Incontri al Fatebenefratelli - Benevento 9-11 Giugno 2005 1

INTRODUZIONENon abbiamo difficoltà a confessare

che, fino a qualche anno fa, non cono-scevamo affatto chi fosse Jacques Loeb(1859-1924), un fisiologo tedesco, nato aMayen (Renania), trasferitosi in Americaa 32 anni e diventato, poi, Professorenelle Università di Chicago, di Berkeleyed infine al Rockefeller Institute di NewYork, dopo intervalli giovanili di vita daricercatore trascorsi nelle Università diStrasburgo, di Wurzburg e nella StazioneBiologica di Napoli .(Fig. 1)

Siamo giunt i a Luiseguendo varie pistenel l ’ambito dei nostr istudi sull’equilibrio idro-elettrolitico ed è stato unvero piacere culturalescoprire, occasional-mente, che alcune suericerche, di circa unsecolo fa, lo avevanoportato ad elaborare unaequazione (Formula diLoeb), apparentementeastrusa, ma che congrande semplicità riescea spiegare fenomeni biologici complessi,che prima ci apparivano inspiegabili.

La formula è capace di dare risposteimmediate a tanti nostri precedenti inter-rogativi, sia in termini diagnostici cheterapeutici, nell’ambito della pratica clini-ca quotidiana dinanzi a pazienti ordinarie/o in gravi condizioni nelle fasi critichecomplesse.

Ancora più gradevole, poi, è statoscoprire che questa Formula è un’altra

delle pietre miliari nella dimostrazioneche l’organismo umano non può esserestudiato in maniera frammentata, masempre necessita di una visione olistica(se ancora vi fosse bisogno di dimo-strarlo).

Non a caso una delle pubblicazioniscientifiche più interessanti di JacquesLoeb fu: “The Organism as a Whole”,“L’Organismo come un Insieme” (1) cherisale al 1916, anche se non fu questo lostudio che gli dette la notorietà in ambito

scienti f ico (v. schedabiografica alla fine).A noi Internisti, però, puògià bastare solo la lettu-ra di questo t i tolo perrenderne subito simpati-co l’Autore, come pure cii l lumina sapere, tantoper avere un assaggiodella sua personalità,che egli si iscrisse ini-zialmente all’Universitàdi Filosofia (1880) ma,dopo qualche tempodecise di cambiarefacoltà, essendosi con-vinto che: “I Professori di

Filosofia discutono e girano intorno aiproblemi, piuttosto che risolverli”, men-tre Egli, per temperamento, era portatoa trovare soluzioni pratiche ai problemicorrenti.

GLI ESPERIMENTI ED I “PRINCÌPI”DI LOEB

Loeb intraprese numerosi studi speri-mentali in cui valutò il diverso comporta-mento vitale di varii organismi animali

La formula di Loeb: una ricca eredità dissipata

FRANCESCO SGAMBATO, ESTER SGAMBATO, ARMANDO FUCCIDipartimento di Medicina - U. O. C. di Medicina Interna

Fig. 1

quando essi venivano messi a contattocon “soluzioni saline diverse”, a varieconcentrazioni oppure con miscele ditali soluzioni, e pervenne ad interessanticonclusioni.

Egli, per primo, fu sorpreso nel ri-scontrare che l’aggiunta di qualche Saleall’acqua distillata (tra cui anche il nor-male Cloruro di Sodio, apparentementeinnocuo) era capace di renderla tossicanei confronti degli organismi viventi ivicontenuti, come pure che l’aggiuntaulteriore di altri tipi di Sali, nelle giusteproporzioni, consentiva di r idurre oannullare la precedente tossicità.

Eglì chiamò questo fenomeno biologi-co: “antagonistic salt action” “azione sali-na antagonista” e giunse alla conclusioneche l’acqua di mare facilitava la sopravvi-venza vitale degli organismi perché erauna soluzione fisiologicamente bilanciata,proprio per la presenza di una miscela diSali nelle giuste proporzioni. (2, 3, 16, 17,18)

I suoi lavori sull’induzione di contra-zioni ritmiche nei muscoli scheletricimediante ioni diversi (4) oppure quellisull’ importanza dell’equilibrio ioniconella sopravvivenza di embrioni delpesce Fundulus (5), lo portarono a rite-nere che: “con i cambiamenti degli ionicontenuti in un tessuto noi possiamo tra-sferirgli delle qualità che esso non pos-siede ordinariamente” (6) ma: “il proble-ma è determinare la miscela appropriatadi tali ioni” (7). Nacque così il concettodelle “physiologically balanced salt solu-tions” (soluzioni saline fisiologicamenteequilibrate) (15, 19).

