La chimica della stretta di mano ed altre storie di olfatto e gusto.

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Claudio Della Volpe.

I sensi umani hanno tutti, quale più quale meno, a che fare con la chimica. Anzi forse ne costituiscono il substrato, la condizione biologica. Fra di essi il gusto e l’olfatto sono quelli in cui la chimica è più implicata (anche se qualcuno potrebbe dire che la vista è basata dopo tutto su una reazione chimica anch’essa).

Prima vorrei segnalarvi un articolo non recentissimo (2015) ma molto stimolante che parla del ruolo dell’olfatto nella stretta di mano.

Il fatto colpisce per la sua apparente stranezza, ma in effetti la cosa appare rigorosamente logica e stringentemente umana. Dopo tutto siamo mammiferi e usiamo i metodi che la natura ha dato a noi come appartenenti a questa classe dei vertebrati.

L’articolo è scaricabile liberamente in rete.

Frumin I, Perl O, Endevelt-Shapira Y, Eisen A, Eshel N, Heller I, Shemesh M, Ravia A, Sela L, Arzi A, Sobel N. 2015. A social chemosignaling function for human handshaking. eLife 4:e05154. doi: 10.7554/eLife.05154 insieme con il commento della rivista Semin and Farias. eLife 2015;4:e06758. DOI: 10.7554/eLife.06758.

Di che si tratta?

Segnali chimici ad uso sociale sono parte del comportamento umano, ma come si trasmettano da un individuo all’altro è un argomento non ben conosciuto. Inoltre gli umani si salutano reciprocamente stringendosi la mano, ma i motivi di questo comportamento non sono chiari né lo sono le sue origini.

La stretta di mano non è un prodotto della società moderna, e nemmeno esclusivo del mondo occidentale. La sua origine risale a più di 5000 anni fa, confermato da geroglifici egiziani che rappresentano patti ed accordi tra uomini e dei che, solamente stringevano la mano in segno di accordo.(wikipedia)

Hera and Athena handshaking, late 5th century BC, Acropolis Museum, Athens

 Dicono gli autori:

Sebbene ci sia controversia sulla statistica della sincronia mestruale e sull’uso del termine feromone applicato a situazioni di segnalazione chemiosociale negli umani, che gli umani emettano odori che possono influenzare il comportamento e la percezione negli altri umani è una cosa su cui c’è ampio accordo. Tuttavia diversamente da altri mammiferi gli umani non usano aperte investigazioni olfattorie sui loro cospecifici. Quindi si pone la domanda di come gli umani ottengano i segnali chimici che poi così chiaramente li influenzano. Sebbene alcune culture umane includano espliciti analisi olfattive in comportamenti di saluto sterotipati come abbracciarsi e baciarsi che di fatto costituiscono nascoste opportunità di analisi olfattiva l’analisi olfattiva di persone sconosciute è largamente considerata un tabù. In questo lavoro ci siamo chiesti se la stretta di mano umana possa servire come un meccanismo subliminale di campionamento dei segnali chimici umani. La stretta di mano è comune nelle culture e nella storia anche se i suoi antecedenti funzionali rimangono non chiari e la nozione comunemente citata di mostrare che non si hanno armi ha solo un supporto scientifico limitato.

Il lavoro è sperimentale ed è consistito nell’analizzare tramite video centinaia di strette di mano fra persone ed anche il loro comportamento successivo, inoltre gli autori hanno analizzato in un numero ristretto di casi le sostanze trasferite attraverso la stretta di mano usando il trucco di coprire una delle due mani con un guanto in modo da poter sottoporre ad analisi la superficie del guanto tramite le tradizionali tecniche dell’analisi chimica.

I risultati sono stati veramente interessanti:

Il primo è che si trasferiscono molecole ben precise che sono indicate nel grafico qui sotto.

Come si vede dal grafico alcune sostanze si trovano comunque sul guanto sia a causa della sua composizione che a causa dell’inquinamento ambientale (per esempio silossani che sono ahimè ubiquitari oggi), ma alcune sono specifiche della stretta di mano e fanno parte di classi di composti che svolgono un ruolo di segnale chimico fra altre specie di mammiferi e di altri animali (anche insetti!!).

