mercoledì 20 giugno 2018

Stacchetto...

Ho letto con piacere le tracce della prima prova dell'Esame di Stato, somministrata stamani agli studenti del quinto anno della scuola secondaria di secondo grado ammessi. 

Ho apprezzato il riferimento ad Alda Merini, a Giorgio Bassani e al suo "Giardino" - che mi ha fatto ricordare, non senza commozione, le lezioni di musica del M° Manuel De Sica, autore della colonna sonora del film ricavato dal celebre romanzo.


Manco a dirlo, ho apprezzato soprattutto il riferimento alla Costituzione: doveroso, visto l'importante anniversario dell'entrata in vigore della Carta repubblicana. 


L'Articolo 3 ribadisce il principio di uguaglianza, senza distinzione di [...] "religione, di opinioni politiche" [...]. Un articolo che fa un po' a pugni con la celebre sentenza pronunciata ai miei danni da qualche noto ed insigne Scienziato: "puzzi troppo da prete per fare carriera accademica". Alla faccia dell'uguaglianza e della non discriminazione. Ma come insegna Orwell, "all animals are equal but some are more equal than others". Bandiera rossa trionfò, come sempre.


domenica 10 giugno 2018

UN PAIO DI NOTIZIE...

In questi giorni è forse passata inosservata ai più la notizia dell'acquisizione di Monsanto da parte della Bayer: il colosso delle biotecnologie agroalimentari è stato inglobato dalla nota casa farmaceutica, e l'evento è stato accompagnato dall'annuncio che il marchio "Monsanto" sparirà.

Certamente i chimici in formazione continueranno a studiare il processo Monsanto per la sintesi dell'acido acetico (via carbonilazione del metanolo catalizzata da complessi di rodio) e il processo Monsanto per la sintesi dell'L-DOPA (via idrogenazione asimmetrica di un precursore contenente un legame insaturo C=N). Monsanto ha poi legato il suo nome ai semi trattati e al glifosato, il noto erbicida di formula: C3H8NO5P

Bayer, per noi comuni mortali, significa invece aspirina, il noto farmaco antipiretico e analgesico commerciato in pastiglie effervescenti.


In realtà, la Bayer-AG è nata nel 1863 (quindi 155 anni fa) per fabbricare coloranti a partire dal catrame di carbone; nei suoi laboratori sono stati scoperti negli anni farmaci come la fenacetina, l'eroina, i sulfamidici e l'antibiotico a largo spettro ciprofloxacina; materie plastiche come i policarbonati e i poliuretani; insetticidi appartenenti agli organofosfati (come il tabun), da cui derivano i temibili agenti nervini.


Dal novembre 1925, la Bayer entrò a far parte dell'IG Farben, azienda che raccoglieva quel che restava delle maggiori industrie tedesche all'indomani della Prima Guerra Mondiale e che ha avuto un ruolo di primo piano nell'ascesa di Hitler al potere.

Dopo la Seconda Guerra Mondiale, l'azienda fu smembrata nelle sue costituenti originarie: oltre alla Bayer, si ricordano Basf, Agfa e Hoechst (quest'ultima si è fusa poi con Rhone Poulenc per dare Sanofi - Aventis).

Nel corso degli anni, dopo la ristrutturazione, la riorganizzazione e alcune acquisizioni, la Bayer è tornata ad essere un'azienda leader del settore farmaceutico e agrochimico.


Invece, la notizia concernente la riunione di papa Francesco con i dirigenti delle multinazionali degli idrocarburi mi ha fatto venire in mente il Cristo petrolero che emerge dalle acque del lago di fronte alla raffineria di Barrancabermeja in Colombia (ammiratelo in uno scatto condiviso con me da Nicola Pinton, che me lo spedì via chat nel lontano agosto 2015).


A proposito di arie "vaticane": leggere in qualche sito l'espressione "ecologia umana" mi ha lasciato basito. Non tanto per il sostantivo "ecologia", quanto per l'aggettivo: "umana".

