Ore d'Orrore - Frankenstein (parte 2)

Ben trovati, care amebe, alla seconda parte del nostro approfondimento sul dottor Frankenstein e la sua creatura. Sapete, alcuni anni fa anche io ho provato a replicare l'esperimento del mio esimio collega. Purtroppo la cosa non è andata esattamente come mi aspettavo... Già, tutta colpa della mia bella assistente Vulnavia, che mi ha dato la lisergina invece del lisoformio che le avevo chiesto. Purtroppo il tragico risultato lo potete vedere alla conduzione di un noto programma televisivo...

 

Ore d'Orrore

“Ci sono molte buone ragioni per avere paura del buio” “

“Il mondo per me era un mistero da scoprire. Curiosità, bruciante volontà di impadronirmi delle leggi segrete della natura, e una felicità vicina all'estasi quando esse mi si svelavano: queste sono le prime sensazioni che riesco a ricordare.” (Mary Shelley, Frankenstein) 

Influenze scientifiche 

Una delle immagini più note di Frankenstein è quella dello scienziato che, dopo aver messo assieme la sua creatura con parti di cadavere, sfrutta un temporale per convogliare l’elettricità dei fulmini e dargli vita. Di ciò, nel romanzo, non si fa alcuna menzione: si tratta di una trovata cinematografica. Ma tra le influenze scientifiche che ne hanno portato alla realizzazione, vanno comunque annoverati gli esperimenti di Giovanni Aldini, che tramite l'uso di archi elettrici era riuscito a infondere il movimento in un cadavere, tanto da dare l'impressione di una rianimazione. Secondo Aldini sarebbe stato possibile anche ripristinare la vita stessa, ma cambiò idea quando si accorse che non si avevano effetti sul cuore. 

Nel XVIII secolo i fisiologi avevano dimostrato che uno stimolo applicato a un nervo causa la contrazione del muscolo a esso collegato; Luigi Galvani (che era lo zio di Aldini) si accorse del fenomeno durante la dissezione di una rana: l'applicazione di stimoli elettrici facevano osservare contratture nei muscoli dell’animale, anche se morto. Galvani era dell'idea che l'elettricità venisse prodotta e trasmessa dal cervello, e che l’animale fosse capace di immagazzinarla mantenendosi in uno stato di disequilibrio; stimoli elettrici erano dunque in grado di mettere in movimento l’elettricità animale, che attraversava i nervi, producendo la contrazione muscolare. Alessandro Volta era di tutt’altro avviso, essendosi reso conto che si poteva ottenere la contrazione muscolare con un arco elettrico a contatto tra due parti di uno stesso nervo, quindi senza nemmeno considerare i muscoli; osservò anche che lo stimolo elettrico sugli occhi provocava la sensazione di luce. Riteneva perciò che gli effetti fisiologici erano dovuti al tipo di fibre nervose stimolate, e non ai muscoli. 

Elettrofisiologia 

Gli organismi viventi sono dei sistemi termodinamici aperti, ovvero scambiano materia ed energia con l’ambiente esterno in flussi direzionali preferenziali: assumono materiale più ordinato (nutrienti) e scaricano materiale meno ordinato (rifiuti), producendo un aumento di entropia (disordine molecolare). Gli organismi viventi sono quindi dei sistemi termodinamici non-reversibili: una volta che una cellula muore non può essere riportata in vita, e si innescano dei processi di demolizione del materiale cellulare (decomposizione). 

All’interno delle cellule sono maggiormente presenti ioni potassio e magnesio, mentre all’esterno sodio e calcio; le cose permangano in tale stato perché le cellule sono dotate di membrane che impediscono il passaggio degli ioni. Data la differenza della relativa concentrazione fuori e dentro la cellula, la tendenza spontanea sarebbe per sodio e calcio di entrare e per potassio e magnesio di uscire, in modo da avere dentro e fuori la cellula la stessa concentrazione ionica; ma la membrana lo impedisce. La cellula si trova quindi in una situazione di disequilibrio, che genera una differenza di potenziale elettrochimico (potenziale di membrana), che è la condizione termodinamica perché il sistema compia lavoro. Questo stato di disequilibrio della cellula e lo spendere bioenergia per mantenerlo è ciò che chiamiamo vita (almeno in senso cellulare). Se infatti il potenziale di membrana si azzera, si raggiunge l’equilibrio, e non è più possibile compiere lavoro. La cellula che raggiunge l’equilibrio muore. 

