giovedì 15 giugno 2017

"Siamo polvere di stelle" 1/4 - gli elementi del corpo umano e della Terra






















                                                                                                                                           
                                                                                                                                     "La nostra massa corporea cambia giorno per giorno e si mescola con ciò che la circonda. Il nostro corpo è sempre in evoluzione. Le nostre cellule muoiono e vengono sostituite da quelle nuove a un ritmo incalzante...                                                                                                                                                                                           Ci ricostruiamo continuamente utilizzando elementi catturati dal nostro ambiente, e siamo quindi collegati ad animali e piante intorno a noi, e ai batteri dentro di noi...                                                                                                                 L'intero corpo si ricostruisce continuamente, quando il cibo e l'acqua che vengono portati al suo interno si trasformano in energia e “materiale da costruzione”...                                                                                                                                                   Ma soprattutto siamo intimamente legati alla fornace nucleare del Sole e al vento solare, alle collisioni con asteroidi e ai cicli della nascita delle stelle, e anche al Big Bang; infatti il corpo umano è inseparabile dalla natura intorno a noi e si intreccia con la storia dell’universo.          
                                                                                                                                (estratto dal libro "Living with the stars", scritto dall'astrofisico Karel Schrijver, del Lockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory, e la moglie Iris Schrijver, docente di patologia alla Stanford University)                                                                                                                                                              




"Siamo polvere di stelle" 

è una frase che probabilmente molti di voi conoscono, e sommariamente magari avranno anche capito di cosa si tratta. In questo post approfondisco proprio questo significato, che ci porta ad analizzare il fantastico mondo delle stelle.
Per poter infatti comprendere da dove provengono gli elementi di cui siamo composti, bisogna capire come funziona il ciclo vitale di un astro: da dove nasce, come e quanto a lungo vive e infine in che modo muore.

Per poter affrontare l'argomento con chiarezza e senza lacune, sarà necessario fare anche una breve pausa di rinfresco di chimica di base, ma non temete, niente di troppo tecnico o astruso; il fine di questo blog è infatti quello di rendere il più possibile semplice e fruibile ciò che invece per sua natura è complesso.
Sta a me infatti (e ai blog come il mio, e ce ne sono veramente tanti) cercare di rendere accessibili a quante più persone tematiche astronomiche che sembrano riservate solo ad un popolo di "eletti" studiosi e specialisti. Senza mancare di rispetto a nessuno, questo si può farlo, e a quelli specialistici, poi, si può sempre ricorrere quando la nostra fame insaziabile di conoscenza ci fa desiderare di saperne di più e più in dettaglio.

Poiché il post risulterebbe troppo lungo se mettessi tutto insieme, decido di dividerlo in 4 parti, per rendere più leggera la lettura e per non "mettere troppa carne al fuoco" come si dice.

Ecco quindi come è organizzata la divisione:
"Siamo polvere di stelle" 1/4 - gli elementi del corpo umano e della Terra
"Siamo polvere di stelle" 2/4 - approfondimento sugli elementi del corpo umano
"Siamo polvere di stelle" 3/4 - rinfresco di chimica di base e Tavola Periodica degli Elementi
"Siamo polvere di stelle" 4/4 - Evoluzione Stellare: le Stelle come fucine degli elementi


NotaBene: come sempre considerate che potrebbero esserci piccole imprecisioni o incongruenze nei dati percentuali degli elementi nelle varie tabelle, nelle posizioni, nell'appartenenza o meno alla categoria "essenziale"; non sono un tecnico ma ho cercato il più possibile di verificare i dati e le fonti e presentare quantomeno il dato medio attendibile.



Quali sono gli elementi che compongono il corpo umano?


Ci interessano qui gli elementi di cui siamo composti, ma per identificarli abbiamo la possibilità di confrontarli con gli elementi di cui è composto il nostro pianeta, la Terra.










Consideriamo le 4 sfere che interagiscono nel "sistema Terra":

• la Litosfera = le rocce solide dello strato esterno della Terra
• l’Atmosfera = l’aria
• l’Idrosfera = gli oceani, i mari, i laghi e i fiumi, i ghiacciai
• la Biosfera = l’insieme degli organismi viventi

          Queste 4 sfere sono costituite da elementi chimici in differenti combinazioni e proporzioni, ma le differenze principali dipendono dalla diversa struttura chimica.

