Sabbie nere

Vi sono spiagge incantevoli in molte parti del mondo, che hanno una particolarissima colorazione nera in virtù del fatto che le sabbie che la compongono sono costituite da materiale inorganico dello stesso colore. Ad esempio sull’isola di Stromboli (vedasi immagine in evidenza), appartenente all’arcipelago delle Eolie, si possono ammirare baie costituite da finissimi granelli di sabbia scura, dai riflessi argentei, di origine vulcanica; si tratta, in questi casi, di materiale magmatico (lava) proveniente da eruzioni di tipo effusivo, dove cioè la roccia fusa viene eruttata e solidificata velocemente, a contatto con aria o acqua. Questi sono magmi di basalto, con contenuto di silice relativamente basso, ricchi in ossidi di metalli alcalini (quindi di natura basica) spesso disposti in colate o a colonne esagonali. Tali strutture si trovano, ad esempio, lungo le pendici dell’Etna.

La composizione in minerali di tali rocce ignee è variabile ma è sempre presente una data percentuale di minerali di ferro (II) che rendono la matrice di colore grigio o nero. Tali agglomerati possono essere erosi nell’arco di millenni da agenti esogeni e finire, appunto, per costituire il materiale sabbioso a varia granulometria che si deposita sulle coste. Grazie all’azione delle onde, delle maree e delle correnti marine costiere, i sedimenti disponibili in loco vengono poi rielaborati in sabbia finissima.

Tuttavia quando il materiale che costituisce una spiaggia proviene da eruzioni vulcaniche esplosive, il magma ha diversa composizione rispetto a quanto visto prima e la matrice della roccia fusa ha caratteristiche acide, silicee e vetrose ed è ricca di porosità. Questa tipologia di roccia eruttiva può assumere colorazioni diverse, a seconda della composizione chimica degli ossidi metallici che la costituiscono. E’ comunemente di colore chiaro, come la si ritrova nelle coste di pomice bianca dell’isola Lipari (altra delle Eolie), ma può assumere anche aspetto scuro, come la pomice nera delle isole Canarie, per la presenza prevalente del ferro.

Altre volte, le spiagge nere si trovano in località in cui non vi è mai stata attività vulcanica. Ricordo, ad esempio, la particolarissima spiaggia nera di Ladispoli, nei pressi di Roma, che visitai insieme ai miei genitori da ragazzina. Anche sull’isola d’Elba, nella spiaggia di Terranera, vi sono tratti di costa con sabbie di un nero brillante; questa particolare colorazione è da ricercarsi nella presenza di polvere di ematite, minerale del ferro di cui l’Isola d’Elba è molto ricca. Tali splendide spiagge, quindi, appaiono così scure per effetto dell’alta componente ferrosa delle sue sabbie, ossia per la massiccia presenza di ossido di ferro (II) di caratteristico colore nero.

In sostanza, quindi, sia che le sabbie nerastre siano di origine vulcanica o meno, sono sempre gli ossidi ferrosi a renderle particolarmente scure.

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Don’t know much about geometry…

Ho trovato in rete un documento coloratissimo che riassume molte delle formule della geometria piana e solida che stiamo trattando quest’anno. Siccome i più distratti tra voi hanno un formulario incompleto perché non hanno trascritto gli appunti così come consigliavo (“Eh ma Prof, non mi ricordavo che oggi c’era geometria…” “Mi scusi, ma non sapevo di dover portare il formulario!” oppure “L’avevo messo in cartella, ma non lo trovo più…” o ancora “A che cosa ci serve questo formulario?”), potrebbe essere un buon modo per recuperarne uno. Stampatevelo e cominciate ad utilizzarlo! Cliccate sul link che trovate in fondo al post. See you soon!

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Un’esplosione di diamanti

Forse siamo erroneamente abituati a pensare che i ragazzini di oggi guardano tv spazzatura, ma dobbiamo ricrederci. Molti di loro si sintonizzano sul canale di Focus Uno o National Geographic o guardano documentari interessanti ed educativi, del tipo “how it’s made?” o Ulisse-il piacere della scoperta. A casa esaminano video sulla creazione della Terra e sulle proprietà quasi magiche dell’acqua e te li portano a scuola affinché li visioni anche tu (E.). E poi a lezione ti mettono in difficoltà sostenendo di avere visto un programma in cui vengono creati diamanti stupendi da un’esplosione fragorosa (T.). Ora, che esistessero diamanti sintetici me lo ricordavo anch’io, ma come questi vengano esattamente prodotti mi resta oscuro.