Seguendo queste ipotesi sperimenta-li utilizzò vari tipi di animali acquatici, pri-vilegiando per i suoi studi quelli “amfibo-di”, i quali presentavano la caratteristicadi poter vivere sia in acqua dolce che inacqua salata (marina) (come per es., il

pesce Fundulus e alcuni crostacei comeil Gammarus pulex o Pulce d’acqua,oppure le larve di Balanus iberneus o diSea Urchin, etc..).

Loeb ricreò in laboratorio un ambien-te liquido artificiale, ove riuscire a farsopravvivere questi piccoli animali ed, inconcreto, i suoi sforzi ebbero successocon un particolare “milieu” formato dauna miscela di cinque soluzioni salinediverse, contenenti:

- Cloruro di Sodio (NaCl) (comunesale da cucina)

- Cloruro di Potassio (KCl)- Cloruro di Magnesio (MgCl2)- Solfato di Magnesio (SO4Mg)- Cloruro di Calcio (CaCl2)

Successivamente, aggiungendo esottraendo un tipo di Sale per volta, aturno, sperimentò che la eliminazione diuno qualsiasi di questi Sali minerali met-teva in pericolo la sopravvivenza deglianimali, trasformando la Soluzione sali-na residua in un ambiente di vita più tos-sico.

Queste risultanze sperimentali lo por-tarono a concludere che non era impor-tante per la sopravvivenza un singoloSale, ma quello che era determinanteera “l’insieme armonioso” dei varii Salinelle giuste concentrazioni, adeguata-mente miscelate (infatti, il risultato nonvariava, indipendentemente dal tipo diSale eliminato per primo).

In particolare, poi, era molto importan-te il numero delle valenze degli Ioni impli-cati (monovalenti, bivalenti, trivalenti, etc.)per cui arrivò a formulare alcuni Princìpiregolanti la vitalità e la vivibilità all’internodelle Soluzioni saline impiegate:

1) La soluzione è equilibrata quandoK+, Na+, Ca++ e Mg++ sono in particolariconcentrazioni e proporzioni reciproche(1a Formula di Loeb):

2 12° Seminario: Gli Equilibri in Medicina Interna e la Patologia dell’Area Critica

FENOMENI[K+] + [Na+]

BIOLOGICI = ------------------------------[Ca++] + [Mg++]

2) “Tutte le Soluzioni ottenute con unSale unico sono tossiche, anche se quelSale è il cosiddetto inoffensivo Clorurodi Sodio”.

3) “Tutte le Soluzioni ottenute misce-lando Sali di Cationi monovalenti (Na+ eK+) sono tossiche, come pure tutte leSoluzioni ottenute miscelando Sali diCationi bivalenti (Mg++ e Ca++) sonougualmente tossiche”.

4) “Se a una di queste Soluzioni tos-siche (per es. quella contenente i Sali aCationi monovalenti) si aggiunge unapiccola quantità di una Soluzione di Salia Cationi bivalenti, la tossicità si attenuaed essa può divenire nulla se i differentiSali della miscela si trovano in propor-zioni determinate. In questi casi la solu-zione è equilibrata; tutti gli squilibri equi-valgono ad una tossicità”.

Sempre in relazione a questi esperi-menti, dai suoi scritti si possono ricavarealtre sue interessanti intuizioni, di cui siriportano qui altri due esempi, con lesue parole originali:

5) “Gli enzimi della coagulazione edella l iquefazione sono fortementeinfluenzati nella loro azione dagli ioni delCa++, Na+, K+ e Mg++.

Il Ca++ favorisce la coagulazione ed ilMg++ fa il contrario.

Gli altri due ioni hanno una azioneintermedia.” (8)

6) “L’altro anno io trovai che fibremuscolari di una rana battono ritmica-mente (come i l cuore) se vengonomesse in una soluzione di NaCl oppuredi NaBr (Bromuro di Sodio). E’ soltantola presenza di K-ioni e Calcio-ioni nelsangue che impedisce ai muscoli striatidi contrarsi ritmicamente nel corpo”. (8)

In assenza di Calcio essi subivano

contrazioni ritmiche e Loeb suggerì chequesto poteva giustificare la tetania inalcune condizioni particolari.

Questi suggerimenti hanno trovato,poi, ampie applicazioni pratiche in Medi-cina. (9) Anche Ringer era arrivato allaconclusione che “tra Calcio e Potassio viè un antagonismo analogo come quelloche esiste tra alcuni farmaci del cuore,come per esempio t ra Atropina eMuscarina.”(10).

Queste conclusioni, oggi apparente-mente semplici, basate su evidenzesperimentali plurime, rappresentavanoun tassello utile a confermare, in modochiaro, la teoria del “milieu interieur” diClaude Bernard (1813-1878), enunciatagià nel 1855 (11) e confermata nella suafamosa “Introdution a l’etude de la Medi-cine exsperimentale” (1865) (12), oveveniva esplicitato il famoso concettochiave: “La stabilità del medium interno(”milieu interieur”, ambiente interno) è lacondizione essenziale per il manteni-mento della vita libera”.

