Semeiotica Biofisica: Riflessioni Epistemologiche.
(A cura di Sergio Stagnaro*)
Breve Storia della Semeiotica Biofisica.
Basi Epistemologiche della Semeiotica Biofisica.
Geometrizzazione Degli Attrattori. Alcuni Modelli Semeiotico-Biofisici.
Breve Storia della Semeiotica Biofisica.
Nel 1955, laureando in Medicina all’Università di Genova, per differenti e giustificati motivi, familiari e personali, ho scelto di svolgere la mia attività professionale in qualità di Medico Pratico (come allora si diceva), cioè lavorando in “prima linea”, dopo essersi prima specializzato nelle Malattie dell’Apparato Digerente, del Sangue, del Metabolismo.
Per poter svolgere nel modo auspicato il mio lavoro, tuttavia, compresi perfettamente che era indispensabile disporre di una efficace ed affidabile semeiotica fisica, perchè quella tradizionale ed accademica era chiaramente insufficiente allo scopo. In altre parole, al letto del malato non era affatto possibile osservare eventi biologico-molecolari, che permettessero di fare diagnosi attendibili e raffinate.
Con molta fortuna e qualche merito, ho rivalutato, a partire dall’autunno del 1955 la “vecchia” percussione ascoltata, imparata sul Manuale del Rasario, VI Edizione (applicata però al solo stomaco), praticata per quasi tutto il XIX secolo e fino agli anni ‘30 del XX con buoni risultati. Questa tecnica successivamente cadde in disuso anche per il perfezionamento e l’aricchimento dell’indagine radiologica e di laboratorio.
La Percussione Ascoltata si basa sulla delimitazione di visceri ed organi, ottenuta mediante la percussione digitale, applicata ad arte, e l’ascolto del suono, così prodotto, attraverso il tamburo del fonendoscopio correttamente applicato e mantenuto in sede dal soggetto da esaminare.
Si tatta evidentemente di una valutazione “statica”, “fotografica”, che ha reso possibile, però, la nascita dell’originale Riflesso-Diagnostica percusso-ascoltatoria, la quale consente di valutare accuratamente ed in modo “dinamico”, “cinematografico”, i numerosi valori parametrici di riflessi, cutaneo-viscerali e viscero-viscerali, provocati dal medico mediante stimolazioni di precisi trigger-points, corrispondenti ai sistemi biologici oggetto di studio.
Queste due metodiche hanno permesso di riconoscere e descrivere, per la prima volta clinicamente, le fluttuazioni di tutti i sistemi biologici, che mostrano fisiologicamente un comportamento caotico-deterministico, valutabile bed-side, la cui precisa misura è la dimensione frattalica o fractal Dimension (fD), che nel sano è 3,81 (V. Avanti).
Nasce così, nel 1900, la Semeiotica Biofisica, che permette di valutare per la prima volta il caos deterministico di tutti i sistemi biologici, impiegando i metodi fisici della dinamica non-lineare, con positive ripercussioni sulla prevenzione primaria, diagnosi, monitoraggio terapeutico e ricerca.
Con la scoperta dei riflessi ureterali (= dilatazione del terzo superiore ureterale – piccole arterie ed arteriole sec. Hammersen, ed altre strutture microcircolatorie; del terzo medio dell’uretere – dispositivi endoarteriolari di blocco ed AVA tipi I e del terzo ureterale inferiore – capillari e venule post-capillari ) origina, nella seconda metà degli anni novanta del secolo passato, una nuova disciplina medica la Microangiologia Clinica.
Illustrata in Congressi Mondiali, Internazionali e Nazionali, la Semeiotica Biofisica è stata presentata alla classe medica in 150 pubblicazioni sulla carta stampata, nei due siti internet: www.semeioticabiofisica.it, e www.semeioticabiofisica.it/microangiologia.it, e in numerosi altri siti italiani: http://piazzetta.sfera.net, www.Staibene.it, www.InternetMedicina.it, www.clicmedicina.it, su www.KataMed.it dove dal Febbraio del 2002 curo una Rubrica di Semeiotica Biofisica, su www.BJM.com, dove le mie Rapid Responses settimanali sono messe in rete a commento di un Editoriale, su www.Medscape.com, nel cui Forum Discussion figurano numerosi contributi di Semeiotica Biofisica, nel sito del giornale dell’Associazione dei Medici Canadesi www.CMAJ.com, www.gut.com, ecc. Inoltre, 14 miei lavori sono stati selezionati da Pub-Med per Medline e uno da Infotrieve.