Quando si parla dell’atomo di carbonio (C) si fa sempre riferimento a due sostanze base,  entrambe pure, costituite cioè da soli atomi di C: la grafite e il diamante. Non solo: sappiamo che il carbonio è un atomo particolare perché, diversamente dagli altri elementi della tavola periodica, origina una serie infinita di composti, detti organici, grazie al fatto che ha molteplici possibilità di legarsi con altri atomi.

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I diamanti e la grafite, tuttavia, si classificano tra i composti inorganici, poiché non vi sono molecole organiche esclusivamente composte da atomi di C. I diamanti sono enormi cristalli trasparenti di carbonio puro, aventi una struttura molecolare solida e compatta, poiché ogni atomo di C è legato ad altri quattro intorno a lui tramite legame covalente (forte) secondo una geometria spaziale detta tetraedrica (poliedro con 4 facce). La grafite, dal punto di vista strutturale, è formata da un reticolo esagonale a strati, i quali sono legati tra loro tramite legami di van der Waals (deboli) e si sfaldano con facilità. Come conseguenza, la grafite è un solido fragile e friabile. Il diamante, invece, è il materiale più duro che si trova in natura ed ha diverse altre interessantissime proprietà, quali un elevato indice di dispersione ottica, altissima conducibilità termica, grande resistenza agli agenti chimici (sono intaccabili sia da acidi che da basi!) e bassissimo coefficiente di dilatazione termica. Grazie a queste caratteristiche, è ampiamente utilizzato in gioielleria, dove il suo valore è stabilito da quattro fattori o quattro C: colore (color), purezza (clarity), taglio (cut) e peso (carat).

Questo prezioso minerale si estraeva generalmente in miniere a cielo aperto dell’India o, in tempi più recenti, dal Sudafrica e da altri paesi del continente nero. La forma e il colore dei diamanti estratti possono essere vari. Poiché i giacimenti diamantiferi sono di origine naturale, sono soggetti ad esaurimento.

Per questo motivo, già intorno agli anno ’50, è iniziata la sintesi di diamanti artificiali. A partire da grafite in presenza di altri metalli (quali Fe, Ni) ed innescando elevatissime temperature e pressioni, si sono ricreate le condizioni necessarie alla cristallizzazione del carbonio che portano alla formazione del diamante. Poiché tale pratica, detta HPHT (high pressure high temperature), risulta essere molto dispendiosa in termini energetici, si è sviluppato di recente un altro metodo, chiamato CVD (chemical vapor deposition), in cui i diamanti vengono prodotti tramite deposizione di un precursore molecolare del C in fase vapore su un supporto solido che decomponendosi forma i cristalli di diamante.

Tuttavia, è possibile formare nanocristalli di diamante (5 nm di diametro) detonando alcuni esplosivi contenenti carbone all’interno di una camera metallica. Questi nanocristalli sono chiamati “nanodiamanti da detonazione“. Durante l’esplosione, la pressione e la temperatura nella camera di diventano abbastanza alti per convertire il carbonio degli esplosivi in diamante. Immersa in acqua, la camera dopo l’esplosione si raffredda rapidamente, impedendo la conversione del diamante appena formato, in grafite più stabile.

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Detonazione di nanodiamanti (al microscopio elettronico)

Test del DNA: qual è la sua utilità? come si esegue?

Questa volta sono rimasta positivamente colpita dalle vostre ricerche, ragazzi. Ho studiato dalle vostre pagine. Ognuno di voi ha dato un suo contributo all’articolo che mi accingo a scrivere. Vi ho usati come riferimenti bibliografici. Mi rendo conto che alcune frasi che avete riportato, non possono esservi immediatamente comprensibili, ma cercheremo di chiarirle in classe. Apprezzo il tentativo che avete fatto per completare la consegna, cercando e selezionando materiale in rete utile a questo scopo.