           A livello delle superfici di contatto tra queste sfere (cioè tra la terra e l'acqua, tra l'acqua e l'aria, tra la terra e l'aria, e infine tra gli esseri viventi e aria, acqua e terra) avvengono particolari fenomeni.
       

Questi fenomeni riguardano appunto il cambiamento delle strutture chimiche, in genere a causa di reazioni chimiche, che spostano gli elementi attraverso le diverse sfere.







A questo proposito faccio subito notare una cosa importante, cioè il fatto che noi viviamo immersi nelle Reazioni Chimiche, 
"Noi Siamo Chimica" a tutti gli effetti, senza però saperlo. 
Siamo perfetti strumenti che trasformano, tramite la chimica, il cibo, l'acqua e l'aria in energia cinetica, energia termica, energia per la crescita biologica, fisica e intellettuale. 




La macchina umana fa tutto questo in autonomia, automaticamente, in modo apparentemente invisibile, senza che noi sappiamo tutti i processi che avvengono, tranne quando il corpo si ammala e ha bisogno di cure.







          Esiste un "continuo ciclo degli elementi tra le sfere" che garantisce l’esistenza delle sfere stesse, specialmente dell’atmosfera (l'aria), dell’idrosfera (l'acqua) e soprattutto della biosfera (esseri viventi).




Vediamo 7 punti chiave per approfondire questo discorso:


1) le 4 sfere del nostro pianeta (litosfera, atmosfera, idrosfera e biosfera) sono tutte formate dagli stessi elementi chimici, ma questi sono combinati in modi differenti e organizzati in strutture chimiche diverse. Mano a mano abbiamo delle tabelle che chiariscono ulteriormente.


























Inoltre, benché alcuni degli elementi della litosfera e del corpo umano siano gli stessi, il nostro organismo contiene elementi che sono rari nella litosfera e viceversa.

Vi basta controllare bene per qualche minuto la tabella qui sopra e confrontare gli elementi del corpo umano con quelli della crosta per notare che Carbonio, Idrogeno e Ferro ad esempio sono presenti in modo importante nel corpo umano mentre assenti i primi due nella crosta oppure il terzo solo in tracce; al contrario la crosta ha una percentuale importante in Silicio e Alluminio, elementi in tracce minime nel corpo umano.


Qui sopra un'idea di peso degli elementi principali, in percentuale e in kg, confrontati con la crosta terrestre.

Gli elementi più abbondanti sulla crosta terrestre (in neretto i costituenti fondamentali):

- ossigeno
- silicio
- alluminio
- idrogeno
- sodio                  
- ferro
- magnesio
- calcio
- zolfo
- potassio
- titanio



Elementi nel corpo umano (in neretto i costituenti fondamentali):

- idrogeno             - magnesio
- ossigeno             - ferro
- carbonio             - zinco
- azoto                  - rame
- calcio                   - stagno
- fosforo                    - manganese
- zolfo                     - iodio
- sodio                    - molibdeno
- potassio               - cobalto
- cloro                    - vanadio



Gli esseri viventi, uomo compreso, sono formati da composti del Carbonio:
- proteine
- zuccheri
- grassi
- acidi nucleici












2) esiste un continuo circolo e riciclo degli elementi attraverso le sfere (a causa delle reazioni chimiche che modificano le strutture chimiche), e questo è essenziale per l'esistenza delle sfere stesse (specialmente per la biosfera, ma anche per l’atmosfera e l’idrosfera)

Ma come avviene questo circolo e riciclo?
I minerali (elementi) si trovano in natura nel terreno. Le formazioni rocciose sono costituite di sali minerali. Quando l'erosione sgretola le rocce e le pietre in minuscoli frammenti nel corso di milioni di anni, la polvere e la sabbia si accumulano formando le basi del suolo.
Oltre a questi minuscoli cristalli di sali minerali, il suolo brulica di microbi che li utilizzano (ne sanno qualcosa tutte le serie di Csi e Ncis in tv, la cosiddetta "scientifica"). I minerali quindi passano dal suolo alle piante, che vengono mangiate dagli animali erbivori, a loro volta mangiati da quelli carnivori. L'uomo, a sua volta, trae questi minerali – che vengono utilizzati dal suo organismo – dalle piante e dagli animali erbivori e carnivori di cui si ciba.
A questo proposito risulta perfetta la descrizione ad inizio post degli scienziati Schrijver.