Nel 1996 il dott.Sergio Stagnaro sono stato eletto Active Member of the New York Acàdemy of Science, da cui mi sono dimesso quest’anno, 2005, perchè “L’Accademia in tutti questi lunghi anni non ha contribuito affatto alla diffusione della Semeiotica Biofisica!”.
Di seguito, un breve articolo, sia scientifico sia epistemologico di questa originale semeiotica fisica finalizzato a stimolare una discussione critica di questa natura sulle basi della nuova branca della Medicina.
Basi Epistemologiche della Semeiotica Biofisica.
In un sistema dinamico non-lineare possono verificarsi raddoppiamenti dei periodi se si modifica il rifornimento di energia al sistema stesso, vale a dire variando le forze applicate al sistema. Nel caso delle cellule muscolari lisce microvasali (= vasi sotto i 100m), correlate con cicliche variazioni della concentrazione di elettroliti, ATP, pH, ecc., si osservano contrazioni-dilatazioni con periodi oscillanti tra 9 e 12 sec. ed intensità – convenzionale – tra 0,5 e 1,5 cm., in condizioni fisiologiche; i picchi massimi o highest spikes (HS), sempre presenti, sono precedute da fluttuazioni che mostrano il massimo periodo (12 sec.), come già riferito altrove (www.semeioticabiofisica.it/microangiologia.it).
Appare intressante che questi “raddoppiamenti” dei periodi sono regolati rigidamente dal rapporto
Rn – Rn-1 / Rn+1 – Rn = 4,66920... numero di M. Feigenbaum. A)
dove Rn è lo stato iniziale del sistema dinamico.
A questo punto, appare interessante il fatto che, se si moltiplicano le fD da 1,9 a < 3 osservate in un sistema biologico in lenta evoluzione patologica, ma reversibile sotto opportuna terapia, per il numero di Feigenbaum si ottiene:
fD 1,93 x 4,67 = 9
fD 2 x 4,67 = 9,4 B)
fD 2,56 x 4,67 =11,9
valori che corrispondono ai fisiologici periodi estremi delle oscillazioni dei microvasi (9-12 sec.).
Analogamente, se si dividono i periodi compresi tra 9 e 12 sec. (valori normali estremi) per la fD della lenta evoluzione patologica, si avrà:
9 / 1,95 = 4,61538... C)
11 / 2,36 = 4,661016...
12 / 2,57 = 4,66926...
numeri oscillanti intorno a 4,66920... o numero di Feigenbaum.
Risulta, quindi, evidenziato come, moltiplicando il numero di Feigenbaum per le fD comprese tra 2 e < 3, espressioni della lenta evoluzione patologica di un sistema biologico, vengono alla luce i periodi, compresi tra 9 e 12 sec., delle fisiologiche fluttuazioni proprie della vasomotility e della vasomotion, a dimostrazione ulteriore della coerenza interna ed esterna della teoria semeiotica-biofisica.
Accanto a ciò lo studio della dinamica di Verhulst, già illustrata nel sito citato, cioè l’equazione che permette il calcolo della crescita delle popolazioni di insetti in tempi successivi,
Xn+1 = Xn l ( X – 1 ) D)
dove l = fD
mostra che la trasformazione verso il caos e il raddoppiamento dei periodi si verificano in punti ben precisi, disposti con ordine.
Definiamo Sn il valore del parametro di crescita in corrispondenza del quale si presenta la ennesima biforcazione: raddoppiamento, quadruplicazione.....caos (Fig. 1).
Fig.1.