Per utilizzare un’espressione anglosassone, il test del DNA si traduce in DNA fingerprinting (impronta genetica) che forse avrete già sentito nominare. Vi riconduco ad un articolo molto interessante che potrebbe essere una buona chiave di lettura delle vostre produzioni scritte: what is a DNA fingerprint? Se con l’inglese non avete molta dimestichezza, spero possano tornarvi utili le mie spiegazioni.

Definizione: Il test del DNA è un metodo usato per identificare un individuo a partire da un suo campione di DNA, che ci consente di ricavare, dall’analisi del materiale genetico, un profilo unico e caratteristico di quell’individuo. (A.Z.)

Razionale: Tutte le cellule somatiche di un individuo contengono, nel loro nucleo, lo stesso DNA, che rimane inalterato nel tempo, persino dopo la morte. (E.G.) Dagli studi effettuati sul carotipo umano, sembrerebbe che tutti noi umani condividiamo la stessa batteria di 23×2 cromosomi. (V.B.) In effetti tra due individui, in media, il 99,9% di materiale genetico è identico, ma vi sono delle piccole differenze (il rimanente 0,1%) che concorrono a determinare quell’individualità caratteristica dei diversi esseri umani (salvo per gemelli monozigoti). (N.S.)

L’impronta genetica di un individuo, quindi, è unica ed irripetibile(D.A.) In termini numerici, ciò significa che circa 3 milioni di paia di basi (azotate) sono diverse da persona a persona.

Oggigiorno sono noti i più comuni punti di variazione di alcuni geni, ovvero di porzioni di DNA cromosomico. In generale, si può determinare il profilo genetico di un individuo tramite analisi delle differenze (genotipizzazione) di 16 regioni del DNA altamente variabili in lunghezza (dette poliformiche). (A.O.) Ad es. nel cromosoma numero 5 vi è un locus genico, o regione del dato gene, in cui compaiono delle sequenze TAGA, che possono essere ripetute da 5 a 16 volte, a seconda dell’individuo considerato. (A.G.P.)

Procedura: Per effettuare il test è necessario:

  1. Prelevare un campione di DNA della persona in questione. In genere si tratta di un campione di cellule salivari o di un campione di sangue, poiché sono le cellule migliori per effettuare questo tipo di esame. (A.F.)
  2. Da questi campioni è possibile estrarre il DNA tramite un protocollo molto semplice (che noi abbiamo riprodotto in laboratorio).
  3. Una volta isolata la macromolecola, la si sottopone alla cosiddetta PCR (polymerase chain reaction), una reazione enzimatica che utilizza la DNA-polimerasi per amplificare le 16 regioni di DNA polimorfiche. In questa fase, le specifiche regioni di DNA vengono prodotte (per copiatura) in milioni di copie. Questa fase è particolarmente utile se il campione è presente in quantità limitate o se è parzialmente degradato.
  4. Tali frammenti vengono quindi separati in modo automatizzato (per elettroforesi) grazie alla loro differente dimensione.
  5. L’immagine che si ottiene alla fine, è una sorta di diagramma a picchi (o codice a barre), diversa per ogni individuo.
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Le diverse fasi sperimentali nella determinazione del profilo genetico di un individuo.

Utilità: Il profilo genetico così ottenuto viene poi messo a confronto con il materiale raccolto in un contesto diverso (A.F.). In ambito forense, ad es., l’impronta genetica degli individui sospetti viene paragonata con quella raccolta da materiale organico rinvenuto sulla scena del crimine. Il test serve dunque ad individuare un colpevole. (Z.B.) Nelle dispute riguardanti la paternità di un individuo, si confronta il profilo genetico del presunto padre con quello del figlio. Poiché ogni individuo eredita metà del materiale genetico dal padre e metà dalla madre, se vi è una corrispondenza nei profili del 50%, allora il padre è quello biologico. (L.F.) Test genetici vengono effettuati anche in ambito medico al fine di individuare eventuali fattori di predisposizione di un individuo a una malattia ereditaria, o geneticamente trasmissibile. (N.S.)

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Solamente D1 è figlia dei due genitori.

Gemelli identici o diversi?

