Due molecole qualunque.

a cura di C. Della Volpe

Tutti noi sappiamo che la Chimica è la “scienza centrale”, ce lo diciamo e ce lo ripetiamo, e uno degli scopi di questo blog è proprio di farlo toccare con mano a noi stessi e a tutti coloro che hanno la pazienza di leggere queste pagine. La vita quotidiana è ricchissima di esempi che dicono come l’uomo moderno, che potremmo proprio rinominare homo alchemicus, ha prodotto un numero enorme di processi e di nuovi materiali che non esistevano prima di lui, di nuove molecole di sintesi che hanno cambiato non solo la sua vita ma anche il suo ambiente, che hanno grandi effetti positivi, ma provocano anche inaspettati problemi, oppure che sono state molto “chiacchierate” in passato, ma oggi prospettano effetti rivoluzionari.

Oggi vi parlerò di due di queste molecole, che sono apparse per puro caso negli ultimi 7 giorni su tutti i giornali ma potrebbero esservi sfuggite; e come tutte le storie della Chimica anche queste mostrano la natura duplice della Chimica e di ogni altra attività umana, quella duplice natura che un famoso filosofo, Georg Friedrich Hegel, legava alla liberazione dell’Umanità; la Befreiung* è la liberazione dello spirito che però viene ottenuta attraverso la accidentalità della vita storica: in parole povere bene e male sono mescolati in un conflitto inestricabile.

E questo conflitto inestricabile di bene e male è il medesimo che troviamo quasi in ogni molecola e nei suoi usi e ruoli potenziali; che poi questo dipenda dalla nostra duplicità, dalla nostra doppiezza come esseri che hanno dovuto abbandonare l’Eden, come insegnano le grandi religioni oppure che questa doppiezza, questa dialettica, come la chiamerebbe Hegel, sia il modo principale di funzionamento della Natura e sia intrinseca ad essa, come insegnano i filosofi della scuola dialettica, potrebbe essere oggetto di discussione.

Le due molecole di cui vi parlo oggi sono la perfluorotributilammina e la fluoxetina.

PFTBAPerfluorotributilammina, PFTBA.

Una notizia che circola su molti quotidiani (http://www.rinnovabili.it/ambiente/clima-pftba-toronto-gas-serra-123/) è che ci sia un nuovo gas serra in giro, una molecola eslusivamente di sintesi, la perfluorotributilammina, sigla PFTBA:

I titoli si sprecano da “nuova molecola ad effetto serra” a “gas serra più potente della CO2etc etc.

Tutti titoli che contengono quote di imprecisione od errore più o meno ampie.

La molecola in questione è stata sintetizzata molti decenni fa nell’ambito della sintesi dei composti perfluorurati, ed è in uso nell’industria elettronica e in termotecnica; viene prodotta in quantità dell’ordine delle centinaia di tonnellate all’anno fin dagli anni ’80. Già 5 anni[1] fa fu avanzata da Cora J. Young e Scott A. Mabury, allora alla NASA ed oggi all’Università di Toronto, l’ipotesi che questa molecola potesse essere un gas serra significativo. Con un nuovo e più completo articolo[2] scritto dai medesimi autori la cosa è stata oggi confermata. Il suo spettro IR, che qui segue, mostra che è capace di assorbire significativamente la radiazione infrarossa in un intervallo che è proprio quello delle altre molecole ad effetto serra importanti, fra le quali ricordiamoci che si annoverano molte altre molecole perfluorurate, come i CFC, noti anche per i loro effetti sull’ozono stratosferico.

IRPFTBA

Un effetto serra (GWP per la precisione) 7000 volte superiore a quello della CO2 non deve meravigliare; non si tratta nè del massimo valore misurato nè del semplice effetto dell’assorbimento dell’IR.

Anzitutto a cosa ci si riferisce? Il Global Warming Potential (GWP) è la combinazione di due cose: la effettiva capacità di assorbimento dell’IR e la vita media della molecola in atmosfera; per vari intervalli di tempo, brevi o lunghi che siano, si tiene conto di quale sia la vita media e quindi la concentrazione rimanente anno per anno dopo una certa emissione e la si moltiplica per la intrinseca capacità di assorbimento radiativo; il GWP del PFTBA sull’orizzonte di 100 anni è sì 7100 volte maggiore della CO2, ma su questo medesimo orizzonte temporale la capacità del CF4 è 7390, quella del CFC-12 è 10900, del C2F6 12200, del NF3 17200 e del SF6 22800.

Quindi la nuova molecola non è assolutamente la più potente, da questo punto di vista, come ci raccontano i vari ignoralismi giornalistici. Eh si che basta guardare Wikipedia pur non volendo leggersi i documenti IPCC.

La molecola è presente nell’atmosfera di Toronto a 0.18 parti per trilione; ora dato che la sua capacità istantanea di assorbimento radiativo è di 0.86 Wm2ppb1, stiamo parlando di un forcing radiativo istantaneo dell’ordine di 1.5 x 10-4 Wm2, ossia circa 10.000 volte inferiore a quello in azione al momento. Il punto è che questo effetto si prolungherà per qualche secolo perchè la vita media del materiale in questione è di circa 500 anni e potrebbe arrivare ad 800.