Dopo una serie di successive biforcazioni il sistema dinamico evolve verso il caos.
La lunghezza di due eventi consecutivi di biforcazione è pari a
Sn = Rn - Rn-1 / Rn+1 - Rn E)
se, per esempio,
Sn = 2,5 – 2,3 / 2,57 – 2,5 = 0,2 / 0,07 = 2,857 F)
Vale la curiosità di riferire che nel racemo che porta i fiori del Clerodendron Trichotonum (Fig.2), una Verbanacea, abbiamo osservato lo stesso numero di Feigenbaum nelle bi-, tri-forcazioni: 6,4 – 0,66 – 0,41666...
Infatti, in base alla F), dalle misurazioni fatte nei segmenti della nervatura di queste foglie (Fig. 2), abbiamo osservato i seguenti rapporti:
1,8 – 5 / 1,4 – 1,8 = 3,2 / 0,5 = 6,4
1,4 – 1,8 / 0,8 – 1,4 = 0,5 / 0,6 = 0,66 G)
0,55 – 0,8 / 0,02 – 0,55 = 0,25 / 0,53 = 0,471698.....
Fig. 2.
La figura indica una foglia “schematizzata” di una Verbenacea, il Clorodendrum.
Se portiamo avanti il processo sopra descritto, il rapporto Sn si avvicina sempre più ad un numero irrazionale, fisso: 4,66920166, che è il numero di Feigenbaum – in realtà scoperto da Grossmann – un numero decimale illimitato, non periodico, costante universale, presente nelle transizioni che ricorrono in natura ed anche, quindi, nei sistemi biologici, come noi abbiamo dimostrato clinicamente con l’aiuto della Semeiotica Biofisica.
Nella Microangiologia Clinica, come abbiamo potuto osservare con la Semeiotica Biofisica, accade che, se la fD è 1, la trasformazione di Fourier è del tipo “a colonna vicina”, o tipo IV; quando la fD è 1,3, la trasformazione è del tipo “a colonna lontana”, o tipo III e, infine, se la fD è compresa tra 2,21 e 2,52 allora incontriamo la trasformazione del tipo II, ”a tetto” (Fig. 4).
Fig.4
Sopra un sistema di assi cartesianisono riportate le singole intensità delle oscillazioni microvasali, valutate come fluttuazioni ureterale( ascissa) e la loro percentuale (ordinata). Ne risultano interessanti geometrizzazioni correlate alla dimensione frattalica del caos deterministico: trasformazioni semeiotico-biofisiche di Fourier.Dall’alto al basso e da sinistra a destra: trasformazione “a sella”, fisiologica; “a colonna vicina”, patologia cronica; “a tetto”, lenta evoluzione patologica, “a colonna lontana”, processo morboso in fase acuta: variante del tipo “a colonna vicina”, sistema biologico a riposo.
Pertanto, in base alla G) facilmente si ottiene un risultato interessante:
1,3 - 1 / 2,21 - 1,3 = 0,3 / 0,18 = 1,666...
1,666... si avvicina alla sezione aurea, f,
analogamente a quanto si osserva nel rapporto esistente tra fD fisiologica ed fD della lenta evoluzione verso la patologia (fD l.ev.):
fD fis. / fD l.ev. = 3,81 / 2,36 = 1,614
dove (fD fis.) è la dimensionalità normale
e (fD l.ev.) è la fD della lenta evoluzione patologica.
Nel passaggio da oscillazioni caotico-deterministiche (periodi compresi tra 9 e 12 sec., intensità variabili da 0,5 a 1,5 cm.), tipiche delle fluttuazioni microvascolari nel sano, a quelle caratterizzate da un periodo oscillante tra 9 e 11 sec., con una fD di 2,36 – sistema biologico in lenta evoluzione patologica, al momento senza fenomenologia clinica – si osserva un tipico rapporto dividendo il massimo periodo (11 sec.) per la fD media (2,36):
11 / 2,36 = 4,661016... numero di Feigenbaum
Pertanto, all’inizio della prima biforcazione incontriamo il numero di Feigenbaum, come ad esempio passando dalle trasformazioni “a colonna vicina” o “a colonna lontana” alla trasformazione “a tetto”.
