e la sensibilità agli antibiotici sono aumentate e, rispetto ai controlli, anche le concentrazioni di cationi (calcio e potassio) sono risultate significativamente modificate nelle colture di prova esposte al suono. Infine, il lievito Saccharomyces cerevisiae ha mostrato una maggiore tolleranza all’alcol sotto l’influenza della musica.
Mentre i microbi sono stati esposti a musica dell’India orientale, in un altro studio microalghe del genere Haematococcus pluvialis sono state sottoposte a una composizione per pianoforte piuttosto dissonante, “Blues for Elle” o “Far and Wide” partendo da una risposta in frequenza piatta.⁵ Le alghe sono state sottoposte alla musica a circa 60 dB (il volume del parlato) per un totale di 8 ore in un periodo di 22 giorni. È interessante notare come gli scienziati siano stati in grado di riscontrare differenze tra le due composizioni in relazione alla produzione di alghe: un tasso di crescita di 0,03/giorno è stato registrato sotto l’influenza di “Blues for Elle”, un tasso di 0,015/giorno per “Far and Wide” e un tasso di 0,011/giorno in assenza di musica (controllo). Sotto l’influenza di “Blues for Elle”, il tasso di crescita delle alghe si è dunque rivelato superiore del 58% rispetto al gruppo di controllo delle alghe protette.
Beethoven o Mozart?
Anche le cellule umane reagiscono alla musica, e non solo le cellule meccanosensibili altamente specializzate, i recettori ciliati, che sono state configurate dalla natura per captare le onde acustiche. In uno studio pubblicato sulla rivista “Noise & Health”, sono state sottoposte alla musica di tre diversi compositori, la Sonata per due pianoforti di Mozart, la Quinta di Beethoven e Atmosphères di Ligeti, cellule umane tumorali MCF-7.⁶ Tutti e tre i pezzi sono stati riprodotti a un volume tra 70 e 100 dB per oltre 30 minuti. Mentre le cellule di controllo non esposte al suono hanno risposto con un tipico istogramma a due picchi (fase G0/G1 e G2/M), le cellule tumorali hanno mostrato una concentrazione cellulare significativa nella fase S (fase di sintesi) e una riduzione cellulare nella fase G/M. Inoltre, le dimensioni, la granularità e la capacità di legare gli ormoni delle cellule esposte sono cambiate rispetto alla popolazione di controllo. Nel 2016, dopo il test delle cellule tumorali MCF-7, altre linee cellulari dello stesso carcinoma (tra cui MDAMB-231) sono state testate nelle medesime condizioni dagli stessi ricercatori.⁷ Esposte alla musica per 48 ore, rispetto al controllo, le cellule MCF-7 vive sono percentualmente diminuite “ascoltando” Beethoven e Ligeti (p<0,05). Le cellule tumorali MBA-MD-231 sono risultate
Cellule tumorali
Cellule tumorali (MCF-7) sono state esposte ad Atmosphères di Ligeti, alla Quinta di Beethoven e alla Sonata per due pianoforti di Mozart e successivamente incubate per 48 ore.
persino più sensibili rispetto ai controlli, andando verso la morte cellulare indifferentemente con Beethoven, Ligeti o Mozart (p<0,05). Gli autori hanno concluso che i cambiamenti cellulari possono essere dovuti non solo al tipo di esposizione musicale, ma anche a particolari caratteristiche delle cellule.
Alcuni ricercatori statunitensi hanno esposto diversi ceppi di cellule della mucosa orale a un test “musicale” meno sofisticato, i suoni di uno spazzolino elettrico.⁸ Le colture cellulari sono state esposte all’energia acustica di uno spazzolino due volte al giorno in laboratorio per 0, 15, 30, 60 o 120 secondi per dieci giorni a 261 Hz a un volume di 87 dB (il volume di un sassofono). Le cellule hanno reagito in modo diverso a seconda della durata dell’esposizione. Mentre l’esposizione al suono per più di due volte al giorno per 30 secondi ha portato a una proliferazione cellulare del 25,5%, l’esposizione due volte al giorno per 120 secondi ha portato a una diminuzione delle cellule del 30,9% (p<0,001). Gli autori hanno concluso che l’energia sonora modifica il comportamento delle cellule in coltura. Al contrario, la produzione di collagene da parte dei fibroblasti non è stata influenzata dall’esposizione al suono ed è rimasta allo stesso livello in tutti i gruppi.
Incremento osseo tramite nanovibrazioni
Le onde sonore sono vibrazioni meccaniche che si propagano nell’aria sotto forma di variazioni di pressione e densità. Alcuni ricercatori scozzesi hanno studiato come le vibrazioni influenzano la crescita delle cellule staminali. Non solo le sostanze chimiche, ma anche gli stimoli meccanici possono indurre le cellule staminali a differenziarsi in diversi tipi di cellule, come ossa, cartilagini, legamenti o muscoli. Adam Curtis, Professore di energia cellulare all’Università di Glasgow ha capito che le cellule “strisciano” sulle superfici. Come si comporterebbero queste cellule se fossero sottoposte a piccole vibrazioni su queste superfici? Di fatto, anche i processi corporei naturali, come camminare, respirare o baciare, generano “nanovibrazioni” a una gamma di frequenza di 970 Hz circa. Utilizzando un bioreattore sviluppato da loro stessi, i ricercatori scozzesi sono riusciti a dimostrare che, indipendentemente da altri fattori esterni, le cellule staminali mesenchimali si differenziano in tessuto tridimensionale mineralizzato quando vengono colpite dal cosiddetto “nanokicking”, ossia vibrazioni nanometriche ad alta frequenza (1 kHz circa).⁹ “Le cellule staminali derivate dal midollo osseo si sono convertite in osteoblasti su larga scala negli esperimenti condotti, e senza l’uso di cocktail chimici o tecnologie complesse”, ha spiegato Matt Dalby del Centro di ingegneria cellulare dell’Università di Glasgow.¹⁰ Oltre a proseguire il “lavoro sulle ossa”, il team sta ora ipotizzando collaborazioni con specialisti della riabilitazione per aiutare i pazienti con lesioni del midollo osseo.