Il tema dei “gemelli” torna ciclicamente quando si parla di fecondazione. Questa volta la curiosità era di Z. Senza addentrarci nello studio degli apparati riproduttori, abbiamo accennato al fatto che la vita dell’uomo si genera nel momento in cui lo spermatozoo e l’ovocita, cioè, rispettivamente, la cellula germinale maschile e femminile, si fondono nella tuba uterina. Abbiamo poi detto che tali cellule sessuali (chiamate anche gameti) sono particolari e si distinguono da tutte le altre, perché portano, nel loro nucleo, solo metà del materiale genetico, contano cioè, solo 23 cromosomi e si dicono aploidi. Esse si generano per meiosi, un particolare processo di divisione cellulare che compete solo alle cellule contenute nell’ovaio o nei testicoli (gametogenesi).

Il materiale genetico paterno va ad unirsi a quello materno nel momento della fecondazione, ma i rispettivi cromosomi -abbiamo detto 23 per parte- restano unità separate, non si fondono. I cromosomi, quindi, mantengono la loro identità anche dopo la fecondazione. L’ovulo fecondato conta ora ben 23 x 2 = 46 unità di DNA, è cioè una cellula diploide, e contiene tutte le informazioni necessarie per formare un intero organismo. La cellula che risulta dall’unione e fusione del gamete maschile e di quello femminile si chiama zigote.

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Per semplicità, in quest’immagine i gameti portano 3 unità cromosomiche (anziché 23) che, dopo fecondazione, generano lo zigote, che ne conta 6 (anziché 46).

Nella fase embrionale precoce, lo zigote comincia a dividersi, secondo il più comune tipo di divisione cellulare che è la mitosi, molto rapidamente, originando due cellule figlie, identiche alla cellula madre. Queste, a loro volta, ne genereranno altre due (ovvero 4 totali); seguendo questo schema di divisione cellulare (le potenze del 2), si passa da 4 a 8 cellule, poi da 8 a 16, da 16 a 32 e così via.

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Durante questa prima fase della moltiplicazione cellulare, può avvenire la separazione dell’unica massa di cellule presente in quel momento in due masserelle separate, dette morule (per la loro somiglianza alla mora). Se entrambi gli ammassi cellulari trovano modo di impiantarsi nell’utero materno, può generarsi una gravidanza gemellare. Questi gemelli avranno identico patrimonio genetico, provenendo dalla stessa divisione cellulare; sono detti gemelli monoovulari, ovvero sono generati dallo stesso ovocita. Si dicono anche monozigoti, perché lo zigote iniziale era lo stesso. I gemelli monovulari possono condividere la stessa placenta (gemelli monovulari monocoriali), o possono sviluppare due placente distinte (gemelli monovulari bicoriali). Da questa gravidanza nasceranno gemelli identici, aventi quindi anche stesso sesso con forti somiglianze fisiche, cioè stessi caratteri somatici.

Quando la divisione della massa di cellule avviene in una fase embrionale più tardiva, possono, con probabilità assai ridotte, formarsi gemelli che hanno una o più parti del corpo in comune, i gemelli siamesi. Essi nascono uniti in quella zona e possono, se non sono coinvolti organi vitali, essere separati chirurgicamente con successo.

Più comunemente può accadere che due ovuli, maturati dallo stesso ovaio, possano essere fecondati, all’interno della stessa tuba, da due spermatozoi diversi. Le condizioni che possono determinare la comparsa di due ovociti maturi in uno stesso ciclo mestruale possono essere varie. I due embrioni si sviluppano indipendentemente, impiantandosi separatamente nella mucosa uterina, in punti diversi, sviluppando ciascuno i propri annessi fetali (placenta, corion, amnios). Poiché i due feti che si formano hanno un patrimonio ereditario diverso fra loro (derivano, infatti, da due uova e da due spermatozoi diversi), non avranno una somiglianza fisica maggiore di quella che si riscontra normalmente tra due fratelli derivati da gravidanze diverse e potranno avere sesso differente. Essi vengono perciò chiamati gemelli biovulari, o dizigoti.

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L’oogenesi, la formazione dei gameti femminili.