Dal punto di vista nutrizionale, i minerali si dividono in due gruppi:
macro-minerali (minerali fondamentali) e micro-minerali (minerali traccia ed ultra-traccia o gamma).




3) le reazioni chimiche spostano elementi attraverso le varie sfere (vedi post 2/4)

Questo punto, come diceva una pubblicità in tv, "è questione di chimica".

Torno quindi a ripetere il concetto per niente scontato che "Noi Siamo Chimica", e anche se parliamo di cose che possono sembrare lontane e non appartenenti a noi, anche se le ignoriamo esse pur tuttavia continuano a far parte di noi e a regolarci a nostra insaputa, almeno finché non ci si ammala; a quel punto siamo costretti ad andare ad indagare per capire cosa c'è che non va. Tanto vale provare ad avvicinarci a questi concetti finché siamo sani, così magari da capire un po' di più di noi stessi, anche dal punto di vista chimico.

                                                                                                                                    Abbiamo tutti un laboratorio personale a disposizione: il corpo che indossiamo. Cuore, muscoli e polmoni. Una struttura di estrema complessità e il cui funzionamento dipende da tutti i molteplici aspetti della scienza e della natura.                                                                                                            
L'autore invita a guardarsi allo specchio, considerando con curiosità scientifica il nostro corpo nella sua unicità; le mani, il viso, gli occhi e poi gli organi interni come punto di vista privilegiato sull’Universo e le leggi che lo regolano.                                                                                                                                                                                                                                                  

È così che il corpo umano può diventare osservatorio e laboratorio per esplorare gli aspetti più suggestivi di Cosmologia, Fisica Quantistica, Chimica e Biologia.

Ludwig Feuerbach, il celebre filosofo tedesco, affermava che Siamo ciò che mangiamo. Prima di essere animali o piante, una parte dei nostri atomi era nell’aria; se andiamo abbastanza indietro nel tempo, potremmo scoprire che alcuni di essi appartenevano ad altri esseri umani e che il nostro corpo oggi contiene atomi di regine, nobili guerrieri e giullari di corte...
                                                                                                                                 tratto da                                                                                                                   "L’Universo dentro di noi. Il corpo umano: una guida turistica alla scoperta del cosmo" di Brian Clegg                                                                                                                                                       






4) la materia non viene né creata, né distrutta, ma si conserva




SCUOLA, 1^ riflessione: 
- in questa prospettiva molto elastica ed allargata, a proposito della conservazione della materia considerate ragazzi che gli atomi presenti sulla punta del nostro naso potrebbero essere stati in precedenza quelli di un dito del piede di un dinosauro.




5) Il corpo umano (che fa parte della biosfera) è composto dagli stessi elementi chimici delle altre 3 sfere, gli stessi elementi che formano la Terra, sebbene gli elementi siano in proporzioni differenti.

A quale sfera il corpo umano assomiglia maggiormente?
A nessuna delle tre, poiché è una loro combinazione.


SCUOLA, 2^ e 3^ riflessione: 
 spesso non viene percepito infatti che il corpo umano è fatto dello stesso materiale che costituisce il resto del mondo biologico

- alcuni studenti non comprendono nemmeno che sono formati di elementi e si immaginano costituiti da un materiale differente da qualsiasi altra cosa al mondo




6) alcuni elementi principali formano il corpo umano


Il 99% della massa corporea è costituita da 6 elementi:

- Ossigeno
- Carbonio
- Idrogeno
- Azoto
- Calcio
- Fosforo

L'uomo è un'entità dinamica fatta di materia e di energia e la sua salute è strettamente legata all'armonia delle sostanze e dei minerali, in forma di sali e di ioni, che compongono questa entità.