Tali conclusioni, poi, anticipavano ilconcetto di “homeostasis” espresso, giànel 1926 (13) da Walter Bradford Can-non (1871-1945) e, poi, completato nellasua famosa opera “The Wisdom of thebody” (La saggezza del corpo) del 1932.(14)

Era evidente dalle conclusioni diLoeb che il mantenimento delle condi-zioni vitali dipende da un equilibrio dina-mico di forze ioniche contrastanti, manelle giuste proporzioni (Formula diLoeb), mantenute stabili da un incredibi-le sistema di regolatori automatici coo-peranti, che agiscono, simultaneamenteod in successione, secondo meccanismidi aggiustamento interdipendenti, previ-st i dai normal i processi f is iologici(“omeostasi” di Cannon).

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LE FORMULE DI LOEBLe risultanze degli studi di Loeb (15,

16, 17, 18, 19, 20) lo portarono a dedur-re che ogni singolo Ione (od ogni singoloSale minerale) ha un suo ruolo necessa-rio, se non indispensabile, negli equilibrigenerali, dal che Loeb ne trasse “lalegge universale dell’equilibrio minerale”che Egli espresse con la sua famosaFormula, con la quale praticamente tuttii processi biologici vitali hanno strettirapporti di relazione e/o di dipendenza:

FENOMENI[K+] + [Na+]

BIOLOGICI = ------------------------------[Ca++] + [Mg++]

In particolare le sue precise parolefurono le seguenti:

“In a series of papers beginning in1900 I have shown that: It is necessaryfor the normal functions of living organsand organism that the ratio of the con-centration of antagonistic ions (Na + K /Mg + Ca) of the surrounding solution bekept within certain limits; if the value ofthis quotient becomes either too high ortoo low, life phenomena become abnor-mal and finally impossible”. (17)

“In una serie di lavori scientifici, apartire dal 1900, io ho mostrato che: perle normali funzioni degli organi e degliorganismi viventi è necessario che,all’interno della soluzione circostante, ilrapporto della concentrazione degli ioniantagonisti (Na + K / Mg + Ca) siamantenuto entro certi limiti; se il valoredi questo quoziente diventa sia troppoalto sia troppo basso, i fenomeni vitalidiventano anormali ed infine impossibi-li”.

All’interno di questo lavoro (17) sonopresentate due tabelle che esprimono irisultati degli esperimenti, in cui vengo-no indicate le quantità minime e massi-

me di Cloruro di Calcio e di Cloruro diMagnesio necessarie per ottenere lasopravvivenza ed il mantenimento dellacapacità di nuotare delle Larve, all’inter-no delle soluzioni liquide contenenti Clo-ruro di Sodio e Cloruro di Potassio indiverse concentrazioni.

Successivamente, il fallimento di altrisuoi esperimenti lo convinse che lacolpa era da attribuire al fatto che egliaveva dato scarsa importanza alla con-centrazione degli Idrogeno-ioni all’inter-no delle Soluzioni, ovverosia non avevatenuto conto dello Stato acido-base masolo di quello idro-elettrolitico, quandoinvece le due condizioni devono essereconsiderate inscindibili perché stretta-mente intercorrelate. (21, 22, 23, 24)

Egli pervenne, quindi, ad un perfezio-namento della sua formula in cui venivainclusa, al denominatore, anche la con-centrazione degli Idrogenioni, giungen-do così alla 2a equazione (o formula)definitiva:

FENOMENI[K+] + [Na+]

BIOLOGICI = ------------------------------[H+] + [Ca++] + [Mg++]

APPLICAZIONI CLINICO-PRATICHEDELLA FORMULA DI LOEB

Come abbiamo enunciato all’inizio, laformula di Loeb è in grado di aiutarcinella comprensione di molti fenomeniclinici, che prima non riuscivamo a spie-garci, e riesce a dare risposte immedia-te ad alcuni nostri precedenti interrogati-vi, sia in termini diagnostici che terapeu-tici.

Tale formula, infatti, è da considerarsi“una legge universale dell’equilibriominerale” che non riguarda solo gli ani-mali acquatici, che Loeb aveva studiatodirettamente, ma anche gli animali terre-stri, tra cui ovviamente l’Uomo, ed ivegetali.

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Facciamo qualche esempio esplicati-vo applicato agli esseri umani, riferendo-ci, per cominciare, ad alcuni fenomenibiologici più comuni, quali per esempio,il “potenziale di membrana delle cellulemiocardiche” oppure la “eccitabil itàneuro-muscolare”, che sono in strettacorrelazione e dipendenza dalla formuladi Loeb.