Quando, poi, la fD sale, spontaneamente o sotto opportuna terapia, da 2,36 a 2,57 e l’attrattore diventa un “attrattore strano”, cioè quando una malattia procede verso la guarigione, con l’aumento del caos deterministico, il periodo si allunga, variando tra 9 e 12 sec., ed allora il rapporto
12 / 2,57 = 4,6692607...
dove 12 è il massimo periodo fisiologico
e 2,57 la fD della lenta evoluzione verso la malattia.
si avvicina ulteriormente al numero “mitico” di Feigenbaum, 4,66920166...
Per riassumere quanto sopra illustrato, nella Microangiologia Clinica, studio del caos deterministico delle fluttuazioni microvascolari, autonome e autoctone, che causano quelle macroscopiche dei relativi sistemi biologici, in fisiologia e in patologia, noi incontriamo un ordine superiore, ennesima espressione della coerenza interna ed esterna della teoria semeiotico-biofisica.
Il test delle Resistenze Periferiche Arteriose (RAP) e quello della Compliance arteriosa (1, 2) evidenziano la biforcazione della dinamica non-lineare dei sistemi biologici: per esempio, l’intensa pressione digitale sopra l’arteria omerale provoca l’ostruzione vasale e, quindi, l’attivazione microcircolatoria tipo I, associata, a valle, in particolare a livello dei polpastrelli digitali, e, infine, la completa disattivazione: scompenso del cuore periferico.
Riducendo “lentamente” la pressione ostruttiva sopra l’arteria, fino alla definitiva sua interruzione, si osserva il ripresentarsi delle fisiologiche fluttuazioni caotico-deterministiche dei microvasi periferici: dall’attrattore strano a quello a punto fisso attraverso l’ attrattore a ciclo limite e viceversa (V. avanti).
In modo analogo a quanto accade nei sistemi chimici e fisici, i sistemi biologici dinamici, dissipativi, lontano dal punto di equilibrio, oscillano secondo traiettorie, solo apparentemente caotiche, ma in realtà attratte da differenti attrattori, all’interno dei quali (sotto-spazi dello spazio delle fasi) esse si muovono senza uscirne nè cadervi dentro.
La Semeiotica Biofisica ha permesso di mettere in evidenza, per la prima volta bed-side con il semplice uso del fonendoscopio, questo fenomeno ben noto nel mondo chimico e fisico, durante l’esecuzione del test delle Resistenze Arteriose Periferiche e della Compliance Arteriosa: in un soggetto sano, supino e psicofisicamente rilassato, la pressione digitale intensa, applicata sopra l’arteria brachiale in modo da occludere il vaso con scomparsa del polso radiale, provoca a valle, cioè distalmente a livello di unità microvascolotessutale, attivazione associata di tipo I, del “cuore periferico”, diminuzione della fD, trasformazione di Fourier del tipo III, ”a colonna lontana”.
Dopo un tl variabile (tl Y nella H), la fD scende a 1, dimensione topologica, la trasformazione di Fourier diventa di tipo IV, ”a colonna vicina” e l’attrattore è “a punto fisso”.
In altre parole, il mancato rifornimento energetico alla periferia provoca inizialmente una reazione di difesa, con attivazione della riserva funzionale microcircolatria (RFM), ovviamente senza risultato a causa dell’occlusione jatrogenetica dell’arteria omerale, ed esita nell’equilibrio caratteristico dei sistemi termodinamicamente isolati: le oscillazioni del pendolo, quando manca la somministrazione di energia dinamica, a poco, a poco cessano ed il pendolo si ferma.
Tuttavia, è sufficiente ridurre leggermente la pressione digitale sopra l’arteria omerale che, con l’immissione di energia nel sistema biologico, compare un lieve polso radiale e le fluttuazioni microcircolatorie, per esempio nel polpastrello del dito, sono attratte da due punti-attrattori: attrattore “a ciclo limite”. Vale a dire che “a valle” il sistema biologico da termodinamicamente isolato ridiventa un sistema aperto, dissipativo, che si allontana dall’equilibrio.