Sono solito proporre l'idea che "ecologia" significa letteralmente "discorso sulla casa" (Haeckel docet, ma leggete QUI e QUI) e il riferimento è alla Terra, casa comune di tutti gli esseri viventi che la popolano, casa nostra e allo stesso tempo casa di tutte le specie viventi. Perché "umana"? Perché oggetto di studio di storici, filosofi, teologi - oltre che di economisti?

Non mi resta che informarmi e studiare, ricordando a me stesso che "puzzo troppo da prete per la carriera accademica" - com'ebbe a dire un personaggio che non merita di essere nominato, anche se alberga nei miei ricordi più neri. Anzi: più "rossi".

mercoledì 6 giugno 2018

BOYER E L'ATP SINTASI

In questi giorni, il mondo della Chimica piange la scomparsa di Paul Boyer, vincitore del Nobel per la Chimica nel 1997 per i suoi studi sulla sintesi dell'ATP.
La catena respiratoria mitocondriale,
che si chiude con l'ATP-sintasi (a dx) studiata da Boyer.

Negli anni Settanta, Boyer propose un'ipotesi su come l'enzima ATP-sintasi possa trasformare l'adenosina difosfato (ADP) e il fosfato inorganico in ATP, che viene utilizzato per immagazzinare e trasportare energia all'interno delle cellule.
 
Il suo modello di come le diverse subunità dell'enzima interagiscano per creare un motore molecolare rotante alimentato da un gradiente di ioni idrogeno si è dimostrato corretto: nel 1994 John Walker, con cui Boyer condivise il Nobel, determinò la struttura dell'ATP sintasi usando la cristallografia a raggi X.
Nato nello Utah il 31 luglio 1918, Boyer ha studiato chimica alla Brigham Young University e in seguito ha conseguito un dottorato in biochimica presso l'Università del Wisconsin. 
Ha ricoperto incarichi di ricerca presso la Stanford University e poi l'Università del Minnesota, trasferendosi poi all'University College di Los Angeles (UCLA) nel 1963 dove è rimasto fino al suo pensionamento. 
Nel 1965, ha contribuito a fondare l'Istituto di Biologia Molecolare dell'università, supervisionando la costruzione dell'edificio e l'organizzazione di un programma di dottorato interdisciplinare.
Quando vinse il premio Nobel nel 1997, Boyer donò una parte del premio in denaro per sostenere le borse post-dottorato in chimica. Ha donato il suo cervello alla UCLA per la ricerca sulla malattia di Alzheimer e la demenza.
"Paul Boyer ha ispirato fiducia e ambizione nei suoi colleghi di facoltà e ha forse avuto il carattere più positivo di chiunque la maggior parte di noi abbia mai conosciuto", ha detto in un comunicato il collega dell'UCLA, David Eisenberg. "Ha combinato la vera modestia con la persistenza inarrestabile e le interazioni personali senza pari."

lunedì 4 giugno 2018

L'ULTIMA INTERROGAZIONE

Il golfo di Napoli e la sua geografia sono stati oggetto dell'ultima interrogazione di quest'anno scolastico ormai prossimo a concludersi. Dai Campi Flegrei alla Penisola Sorrentina, dalle pendici del Vesuvio alle isole (Ischia, Procida, Capri...), per quasi duecento chilometri di costa, il golfo è certamente uno dei luoghi più conosciuti, amati e rappresentati della penisola italiana: ammirate il dipinto di Ippolito Caffi, pittore bellunese morto nel 1866.