1° esempio: sappiamo tutti che la fun-zione elettro-ionica del potassio si espli-ca nella regolazione dell’ attività elettricadelle membrane cellulari, il che regola,insieme agli altri ioni, l’eccitabilità neuro-muscolare.

L’ Iperpotassiemia, per esempio,

determina l’accelerazione del processodi ripolarizzazione della cellula miocardi-ca (e, quindi, aumenta l’eccitabilità delsuo potenziale di membrana) (Fig. 2) edè più pericolosa della ipopotassiemia,anche se meno frequente di essa. (25)

L’eccesso di Potassio può nonaccompagnarsi ad un quadro clinicoclassico, anzi quasi sempre è asintoma-tico, oppure può sfociare nell ’unica

manifestazione clinica drammatica del-l ’arresto cardiaco e/o del la morteimprovvisa, preannunciata dalle classi-che alterazioni elettrocardiografiche(Fig. 3). (26)

Per tale motivo il riscontro laboratori-stico di una Potassiemia elevata cimette in grande allarme e ci adoperiamosubito per la sua correzione, ma sicura-mente è esperienza comune, nella prati-ca medica, aver constatato che, in alcu-ni casi clinici con valori molto elevatidella Potassiemia (superiori ad 8 mEq/Lper esempio) non è successo nulla dirilevante dal punto di vista clinico, né dalpunto di vista delle modifiche elettrocar-

diograf iche, mentre in al t r ipazienti, anche con valori sololievemente alti (superiori a 6,5mEq/L per esempio) già abbia-mo potuto assistere a fenomenielettrocardiografici significativie/o a turbe del ritmo capaci dicompromettere la v i ta delpaziente.Noi abbiamo vissuto spessoquesta esperienza nella praticaclinica e non riuscivamo a darleuna esauriente spiegazionescientifica.Da quando abbiamo conosciutola Formula di Loeb tutto ci èapparso più chiaro ed abbiamosaputo trovare, nell’ evidenzaclinica “globale”, le risposte ai

Fig. 2, da Cohen

Fig. 3

nostri interrogativi inevasi. Infatti, se andavamo ad analizzare

più attentamente il caso clinico capitatoalla nostra osservazione, scoprivamoquasi sempre, che nelle forme clinica-mente silenti, la Iperpotassiemia siassociava ad una Acidosi metabolicacon un aumento, quindi, della concen-trazione idrogenionica, che nella Formu-la di Loeb è posizionata al denominato-re:

ECCITABILITA’ [K+] + [Na+] DEL POTENZIALE =--------------------------DI MEMBRANA [H+] + [Ca ++] +[Mg++]

I livelli alti di Potassio al numeratoree gli Idrogenioni alti al denominatorepraticamente si compensano reciproca-mente e la risultante dell’ equazionerimane stabile, facendo sì che l’eccitabi-lità non venga modificata.

Il correggere, invece, uno dei dueparametri anomali isolatamente, senzatener conto dell’altro (od anche deglialtri Ioni presenti nell’ equazione) puòcreare seri problemi clinici generali, per-ché, per esempio, se correggiamo l’Aci-dosi metabolica con l’util izzo di unaSoluzione di Bicarbonato di sodio, siavrà di conseguenza che gli Idrogenionial denominatore torneranno nella normae la Iperpotassiemia al numeratoreresterà una anomalia isolata, nel qualcaso la sua influenza sulla eccitabilitàdiverrà molto alta.

Fortunatamente la natura si sa difen-dere anche da sola, fino ad un certopunto, e la diminuzione degli Idrogenionisi accompagna, spontaneamente, ad uningresso del Potassio nelle cellule condiminuzione riequilibratrice della Potas-siemia.

Questo è uno dei tanti esempi possi-bili, utili a capire che gli interventi di cor-rezione degli squilibri idro-elettrolitici edacido-base devono essere attuati tenen-do conto della totalità dei protagonistiinteressati e, quasi sempre, in tempigraduali, in maniera tale da asseconda-re le risposte naturali fisiologiche, senzainterventi bruschi destabilizzanti.

2° esempio: per documentare ulterior-mente le applicazioni pratiche della For-mula di Loeb, rivolgiamo la nostra atten-zione al Calcio-ione ed ai suoi influssisulla eccitabilità neuro-muscolare.

La Ipocalcemia, notoriamente, ècausa di contratture muscolari fino allatetania vera e propria, e questo puòessere facilmente intuibile già riferendo-si mentalmente alla stessa Formula inquestione.

ECCITABILITA’ [K+] + [Na+] NEURO = --------------------------

MUSCOLARE[H+] + [Ca++] + [Mg++]

La presenza del Ca++ al denomina-tore fa sì che una sua carenza facciaaumentare la eccitabilità, con scossetonico-cloniche ed eventualmente teta-nia, contrariamente alla classica paralisiflaccida determinata dalla ipokaliemia.

