Un gruppo di ricerca internazionale ha realizzato una serie di scansioni 3D dell’intestino di diverse famiglie di squali per comprendere come questi animali digeriscono il cibo. I risultati rivelano che quest’organo funziona come la valvola progettata da Nikola Tesla più di un secolo fa

Se pensiamo al celebre squalo bianco protagonista del film Lo Squalo del 1975, ci viene in mente un pericoloso predatore che uccide i bagnanti sull’isola di Amity, un immaginario luogo di villeggiatura estiva. La realtà, naturalmente, è molto diversa: gli squali, infatti, hanno una dieta vasta ed eterogenea e non prediligono la carne umana; possono nutrirsi di mammiferi marini, crostacei, squali più piccoli, pesci teleostei, invertebrati e persino di alghe. Inoltre, la maggior parte di questi pesci cartilaginei, dopo aver consumato un pasto abbondante, può trascorrere anche intere settimane senza nutrirsi. Si suppone che ciò sia possibile grazie alla particolare morfologia di una parte del loro intestino, nota come valvola a spirale, che aumenta notevolmente la superficie di assorbimento dei nutrienti.
Gli studi condotti su organi dissezionati e preparati istologici bidimensionali hanno offerto un grande contributo alla comprensione dell’anatomia dell’intestino degli squali. Queste tecniche, però, non sono mai state in grado di rispondere alla domanda su come quest’organo funzioni.
Un team di ricerca della California State University Dominguez Hills, in collaborazione con la University of Washington e la University of California, ha utilizzato, per la prima volta, uno scanner per tomografia computerizzata (Tc) per produrre immagini tridimensionali della valvola a spirale di circa tre dozzine di esemplari di squali conservati nel Museo di storia naturale di Los Angeles, allo scopo di indagare come funziona l’intestino di questi predatori marini, studiando l’organo integro. I risultati sono pubblicati su Proceedings of the Royal Society B.

Gli studiosi sono partiti dall’ipotesi che l’intestino a spirale può favorire il flusso anteroposteriore del materiale e impedire il riflusso. Per dimostrarla, hanno ricreato in laboratorio il movimento dei nutrienti nel tratto digestivo degli squali. Nel dettaglio, hanno misurato la portata di un “fluido intestinale” nella valvola a spirale – precedentemente asportata dagli animali marini – in due direzioni opposte: anteroposteriore e viceversa. Gli autori hanno eseguito le scansioni Tc durante l’esperimento per osservare la funzionalità dell’organo in 3D. La Tc è una tecnologia che consente di generare immagini tridimensionali di determinati organi in seguito al passaggio di un fascio di raggi X in quella sezione corporea. La tecnologia è stata messa a punto nel 1967 dall’ingegnere britannico Godfrey Hounsfield e dal fisico sudafricano Allan Cormack, vincitori del premio Nobel per la medicina nel 1979. I due scienziati realizzarono la prima apparecchiatura all’Electric and Musical Industries (Emi) in cui lavorava Hounsfield. L’azienda possedeva laboratori di ricerca in campo informatico; qui è nata l’intuizione di Hounsfield di utilizzare il computer per l’elaborazione delle immagini generate dai raggi X.
Ma torniamo ai risultati dello studio. Dalle immagini tridimensionali è emerso che quando la valvola a spirale è sottoposta al flusso in direzione opposta a quella naturale della digestione, la portata diminuisce; in altre parole, il movimento del “fluido intestinale” rallenta. Questo dato dimostra che l’intestino a spirale assicura un flusso unidirezionale dei nutrienti, impedendo il riflusso: potrebbe quindi funzionare come una valvola di Tesla.

Si tratta di una valvola a geometria fissa brevettata dal fisico, inventore e ingegnere elettrico serbo Nikola Tesla nel 1920, che assicura il passaggio di un fluido in un unico verso ma non blocca il flusso nel verso opposto, come farebbe qualunque valvola di ritegno, lo rallenta notevolmente.

La valvola a spirale si è evoluta 450 milioni di anni fa. Questo suggerisce che si tratta di una struttura molto efficiente nel processo digestivo. Occorrono ulteriori studi per approfondire la funzione e l’evoluzione di quest’organo ancestrale.

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