Ho riservato qualche domanda sulle attività portuali e su quelle economiche: ho apprezzato la simpatia della risposta focalizzata sulla fabbricazione dei fuochi artificiali (i "botti"...), ma ho anche richiamato l'attenzione dell'interrogato e del suo pubblico su altre produzioni

Stranamente ho tralasciato l'industria petrolifera - alla quale dedico usualmente ampi spazi nelle mie lezioni, vista l'onnipresenza dei derivati del petrolio - e riprendo in questo post l'argomento, con riferimento alla raffineria Mobil, attiva dalla fine degli anni Trenta alla metà degli anni Novanta.

Nel video sottostante, girato nel 1936, è possibile ammirare la febbrile attività degli operai che si impegnano per costruire lo stabilimento: 


Nel video seguente, risalente all'anno successivo (1937), sono riportati i momenti più significativi della cerimonia di inaugurazione, con la benedizione degli impianti alla presenza del principe di Piemonte.


Questo stesso stabilimento comparirà poi in un'inquadratura nelle scene finali di Totò d'Arabia, film del 1965, dove il celebre attore partenopeo veste i panni del figlio adottivo dello sceicco El Buzur, che nella finzione cinematografica è proprietario degli impianti.


La massiccia torre metallica al centro della foto sostiene i reattori del Thermofor Catalytic Cracking (TCC): attraverso questo processo, che comporta l'uso di un catalizzatore a temperature elevate, dai gasoli (prodotti in grande quantità nella prima distillazione del greggio) era possibile ottenere benzina (il prodotto più richiesto dal mercato).


Il catalizzatore di Clay (un silicoalluminato acido) si presentava sotto forma di piccole sfere che scendevano nel reattore dalla cima della torre e poi cadevano nel forno di rigenerazione sottostante per essere infine riportate sulla sommità da un getto d'aria.


La proprietà della raffineria, da Mobil, passò alla Q8 all'inizio degli anni Novanta. Qualche anno dopo gli impianti furono fermati e il sito fu utilizzato come deposito di carburanti. Oggi è in attesa di una necessaria bonifica.

venerdì 1 giugno 2018

IL SACRO MIOCARDIO DI DE PAEZ

José De Paez (1727?-1780) fu un pittore messicano del XVIII secolo, noto per le sue immagini sacre. Nato a Città del Messico, figlio di Baltazar De Paez, ebbe come maestro Nicolas Enriquez e fu imitatore dello stile barocco di Miguel Cabrera.

Tra i suoi soggetti preferiti, quelli a tema mariano; innumerevoli i suoi dipinti, tanto che qualche critico affermò che De Paez innondò di colore la seconda metà del Settecento nella Nuova Spagna. 

Vi regalo un dettaglio del suo Sacro Cuore adorato da Sant'Ignazio e da San Luigi: più che un Sacro Cuore, questo potrebbe essere definito un Sacro Miocardio, con tanto di coronarie.


Agli anatomisti ogni analisi della rappresentazione. Buon fine settimana!

giovedì 24 maggio 2018

NEL CUORE DELL'EMOGLOBINA

Riflettevo - con stupore, ammirazione e non senza un pizzico di preoccupazione - sul fatto che il mio cuore, da quando si è formato a oggi, ha pulsato all'incirca un miliardo e mezzo di volte

Calcolate quanti minuti ci sono in un giorno, moltiplicate per il numero di giorni in un anno e moltiplicate ancora per il numero di anni vissuti: a questi sommate pure i mesi di permanenza nella pancia della mamma, tenendo conto che il battito cardiaco del nascituro è percepibile dalla sesta settimana. 

Per fare i conti giusti bisognerebbe tener conto che la frequenza cardiaca è molto maggiore da piccoli e poi diminuisce con l'avanzare dell'età, per stazionare tra i 60 e gli 80 battiti al minuto di un adulto sano.

Che il cuore sia una doppia pompa, inserita in un doppio circuito chiuso, è cosa nota a tutti (o quasi), oggi: la descrizione moderna della circolazione del sangue si deve all'inglese William Harvey, che studiò medicina all'università di Padova alla fine del XVI secolo, negli anni in cui vi insegnavano Galileo Galilei, Fabrizio d'Acquapendente (che descrisse le valvole delle vene) e anche il medico bellunese Eustacchio di Rudio.


