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I diamanti: un tesoro per gli scienziati.

di Irene Feliciotti

Le gemme più splendenti vengono da Arda, ma pietre in grado di imprigionare la luce del sole non se ne trovano sono nella Terra di Mezzo: noi abbiamo i diamanti! Queste pietre preziose non solo attirano l’interesse dell’ego femminile, ma sono anche uno scrigno di segreti per chimici, fisici e geologi!

Il diamante è un reticolo di carbonio in forma solida, come quella della grafite delle matite, che per la sua conformazione riesce ad avere un’incredibile lucentezza e durezza.

Ma per diventare una gemma preziosa, questi atomi devono avere una specifica conformazione degli orbitali atomici e devono sottostare a particolari condizioni di temperatura e pressione.

Ci sono due teorie sulla formazione dei diamanti. La prima ipotizza che si formino nel mantello litosferico ad una profondità compresa tra 40 e 250 km, a una temperatura tra 900° C e 1400° C, e pressioni tra 10 e 80 mila atmosfere.

L’altra teoria prevede che i diamanti si formino da rocce metamorfiche durante i processi di subduzione, ovvero dove una placca scivola al di sotto di un’altra (pensate alla “cintura di fuoco” attorno all’Oceano Pacifico per avere un’idea di una zona di subduzione). La formazione avrebbe inizio entro la placca tettonica che affonda nel mantello terrestre, a partire da 600°C e per pressioni superiori ai 3 gigapascal. Esiste poi un’altra fonte di diamanti: nelle zone di impatto dei meteoriti sono stati riscontrati microcristalli di diamanti.

Un interessante studio pubblicato su Nature ha recentemente ipotizzato una nuova possibile via di formazione dei diamanti: i preziosi minerali potrebbero anche essersi formati nelle profondità della Terra grazie ad una reazione tra roccia e acqua! Quando ci sono infiltrazioni di fluidi (acqua in condizioni supercritiche, non l’acqua che siamo abituati a vedere abitualmente) in rocce calde ad alte pressioni, in particolari condizioni di pH, ci può essere una precipitazione del carbonio e la formazione della pietra preziosa.

Ma per trovare i diamanti non si scava fino a centinaia di km di profondità: questi sono stati portati in superficie da particolari eruzioni esplosive violentissime che in passato hanno perforato la crosta degli antichi continenti formando quei camini diamantiferi dove oggi si trovano le miniere, soprattutto in Canada, Africa australe e Australia.

Altro segreto del diamante e la metastabilità! Il diamante è termodinamicamente instabile, dovrebbe spontaneamente trasformarsi in grafite, se ciò non avviene  è perché il suo reticolo cristallino a forma tetraedrica è cineticamente stabile e impedisce la traslazione degli atomi di carbonio in atomi con orbitali ibridi sp2. Inoltre, esattamente come un pezzo di carbone, il diamante tende a reagire con l’ossigeno in una reazione di combustione: un diamante gettato nel monte fato si trasformerebbe in CO2.

Per le loro caratteristiche chimiche e fisiche i diamanti sono tra i materiali più duri, tanto che possono essere tagliati solo con altri diamanti o con materiali sintetici di recentissimo sviluppo. Per questa loro caratteristica di durezza, per la loro alta conducibilità e per mille altre proprietà, queste pietre sono molto usate in campo tecnologico ed industriale.

Ma per gli scienziati allo studio del loro reticolo cristallino e della loro formazione i diamanti sono molto di più: sono scrigni di conoscenza in cui sono contenuti la storia ed i segreti delle profondità della Terra. Infatti all’interno dei diamanti spesso sono intrappolati sia altri minerali che fluidi, che forniscono informazioni sulla composizione dell’interno della terra. Analizzando le inclusioni, possiamo ricostruire sia il chimismo dei materiali che le condizioni di pressione e temperatura presenti al momento della formazione del diamante che le contiene.