SILENZIO
SPEAKER
BEETHOVEN
LIGETI
MOZART
0 5 10 15 20 25
Percentuale di cellule morte
Le tre composizioni hanno aumentato in modo significativo la percentuale di cellule morte (cellule apoptotiche tardive) rispetto al silenzio o al campo magnetico di un altoparlante ⁷ * Significativo rispetto al silenzio (p<0,05)
Riferimenti 1 Musik als Heilmittel (https://www.scinexx.de/ dossierartikel/musik-als-heilmittel
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6 Haslbeck FB, et al.: Neuroimage Clin. 2020; 25. Hole J, et al.: Lancet. 2015 24; 386(10004):1659-1671 Sarvaiya N, et al.: J Appl Biotechnol Bioeng. 2017; 2(6): 212‒9
Christwardana M, Hadiyanto H.: .: HAYATI Journal of Biosciences. 2017; 24(3): 149-155 Lestard Nd, et al.: Noise Health 2013; 15:307-314.
7 Lestard Nd, et al.: Evid Based Complement Alternat Med. 2016:6849473.
8 Jones H, et al.: J Clin Periodontol. 2000; 27(11):832838.
9 Tsimbouri, P.M., et al.: Nat Biomed Eng. 2017; 1, 758–770. 10 Medical news today. "Nanokicking" Stem Cells
Offers Cheaper And Easier Way To Grow New Bone.
LA TECNICA DELL' INNESTO COMBINATO
L’approccio minimamente invasivo di ISTVAN URBAN per creare una quantità massima di tessuto cheratinizzato.
Costruendo l’osso in un difetto esteso, …
... ci troviamo di fronte a un grande spostamento della linea mucogengivale e alla perdita vestibolare dovuta al maggior volume osseo da coprire, …
... e serve un innesto enorme per rigenerare il tessuto cheratinizzato perso.
Un’esperienza molto dolorosa per il paziente con esito estetico mediocre!
Lago di Zurigo, 2010
Poco dopo un incontro sulla Biofunzionalità di Geistlich discussione su come creare ulteriore tessuto cheratinizzato dopo la rigenerazione ossea in difetti estesi.
Ma non c’è più tessuto cheratinizzato da rigenerare in un sito del genere. C’è solo mucosa e un sacco di distorsione!
Geistlich Mucograft® è un buon rigeneratore cellulare. Possiamo usarlo per correggere i difetti mucogengivali estesi? Deve esserci qualcosa che possiamo fare!
Hmm... forse possiamo innestare una piccolissima striscia di gengiva libera intorno alla matrice... Funzionerà come fonte per la migrazione cellulare e la crescita nella matrice.
R&D
È un’idea brillante. Elaboriamo uno studio pilota!
Sì, proviamo a studiare questa possibilità. Sicuramente i pazienti apprezzeranno il prelievo di una piccola striscia di 2-3 mm anziché un enorme innesto gengivale libero.
TECNICA DELL’INNESTO COMBINATO
Il primo studio pilota è stato condotto su 20 pazienti.1
1. Profondità vestibolare e tessuto cheratinizzato insufficienti dopo un notevole incremento osseo. 2. Taglio di Geistlich Mucograft® in base alle dimensioni del difetto. Prelievo di una striscia di 2 mm di larghezza e 1-1,5 mm di spessore dal palato. 3. Copertura dell'area incrementata con Geistlich Mucograft® (guarigione aperta); striscia cheratinizzata palatale posta apicalmente verso il vestibolo. 4. Incremento della profondità vestibolare e del tessuto cheratinizzato a distanza di tre mesi.
Colorazione istologica ed esame di immunofluorescenza. Penso che questo sia il miglior risultato mai ottenuto con un innesto in tutta la mia carriera. Il tessuto rigenerato è cheratinizzato senza alcuna differenza rispetto al normale tessuto cheratinizzato.
Colorazione di una biopsia eseguita durante un trattamento per cheratina 14 (rosso) e DAPI (nuclei cellulari, blu) allo scopo di confermare la distribuzione fisiologica dei cheratinociti basati (in basso). 2
Con un innesto combinato di striscia gengivale autologa posta apicalmente e Geistlich Mucograft®, si guadagnano in media 6,3 mm di tessuto cheratinizzato.
Possiamo così evitare ai pazienti una procedura molto dolorosa. E l’esito estetico è decisamente migliore rispetto a un innesto gengivale libero.
Alcuni fatti su Geistlich Mucograft®
• Facile manipolazione3 • Perfetta aderenza alla superficie del difetto4 • Rapida colonizzazione delle cellule dei tessuti molli5 • Buona crescita delle cellule dei tessuti molli5, 6 • Colore e consistenza indistinguibili dal tessuto circostante7
Che straordinario esempio di innovazione e ingegneria tessuti!