In caso di ipocalcemia, infatti, è sem-pre opportuno controllare se c’è coesi-stenza di ipopotassiemia, la quale deveessere trattata contemporaneamente,perché il correggere solo l’ipopotassie-mia senza trattare l’ipocalcemia facilital’insorgenza della tetania e, per lo stes-so motivo (facilmente comprensibiletenendo dinanzi agli occhi l’equazione diLoeb) correggere solo l’ ipocalcemiaaccentua gli effetti della ipopotassiemia.

La tetania, come è ben noto, puòessere causata anche dalle condizioni diAlcalosi (respiratoria e / o metabolica)

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ed anche questa evenienza si spiegafacilmente se si tien conto che nellealcalosi diminuiscono gli Idrogenioni (aldenominatore) con aumento della ecci-tabilità.

La coesistenza di Ipocalcemia edAlcalosi fa sì che esse si potenzino reci-procamente in senso “tetanizzante” el’eventuale presenza anche di Ipoma-gnesiemia rende questa loro miscelaesplosiva (il tutto spiegabile sempre inbase alla equazione di Loeb).

Al contrario, la Acidosi (con l’aumen-to degli idrogenioni al denominatore)protegge dalla tetania, la quale, infatti,non compare nelle nefropatie croniche,per esempio, anche se in queste condi-zioni cliniche c’è ipocalcemia.

Sicuramente è capitata a molti Medi-ci l’esperienza di constatare che in alcu-ni casi clinici, con valori molto bassidella Calcemia, non è successo nulla dirilevante dal punto di vista clinico, men-tre in altri pazienti, anche con valori sololievemente bassi, si è potuto assistere acrisi tetaniche insorte sotto i propri occhiin Pronto Soccorso, magari solo perchéla paziente, presa da un senso di pani-co, ha cominciato ad iperventilare deter-minando una alcalosi respiratoria conconseguente diminuzione degli idroge-nioni al denominatore, il che è andato apotenziare la concomitante lieve ipocal-cemia preesistente.

Questa è, certamente, un’altra delledimostrazioni di quelle evidenze clinicheche impongono la “valutazione globale”,e che riportano ineludibilmente all’atten-zione di tutti i Medici (Specialisti e non)la necessità di fornirsi di una “mentalitàinternistica” od “ol ist ica”, che dir sivoglia.

Sempre rimanendo in tema di iper-ventilazione è opportuno ricordare chel’iperventilazione in corso di Alcalosi

respiratoria, che come abbiamo vistopuò facilitare la tetania, non deve essereconfusa con l’iperventilazione dell’Acido-si metabolica che non dà luogo a teta-nia, in quanto, come già abbiamo detto,questa viene finanche inibita dallo statodi Acidosi.

Ed ancora se, in corso di Ipocalce-mia, la tetania insorta non viene control-lata nonostante l’impiego del Calcioendovena, bisogna assicurarsi che nonci sia anche la concomitanza di una Ipo-magnesiemia, cosa non infrequente eche deve essere corretta adeguatamen-te e simultaneamente.

Il Magnesio, infatti, viene spesso tra-scurato nella diagnosi differenziale, rite-nendolo poco significativo, mentre inve-ce in alcuni casi è fondamentale per larisoluzione dei nostri problemi; “nessunonasce solo o è nato per sé solo”, dicevaPlatone e, praticamente, ognuno (Ione enon solo) rappresenta soltanto uno deimille ingranaggi della “grande orologeriacosmica”.

Nello stesso tempo, però, non biso-gna essere troppo semplicistici, in quan-to la miscela di tutti questi ioni è semprepiù complessa di quello che conosciamoe, talvolta, i rapporti tra questi ionì nonsono univoci in tutte le situazioni, comeci aspetteremmo. Per esempio il Calcioed il Magnesio sono alleati in alcunefunzioni ed in altre condizioni diventanoantagonisti (27), oppure un singolo ione,come per esempio il Calcio, può avereruoli differenti a seconda che sia impli-cato in fenomeni di irritabilità o in feno-meni di permeabilità. (28)

IL FAVOLOSO “POKER D’ASSI”I lavori di Loeb sull’ “antagonistic salt

action” possono ben dirsi cruciali nellacomprensione delle caratteristiche biolo-giche necessarie alle Soluzioni saline

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per essere adatte alla conservazionedella vita e si può affermare che i suoiesperimenti dettero, nella pratica clinica,una spiegazione scientifica al concettodella “stabilità del milieu interieur” diClaude Bernard.