“squalene, which is a putative social chemosignaling component in several species including dogs (Apps et al., 2012) and rats (Achiraman et al., 2011); hexadecanoic acid, which is a putative social chemosignaling component in both mammals (Briand et al., 2004) and insects (Tang et al., 1989); and geranyl acetone, which is present in human secretions (Gallagher et al., 2008), but to date was considered a social chemosignaling component in insects alone.”

La seconda scoperta è stata che nella maggior parte dei casi le persone dopo una stretta di mano avvicinano la mano alla faccia o al naso entro secondi o minuti e annusano o hanno la possibilità di annusare la mano con i segnali chimici che essa ha raccolto dalla stretta.

Inoltre questo comportamento si differenzia nei dettagli a seconda se la stretta di mano è avvenuta fra persone del medesimo genere o di genere diverso.

Ed infine se si introduce artatamente un profumo artificiale nel processo, ossia una delle persone che stringe la mano ha usato un profumo artificiale e dunque la sua mnao risente di questo trattamento il comportamento successivo dell’altra persona ne viene fortemente influenzato.

La conclusione degl autori è che:

This combination leads us to conclude that handshaking may subserve sampling of social chemosignals. In addition to providing a functional framework for a common human behavior, these results imply an extensive role for social chemosignaling, which persists mostly without awareness for the signaling process.

Affascinante certamente.

L’olfatto e il gusto interagiscono durante la masticazione ed è difficile spesso distinguere gli effetti di un cibo o di una sostanza sui due sensi. E’ uno degli argomenti trattati da Bob Holmes in un libro recentemente pubblicato.

Forse per questo il gusto è il senso più “negletto” come lo definisce Holmes, un redatore di New Scientist (https://books.google.it/books/about/Flavor_The_Science_of_Our_Most_Neglected.html?id=YUp8DAAAQBAJ&redir_esc=y) Flavor, the science of our most neglected sense, W.W. Norton & Company, 2017

Di questo libro potete caricare le prime 25 pagine da GoogleBooks.

Holmes scrive brillantemente e tocca molti argomenti sia pure in modo giornalistico e forse non così profondo come si potrebbe.

Un esempio dei temi trattati è la definizione dei supergustatori, delle persone che sono dotate di una spiccata sensibilità del gusto; la classificazione è fatta sulla base della reazione al composto denominato PROP;

si tratta in effetti di un farmaco, il 6-n-propiltiouracile) un farmaco antitiroideo derivato dal tiouracile che deprime la produzione degli ormoni tiroidei.

Tutte le persone del mondo si possono dividere in tre gruppi a seconda della loro sensibilità gustativa a questo prodotto: dice Holmes:

E infine vi segnalo un altro libro più professionale sul gusto

Flavour From Food to Perception EDITED BY

Elisabeth Guichard, Christian Salles, Martine Morzel, Anne-Marie Le Bon

Questo è un vero e proprio libro professionale sui temi del gusto; il capitolo che può più interessare il chimico medio è il 6 che è dedicato alla chimica del gusto:

Qui vengono analizzate tutte le classi di molecole che hanno effetti aromatici importanti e intendiamo con aroma proprio quel territorio di confine fra gusto e olfatto di cui dicevamo prima:

Over 10000 volatile compounds have been detected in foods. Among them, only a few hundred (5–10%) are aroma compounds. Moreover, in a recent meta-analysis of 5642 publications on food aroma from 1980 to 2013 and 949 other documents, Hofmann and co-workers (Dunkel et al. 2014) iden- tified 226 key food odorants from the analysis of a total of 119 publications dealing with 227 food samples, based on their odour activity value (OAV>1).

Qui sotto un esempio di come la struttura chimica possa influenzare l’aroma di una sostanza:

Come vedete la semplice lunghezza della catena laterale cambia l’aroma della sostanza.

Sono argomenti affascinanti e poco noti a cui forse si dedicano pochi, troppo pochi di noi; voi che ne dite?

PS chi è interessato ai testi ma ha difficoltà a procurarseli si può rivolgere a me.

Chimica e squali.

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo

a cura di Claudio Della Volpe

In questi giorni molti giornali citano questa notizia estiva, tipico riempitivo delle pagine quando non ci sono altre notizie; lo squalo che vive qualche secolo http://video.corriere.it/incontro-ravvicinato-lo-squalo-groenlandia/75711126-6053-11e6-92f0-b1559c509232.

squalodigroenlandiaLo squalo della Groenlandia e in genere gli squali sono molto interessanti per un chimico per varie ragioni legate al loro metabolismo e alle loro caratteristiche fisiche.