Dal punto di vista nutrizionale, come le vitamine e l'acqua, i minerali (gli elementi) non apportano energia, ma sono fondamentali sia a livello strutturale sia per la regolazione dei liquidi e del metabolismo.
Le principali funzioni dei minerali sono:
- formazione delle ossa e dei denti
- regolazione dell'equilibrio idrosalino
- attivazione enzimatica e metabolica

I minerali si trovano nell'organismo umano in 2 stati fisici:
1. solido (scheletro e denti)
2. in soluzione (liquidi intra- ed extra-cellulari)



                                                                                                                                                                           Importante distinzione                                                                        da fare subito, visto che ci si può facilmente confondere.
                                                                                                                                                                                                 


                                                                                                                                       Riguardo agli elementi costituenti principali, quei famosi 4, H, O, C, N, si dice dovunque che siamo fatti di Ossigeno al 65% e Idrogeno al 10%, perché per la maggior parte siamo fatti di acqua (H2O).
Però queste percentuali si riferiscono alla percentuale di peso nel corpo, di tali elementi.                                                                                                                                                                                        
                                                                 
Bisogna tenere bene presente questa prospettiva, perché invece quando andiamo a verificare  una percentuale diversa, quella del numero di atomi nel corpo, le cose cambiano:                                                                                                                                                                                           - la 1^ posizione in quanto a numero di atomi spetta all'Idrogeno con il 63% mentre                                                                                                                     - in 2^ posizione si sposta l'Ossigeno con 25,5%.
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
                                                                                                                                          Del resto chimicamente la molecola dell'acqua, la famosa H2O ci dice in effetti che essa contiene 2 atomi di H e 1 di O, quindi per forza di cose il numero di atomi dell'H è più grande, in questa molecola addirittura il doppio.                                                                                  
                                                                   
Ricordatevi quindi di distinguere bene tra le 2 prospettive di misurazione, e che non si tratta di un errore. Di conseguenza anche i vari elementi che vedremo vengono presi in considerazione secondo 2 approcci che sono tra loro molto diversi;                                                                                                                              
- uno è l'aspetto nutrizionale, dove si parla del cosiddetto                  fabbisogno = quanta percentuale di quell'elemento serve al giorno al nostro organismo per funzionare bene                                                                                  Macro-elementi - fabbisogno > di 100 mg/die-,                                              Micro-elementi o elementi Traccia - fabbisogno tra 1 mg e 100 mg- ed                Oligo-elementi o elementi Ultra-traccia - fabbisogno molto piccolo, si parla di micro-grammi.                                                                                                                      Questo approccio non ci interessa in questa sede                                                                                                                                                                                                      
Ecco una tabella che riporta confrontati il fabbisogno giornaliero e la quantità totale di elementi nel corpo umano.                                                                                                                           
                                                                                                                                                                                                         
- l'altro è l'aspetto chimico-atomico, cioé la quantità di atomi presente nel nostro corpo                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          
Possiamo prendere a prestito l'esempio fatto da mia moglie, che chiarisce bene questo punto:
- l'aspetto atomico è la casa, che per essere costruita ha bisogno di costituenti fondamentali, mattoni, cemento, legno, piastrelle, vetro, isolante termico, sanitari, termosifoni e così via
- l'aspetto nutrizionale è invece ciò che serve a farla vivere, quindi l'acqua, il gas, energia elettrica
Sono 2 aspetti separati, che convivono. Il nostro corpo è stato creato grazie a degli elementi, e quella è la struttura invariabile, ma quelli che dopo lo tengono in vita sono come l'acqua il gas e l'elettricità che fanno 'funzionare' la casa, la sua impiantistica.                                                                                                                                                                                                                                                       Per dare un numero pazzesco ed affascinante, quanto a                                numero di atomi presenti nel nostro corpo                tenete presente che si tratta del 7 seguito da ben 27 zeri!!!!                                                                                                                                                                             7.000.000.000.000.000.000.000.000.000                                                                                                                                                                                               7 x 10 elevato alla 27                                                   detto in altre parole 7 miliardi di miliardi di miliardi di atomi.                                                                                                                                                                                                                                                                                      Per capire la differenza tra il peso in grammi e il numero di atomi, prendiamo questo esempio: considerate che in un corpo di peso di 70 kg, ci sono appena 3-5 mg di Cr o Co o Mo (quindi una quantità molto piccola), tuttavia per ciascuno di questi 3 elementi lo stesso corpo può disporre di ben 10 alla 19 atomi (10 con 19 zeri). Ogni cellula quindi è fornita di 100.000 atomi di ognuno di loro, di cui solo 1 atomo è sufficiente e necessario per attivare la molecola di un fermento.                                                                                                                                                              






Vediamo ora, finalmente, in dettaglio 
gli elementi del corpo umano.