L’attenzione di Loeb alle problemati-che acido-base di tali Soluzioni dette,poi, un grande incremento agli studisuccessivi, volti a trovare dei metodi dimisurazione dello stato acido-base.Questi nuovi approcci spianarono lastrada ai lavori sperimentali di LawrenceJoseph Henderson (1878-1942) cheportarono alla geniale formulazionedella Equazione di Henderson, in cuiviene sintetizzata tutta la problematicadell’equilibrio acido-base, ovverosia chela concentrazione degli Idrogenioni (equindi la acidità o la basicità di unaSoluzione) è data dal rapporto quantita-tivo esistente fra la concentrazione del-l’Acido Carbonico (al numeratore) e laconcentrazione dei Bicarbonati (al deno-minatore) secondo una costante K (29,30, 31).

Lo stesso Henderson “comparò lacomposizione dei Sali dell’acqua marinacon il sangue degli animali superiori etrovò che essi erano similari, special -mente in relazione alla stabilità dellaconcentrazione idrogenionica.

Egli suggerì che la vita è cominciatanell’oceano e che questo milieu marinodi un’epoca precedente viene mantenu-to nel sangue degli animali superiori daparte dell’organismo stesso” (32).

A buona ragione, quindi, si può affer-mare che Claude Bernard, JacquesLoeb e Lawrence Joseph Hendersonhanno rappresentato tre pietre miliarinella Storia dell’Umanità e, prendendospunto dall’annotazione curiosa che ladata della morte di Claude Bernard(1878) corrisponde a quella di nascita di

Henderson(1878), possiamo ben direche i due grandi ricercatori si sianoscambiati il testimone in questa meravi-gliosa staffetta ideale.

Jacques Loeb non è stato un sempli-ce spettatore tra i due, ma ha dato il suogrande contributo facendo da “tradeunion” e da trampolino per Henderson,cultore del concetto di “equilibrio”, coa-diuvato anche da un altro grande com-ponente di questo “favoloso poker d’as-si”, che “pensava ed agiva” in queglianni, cioè Walter Bradford Cannon(1871-1945) fisiologo sperimentale, chedette grandi contributi per la nascita delconcetto di “omeostasi”, termine da luiconiato.

CONCLUSIONITutte le cose che ignoriamo, una

volta capite, ci sembrano finanche bana-li e scontate, espressioni soltanto dellenostre precedenti lacune culturali. Spes-so, infatti, ci è toccato scoprire checonoscenze già acquisite da tempo cierano sfuggite, non avendo saputo ricer-carle nel libro giusto, al momento giustoo con il Maestro giusto.

L’avanzamento delle conoscenze,come sempre, procede per gradi e percontributi individuali (o di gruppo) in suc-cessione temporale, in cui una nuovaidea (anche se rivoluzionaria) si innescasempre su intuizioni stimolate dai tra-guardi raggiunti negli anni passati oppureparte dalle incognite lasciate dai ricerca-tori precedenti, sfruttandone le basi diappoggio.

A questo proposito, quale miglioresintesi concettuale quella formulata daJsaac Newton quando disse: “Siamo deinani sulle spalle di giganti”, riferendosiai basilari contributi che lo avevano por-tato alla sua teoria gravitazionale.

Molte volte, però, può capitare che

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questi basilari lavori scientifici (che sonosicuramente costati moltissimi anni di stu-dio e di sacrifici ai loro Autori) cadono neldimenticatoio e finanche corrono il rischiodi andare definitivamente dispersi, anchein altri settori culturali. (33)

Questo è il caso della Equazione diLoeb che, per troppi anni, è rimastadimenticata o misconosciuta o sottova-lutata.

Analoga sorte è toccata anche all’Equazione di Henderson (1908), intui-zione geniale e di una estrema sempli-cità nella sua applicazione didattica,oscurata dalla complicatissima famige-rata Equazione di Henderson-Hassel-balch (1916), che ha reso inutilmenteostico tutto l’argomento del crucialeEquilibrio Acido-Base, la cui conoscen-za da parte dei Medici, invece, è vitaleper la sopravvivenza di molti pazienti.

Queste esper ienze negat ive alriguardo hanno rafforzato la nostra filo-sofia sulla opportunità di fermarsi, ognitanto, e di andare indietro nel tempo acercare “nozioni fondamentali” per lacomprensione dei problemi correnti,scavando nel passato della Storia dellaMedicina.

E’ come quando, visitando nuove loca-lità, ci si ferma a sedere durante il percor-so per la stanchezza e, volgendo indietrolo sguardo, si scopre, con grande meravi-glia, che i panorami più belli erano allenostre spalle e ci erano sfuggiti; motivoper cui il viaggiatore scaltro adotta meto-dicamente la furbizia di girarsi ogni tanto.

Utilizzando questa procedura, anchelo studioso potrà fare la piacevole sco-perta, come è avvenuto più volte pernoi, di ritrovare Autori, che hanno giàdedicato molti anni della loro vita a ricer-care le soluzioni per le nostre ignoranze,ancora attuali, che nessuno ci avevaaiutato a colmare.