Allora anzitutto la notizia che lo squalo groenlandese viva secoli è vera anche se l’origine della notizia è un singolo articolo sia pur di Science: http://science.sciencemag.org/content/353/6300/702.

Mia sorella che è andata in vacanza in Islanda mi ha segnalato che la carne di squalo è un cibo ricercato ma molto particolare. La tradizione islandese è di cucinare lo squalo della Groenlandia in un modo molto particolare; si tratta di un cibo islandese tipico chiamato hákarl o squalo fermentato.

La carne fresca dello squalo è tossica, a causa dell’alto contenuto di urea Harnstoff.svge di ossido trimetilamminico TMAO225px-Trimethylaminoxid.svg

Notate di passaggio la diversa simmetria delle due molecole: la prima (in prima approssimazione) planare, la seconda tetraedrica seppure deformata.

Da wikipedia apprendiamo che “la carne può essere consumata dopo un processo di trattamento, di cui lo hákarl islandese rappresenta uno dei rari esempi. Lo hákarl trattato ha un forte odore di ammoniaca, non dissimile da quello di molti prodotti per la pulizia domestica. È spesso servito in cubetti infilzati su uno stuzzicadenti. In generale, chi tenta di assaggiarlo la prima volta ha un immediato moto di repulsione dovuto all’odore; per questo, i “neofiti” sono spesso avvertiti di tapparsi il naso prima di ingerirlo, dato che l’odore è assai più forte del gusto. Usualmente, e così nel þorramatur, è accompagnato da un bicchierino di acquavite locale, il cosiddetto brennivín (letteralmente: “vino ardente”). Cibarsi di hákarl è considerato da alcuni segno di coraggio e di forza. Esiste in due varietà: il glérhákarl (lett. “squalo vetroso”), piuttosto duro e di colore rossastro, ottenuto dalla ventresca, e lo skyrhákarl, (lett. “squalo-skyr), più morbido e bianco, ottenuto dal resto del corpo.”

melhhccdfibahdpk.png

Contributo sperimentale di Sergio Palazzi chimico ed estimatore dello hákarl (11 ago 2016)

Se l’odore ed il gusto dello hákarl sono caratteristici, non meno lo è la sua preparazione. Lo squalo pescato viene privato della testa e delle interiora e sistemato in una fossa scavata in della sabbia ciottolosa; la fossa viene poi ricoperta a sua volta di ciottoli in modo da formare una sorta di collinetta, sulla quale vengono poste infine delle pietre più pesanti che servono a pressare lo squalo. In questo modo, i fluidi presenti nella carne dello squalo vengono espulsi (un pò come si fa con le melenzane). Lo squalo viene lasciato a fermentare nella fossa per un periodo che va da 6 a 12 settimane, a seconda della stagione.

Una volta estratto dalla fossa, lo squalo viene tagliato in spesse strisce e appeso a seccare per diversi mesi. Durante il periodo di essiccazione si sviluppa una crosta brunastra, che viene rimossa prima della consumazione. Lo hákarl viene quindi tagliato a pezzetti e consumato. Modernamente, però, la carne di squalo viene pressata anche in grossi contenitori plastici sottovuoto.

da http://www.ilfattoalimentare.it/italiani-squalo-smergilgio-finning-code-di-squalo-shark-alliance.html

Come mai la carne di squalo ha queste caratteristiche? Il motivo fondamentale è che lo squalo ha un contenuto nelle sue carni di urea e di trimetilammina molto elevato e che può rivelarsi perfino tossico e dunque occorre “trattare” la carne prima di mangiarla.

Tutto parte dai meccanismi con quali lo squalo, che vive in acqua, riesce a rimanere in equilibrio osmotico con il suo ambiente ed espelle l’azoto; i due meccanismi si intrecciano.