Quindi possiamo dire che i diamanti non sono solo i bellissimi luccicanti amici delle donne, sono piuttosto essi stessi una miniera di conoscenza, una sorta di capsula del tempo che ci mostra come era l’interno della terra alcuni miliardi di anni fa.

Fonti:

https://www.nature.com/articles/ncomms9702
http://www.elementsmagazine.org/toc/toc_v1n2.pdf
https://www.smithsonianmag.com/travel/german-town-contains-millions-diamonds-180961467/



Le Regole della Scienza e il Gioco dei Vaccini

I vaccini non sono sicuri al 100%, lo dice la scienza.

Lo dice serenamente perché, per fortuna, nessuno scienziato oserebbe dire che qualcosa è sicuro al 100%. Grazie al progresso scientifico però possiamo essere ambiziosi e puntare al massimo della sicurezza e dell’efficacia. Purtroppo però quando dici che un vaccino è sicuro al 98%, sembra che quel 2% di resto sia la cosa più spaventosa del mondo.

È importante fare chiarezza; remare contro lo sviluppo tecnologico non può fare bene a nessuna società. Sembra un discorso chiaro e semplice, ma a quanto pare non è così condiviso. Negli ultimi anni sono diffuse tante notizie sui vaccini e si è cominciato a parlare di contaminanti, di vaccini influenzali, di epidemie… tanta confusione che ha portato una generale sfiducia verso questo superpotere che abbiamo contro le malattie, dagli anni di Edward Jenner che scoprì il vaccino contro il vaiolo, 1796.

A far cresce questa sfiducia recentemente ci ha pensato l’associazione CORVELVA – Coordinamento Regionale Veneto per la Libertà delle Vaccinazioni fondata nel 1993.

L’intento era proprio dimostrare l’inefficacia del vaccino polivalente Infanrix, indicato per la vaccinazione primaria e di richiamo di neonati e bambini contro difterite, tetano, pertosse, epatite B, poliomielite e malattia causata da Haemophilus influenzae tipo b.

Purtroppo però se vuoi giocare con la Scienza, devi rispettare le regole del gioco. Ci sono dei protocolli da seguire, dei reagenti da usare e dei metodi approvati per ottenere i risultati. Non si può semplicemente fare un po’ il prestigiatore e trarre conclusioni che, guarda un po’, sono esattamente quelle sperate.

Intanto spieghiamo brevemente il principio alla base dei vaccini. Ogni vaccino porta un componente detto antigene: una proteina che viene riconosciuta dal sistema immunitario e quindi scatenala reazione immunitaria. Per fare il vaccino, questa proteina viene scaricata della sua azione tossica e viene perfezionata per attivare i nostri linfociti.

In questo studio viene scritto che non sono state rilevate tracce dell’antigene, quindi il vaccino è inutile. Se si va a vedere bene però, con occhi tecnici, si capisce che per fare l’esperimento è stato usato un reagente, la tripsina, che denatura e rompe tutti i legami che tengono insieme le proteine. In poche parole, anche se l’antigene ci fosse stato, sarebbe stato distrutto.  Andando a leggere più a fondo viene e scritto che utilizzando un saggio colorimetrico chiamato Bradford, si capisce che ci sono proteine, probabilmente questo antigene, nel campione. Ma lo studio questo risultato non lo mette in evidenza.

Il secondo punto, e qui uno studente di biochimica si strapperebbe i capelli, è la rilevazione di contaminanti. Infatti lo studio rivela che sono stati rilevati 65 contaminanti nel vaccino. Per farlo hanno usato una tecnica chiamata SANIST che non rivela assolutamente quali siano questi composti. Quello che possono dire è che sono stati rilevati 65 spettri di massa ma non hanno idea di cosa siano. E se fossero proprio pezzi degli antigeni? Loro non ce lo dicono! Ma perché non possono, avrebbero dovuto fare molte indagini identificative in più che, giustamente, si sono risparmiati.