Come emerge da questa disaminadegli studi di Loeb, infatti, riferiti agliequilibri acido-base ed idro-elettrolitico,sarà sicuramente utile per tutti rinfresca-re vecchie nozioni o acquisirle ex novoin relazione alla sua semplice e genialeFormula, frutto di anni di lavoro certosi-no.

Essa merita di essere memorizzata ediffusa nell’ambiente didattico, perchéconsente di capire subito le interrelazio-ni esistenti tra i vari sistemi e di metterlea frutto nella pratica clinica, senza gran-de dispendio di energie. (34)

Loeb, tra l’altro, riteneva che “tutti ifenomeni osservati dovrebbero essereespressi in forma di equazioni, senzacontenere alcuna costante arbi tra-ria”(35).

Proprio di queste sintesi c’è unagrande necessità in Medicina, in cui lecose da imparare sono diventate troppe,

Fig. 4

oppure lo sono sempre state.Dissiparle è un vero peccato, e non

diffonderle, per chi le ha apprese, espri-me un imperdonabile atto di egoismointellettuale.

SCHEDA BIOGRAFICAJacques Loeb (7 Aprile 1859-11 Feb-

braio 1924), fisiologo tedesco, nato aMayen, vicino Koblenz (Prussia, oggi inGermania, Renania), trasferitosi in Ame-rica a 32 anni e diventato, poi, Professo-re nelle Università di Chicago, di Berke-ley ed infine al Rockefeller Institute diNew York, dopo intervalli giovanili di vitada ricercatore trascorsi nelle Universitàdi Strasburgo, di Wurzburg e nella Sta-zione Biologica di Napoli (Fig. 4).

In precedenza (1880) si era iscrittoall’Università di Filosofia ma, dopo brevetempo, decise di cambiare perché: “I Pro-fessori di Filosofia discutono e giranointorno ai problemi, piuttosto che risolverli”,mentre egli, per temperamento, era porta-to a trovare soluzioni pratiche ai problemied era nemico degli apparati complicati.

Ricercatore dagli interessi poliedrici,aveva “una sintetica immaginazione eduna istintiva abilità ad unire armoniosa-mente i diversi elementi delle differentidiscipline”…..”Nelle sue mani l’impollina-zione crociata delle Scienze produsseeccellenti frutti” (36) ed egli enfatizzòl’importanza della fisiologia, comparatacon le altre branche scientifiche dellaFisica, della Chimica, della Medicina,etcc.., arrivando ad elaborare o contri-buendo ad elaborare numerose teorieoriginali in vari settori della ricerca.

a) Teoria del tropismo: dimostrò chemolti animali semplici sono costretti adassumere un certo orientamento nellospazio in rapporto ad alcune forze chene determinano le direttrici d’azione, peres. la luce, la corrente elettrica, la gra-

vità, la concentrazione ionica, etc... (2,3, 37).

Le risposte dirette sono “movimentiforzati involontari”, quali funzioni autono-miche di reazioni ad uno stimolo.

Secondo Loeb le falene, per esempio,si dirigono verso la fiamma “a causa dellostesso processo meccanico in base alquale l’asse dello stelo di una pianta siorienta in direzione dei raggi luminosi”(38).

Egli concludeva che per questi ani -mali non vi è “free will”, vita libera.

b) Teoria della partenogenesi artifi -ciale (riproduzione senza fertilizzazione)che gli dette grande notorietà anche aldi fuori dell’ambiente scientifico, facen-dolo diventare un personaggio noto algrande pubblico: dimostrò che le larve diechinoderma possono svilupparsi inassenza di fertilizzazione, mediante lasemplice stimolazione chimica.

Documentò la segmentazione delleuova non fertilizzate di un verme

marino, ed arrivò alla conclusioneche “miscele particolari di ioni possonoessere capaci di causare lo stesso effet-to come la penetrazione di uno sperma-tozoo” (2, 3, 6, 7, 8).

Nel 1906 arrivò già a concludere che:“Niente contraddice la possibilità di rea-lizzare in futuro la produzione artificialedi materia vivente” (38).

c) Teoria della “antagonistic saltaction”: esplorò la struttura dell’ambientevitale (“living medium”, “milieu interieur”,“acqueous medium”) e pervenne allaconcezione di una “integrating intellectualframework” (intelaiatura intellettuale inte-grata) che lo portò ad una visione olistica(The organism as a whole, 1916) (1, 2,3, 4, 5) ed alla Formula di Loeb.

“The urge of his mind was to seeeach subject simply and as a whole. Hewas not content to pursue a special part

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of a problem without considering its rela-tion to all the rest” (39).