Da una parte lo squalo come la maggior parte degli organismi che hanno a disposizione molta acqua espelle l’azoto sotto forma di urea, una molecola che si scioglie bene in acqua; d’altra parte la escrezione di urea non avviene con il meccanismo renale, tipico per esempio del nostro corpo. L’urea viene espulsa infatti attraverso la ghiandola rettale che è il vero organo escretore; inoltre l’urea trattenuta nell’organismo serve a mantenere l’equilibrio osmolare con l’acqua di mare, gli squali sono isoosmotici cioè non sono capaci di regolare la propria concentrazione di sostanze disciolte in rapporto a quella esterna, non sono in grado di vivere in acqua dolce insomma, non ci sono squali d’ acqua dolce (eccetto uno), ma conservano costante la propria concentrazione di sostanze disciolte e lo fanno usando non i sali ma l’urea; in questo modo lo scambio di acqua con l’esterno viene ridotto al minimo a patto di non cambiare ambiente salino: se metteste uno squalo in acqua dolce l’acqua penetrerebbe nelle cellule dello squalo facendolo gonfiare e uccidendolo.

Ma la presenza di un eccesso di urea ha un effetto notevole sulle proteine dello squalo, nel senso che l’urea, (come mi insegnava il mio amico e tutore di tesi recentemente scomparso, Guido Barone) è una sostanza structure-breaker, ossia distrugge la struttura, l’equilibrio fra le due quasi-fasi dell’acqua, l’acqua tipo ghiaccio, l’acqua strutturata e l’acqua destrutturata; l’urea interagisce bene tramite i suoi legami idrogeno con l’acqua ma la simmetria della sua molecola è totalmente diversa e le sue sfere di idratazione  (come le chiamerebbero i colleghi Vittorio Elia e Giuseppina Castronuovo che studiano da anni questi fenomeni) non interagiscono favorevolmente con essa, l’acqua si disfa, diciamo così. Questo altera il contributo dell’acqua al mantenimento della struttura proteica: lo squalo ha rimediato a questo contributo destrutturante dell’urea quasi-planare aggiungendo un secondo componente plasmatico che ha effetto opposto all’urea , la trimetilammina, quasi-tetraedrica appunto.

Ecco dunque che la miscela urea-trimetilammina che lo squalo usa così efficacemente diventa per noi se proviamo a mangiare carne di squalo un tantinello indigesta.

Ricordo di passaggio, ma servirebbero altri post, che dallo squalo si ricavano molti prodotti utili (la pelle è un abrasivo e i giapponesi la usano per rivestire il manico della katana, la spada rituale perché le punte microscopiche rivolte (in alcune specie) tutte nella medesima direzione rendono più difficile farsi “sfilare” la spada dall’avversario) , la squalamina un antibiotico (ma è sintetizzabile in laboratorio), lo squalene , 375px-Squalene-from-xtal-3D-balls-Aun idrocarburo triterpenico ricavato dal suo fegato impiegato nell’industria farmaceutica e cosmetica, per cicatrizzare le ferite, per nutrire la pelle; nell’animale lo squalene che è meno denso dell’acqua, contribuisce a sostenere la notevole massa degli squali, producendo la spinta idrostatica di questa specie animale.

Lo squalo è una risorsa biologica utile ma viene usato male, ucciso solo per usarne le pinne in cucina e gettando in mare il resto dell’animale, una vera crudeltà, le sue carcasse usate per farne concime.

In Europa, l’Italia è il più grande consumatore europeo di carne di squalo; i nomi più diffusi di squali presenti sui nostri mercati sono: palombo, smeriglio, gattuccio, cagnetto, vitello di mare, asià, nocciolo. Molto del bacalhau (baccalà) che si mangia alle Azzorre e in molte ex-colonie africane del Portogallo è prodotto con carne di squalo; in Inghilterra il fish and chips (pesce fritto e patatine) è a base di carne di squalo.

La pesca agli squali si svolge in tutto il mondo e dovrebbe essere controllata ovunque, in modo da non distruggere le popolazioni. Per impedire la distruzione di questa importante risorsa naturale, la pesca agli squali va controllata secondo criteri rigorosi, ma soprattutto diversi da quelli validi per altri pesci. Infatti i lunghi tempi di gestazione tipici di questi animali e la loro ritardata maturità sessuale, rendono problematico – o addirittura impossibile – il recupero delle popolazioni sottoposte a uno sfruttamento intenso.

da http://www.copernico.bo.it/sito_old/subwww/lavoro%20evoluzione/condroitti/prodotti_dagli_squali.htm