vitamine

Soli o ben accompagnati? La avventure chimiche del microbioma

Conoscere il microbioma

Meglio soli che mal accompagnati, questo è certo. Ma siamo sicuri di essere veramente soli, anche quando intorno a noi non vediamo anima viva? Il segreto è guardare non fuori, ma dentro di noi. E allora sì che ne troviamo, di vita! Sono circa 1000 le specie individuate fra tutte quelle che godono della nostra ospitalità colonizzando ampiamente le diverse aree del nostro corpo e dandosi a luculliani banchetti con tutto ciò che trovano intorno a sé. Ma sono solitamente così discreti e silenziosi, e soprattutto invisibili, che nemmeno ce ne accorgiamo. Invisibili all’occhio umano, naturalmente. Sappiamo bene che batteri, virus e microbi in generale hanno dimensioni ben definite al microscopio, eppure, nonostante siano così tanti, nella maggior parte dei casi se ne stanno buoni buoni ad approfittare della nostra “locanda”. Parassiti, dunque? Non proprio. Un ruolo ce l’hanno anche loro, o almeno alcuni di essi. Prendiamo dunque la lente di ingrandimento e andiamo a conoscere i nostri piccoli ospiti.

bacteriaPotremmo stringere la mano ad uno ad uno chiedendo loro il nome, ma, per comodità, useremo un termine che li raggruppi tutti assieme e ci permetta di indicarli come un’unica popolazione. Agli scienziati piace chiamarli “microbioma”, parola che più correttamente ha sostituito quella di “flora intestinale” che siamo abituati a sentire normalmente nel gergo comune e che, impropriamente, esclude quei microrganismi che albergano nella parte superiore del tubo digerente e nelle altre aree del nostro corpo. Continua...

Coenzimi: i cofattori coinvolti nelle reazioni metaboliche (1° parte)

di Sergio Barocci

struttura tridimensionale dell'emoglobina: in rosso il gruppo prostetico eme

struttura tridimensionale dell’emoglobina: in rosso il gruppo prostetico eme

Gli enzimi, i catalizzatori biologici della materia vivente, sono delle molecole proteiche grazie alle quali le reazioni chimiche avvengono ad una velocità tale da consentire la vita, cioè, essi rappresentano dei semafori che regolano il traffico di metaboliti lungo le vie metaboliche, la cui attività può rispondere alle diverse esigenze metaboliche.  Molte volte l’azione degli enzimi deve essere coadiuvata o integrata da quelle di altre molecole complesse o cofattori.
In enzimologia con il termine di cofattore si intende una piccola molecola di natura non proteica o anche uno ione metallico che ha il compito di associarsi all’enzima e di renderne possibile l’attività catalitica.  I cofattori, non essendo proteici, spesso devono essere assunti con la dieta, perché non possono essere prodotti dalla cellula.  Per questo motivo, storicamente, spesso ci siamo riferiti ai cofattori come a vitamine, cioè elementi necessari per il metabolismo da assumere attraverso l’alimentazione.  Esistono, in ogni caso, numerosi cofattori non-vitaminici, come ad esempio i gruppi eme (contenuti in proteine come l’emoglobina) e diversi ioni metallici.
Sulla base della loro natura chimica, i cofattori vengono quindi suddivisi in metalli e coenzimi (intesi come piccole molecole organiche).   Continua...

enzimi e vitamine nel mantenimento dell’equilibrio redox della cellula

di Nicole Ticchi

 

Chi di noi non si è mai chiesto, almeno da piccino, per quale strano motivo una mela affettata dopo qualche minuto comincia a imbrunire?  Oppure, per quale motivo il pesce assume quel tipico odore rancido dopo qualche giorno di conservazione?  Di esempi nella quotidianità se ne possono fare tanti, ma il fenomeno è molto semplice: si chiama ossidazione.  In natura tutte le sostanze nelle più svariate forme chimiche sono soggette ad un delicato equilibrio tra forma ossidata e forma ridotta, un equilibrio di straordinaria importanza per tutti gli organismi viventi che garantisce il normale svolgimento delle funzioni vitali.

