Matematica, l’inutile “bestia nera”? Falso: i numeri servono, pure a svelare le cause delle malattie

Chi ha detto che la Matematica è una disciplina ostica quanto inutile? Chi la continua a definire la “bestia nera” degli studenti che non serve a nulla nella vita? Premesso che, in linea generale, la disciplina ha enormi influenze all’apertura mentale e ai ragionamenti logici, sono diverse le applicazioni che dimostrano la sua utilità sul piano pratico. E anche nel campo medico, i numeri servono. Ad esempio, a svelare le cause delle malattie. Come quelle che provocano l’insorgere del diabete.

Uno studio, coordinato dall’Istituto di neuroscienze del Cnr di Padova, ha infatti migliorato la comprensione di questa malattia, con cui sono costretti a vivere anche molti studenti, integrando studi in vitro e in vivo e superando i limiti degli approcci puramente sperimentali.

Cosa è il diabete?

Il diabete, spiegano dal Cnr, è una malattia metabolica caratterizzata da aumentati livelli di glucosio nel sangue, che costituiscono un importante fattore di rischio per complicanze cardiovascolari, renali e retiniche. Due principali fattori concorrono a produrre gli elevati livelli di glucosio: la diminuita capacità di azione dell’insulina e un difetto delle cellule del pancreas (le beta-cellule) che secernono insufficienti quantità di insulina (o ‘di questo ormone’).

Sebbene nella letteratura scientifica siano presenti studi in vivo, nonché ricerche in vitro sul difetto di secrezione insulinica, è ancora in buona parte sconosciuta la dinamica dei processi responsabili del difetto beta-cellulare che caratterizza questa malattia. Una fondamentale difficoltà di queste ricerche è infatti l’impossibilità di adottare in vivo, nell’uomo, le tecniche d’indagine usate in laboratorio.

Lo studio

Grazie a uno studio, coordinato dall’Istituto di neuroscienze del Consiglio nazionale delle ricerche (In-Cnr) di Padova in collaborazione con l’Istituto di fisiologia clinica del Cnr di Pisa e le università di Pisa e di Pittsburgh (Usa), è stato possibile confrontare i risultati ottenuti in vitro con quelli su pazienti diabetici ed avere conferma dei meccanismi responsabili del difetto di secrezione insulinica, fondamentale nello sviluppo del diabete di tipo 2, la forma più comune che interessa il 90% dei casi e che si sviluppa prevalentemente a partire dai 40 anni di età.

Il modello matematico applicato agli studi in vitro

“Nella letteratura scientifica sono presenti studi in vivo sul ruolo della disfunzione delle beta-cellule, mentre la ricerca in vitro ha chiarito i meccanismi chiave (detti di ‘attivazione’ e ‘amplificazione’) che controllano la secrezione di insulina”, spiega Andrea Mari, ricercatore dell’In-Cnr e co-autore dello studio, ora pubblicato sulla prestigiosa rivista internazionale ‘Diabetes’.

“Attraverso l’analisi dei dati ottenuti dagli studi in vitro, abbiamo sviluppato un modello matematico che rappresenta i meccanismi secretori della beta-cellula normale. Lo stesso modello è poi stato utilizzato con successo per simulare le risposte secretorie ottenute in una serie di esperimenti classici sull’uomo, dimostrando la congruità tra gli studi in vitro e quelli in vivo”.

Il potenziale applicativo dei modelli matematici

“Basandoci su questa coerenza interpretativa, siamo stati in grado di verificare che la risposta diabetica dipende dai meccanismi di amplificazione della secrezione, mentre quelli di attivazione non appaiono coinvolti”, conclude Eleonora Grespan, dell’In-Cnr. “La ricerca, inoltre, conferma il potenziale applicativo dei modelli matematici nella comprensione della fisiopatologia, in particolar modo quando gli studi in vivo sono limitati da ragioni pratiche o etiche e nei casi in cui l’analisi di molteplici condizioni sperimentali rappresenti la chiave per comprendere i difetti funzionali a livello cellulare”.

Al Sud non ha competenze minime di Matematica quasi uno studente su due

Malgrado l’accertata utilità della materia, che conoscono bene i docenti dalla disciplina, la realtà è fatta di molti studenti che hanno forti difficoltà nella sua comprensione a scuola. Un paio d’anni fa è stato stimato che al Sud e nelle Isole il 44,2% di adolescenti non possiede le competenze minime in Matematica.

Una mancanza di preparazione che raggiunge il picco in Calabria, con il 46% di allievi in seria difficoltà. Il calcolo era stato realizzato all’interno del rapporto “Illuminiamo il futuro 2030 – Obiettivi per liberare i bambini dalla Povertà Educativa”, nell’ambito della Campagna “Illuminiamo il Futuro ” di Save The Children.

La percentuale delle ragazze che non raggiungevano, nel 2015, le competenze minime in matematica è del 32% al Sud, il doppio delle coetanee del Nord (16%) e la stessa differenza percentuale si riscontra per i maschi meridionali (28%) e i loro coetanei settentrionali (14%).