Dunaliella salina e i laghi rosé

In questo periodo di festività natalizie abbiamo ripassato la geografia della Palestina ai tempi di Gesù Cristo e abbiamo annoverato, da nord a sud, le tre regioni storiche che la costituiscono, insieme alle loro città più importanti: la Galilea con Nazareth, Genezareth e Cana, la Samaria con Cesarea e Samaria, e, infine, la Giudea con Betlemme, Gerusalemme, Gerico ed Ebron. palestinaTutte e tre le zone sono attraversate, lungo loro confine orientale, dalla valle del fiume Giordano; esso si immette, scorrendo verso sud, prima nel lago di Genezareth (alias Mar di Giudea) e poi nel Mar Morto. Quest’ultimo, in verità, è un lago, posto ad una depressione di circa 400m sotto il livello del mare ed è caratterizzato da un’elevatissima salinità, circa dieci volte maggiore rispetto ai mari tradizionali.
Ciò fa sì che non vi si trovino forme di vita, eccezion fatta per alcuni batteri o alghe. Tali microorganismi vengono detti alofili poiché si sono adattati a vivere a livelli di salinità ben al di sopra (15-30% di NaCl) di quelli tollerati dai normali organismi (7,5%). Tra questi ricordiamo la Dunaliella salina, un’alga unicellulare eucariote flagellata, che sviluppa alcuni carotenoidi per proteggersi dalle forti radiazioni UV a cui è sottoposta che conferiscono una caratteristica colorazione rosso-arancio alle acque in cui cresce.

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Disegno schematico di un’immagine al microscopio ottico di Dunaliella salina

Pare che sia il ß-carotene, pigmento presente in granuli all’interno delle tilacoidi dell’unico cloroplasto che la cellula possiede, ad essere il responsabile del colore dell’alga. Tale vegetale riesce a sopravvivere in quest’ambiente inospitale grazie all’ingente produzione di glicerolo, al quale la sua membrana plasmatica non è permeabile, e viene perciò trattenuto all’interno del citoplasma per contrastare la forte pressione osmotica esercitata all’esterno dal sale.

Altri membri della famiglia delle Dunaliellaceae comprendono delle specie che oggi sono oggetto di studio perché ritenute possibili fonti di biocombustibile (biodiesel), grazie alla loro rapida crescita e al rilevante accumulo di lipidi nei globuli del citosol.

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L’abbronzatura, la melanina e l’albinismo

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Tempo fa, in una delle nostre discussioni, abbiamo nominato la melanina. Contrariamente a quanto credeva E., la melanina non è una proteina. E’ una molecola molto più piccola, un composto organico, che comprende molte varianti, la cui etimologia fa riferimento al greco antico μέλας (mèlas = nero). Le melanine sono dunque dei pigmenti dal colore nero, bruno o rossastro.

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Un melanocita

Esse vengono prodotte dai melanociti, cellule dendritiche che derivano dalla cresta neurale e migrano nella cute durante lo sviluppo embrionale. La loro particolare forma a stella che presenta molteplici estroflessioni, consente a queste cellule di secernere granuli di melanina fino a raggiungere lo strato più superficiale del derma, l’epidermide, pur essendo localizzate in profondità. Esse non si trovano soltanto nella pelle, ma anche nei capelli, nei peli e negli occhi  e sono dunque responsabili della loro colorazione.

La melanina ha un effetto protettivo nei confronti della pelle, in quanto, assorbendo raggi solari (nell’intervallo di lunghezze d’onda da 400 a 315 nm) dannosi per le cellule, converte, in associazione con altre biomolecole, l’energia contenuta nella luce in calore (assolutamente innocuo), prevenendo la formazione di radicali liberi, che sono causa di invecchiamento cutaneo o di patologie a carico della cute. Nonostante tutti gli esseri umani possiedano una concentrazione simile di melanociti nella pelle, diversa è l’attività di produzione della melanina da parte degli individui; a seconda dell’etnia, dell’intensità dell’esposizione e dell’età dell’individuo, la melanogenesi può essere più o meno accentuata. Cerchiamo di essere più chiari.

Gli individui che popolano le regioni equatoriali della Terra, hanno, rispetto alle popolazioni nordiche, un colorito della pelle molto più scuro. L’elevata pigmentazione, non solo filtra i raggi UVA nocivi, ma pare prevenga la distruzione dei folati (vitamina B9) -fotosensibili- nel sangue. Al contrario, la pelle chiara caratteristica delle genti del Nord, consente loro di captare la maggior quantità possibile di luce solare, essenziale per la sintesi della vitamina D.