Gli esseri umani sono organismi aerobi, ovvero sopravvivono in ambienti in cui vi è ossigeno.  La vita cellulare è possibile grazie al processo di respirazione cellulare, meccanismo attraverso cui, in presenza di ossigeno, si ricava dai legami chimici dei substrati a disposizione dell’organismo, l’energia necessaria ad espletare le funzioni vitali.  L’ossigeno quindi gioca un ruolo pressoché fondamentale all’interno di questo complesso meccanismo, che consta di diverse reazioni in cui i prodotti di un passaggio sono utilizzati come reagenti per lo step successivo.  Si tratta di reazioni di ossidazione progressiva dei substrati di natura organica, tra cui il glucosio rappresenta il principale “combustibile”: l’ossidazione di materiale organico è una reazione esotermica, ovvero rilascia una grande quantità di energia in tempi molto ristretti.   Continua...

perchè mangiamo? Le ragioni dell’alimentazione, dal punto di vista del chimico

COSA SIGNIFICA ALIMENTARSI

L’alimentazione è il modo con il quale le sostanze chimiche presenti in natura entrano a far parte della realtà biologica di un vivente, costituendo le basi imprescindibili per la sua crescita, il suo mantenimento energetico e la sua corretta funzionalità.
esempio di alimentazione in un organismo eterotrofoRestringendo il campo al seppur vastissimo ambito di noi organismi eterotrofi, le piante e gli animali che mangiamo diventano parte di noi in funzione delle sostanze chimiche che li compongono.   La composizione chimica di un essere vivente diventa per tanto la chiave che giustifica, pilota e traghetta in qualche modo la trasmutazione, per molte culture ritenuta una sorta di magia un po’ macabra ma sicuramente sacra, di un essere vivente in un altro.

La chimica, le sostanze chimiche semplici, quindi non le cellule o i tessuti che pure li contenevano in origine, rappresentano cosa un organismo eterotrofo va a cercare in un alimento, per quanto esso possa essere introdotto nel nostro apparato digerente in forma estremamente complessa.  Possiamo anche pensare di ingoiare un’aringa intera, completa di testa e di coda: se mai riusciremo a digerirla, quello che passerà effettivamente nel nostro corpo, ovvero nel flusso sanguigno, e da lì ai vari organi, saranno sostanze chimiche semplici, specie chimiche ben definite, riportabili ad una struttura molecolare perfettamente definita e di solito neanche particolarmente complessa.   Continua...

gli antiossidanti: dalla pianta all’alimento all’uomo

L’ossigeno è da sempre stato uno dei più temibili nemici della vita su questo pianeta.   Fin dalla notte dei tempi i primi organismi unicellulari dovettero lottare con questo prodigioso ossidante che aggrediva molte delle molecole biologiche fondamentali per la vita, degradandole, ed il problema era tanto più grave se si considera che l’ossigeno è un gas, quindi si insinua con grande facilità, si diffonde in spazi angusti, in materiali porosi ed è infine molto solubile nell’acqua. escherichia_coli I primi microrganismi infatti erano anaerobi obbligati, ovvero potevano vivere solo in quelle nicchie ecologiche asfittiche dove l’ossigeno proprio non arrivava, pena la loro morte in tempi molto rapidi.
In seguito, ma parliamo sempre di miliardi di anni fa, si svilupparono forme di vita sempre unicellulari ma più evolute, gli anaerobi facoltativi, che se non altro erano in grado di tollerare la presenza di ossigeno.

Finchè si giunse agli organismi aerobi:  qui la trovata dell’evoluzione fu quella di fare di necessità virtù, sfruttando l’ossigeno che fino a quel momento era stato solo una minaccia, come risorsa ovvero come una sorta di pattumiera biochimica dove inserire, metaforicamente quasi “buttare” le coppie di elettroni ormai a basso livello energetico che, originati dalla catabolismo dei carboidrati o di altre molecole demolite a livello cellulare per ricavare energia, fluiscono infine nell’ultima fase della respirazione mitocondriale (la cosiddetta fosforilazione ossidativi, che segue la glicolisi e poi il ciclo di Krebs) inducendo la fosforilazione di varie molecole di ADP ad ATP. Continua...

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