Questi sono gli elementi principali costituenti il nostro corpo:
- Ossigeno (8O) 65%
- Carbonio (6C) 18%
- Idrogeno (1H, perché Hydrogen) 10%
- Azoto (7N, perché sarebbe tecnicamente Nitrogeno) 3%

Insieme formano circa il 96% del nostro corpo.


Attenzione: notate che sul fianco in basso a sinistra del simbolo dell'elemento (O) ho messo un piccolo numero (8).




Quel piccolo numero andrebbe in realtà sempre a sinistra ma in alto, però onestamente non so come fare a metterlo lì, quindi devo lasciarlo com'è ora, ma sappiate che non è quella la sua reale posizione (in alto a sinistra sta il numero atomico Z, cioè il numero di protoni presenti nel nucleo dell'atomo, che è poi la posizione di quell'elemento nella Tavola Periodica degli Elementi che vedremo nel 3° post. Tenetelo comunque a mente).

(In basso a destra sta invece il numero di atomi in una molecola= H2O, la famosa molecola di acqua, vuol dire 2 atomi di Idrogeno e uno di Ossigeno).





























Per dar modo di tradurre in altre lingue il testo in italiano per gli amici stranieri che mi seguono, ripeto cosa dice la schematica tabella qui sopra:

> 65% = Ossigeno (O2, 8O)
la percentuale così grande è dovuta al fatto che esso rientra nella composizione dell'acqua (H2O= che significa 2 atomi di Idrogeno e 1 di Ossigeno), e l'acqua è la sostanza che compone circa il 75% - secondo alcune recenti ricerche la percentuale è ancora maggiore - del nostro organismo.

18% = Carbonio (6C)

10% = Idrogeno (1H)

3% = Azoto (7N)


(nel restante 4%, dal punto di vista nutrizionale i primi 7 sono Macro-Elementi, presenti in grandi quantità e con fabbisogno di > 100 mg/die)
Gli elementi con l'* sono considerati "essenziali", vedi post 2/4

> 4% = 

* Calcio (20Ca),
* Fosforo (15P, da Phosphorus),
* Zolfo (16S, da Sulfur) e
* Sodio (11Na, da Natrium),
* Potassio (19K, da Kalium cioè Potassium),
* Cloro (17Cl),
* Magnesio (12Mg)


Ecco una presentazione di questi primi 11 fondamentali.


























Vediamoli meglio uno per uno, 
lasciamoci incantare dalla loro forma minerale in natura



* Calcio (20Ca)

















































* Fosforo (15P, da Phosphorus)





























* Potassio (19K, da Kalium cioè Potassium)














































* Zolfo (16S, da Sulfur)












































* Sodio (11Na, da Natrium)


























































* Cloro (17Cl)


















































* Magnesio (12Mg)










































(quelli che seguono, sempre dal punto di vista nutrizionale, si dividono tra Micro-elementi o elementi-Traccia ed Oligo-elementi o Ultra-Traccia, in base al loro fabbisogno nell'organismo tra 1 e 100 mg/die oppure di quantità molto più piccole, in micro-grammi 𝛍g: assieme sono poco più di 1/10.000)
Importante: pur essendo in tracce la loro importanza non è minore. Infatti nella maggior parte dei casi l'organismo non sopravviverebbe senza questi elementi. Vediamoli meglio:



A t t e n z i o n e : 
tecniche di indagine sempre più accurate hanno permesso di considerare "essenziali" anche elementi che in passato erano ritenuti tossici; così il futuro potrebbe ancora riservare sorprese.
Gli elementi con l'* sono considerati "essenziali", vedi post 2/4

- considerate che i dati di studi e tabelle diversi sia geograficamente che cronologicamente a volte sono discordanti, quindi non prendete come legge questa lista che potrebbe subire modifiche nel tempo, ma consideratela piuttosto un riferimento; 