Il liquido circolante in questo doppio circuito idraulico è il sangue: rosso vivo nelle arterie che partono dal cuore per raggiungere il corpo, rosso più scuro nelle vene che dal corpo ritornano al cuore per poi raggiungere i polmoni.

Il sangue era uno dei quattro umori di Ippocrate di Cos (insieme a bile gialla, bile nera e flemma); per Galeno di Pergamo, esso scaturiva dal fegato a partire dalle sostanze nutritive per poi diffondersi nel corpo attraverso il cuore e infine scomparire nei muscoli.

Harvey, dopo aver fatto due conti, realizzò che ciò era numericamente impossibile e non poteva essere che lo stesso sangue a circolare dentro vene e arterie, spinto dalle contrazioni del cuore. Nel 1628 pubblicò la sua celebre "Exercitatio anatomica de motu cordis ac sanguinis in animalibus".

Il colore rosso del sangue interesserà quasi due secoli dopo un giovane laureando dell'Università di Gottinga, J.F. Engelhard, autore di una tesi redatta in latino, dal titolo: "Commentatio de vera materia sanguini purpureum colorem impertientis natura", discussa nel 1825.

Ricercando la natura di quella sostanza che impartisce al sangue il colore rosso, Engelhard trovò una proteina contenente all'incirca lo 0.5% di ferro e scoprì che il rapporto tra ferro e parte proteica è pressoché identico in molte specie animali.
Dalla massa atomica del ferro, nota ai chimici del tempo, calcolò la massa molecolare di questa proteina "ferrata" con la relazione empirica: n x 16.000 (ove n è il numero di atomi di ferro per ciascuna molecola proteica, che oggi sappiamo essere n = 4). Fu questa la prima determinazione della massa molecolare di una proteina. Questa conclusione frettolosa richiamò il biasimo da parte di scienziati che, agli inizi del XIX secolo, non potevano credere all'esistenza di molecole così grandi. Rose confermò tuttavia i risultati dei lavori sperimentali di Engelhard e questo tenne vivo l'interesse per questi studi, che riecheggiarono anche in Italia, sulla rivista "Biblioteca italiana o sia giornale di letteratura, scienze et arti" (volume 53, pagg. 215-216).

Anche Claude Bernard si interessò di questa proteina contenente ferro e ne chiarì il ruolo: nel frattempo, F. L. Hunefeld scoprì nel sangue una forma di questa proteina che, oltre al ferro, conteneva anche ossigeno. Descrisse i suoi lavori in "Die chemismus in der thierischen organization" (1840).

Nel 1851 il fisiologo tedesco Otto Funke pubblicò una serie di articoli in cui descrisse la crescita di cristalli di questa proteina, prima diluendo i globuli rossi con solventi opportuni (acqua pura, alcool o etere) e poi facendolo evaporare lentamente dalla risultante soluzione proteica.

Nel 1866 Felix Hoppe-Seyler pubblicò "Uber die oxydation in lebendem blute" (Med-chem Untersuch Lab. 1:133-140), in cui descrisse l'ossigenazione reversibile della proteina contenente ferro.


Ormai il lettore avrà compreso che questa proteina contenente ferro che si lega in modo reversibile all'ossigeno è l'emoglobina, il cui nome deriva dalle parole eme e globina, le quali rispecchiano il fatto che ciascuna delle quattro subunità di questa molecola è una proteina globulare con un gruppo eme incorporato. Ciascun gruppo eme contiene un atomo di ferro, che può legare una molecola di ossigeno biatomico.