Nei mesi più caldi dell’anno, quando si è esposti ad un’irraggiamento solare maggiore, la produzione di granuli di melanina aumenta durevolmente e ci abbronziamo.

Con l’avanzare dell’età, invece, il numero di melanociti attivi cala sensibilmente, e ciò si traduce, ad es., in uno sbiancamento progressivo dei capelli, ovvero in un incanutimento dovuto ad un calo della produzione di melanina nei follicoli piliferi. Spesso gli anziani sviluppano anche macchie scure sulla pelle che derivano da un’alterazione del pigmento melanico che si accumula in alcune zone superficiali della cute.

albino2-800X400-800x400La melanina si forma a partire dell’ossidazione enzimatica della tirosina (un aminoacido, precursore di pigmenti) a 5,6-diidrossiindolo, ad opera della tirosinasi. La mancanza di questo enzima provoca l’albinismo (dal latino albus, bianco), un’anomalia congenita che si manifesta nella totale o parziale mancanza di pigmentazione melaninica nella pelle, nell’iride e nei capelli e può colpire tutti vertebrati.

E’ una malattia ereditaria autosomica recessiva. E’ quindi trasmissibile da genitore in figlio, ma affinché la disfunzione si manifesti, il soggetto deve essere omozigote recessivo, ovvero ereditare entrambi gli autosomi (coppia di cromosomi non sessuali) con il difetto sul gene che codifica per la proteina tirosinasi. Entrambe le varianti alleliche, in questo caso, sono difettose e l’albinismo diviene un carattere osservabile. Se invece solo una delle due copie dei geni imputati è difettosa e l’altra normale, il disordine non si manifesta: il soggetto, maschio o femmina che sia, risulta portatore sano. E il portatore sano è in grado di produrre una quantità sufficiente di pigmento.

Qualche giorno fa si celebrava la giornata mondiale dell’albinismo: tale disfunzione, oltre a creare fastidi importanti a chi ne è colpito, ha spesso portato ad emarginare questi individui dal tessuto sociale, perché etichettati, specie in luoghi con tradizioni di arretratezza culturale, come diversi.

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La spiralizzazione del DNA

dnaLe nostre lezioni sono giunte al termine e, con un pizzico di malinconia, esco per l’ultima volta dall’aula 4. Non so se e quando vi rivedrò né se mi sarà data la possibilità di tornare in questo istituto il prossimo anno scolastico, ma spero che il tempo che abbiamo passato insieme sia stato fruttuoso. E, soprattutto, che sia stato utile per prepararvi ai tanto temuti test d’ingresso all’università. In bocca al lupo, ragazzi!

Io, nel frattempo, continuerò ad occuparmi delle nostre tematiche e a scrivere articoletti. Qui, se avrete voglia, troverete i miei aggiornamenti. Non esitate a scrivermi se nel frattempo vi sorgono nuovi dubbi. Vi risponderò come meglio posso.

Vi saluto con questo video, di cui potrete apprezzare la prima parte sui diversi livelli di organizzazione del DNA e sulla divisione cellulare. La parte finale, che riguarda i meccanismi della duplicazione del DNA e la sintesi proteica, non l’abbiamo vista nei particolari, ma vi invito lo stesso a rendervi conto della complessità dei processi che avvengono costantemente in noi esseri viventi.

Non smettete mai di meravigliarvi della bellezza della vita!

Zyklon B

20080801_2018594681_cyklon2_psIl 27 gennaio scorso, nel Giorno della Memoria, cercavo del materiale didattico in rete da proporre agli studenti in classe. Ricordo che leggemmo insieme alcune preziose testimonianze di sopravvissuti alla Shoah e poi chiesi ai ragazzi cosa, in passato, loro avessero letto sul tema. Mi citarono alcuni classici come “Il diario di Anna Frank” “Se questo è un uomo” “Il pianista” e “L’amico ritrovato” e sapevano che la ricorrenza era riferita all’abbattimento dei cancelli di Auschwitz da parte dell’armata russa.

