Come le zanzare gestiscono i colpi di calore

La guerra con le zanzare e altri parassiti umani procede da migliaia di anni, ma ancora oggi non abbiamo trovato una valida soluzione al problema. Le strategie provate sul campo o in laboratorio sono state molte: sterilizzazione dei maschi o delle femmine, modifiche genetiche, killer virali o batterici, ma le zanzare continuano a tormentarci durante la stagione estiva.
Di recente è stata scoperta una particolarità delle zanzare e di altri parassiti che consentirebbe, in via del tutto teorica, di poter controllare la popolazione di insetti succhiasangue tramite la gestione della loro tolleranza al calore.
La ricerca pubblicata da David Denlinger su Proceedings of the National Academy of Sciences mostra come le zanzare siano dotate di un meccanismo di protezione dalle forti escursioni termiche, sia interne che esterne.
Probabilmente non avete mai pensato a questo: come fanno le zanzare a sopravvivere dopo un pasto? La domanda non è banale o priva di senso. Immaginate di avere la febbre, e che in soltanto un minuto la vostra temperatura si alzi fino a 47°C. Oltre i 39°C di temperatura corporea il vostro organismo va in ipertermia: il vostro corpo non è più in grado di disperdere efficacemente il calore, e inizia a scaldarsi in modo pericoloso, con gravi rischi per la vostra salute.
Sebbene i sintomi dell'ipertermia siano più o meno rari e relativamente poco conosciuti dall'essere umano (anche se mietono più vittime di quanto si sia portati ad immaginare), vi assicuro che una temperatura interna di 40°C è in grado di farvi delirare, e può compromettere seriamente le funzioni di base del vostro organismo.
Le zanzare, contrariamente all'essere umano, dovrebbero in teoria sperimentare ipertermia ogni volta che si nutrono. Il loro corpo da animale a sangue freddo ha una temperatura media di soli 22°C, ma una volta ingerito il sangue del suo ospite subisce un riscaldamento che lo porta a circa 32°C. Una temperatura sufficiente ad uccidere qualunque zanzara se questi fastidiosi insetti non possedessero un meccanismo di protezione dal calore eccessivo.
La strategia di protezione dal calore è costituita dalle HSP (Heat Shock Proteins), proteine che entrano in azione quando le cellule sono esposte a temperature elevate, e proteggono l'integrità di altre proteine ed enzimi evitando che inizino a deteriorarsi per l'effetto della temperatura eccessiva.
"Queste HSP sono importanti in molte delle risposte allo stress. Il nostro corpo crea queste proteine quando abbiamo la febbre" spiega Denlinger, autore dello studio e professore della Ohio State University. "E' una di quelle cose che, in retrospettiva, sembra ovvia: i pasti a base di sangue delle zanzare causano uno stress termico. Ma è un aspetto mai approfondito fino ad ora".
Denlinger ha condotto una serie di esperimenti sulle zanzare Aedes aegypti, le portatrici della febbre gialla, piazzando sul loro corpo dei sensori della temperatura, e registrando il cambiamento del calore interno che si verifica durante l'ingestione di sangue.
La temperatura corporea delle zanzare è passata da 22° a 37°C in un solo minuto, uno degli incrementi di temperatura corporea più massicci mai registrati in un animale a sangue freddo. E nel volgere di pochi minuti, la loro temperatura è tornata ai livelli di media, con un calo termico altrettanto incredibile per portata e velocità.
E' stato notato che durante l'aumento della temperatura interna i livelli di proteine Hsp70 sono aumentati di quasi otto volte nel giro di un'ora, e sono rimasti a concentrazioni due volte superiori al normale per circa 12 ore dopo il pasto.
Il corpo delle zanzare è in grado di determinare la differenza di temperatura tra il calore corporeo (in relazione con quello ambientale) e il calore del sangue ingerito, e azionare il meccanismo di produzione delle proteine basandosi su quella differenza.
Per determinare l'impatto della presenza delle Hsp sulla salute delle zanzare, i ricercatori hanno manipolato l'RNA degli insetti per osservare gli effetti della soppressione dell'espressione del gene che controlla la produzione delle proteine.
Una produzione di Hsp inferiore del 75% rispetto al normale ha causato difficoltà nella digestione del sangue ingerito, e una diminuzione delle uova prodotte pari al 25%.
"Pensiamo che le Hsp siano importanti per mantenere l'integrità di alcuni enzimi e proteine critici, legati al funzionamento dei processi digestivi" spiega Denlinger. "Quando abbiamo eliminato queste proteine, è stato compromesso il sistema digestivo e le zanzare hanno deposto meno uova".
Study shows how mosquitoes handle the heat of a hot blood meal