Altro grande problema dello studio contro i vaccini: mancano i controlli!  Ora, chiunque abbia fatto una minima esperienza in laboratorio ad un certo punto si è trovato a fissare degli splendidi risultati, urlare “Eureka”, poi fissare un punto a caso, realizzare di non aver messo dei controlli nell’esperimento, cadere in depressione e pensare seriamente di cambiare mestiere!  I controlli sono quelli che ti permettono di validare un esperimento, di dire che non sei stato te a manomettere la procedura e di affermare che nessuno dei tuoi strumenti o reagenti sia stato contaminato.

In conclusione questo esperimento fa acqua da tutte le parti. La cosa allucinante è che è arrivato alla stampa senza subire un processo di controllo o di peer-review, come se non fosse stato prima approvato dalla comunità scientifica.

Lo scopo di questo studio è stato quello di dimostrare che i vaccini sono vuoti di principio attivo, sono quindi quasi vaccini omeopatici, e che invece contengono sostanze inquinanti. Ma a che pro? Perché svalutare così tanto l’utilizzo dei vaccini? Sono stati un’innovazione rivoluzionaria che ci ha permesso di non morire più a 5 anni di poliomielite o a 16 di tifo. Non dovrebbe la comunità scientifica investire soldi nel sostenere la ricerca vaccinale? Se abolissimo i vaccini, quale sarebbe l’alternativa? Perché si è smesso di puntare al progresso?  

di Irene F.

Fonti:

https://www.nature.com/articles/d41586-018-07464-0

Immagine di https://www.instagram.com/p/BrnNRpBAgcl/

Meno dolci e più vino: il segreto della giovinezza?


Fa davvero bene mangiare meno?

Nel 2004 quattro uomini e quattro donne si offrirono volontari per il progetto BIOSFERA 2: una struttura chiusa, progettata per contenere un ecosistema complesso e autosufficiente, con una savana, una barriera corallina e una foresta tropicale, per studiare e progettare una futura colonizzazione spaziale.

Accettarono quindi di rimanere chiusi in un sistema senza comunicazioni con l’esterno, senza la possibilità di poter comunicare tra loro e dovendo sopravvivere solo con il cibo in grado di procurarsi da soli.

BIOSFERA2 non ha dato i risultati sperati ed è stato interrotto prima del previsto; ma i dati raccolti sono stati illuminanti per diversi studi. Un altro dato interessante infatti è che, data la scarsità di cibo a disposizione, l’apporto calorico dei volontari si è ridotto quasi subito del 30%, comportando una notevole alterazione nei livelli ormonali e in altri parametri fisiologici dei volontari.


Altro caso

gli studiosi di Aging, ovvero dell’invecchiamento, sono segretamente appassionati di un’isola del Giappone, Okinawa. In quest’isola vive la popolazione umana più longeva del mondo, la maggior parte sono centenari. Gli scienziati collegano questa lunga vita alla loro dieta frugale, ovvero a bassissimo apporto calorico.

Ma cosa unisce questi due casi?

È stato dimostrato da studi su animali che assumere meno calorie aumenta l’aspettativa di vita e abbassa le probabilità di riscontrare malattie e danni all’apparato cardiovascolare.

Prima di tutto la restrizione calorica abbassa i livelli di zucchero e grassi e diminuisce la quantità di cellule adipose responsabili della produzione di fattori umorali, quali le citochine. Queste infatti sarebbero responsabili della liberazione di radicali liberi, causa principale dell’invecchiamento cellulare.

Un’altra ipotesi vede coinvolti anche i glucocorticoidi, gli ormoni dello stress, responsabili del fenomeno dell’invecchiamento. La restrizione calorica infatti, ne ridurrebbe la sintesi.