Di base, fD dei polpastrelli digitali.....3,81
Pr. occlusiva sull’arteria.....(tl Y)........> fD 1 ; H)
Pr. non-occlusiva......(tl Y)..... > fD 2,54
Infine, interrotta la presione sopra il vaso arterioso, a seguito della fisiologica iperemia reattiva postischemica, le oscillazioni microvascolari, dopo un periodo del tipo “ a colonna lontana”, tipo III, ritornano del tipo I, “a sella”, e l’attrattore è l’ “attrattore strano”.
In caso di equilibrio, i sistemi biologici sono lineari, quando, invece, in essi viene introdotta sufficiente energia ed essi sono, quindi, opportunamente stimolati, mostrano il caratteristico comportamento non-lineare, proprio dei sistemi dinamici dissipativi, che tendono ad lontanarsi dall’equilibrio.
Il caos richiede energia sufficiente per attuare meccanismi dissipativi e la vita è la traiettoria di un attrattore: dall’attrattore strano all’attrattore a punto fisso.
E’ il compito del medico riconoscere tempestivamente i vari momenti della traiettoria della vita del paziente, per poter intervenire con terapia appropriata ed utile ad invertire la pericolosa direzione della traiettoria.
Geometrizzazione Degli Attrattori. Alcuni Modelli Semeiotico-Biofisici.
Per visualizzare i differenti tipi di attrattori, nello spazio matematico delle fasi, sono di grande utilità, in pratica, alcuni modelli semeiotico-biofisici, da noi suggeriti, nei quali sono presi in considerazione i parametri delle fluttuazioni, sia macro- che micro-scopiche, dei sistemi biologici e, rispettivamente, dei loro microvasi, oggetto di studio.
Un modello considera le intensità delle successive oscillazioni: i valori delle intensità delle consecutive fluttuazioni sono riportati, ancorchè mentalmente, sopra i “raggi” di un cerchio, il cui diametro è il doppio delle HS e, procedendo in senso orario, si ottengono figure geometriche interessanti ed utili nella valutazione clinica delle dinamiche dei vari organi, ghiandole e tessuti (Fig.3).
Fig. 3.
A sn. è geometrizzato l’attrattore strano, al centro quello a ciclo limite e a ds l’attrattore a punto fisso, secondo un modello basato sulla valutazione dell’intensità di successive oscillazioni micro- e macro-scopiche dei sistemi biologici, geometrizzate come lunghezza dei raggi di un cerchio, procedendo in senso orario.
Un altro modello semeiotico-biofisico utilizza i valori delle intensità e dei periodi di successive oscillazioni, trasferendo i primi sopra l’ordinata ed i secondi sopra l’ascissa in un sistema di coordinate cartesiane. Se si riuniscono i numerosi punti si evidenzia geometricamente il corrispondente attattore.
Fig. 4
Nella figura (sopra l’ordinata l’intensità in cm e sopra l’ascissa il periodo in sec.) sono geometrizzati i tre principali attrattori delle fluttuazioni microvasali in condizioni fisiologiche (sinistra), nella lenta evoluzione patologica (centro) e nella patologia cronica (destra).
Infine, esiste un terzo modello per descrivere geometricamente gli attrattori, basato sulla sovrapposizione di successive onde di fluttuazione (Fig. 4).
Le figure che seguono mostrano con chiarezza l’utilità di un altro semplice, pratico e originale modello semeiotico-biofisico, rappresentato dalla “sovrapposizione” di successive onde di fluttuazione, utile per geometrizzare i differenti attrattori (Fig. 5, 6, 7).
Fig. 5
Nel sano, la sovrapposizione di successive fluttuazioni dei microvasi offre una interessante figura, che somiglia all’ “attrattore strano”.