- in questo grafico a torri molto bello ed efficace, ad esempio, tratto da un articolo di Vincenzo Zappalà  del 2012, si riportano gli elementi presenti nel corpo umano all'interno della Tavola Periodica (che vedremo nel post 3/4), ma ne mancano ancora alcuni (Se, W, Ge, Bi, Ti, Ag, Sb, Nb)

- e non preoccupatevi o restate confusi se capita di trovare micro-elementi in posizione diversa dall'elenco oppure ancora considerati non essenziali, perché probabilmente sono studi vecchi non aggiornati e da verificare; 


- dopo lunghi e complessi confronti ho infatti cercato di ordinarli per quantità di atomi nell'organismo umano; 

- inoltre gli ultimi elementi sono in quantità talmente piccole che solo con macchinari moderni molto sofisticati si può averne una misura precisa, per questo motivo è difficile dare una vera affidabile distinzione quantitativa, soprattutto quando si va in ultra-traccia o gamma; 

- ad ogni modo li trovate già in ordine, visivamente ben separati, a sinistra (*) gli essenziali e più a destra (puntino) i non essenziali, dal più presente al meno presente: 
5 sono gli essenziali in tracce fino al Cu, mentre in gamma altri 14
Gli altri elementi non essenziali ma presenti nell'organismo sono al momento 20 



* Silicio (14Si)
Fluoro (9F)
* Ferro (26Fe)
* Zinco (30Zn)

  •   Rubidio (37Rb)
  •   Stronzio (38Sr)
  •   Bromo (35Br)
  •   Alluminio (13Al)

* Rame (29Cu, da Cuprum, ma prima era Aramen)                                        in tracce ↑
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

  • Piombo (82Pb)                                                               in ultra-traccia o gamma ↓

  • Cadmio (48Cd)

* Boro (5B)
* Manganese (25Mn)
* Nickel (28Ni)
Litio (3Li)

  •   Bario (56Ba)

* Iodio (53I)
* Stagno (50Sn)

  •   Oro (79Au)
  •   Zirconio (40Zr)

* Cobalto (27Co)

  •   Cesio (55Cs)
  •   Mercurio (80Hg)

* Arsenico (33As)
* Cromo (24Cr)
* Molibdeno (42Mo)
* Selenio (34Se)

  •   Berillio (4Be)

Vanadio (23V)

  •   Uranio (92U)
  •   Radio (88Ra)

* Germanio (32Ge)
* Tungsteno (74W da Wolframio)

  •   Bismuto (83Bi)
  •   Titanio (22Ti)
  •   Argento (47Ag)
  •   Antimonio (51Sb)
  •   Niobio (41Nb)
  •   Tantalio (73Ta)


In totale, tra essenziali e non essenziali (4 costituenti, 7 macro, infine 39 tra micro- ed oligo-elementi) il nostro corpo contiene circa 50 elementi.
Di questi 50, i 4 costituenti, da soli, occupano il 96 %, mentre assieme ai 7 macro-elementi, quindi 11 in totale, ben il 99%.

Ebbene sì, incredibile ma vero, 
come probabilmente avrete già notato, nell'elenco sono presenti, seppur in quantità veramente microscopiche, ultra-traccia o cosiddette gamma, elementi come Argento, Oro, Cesio, Uranio, Titanio, Arsenico, Mercurio. Alcuni sono decisamente tossici, ma in dosi infinitesimali non provocano in teoria danni (ho scritto "in teoria" perché la discussione scientifica è ancora accesa su questo punto con posizioni contrastanti), altri vengono addirittura usati a scopo terapeutico. 
Tutti comunque vengono assunti normalmente attraverso la respirazione, il contatto cutaneo, l'alimentazione da carne o vegetali contaminati. Continui studi cercano di stabilirne le dosi innocue e le conseguenze per la salute umana, non approfondiamo qui altrimenti servirebbe un altro post solo per questo.