“La tendenza della sua mente eraquella di vedere ogni soggetto come uninsieme. Egli non era contento di analiz-zare una parte speciale di un problemasenza considerare la sua relazione contutto il resto”.

d) Teoria della Concezione meccani-cistica della vita: elaborò la teoria che ifenomeni della vita possono esserespiegati in termini di leggi fisiche e chi-miche, con un punto di vista materialistameccanicistico, piuttosto che metafisico,per cui contribuì da protagonista e conpassione al dibattito dell’epoca tra “mec-canicismo” e “vitalismo”.(40)

In questo ambito, più filosofico chescientifico, si trovò spesso in contrastocon altri Scienziati del suo tempo, come,per esempio, anche Henderson e Can-non.

e) Studi sulle Proteine: nel periodo1910-1924 si dedicò a numerosi studisulla chimica delle Proteine, apportan-dovi grandi contributi originali e scopren-do che esse possono reagire sia comeacidi che come basi (41, 42).

f) Studi sui fenomeni di rigenerazionenervosa e sulla struttura dell’encefalo.(43)

g) Nel 1918 fu fondatore del “Journalof General Physiology” e ne rimase edi-tore fino alla morte nel 1924.

Il termine “General Physiology” sem-bra che sia stato coniato nel 1885 pro-prio da Claude Bernard, descrivendolocome: “lo studio dei fenomeni comuniagli animali ed alle piante” (44).

Nella presentazione del nuovo gior-nale Loeb sottolineò l’importanza diinvestigare i processi vitali da un puntodi vista fisico-chimico e di dotarsi dimetodi di valutazione quantitativa: “Se èvero che il problema fondamentale dei

Fisici e della Chimico-fisica è la costitu-zione della materia, è altrettanto veroche il problema fondamentale dellaFisiologia Generale è la costituzionedella materia vivente, ed in entrambi icasi è necessario il metodo della speri-mentazione quantitativa” (44), concettoche aveva già espresso nel 1898. (45)

Egli aveva una grande capacità disintesi e “la rapidità con cui le nuoveidee venivano suggerite, esaminate edeventualmente respinte, lasciava spes-so attoniti” (46); nel secolo scorso, futra gli Scienziati che maggiormentesuscitarono interessi scientifici e popola-ri, grazie anche alla sua grande produ-zione bibliografica (47) ed alla sua affa-bilità (Fig. 4).

Egli era, anche, molto espansivo edaveva uno straordinario senso umoristi-co (46)

L’11 Febbraio del 1924 JacquesLoeb morì ad Hamilton, Bermuda.BIBLIOGRAFIA

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3) Crozier W. J., Northrop J. H., HosterhoutW. J. V. - Jacques Loeb. Memorial volume,Journ. Gen. Physiology, 1928, Ed. RockefellerInstitute, New York.

4) Loeb J. – On Ions which are capable ofcalling forth Rhythmical Contractions, 1899, ,reprinted in Jacques Loeb, Studies in GeneralPhysiology, 1905, Ed. Univ Chicago, pp. 518-538.

5) Loeb J. – On Ion-Proteid Compoundsand their Role in the Mechanics of Life Phe-nomena, 1900, reprinted in Jacques Loeb,Studies in General Physiology, 1905, Ed. UnivChicago, pp. 544-558.

6) Loeb J. – On the Nature of the Processof Fertilization and the Artificial production of

Incontri al Fatebenefratelli - Benevento 9-11 Giugno 2005 11

normal larvae (Plutei) from the UnfertilizedEggs of the Sea Urchin, 1899, Am. J. Physio-logy, 3: 135-138, reprinted in Jacques Loeb,Studies in General Physiology, 1905, Ed. UnivChicago, p. 581.

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8) Loeb J. - On the Nature of the Processof Fertilization and the Artificial Production ofNormal Larvae (Plutei) from the UnfertilizedEggs of the Sea Urchin, 1899, Am. J. Physio-logy, 3: 135-138

9) Hosterhout W. J. V. (già citato), p. XXX-VII

10) Hosterhout W. J. V. (già citato), p.XXXVI

11) Bernard C. - Cahier Rouge, 1855,ristampato 1967, Ed. Shenkman, Cambridge,MA, p. 58.

12) Bernard C. - Introdution a l’etude de laMedicine exsperimentale”, 1865, Parigi,(ristampato 1994) “Introduzione allo studiodella medicina sperimentale”, Padova, Ediz.Piccin.

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21) Hosterhout W. J. V. (già citato), p. XLVI22) Loeb J. - The toxicity of sugar solutions

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1 (Suppl. 2), 13-23. 35) Hosterhout W. J. V. (già citato), p. LIII36) Hosterhout W. J. V. (già citato), p. LVIII37) Loeb J. - Forced Movements, Tropism

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38) Kuht - www.kuht.it/modules/ sec -tions/index

39) Hosterhout W. J. V. (già citato), p. LV40) Loeb J. - La conception mécanique de

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46) Hosterhout W. J. V. (già citato), p. LVII47) Kobelt N. - Jacques Loeb Bibliography,

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