Giacomo Ciamician, professore a Bologna, osservò che per ossidazione dell'eme era possibile ottenere un miscuglio di emopirroli; analogamente, ossidando le clorofille, si ottenevano miscugli di fillopirroli. Scrisse in merito (Rivista di scienza, vol. 1, 1907, Problemi di Chimica Organica):


Richard Willstatter, premio Nobel per la Chimica nel 1915, evidenziò l'analogia strutturale tra l'anello porfirinico della clorofilla e quello dell'eme, rilevando che nella prima c'è il magnesio laddove nella seconda c'è un atomo di ferro.

Nel 1925, Gilbert Smithson Adair riprese il problema della massa molare dell'emoglobina e confermò i risultati di Engelhard misurando la pressione osmotica delle sue soluzioni e pubblicando i suoi risultati in "A critical study of the direct method of measuring the osmotic pressure of haemoglobin" (Proc. R. Soc. Lond. A 108 (750): 292-300).

Nel 1959, Max Perutz, un chimico che lavorava a problemi di biologia in un laboratorio di fisica a Cambridge (così amava definirsi), determinò la struttura molecolare dell'emoglobina mediante cristallografia ai raggi X e pubblicò i risultati su Nature nel 1960. Questo lavoro lo ha portato a ottenere, con John Kendrew, il Premio Nobel per la Chimica nel 1962, assegnatogli per gli studi sulle strutture tridimensionali delle proteine globulari.


La risposta alla domanda: "perché il sangue è rosso?" ingloba anche la risposta ad altre due domande, concernenti il colore delle feci e quello dell'urina. Il colore di questi escreti è dovuto a molecole che derivano dalla degradazione dell'eme. Quando i globuli rossi sono distrutti dalla milza e dal fegato, dopo circa 120 giorni, il ferro è recuperato mentre la struttura porfirinica è successivamente ossidata a pigmenti biliari (biliverdina, bilirubina), riversati con la bile nell'intestino, e quindi trasformati, attraverso vari passaggi, in stercobilina e infine in urobilina.


lunedì 21 maggio 2018

SCATTI DA OLIERO

Ho avuto modo di visitare recentemente le Grotte di Oliero nella Valbrenta, a nord di Bassano del Grappa (VI), come testimonia la foto seguente - per la quale ringrazio l'amico Daniele, che ha esaltato le mie sembianze da vero uomo delle caverne.


Alla grotta siamo giunti da Campolongo sul Brenta, dopo un breve percorso a piedi, lungo la ciclabile che costeggia il fiume.


Il percorso mi ha permesso di apprezzare la fauna locale...


... e anche la flora, con i papaveri in fiore.


Il tragitto per arrivare alla grotta è tranquillo e la giornata non troppo calda mi ha permesso di godere la camminata.


Nella grotta si entra, opportunamente muniti di caschetto e salvagente, per mezzo di un'imbarcazione condotta dalle guide locali che spiegano le particolarità geologiche e faunistiche.


L'acqua, che infiltra dall'altopiano dei Sette Comuni, è limpida e freddissima (2-3°C) e nei punti più fondi, esplorati dagli speleologi subacquei, giunge fino a quindici metri di profondità.


Dentro è possibile ammirare le formazioni calcaree, come questa:


... oppure questa:


... o, ancora, questa:


Come ci disse la guida, nelle grotte di Oliero è sempre notte (la luce non vi giunge) e la temperatura è costante (circa 12°C). In esse vive il proteo, un anfibio di "importazione": proviene infatti dalle grotte di Postumia, ma alcuni esemplari portati in quel contesto hanno potuto inserirsi e dimorare. Non ho avuto la fortuna di avvistarlo; in compenso ho ammirato gli esemplari dell'axolotl, un anfibio simile al proteo, allevati negli acquari del museo di speleologia allestito nello stabile antistante alla grotta - un tempo cartiera, oggi centro visitatori. Lo vedete alla fine di questo breve filmato che ho girato e montato alla meno peggio, con l'inizio del concerto per arpa di Karl Ditters von Dittersdorf come colonna sonora.