Ma la teoria che sembra avere più successo è quella dell’hormesis: la restrizione calorica induce un leggero stress che provoca una risposta di sopravvivenza nell’organismo, che si rafforza nei confronti delle avversità mediante cambiamenti metabolici, riuscendo così a contrastare le cause dell’invecchiamento.

Dal punto di vista biologico, l’effetto positivo della restrizione calorica si basa sull’attivazione delle sirtuine, enzimi prodotti dal gene Sir1, che si attivano quando siamo carenti di zuccheri e vanno a stimolare la produzione di insulina e di glucosio con effetti positivi anche su altri processi come l’espressione di geni antitumorali e la produzione di agenti antiossidanti.

Sfruttare questo meccanismo a nostro vantaggio significa trovare delle molecole in grado di mimare la restrizione calorica tanto da attivare il sistema delle sirtuine. Una di queste molecole è il resveratrolo, un polifenolo che si trova nella frutta e nell’uva e, quindi, nel nostro tanto amato vino rosso; gli scienziati credono infatti che le piante producano questa molecola in risposta alla carenza di nutrienti per sopravvivere.

Esperimenti condotti su lieviti e piccoli animali mostrano che l’assunzione di questa molecola aumenta la durata della vita riducendo i livelli di zuccheri, lo stress ossidativo e la morte cellulare. Uno studio condotto sui topi mostra come questa molecola sia protettiva anche contro obesità e diabete. Questo è un punto a favore del vino rosso che ha un alto contenuto di polifenoli e vitamine in grado di reagire con i radicali liberi dell’ossigeno, intrappolarli e diminuire i danni da stress ossidativo.

Prima però di attaccarvi alla bottiglia, è importante ricordare che la quantità di resveratrolo contenuta nel vino è talmente minima che, dato l’alto contenuto di alcool, ci distruggeremmo il fegato prima di poter vedere un qualunque effetto positivo per la nostra giovinezza!

Purtroppo non sono stati ancora condotti abbastanza studi sull’uomo riguardo l’efficacia della restrizione calorica; in primo luogo perché sarebbe difficile testare una restrizione calorica prolungata nel tempo, ed in secondo perché l’invecchiamento è un fenomeno multifattoriale per il quale risulta difficile individuare un’unica causa o un unico meccanismo. Le prime importanti conferme ci arrivano da una serie di studi chiamati CALERIE, in cui sono state testate varie diete con diverso apporto calorico, tramite le quali gli individui sovrappeso sotto restrizione calorica hanno ridotto colesterolo, insulina e altri marker fondamentali associati alla longevità.

Ma attenzione!

Tutti gli studiosi di caloric restriction (cioè restrizione calorica) concordano che la lunghezza della vita non può essere tenuta sotto controllo da un unico fattore come la dieta. Infatti anche la restrizione calorica va compresa e conosciuta perché altrimenti, se seguita in maniera impropria o troppo severa, può avere diversi effetti collaterali: ipotensione (le cui cause non sono completamente chiare), perdita della libido, irregolarità mestruali (a causa dell’eccessiva perdita di grasso corporeo e del declino concomitante degli ormoni steroidei), infertilità femminile, osteoporosi (da bassi livelli di estrogeni), eccessiva sensibilità al freddo e debolezza. Si osserva anche una cicatrizzazione rallentata (a causa della ridotta biosintesi di collagene e minor proliferazione cellulare), e condizioni psicologiche come depressione, ansia e irritabilità. Dunque, uno stile di vita improntato alla restrizione calorica deve essere iniziato con estrema cautela e sotto stretta supervisione medica. In conclusione è stato dimostrato che rinunciare a zuccheri per qualche tempo può quindi farci solo bene e che abbiamo una scusa in più per bere un bicchiere di vino a tavola, ma che sia rosso!

di Irene F.

Fonti:

https://www.nia.nih.gov/health/calorie-restriction-and-fasting-diets-what-do-we-know

https://www.sciencedaily.com/releases/2018/03/180322141008.htm

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