Vediamo anche questi uno per uno, 
continuiamo a farci incantare dalla loro forma minerale in natura


* Ferro (26Fe)





































Fluoro (9F)

























































* Rame (29Cu, da Cuprum, ma prima era Aramen)



















































* Zinco (30Zn)




































* Iodio (53I)











































* Stagno (50Sn)
















































* Selenio (34Se)






























Vanadio (23V)

















































* Manganese (25Mn)

























































* Molibdeno (42Mo)















































* Cromo (24Cr)










































* Cobalto (27Co)





















































* Litio (3Li)



























































* Nickel (28Ni)

















































* Arsenico (33As)









































* Piombo (82Pb)














































* Silicio (14Si)



























































* Boro (5B)


























































* Germanio (32Ge)

















































* Tungsteno (74W da Wolframio)





















































- Alluminio (13Al)
































































- Cadmio (48Cd)






















































- Bromo (35Br)





























































- Stronzio (38Sr)














































- Bismuto (83Bi)



























- Bario (56Ba)





















































- Titanio (22Ti)
























































- Argento (47Ag)


























































- Rubidio (37Rb)









































- Mercurio (80Hg)





























































- Antimonio (51Sb)



































- Zirconio (40Zr)















































- Niobio (41Nb)









































- Uranio (92U)








































- Cesio (55Cs)














































- Berillio (4Be)





































- Oro (79Au)

















































- Tantalio (73Ta)



















































- Radio (88Ra)

















































Eccovi qui qualche tabella riassuntiva dei principali elementi




I primi 4 elementi, come detto, costituiscono circa il 96% del nostro peso corporeo











Composizione chimica nella cellula umana, con riportata la % in peso per ogni elemento




7) questi elementi si combinano assieme a formare diversi tipi di composti che costituiscono le ossa, il sangue, ecc.

Può essere utile sapere che le proprietà dei composti sono diverse da quelle degli elementi che contengono; ad esempio il sodio (Na) è un elemento estremamente reattivo, ma ciò non significa che i suoi composti lo siano anch’essi.


Veniamo qui ad un altro passo importante, diamo un senso ed uno scopo a questi elementi più o meno famosi, ma molto sconosciuti nelle loro funzioni biologiche nel nostro organismo. Per farlo abbiamo anche la possibilità di avere un confronto in percentuale rispetto agli stessi elementi nella crosta terrestre.


Questi elementi sono presenti nel sangue, nei tessuti, negli organi e nei liquidi corporei dove partecipano a numerosi processi enzimatici e metabolici. 

In altri termini i macro/micro-elementi (calcio, fosforo, magnesio, ferro, zinco, selenio, ecc.) hanno 2 tipi di funzioni:
- plastica (potendo entrare nella costituzione delle strutture corporee) o
- catalitica (rappresentando gli acceleratori di numerosi processi metabolici)

Essi, pur rappresentando una percentuale molto bassa del peso corporeo totale (solo il 4%), rivestono, per il corretto funzionamento dell'organismo, un'importanza enorme.





















Presento, sempre ai fini di rendere traducibile per i nostri visitatori stranieri il testo che altrimenti da tabella non è traducibile, un riassunto, un anticipo degli elementi principali e loro funzioni biologiche (dove li troviamo), ma vi invito a non perdervi anche il post 2/4 per una visione più completa delle caratteristiche:

Elementi costituenti

Ossigeno - O: tutti i liquidi e tessuti, ossa, proteine; respirazione cellulare; componente dell'acqua
Carbonio - C: ovunque; componente fondamentale delle molecole organiche; tutti gli esseri viventi, compreso l'essere umano, sono formati da composti del Carbonio (proteine, zuccheri, grassi, acidi nucleici)
Idrogeno - H: tutti i liquidi e tessuti, ossa, proteine; trasportatore di elettroni; componente dell'acqua e delle molecole organiche
Azoto - N: tutti i liquidi e tessuti, componente di proteine e acidi nucleici (DNA/RNA)