Diciamo che i titoli ed anche i contenuti dei giornali sono sempre da prendere con le pinze; comunque certo si tratta di un agente serra finora non considerato nei calcoli, ma che non cambierà le cose in modo determinante; la conclusione più corretta è quella del nuovo articolo degli scopritori del fenomeno, lontani dalle notizie esplosive di tipo giornalistico: “Detection of PFTBA demonstrates that perfluoroalkyl amines are a class of LLGHGs worthy of future study.”( LLGHG = Long Lived GreenHouse Gases)

Occorre continuare il lavoro certosino che è stato iniziato con il REACH, una decisione europea, ricordiamolo, non mondiale che tende a comprendere e poi a mettere sotto controllo tutti i materiali chimici di sintesi prodotti in grande quantità. Come mai su questo nessun giornale fa titoli esplosivi?

Fluoxetina, Prozac.

L’altra notizia è quella della scoperta dell’effetto della fluoxetina (il comune Prozac) sui topi che sono geneticamente affetti da sindrome analoga a quella “Down” umana (http://bologna.repubblica.it/cronaca/2013/12/12/news/ricerca_un_antidepressivo_per_curare_la_sindrome_di_down-73407916/).

200px-Fluoxetin_Structural_Formulae_of_both_enantiomersVerrebbe da dire, parafrasando un libro di successo, che il Prozac è meglio di Platone…(almeno certe volte). La fluoxetina è la molecola otticamente attiva che è qui rappresentata, uno dei più famosi antidepressivi del mondo tanto da entrare nei titoli di vari romanzi ed altre iniziative culturali, usata in quantità pari a centinaia di milioni di compresse all’anno, con tutti i problemi del caso, dati i possibili e significativi effetti collaterali.

La fluoxetina è un inibitore selettivo della ricaptazione della serotonina (SSRI) nei neuroni centrali.

227px-Serotonin_(5-HT).svg

La serotonina o 5-idrossitriptamina deriva dal triptofano ed è utilizzata in alcune regioni del Sistema Nervoso Centrale, come quella ippocampica come mediatore; essa viene rilasciata al confine sinaptico e trasporta il potenziale di azione fra un neurone e l’altro; dopo il rilascio viaggia verso i recettori; tuttavia non tutte le molecole di serotonina raggiungono il bersaglio e quindi alcune vengono riassorbite dalla sinapsi; la fluoxetina, blocca le proteine di membrana che ricaptano la serotonina in modo specifico e quindi rende più efficace e prolungato l’effetto del mediatore.

sinapsihttp://www.unipv.it/tslmra22/Sinapsi.ppt

Il gruppo bolognese diretto dalla prof. Bartesaghi già da molti anni studia la possibilità di agire sulla sindrome di Down umana, usando come sistema modello i topi Ts65Dn che avendo una ridotta espressione del recettore 5-HT1A ed un ridotto livello di serotonina mostrano comportamenti analoghi a quelli dei soggetti Down; la sindrome di Down è una malattia genetica che si manifesta in più di un caso ogni mille nascite nell’uomo e che riduce le performances intellettive e comportamentali in modo irreversibile.

L’idea di partenza è che dato che la fluoxetina è in grado di aumentare la proliferazione cellulare in una ben precisa zona del cervello, il giro dentato e causare la maturazione dendritica nelle cellule dell’ippocampo (ciò avviene a causa dell’effetto di blocco del riassorbimento della serotonina) possa anche ridurre l’impatto della malattia.

In un lavoro precedente avevano ottenuto risultati positivi in neonati del topo; questa volta hanno agito nella fase prenatale; con risultati addirittura migliori, ripristinando il comportamento corretto dopo la nascita.

L’ipotesi che fanno adesso è che, dato che il farmaco in questione è un farmaco normalmente usato nell’uomo e anche in gravidanza, sia possibile usare la medesima terapia nell’uomo; ovviamente ci vorranno lunghi studi, però si apre una eccezionale possibilità: guarire una malattia genetica fra le più importanti e diffuse e che ha enormi conseguenze sociali.

Faccio tanti auguri alla collega Bartesaghi.

Noto di passaggio che questo è il terzo colpaccio di Alma Mater quest’anno: prima c‘è stato il premio Nobel a OPAC di cui è membro eminente il collega Ferruccio Trifirò, direttore de La Chimica e l’Industria, poi il premio di Nature alla carriera a Vincenzo Balzani, una sorta di mini NOBEL, e adesso quest’annuncio che apre la speranza ad una terapia rivoluzionaria per una malattia genetica terribile; insomma UniBo rappresenta oggi al meglio l’Università italiana e ci mette sotto gli occhi gli usi complessi e spesso contraddittori della Chimica.

* ringrazio per la versione esatta Ludovico Pernazza di UniPv

[1] http://adsabs.harvard.edu/abs/2008AGUFM.A51I0216Y

[2] GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS, VOL. 40, 6010–6015, doi:10.1002/2013GL058010, 2013

[3] Sandra Guidi,Fiorenza Stagni, Patrizia Bianchi, Elisabetta Ciani, Andrea Giacomini, Marianna De Franceschi,Randal Moldrich, Nyoman Kurniawan, Karine Mardon, Alessandro Giuliani, Laura Calza` e Renata Bartesaghi

Prenatal pharmacotherapy rescues brain development in a Down’s syndrome mouse model doi:10.1093/brain/awt340, Brain 2013

Renata Bartesaghi  è Professore Associato BIO/09 FISIOLOGIA http://www.unibo.it/faculty/renata.bartesaghi

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