Quando il cervello impartisce un comando, la fibra nervosa rilascia un neurotrasmettitore, una biomolecola che raggiunge le cellule-bersaglio e si lega a un recettore, una proteina posta sulla membrana o all’interno della cellula stessa, che lo riconosce in maniera specifica. Il risultato di tale interazione è l’apertura di canali nelle membrane, attraverso cui possono passare gli ioni; ciò porta a un cambiamento nel potenziale di membrana, ovvero un segnale elettrico che viene trasmesso come comando per dire per esempio a quel sistema muscolare di contrarsi. Successivamente il segnale viene spento da un enzima che libera il recettore dal neurotrasmettitore, facendo chiudere i canali; si attivano poi delle proteine (pompe ioniche) per riportare la concentrazione ionica al valore iniziale e ripristinare il valore del potenziale di membrana, in modo che tutto sia pronto per il successivo stimolo.

A differenza degli altri organi, il cuore genera al proprio interno lo stimolo per la contrazione. Rispetto alla maggior parte delle cellule muscolari, la variazione del potenziale è maggiore, perché deve essere in grado di far rendere al massimo la pompa cardiaca per sospingere il sangue all’interno dei vasi sanguigni. In caso di arresti si può ricorrere all’uso di un’apparecchiatura elettrica (defibrillatore) che durante la scarica (elettroshock) fa ripartire il sistema di conduzione del cuore. 

Verso l’origine della vita 

Gli organismi viventi sono caratterizzati da alcuni composti organici, ovvero le biomolecole. Sulla Terra primordiale esistevano certamente fonti di composti organici, soprattutto idrocarburi, ma l'idea del “brodo primordiale”, cioè oceani ricchi di biomolecole prodotte in maniera sistematica prima che si sviluppasse la vita, non appare più così convincente. Un'ipotesi sull'origine della vita è legata invece all'argilla, quindi a quel fango citato nei miti primigeni.

Nel 1953 Miller e Urey fecero un esperimento in cui ricrearono condizioni simili (anche se non perfettamente identiche) a quelle della Terra primordiale. In un sistema sterile costituito da due sfere contenenti una acqua allo stato liquido e l'altra due elettrodi, collegate tra loro da un sistema di tubi sigillati, insufflarono idrogeno, metano e ammoniaca gassosi. L'acqua veniva scaldata per indurre la formazione di vapore, mentre i due elettrodi fornivano scariche elettriche che simulavano i fulmini. Il tutto veniva poi raffreddato in modo che l'acqua ricondensasse e ricadesse nella prima sfera. Quindi si ripeteva di continuo il ciclo. Dopo una settimana il 15% del carbonio aveva formato composti organici, tra cui quattro dei venti amminoacidi che costituiscono le proteine. 

Gli amminoacidi delle proteine devono però avere nella loro struttura una certa disposizione spaziale; ecco la possibile influenza delle argille, che hanno una capacità selettiva in questo senso: ovvero si teorizza che le argille abbiano guidato la nostra biochimica verso una precisa direzione, selezionando una determinata disposizione spaziale delle future proteine. 

Questo però è solo l’inizio: per arrivare agli organismi viventi, le biomolecole devono diventare sempre più complesse, funzionalizzate e specifiche; hanno poi bisogno di raccogliersi in sistemi ordinati (protocellula) e avere le istruzioni per per fare in modo che il sistema molecolare sia replicabile e trasmissibile (codice genetico). Solo arrivati a quel punto possiamo parlare di esseri viventi.

Questa teoria sostiene che la vita sia nata nel fango, e in seguito si sia sviluppata e diffusa nelle acque. Le acque della Terra primordiale erano ricche di potassio e magnesio, così le protocellule hanno adattato a questi ioni la loro biochimica. In seguito cambiamenti geologici hanno fatto sì che le acque marine divenissero più ricche di sodio e calcio. Allora i primi organismi hanno fatto in modo di sfruttare in maniera utile il cambiamento di ambiente chimico, ovvero di utilizzare il potenziale di membrana per compiere lavoro. In un certo senso è il potenziale di membrana ciò che si potrebbe chiamare la scintilla della vita.

Per oggi è tutto, abitatori di cripte. In attesa del prossimo appuntamento vado a oliare la mia vergine di Norimberga, che mi sembra cigoli un po'...