Macro-elementi

Calcio - Ca: polmoni, reni, fegato, tiroide, cervello, muscoli, cuore, struttura di ossa e denti; meccanismo della contrazione muscolare
Fosforo - P: urina, ossa; componente di acidi nucleici (DNA/RNA); reazioni di trasferimento energetico
Potassio - K: enzimi; principale ione positivo intracellulare; trasmissione dell'impulso nervoso
Zolfo - S: componente di molte proteine; abbondante nella cute, capelli, unghie
Cloro - Cl: tutti i liquidi; principale ione negativo nel liquido intercellulare; è essenziale per la formazione dell'acido cloridrico quale componente dei succhi gastrici digestivi
Sodio - Na: tutti i liquidi e tessuti (in forma di sale); principale ione positivo nel liquido intercellulare
Magnesio - Mg: polmoni, reni, fegato, tiroide, cervello, muscoli, cuore; coadiuvante nelle reazioni di trasferimento energetico; costituente essenziale dell'apparato scheletrico, entra nella composizione di numerosi enzimi e interviene nella trasmissione neuromuscolare

Alcuni Elementi-Traccia ed Ultra-Traccia (Micro ed Oligo)

Ferro - Fe: sangue, fegato, milza, enzimi: componente dell'emoglobina (molecola che trasporta l'ossigeno nel sangue)
Rame - Cu: fegato, cervello, ossa; componente di molti enzimi
Zinco - Zn: enzimi presenti nel fegato, pancreas, rene ed altri organi; componente di acidi nucleici (DNA/RNA); presente dovunque, con livelli poco più elevati in ossa, denti e capelli; indispensabile per la crescita, lo sviluppo ed il normale funzionamento di tutti gli organismi viventi; partecipa al funzionamento sensoriale del gusto e dell'olfatto
Fluoro - Fl: ossa, denti; vera e propria azione schermante dalla carie
Silicio - Si: aiuta capelli, cute, unghie

Selenio - Se: corteccia renale, fegato, tiroide; contribuisce a mantenere l'integrità muscolare; agisce da antiossidante proteggendo le membrane cellulari e contrastando l'azione negativa dei radicali liberi
Cromo - Cr: ossa, fegato, rene, milza, polmoni; distribuito in modo pressoché uniforme in tutti i tessuti umani; influenza sull'azione dell'insulina nel trasporto del glucosio
Iodio - I: tiroide (70-80%), tessuto muscolare; ormone tiroideo
Manganese - Mn: distribuito in tutto il corpo nei tessuti molli, concentrazioni relativamente più elevate nel fegato e nelle ossa; essenziale nella crescita, riproduzione e sviluppo dello scheletro e di alcune funzioni cerebrali; componente di numerosi enzimi che partecipano alla biosintesi del colesterolo
Cobalto - Co: abbastanza uniforme in tutti i tessuti, con concentrazioni maggiori nel fegato, nei reni e e nelle ossa; funzione stabilizzatrice nella vitamina B12, importante nel metabolismo; in parte facilita l'assorbimento del Ferro e la sintesi di emoglobina; partecipa alla reazione di fissazione dello Iodio



























Spero vi sia piaciuto questo 1° post di 4, che ha richiesto un bel po' di tempo, energia, selezione di materiale e passione.
Ecco qui la panoramica di questo post quadruplo; appena preparati e pubblicati gli altri post aggiungerò il relativo link:
"Siamo polvere di stelle" 2/4 - approfondimento sugli elementi del corpo umano
"Siamo polvere di stelle" 3/4 - rinfresco di chimica di base e Tavola Periodica degli Elementi
"Siamo polvere di stelle" 4/4 - Evoluzione Stellare: le Stelle come fucine degli elementi

Nel frattempo vi ringrazio se avete avuto la pazienza e la voglia di arrivare fin qui.



Link di riferimento

http://www.treccani.it/scuola/lezioni/scienze_naturali/origine_elementi.html
http://www.liceomeda.it/cms1.1/upload/resnati/origine_degli_elementi.pdf
http://www.earthlearningidea.com/PDF/108_Italian.pdf
http://www.iss.it/binary/publ/cont/Pag.%2062-68%20Elementi%20in%20traccia.1209970572.pdf
http://www.primach.unina.it/about_me.html
http://www.chimica.unipd.it/bruno.longato/pubblica/bioinorganica/I_LEZIONE.pdf
http://best5.it/post/i-minerali-labc-funzione-nellorganismo-umano/
https://www.astronomia.com/2012/07/02/siamo-figli-delle-stelle/
http://www.media.inaf.it/2014/08/01/luniverso-e-dentro-di-noi/



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