Fig. 6
La stessa procedura, in caso di sistema biologico a lenta evoluzione verso una patologia, come il pancreas in lenta evoluzione diabetica, mostra un cerchio compresso dall’alto, che rassomiglia
all’ “attrattore a ciclo limite”.
Fig. 7
Nella patologia cronica, come il diabete mellito insorto da molto tempo, le fluttuazioni microvasali del sistema biologico coinvolto sono praticamente uguali, per cui la loro sovrapposizione mostra la piccola figura rotonda, paragonabile all’ “attrattore a punto fisso”.
Bibliografia consigliata.
1) Stagnaro-Neri M., Stagnaro S., Il diagramma venoso nelle arteriopatie obliteranti periferiche. Atti Congr. Naz. Soc. It. Flebologia Clinica e Sperimentale. Firenze 10-12 Dicembre 1990. A cura di G. Nuzzaci, pg. 169, Monduzzi Ed. Bologna, 1990.
2) Stagnaro-Neri M., Stagnaro S., Il diagramma venoso nelle arteriopatie obliteranti periferiche. Atti Congr. Naz. Soc. It. Flebologia Clinica e Sperimentale. Firenze 10-12 Dicembre 1990. A cura di G. Nuzzaci, pg. 169, Monduzzi Ed. Bologna, 1990.
3)Stagnaro S., Istangiopatia Congenita Acidosica Enzimo-Metabolica. Una Patologia Mitocondriale Ignorata. Gazz Med. It. – Arch. Sci. Med. 144, 423, 1985 (Infotrieve)
4) Stagnaro S., Percussione Ascoltata degli Attacchi Ischemici Transitori. Ruolo dei Potenziali Cerebrali Evocati. Min. Med. 76, 1211, 1985 (Pub-Med indexed for Medline)
5) Stagnaro S., Sindrome percusso-ascoltatoria di Iperfunzione del Sistema Reticolo-Istiocitario. Min. Med. 74, 479, 1983 (Pub-Med indexed for Medline)
6) Stagnaro-Neri M., Stagnaro S., Valutazione percusso-ascoltatoria del caos deterministico dei sistemi biologici. Il Medico delle Ferrovie. 3-4, Dicembre, 12, 1995.
7) Stagnaro-Neri M., Moscatelli G. Stagnaro S., Biophysical Semeiotics: deterministic Chaos and biological Systems. Gazz. Med. It. Arch. Sc. Med. 155, 125, 1996.
8) Stagnaro-Neri M., Stagnaro S., Deterministic Chaos, Preconditioning and Myocardial Oxygenation evaluated clinically with the aid of Biophysical Semeiotics in the Diagnosis of ischaemic Heart Disease even silent. Acta Med. Medit. 13, 109, 1997.
9) Stagnaro-Neri M., Stagnaro S., Deterministic chaotic biological system: the microcirculatoory bed. Theoretical and practical aspects. Gazz. Med. It. – Arch. Sc. Med. 153, 99, 1994.
10) Stagnaro-Neri M., Stagnaro
S. Indagine clinica percusso-ascoltatoria delle unità microvascolotessutali
della plica ungueale. Acta Med. Medit. 4, 91, 1988.
11) Stagnaro S. Pivotal role of Biophysical Semeiotic Constitutions in Primary
Prevention. Cardiovascular Diabetology.2003,
2:1, http://www.cardiab.com/content/2/1/13/comments#5753.
12) Stagnaro Sergio, Stagnaro-Neri Marina. Introduzione alla Semeiotica Biofisica. Il Terreno oncologico”. Travel Factory SRL., Roma, 2004.
http://www.travelfactory.it/semeiotica_biofisica.htm
* Il dott. Sergio Stagnaro, nato il 07 dicembre del 1931 a Sestri Levante ed ivi residente, laureato in Medicina e Chirurgia all’Università di Genova il 16 novembre 1956, specializzato in Malattie dell’Apparato Digerente ,Sangue e Ricambio all’Università di Pavia il 12 luglio del 1960, ha rivalutato a partire dagli anni ’50 la ormai obsoleta Percussione Ascoltata è il fondatore della Semeiotica Biofisica.