Durante questo dialogo, all’improvviso mi ricordai della Aktion T4, di cui avevo avuto modo di informarmi leggendo il libro di Marco Paolini “Ausmerzen”: un programma criminale volto alla depurazione dei cosiddetti “deboli” o “delle vite indegne di essere vissute”, che fu, purtroppo, il campo di prova per i successivi stermini di massa nei lager. Viene a volte tristemente ricordato come l’olocausto prima della Shoah.

La sigla T4 si riferisce alla Tiergartenstrasse 4 a Berlino, dove aveva sede l’ente per la salute e l’assistenza sociale tedesca e dove si ideavano le strategie di eutanasia coatta di decine di migliaia di persone tra disabili, malati cronici, ebrei e zingari e che si realizzavano con tenacia teutonica in varie strutture sanitarie del III Reich, in stretta collaborazione con personale medico che elaborava minuziose documentazioni dei singoli casi clinici. Venivano redatti tragici rapporti in cui si annotavano dosi, modi e tempi di somministrazione di iniezioni letali di sostanze chimiche (es. fenolo) agli umani, tra cui innumerevoli bambini.

Ma le soppressioni perpetrate in questo modo non potevano essere applicate in maniera massiva. La gasazione rappresentava un metodo molto più efficace e più rapido per uno sterminio di vaste proporzioni. Si iniziò con il monossido di carbonio, proveniente da gas di scarico di grossi motori (o puro in bombola) direttamente collegati alle stanze dei morituri.

L’attività di ricerca del “gas perfetto”, in quegli anni, fu intensa; vennero sviluppati diversi gas nervini (es. Tabun), ma alla fine fu il Zyklon B (ted. ciclone) ad essere prescelto: un agente fumigante a base di acido cianidrico che si presentava come granuli o pastiglie impregnati del gas. Le ditte quali la Bayer e la Degesch rifornirono per anni i magazzini dei lager con tonnellate di questo prodotto. Per ordine preciso dei nazisti le etichette non dovevano riportare il pittogramma di pericolo chimico.

L’avvelenamento da cianuro si deve al legame relativamente stabile dello ione cianuro con l’ultimo complesso enzimatico della catena respiratoria mitocondriale, la citocromo-c ossidasi; l’O2 che in condizioni normali viene ceduto al complesso dall’emoglobina, non può essere accolto e la catena respiratoria si interrompe. L’O2 si accumula in circolo e non viene consumato a livello tissutale, generando una conseguente ipossia letale.

Formaldeide sotto inchiesta

Grazie agli studenti mi tengo informata. Qualche giorno fa, era L. a chiedermi delucidazioni su questa sostanza chimica, la formaldeide (formula bruta CH2O).

La formaldeide viene anche detta aldeide fòrmica, veleno urticante prodotto dalle formiche per neutralizzare eventuali predatori. Io l’avevo usata anni addietro in soluzione acquosa al 37% (formalina), probabilmente mentre seguivo le istruzioni di un protocollo per la preparazione di qualche campione biologico. E’ un agente disinfettante e viene utilizzata laddove si vogliono eliminare contaminazioni batteriche o fungine. La maneggiavo con le dovute precauzioni (dispositivi di protezione individuali) e sotto cappa chimica. Ma tra acrilamide, etidio bromuro, tetrametiletilendiamina e altri prodotti chimici nocivi, la formaldeide mi sembrava quasi innocua.

In verità tale composto organico, se puro, a condizioni ambientali si presenta come gas incolore, infiammabile, dall’odore pungente. Controllando la sua scheda tecnica di sicurezza, riscopro altre sue proprietà di cui mi ero scordata (formaldeide). Riporto qui alcune informazioni sulla normativa vigente:

CLASSIFICAZIONE ED ETICHETTATURA SECONDO LE DIRETTIVE EUROPEE
   NUMERO DELL'ANNEX I INDEX: 605-001-00-5 NOTA: B,D
   INDICAZIONE DI PERICOLO: T
   Tossico.
   FRASI R: 23/24/25-34-40-43
     Tossico per inalazione, contatto con la pelle e per ingestione.
     Provoca ustioni. Possibilità di effetti cancerogeni - prove
     insufficienti. Può provocare sensibilizzazione per contatto con
     la pelle.
   FRASI S: 26-36/37/39-45
     In caso di contatto con gli occhi, lavare immediatamente e
     abbondantemente con acqua e consultare un medico. Indossare
     indumenti protettivi, guanti e protezione per occhi/volto
     appropriati. In caso di incidente o di malessere, consultare
     immediatamente il medico.

Come si può leggere dalle frasi di rischio R, la tossicità della formaldeide non si limita a microorganismi quali funghi o batteri, ma si estende anche all’uomo. I sintomi di un’esposizione possono comprendere irritazioni al naso e alla gola, bruciore degli occhi, congiuntivite, dermatite per contatto, attacchi di asma, tosse, emicrania, nausea e vertigini. Gli effetti possono divenire più gravi se il contatto si prolunga.

In letteratura c’è un’ampia e documentata serie di prove effettuate su cavie animali poste a contatto con la sostanza in oggetto (per assorbimento cutaneo, inalazione, ingestione o altro) in cui si evidenziano le ripercussioni sulla loro salute o su quella della progenie. Sui ratti cronicamente esposti a formaldeide, ad es., è stata accertata la cancerogenicità.

Il composto viene classificato, secondo le norme europee, alle quali l’Italia fa riferimento, cancerogeno di classe 3 (possibilità di effetti irreversibili), ovvero un sospetto cancerogeno. Ciò esclude la formaldeide dall’applicazione di un adeguato intervento di prevenzione negli ambienti lavorativi in cui sia presente ma, per lo meno, vi sono dei precisi limiti di legge per il suo rilascio nell’ambiente e negli spazi lavorativi o domestici.

mf-boards-trends_800x800_crop_478b24840aIl suo impiego principale è nella produzione di resine termoindurenti, in particolare fenoliche e melaminiche, nel settore dei laminati. Viene utilizzata nella produzione di nobilitato, pannello di legno truciolare rivestito su di un lato o su ambo i lati, con fogli di carta sottilissima impregnata di resina melaminica. La si usa anche nella produzione di schiume uretaniche e colle per pannelli isolanti e vi sono anche altri settori produttivi, oltre a quelli citati, che prevedono l’uso di formaldeide.

Le maggiori fonti di emissione di formaldeide riguardano quindi le industrie dei mobili, della lavorazione dei pannelli in legno truciolare e l’industria di produzione della bachelite (una resina fenolica, impiegata come vernice o mastice).

bachelite
Esempio di reazione di policondensazione tra fenolo e formaldeide a formare il polimero termoindurente bachelite.

Tuttavia anche le combustioni nelle centrali elettriche o negli inceneritori liberano nell’aria quantità rilevabili di formaldeide. Questo composto organico volatile rappresenta una componente indesiderata delle emissioni gassose sia all’interno che all’esterno degli ambienti di lavoro industriali, potenzialmente dannosa per la salute degli addetti nei settori “a rischio” o per le comunità che confinano con le industrie che ne fanno uso.

Le norme dell’OMS e del Ministero della Sanità sul limite della qualità dell’aria per la formaldeide sono chiare, ma esistono casi (si veda il link allegato formaldeide_arpa_Piemonte) in cui, in passato, non si è riusciti a mantenere i livelli di formaldeide al di sotto dei valori soglia all’interno di linee produttive di laminati, a causa di una serie di problematiche tecniche legate alla tipologia di processo industriale. Non solo, anche il campionamento dell’aria nei settori produttivi -si legge- è reso a volte difficoltoso dall’impossibilità di rilevare le emissioni nei momenti “di punta”. Il quadro che quindi emerge da questi controlli non è molto confortante.

L’interesse dello studente L. in merito alla formaldeide era infatti legato alle perplessità, peraltro condivise dagli abitanti della nostra zona, relative all’approvazione da parte della Regione FVG per l’ampliamento della ditta Kronospan della ZIPR di San Vito al Tagliamento con l’introduzione di una nuova linea per la produzione di pannelli di legno truciolare di media densità (Mdf – medium density fibreboard). Le nostre speranze risiedono nel fatto che le norme impiantistiche definite “all’avanguardia” possano a tutti gli effetti assicurare il contenimento del rischio all’esposizione a tale sostanza e/o al suo sversamento incontrollato nell’ambiente e che verifiche opportune e periodiche da parte degli Enti competenti siano atte ad evitare, nel modo più assoluto, episodi spiacevoli documentati nel link sopracitato.