La forza fondamentale della vita

L'intuizione del biochimico britannico Mitchell ci ha dato, fra l'altro, la migliore definizione di morte.

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Peter Mitchell (1922-1992) è stato uno dei più importanti, eccentrici e divisivi biochimici del Ventesimo Secolo, ai suoi studi compiuti negli anni Sessanta dobbiamo la messa a punto della cosiddetta teoria chemiosmotica.

La chemiosmosi è uno dei due modi per la realizzazione della sintesi di ATP che avviene a livello di membrana. Essa fa parte dell’ultimo processo della respirazione cellulare, la fosforilazione ossidativa.

L’idea nacque a Mitchell quando si chiese come facevano i batteri a mantenere il loro interno diverso da tutto quello che stava all’esterno. Il biochimico britannico si rese conto che lo facevano pompando molecole dentro o fuori dalla cellula attraverso la membrana che la riveste.

Il pompaggio richiede energia ed è anche selettivo, vale a dire che soltanto determinate molecole vengono espulse dalla membrana.
L’intuizione geniale di Mitchell fu che questo meccanismo riguardava non soltanto i batteri ma la respirazione di tutte le cellule.

Dato che occorre energia per pompare qualcosa fuori dalla cellula (determinando una differenza tra interno ed esterno) quell’energia può essere emessa soltanto se poi è in grado di ritornare dentro, dissipando la differenza prodotta.
Questo è il principio della respirazione cellulare.

I protoni vengono pompati fuori dalla cellula, come è noto i protoni sono particelle con carica elettrica positiva, questa operazione crea una differenza nella loro concentrazione tra interno ed esterno della cellula, ma genera anche una carica elettrica attraverso la membrana.

L’esterno diventa carico positivamente rispetto all’interno.

Una volta espulsi all’esterno, i protoni non desiderano altro che rientrare nella cellula per annullare la differenza di carica e di concentrazione.

Mitchell chiamò questo processo forza motrice protonica e per questa scoperta vinse nel 1978 il Premio Nobel per la chimica.

E’ la forza fondamentale della vita.

Un essere umano pompa 10.000 miliardi di miliardi di protoni al secondo attraverso le membrane dei nostri mitocondri, quasi lo stesso numero di tutte le stelle dell’universo.

Da dove deriva tutta l’energia necessaria per pompare tutti questi protoni?

Per gli esseri umani dal cibo. Noi strappiamo elettroni dagli alimenti e li facciamo passare attraverso quella stessa membrana, saltando da un trasportatore ad un altro, fintanto che non si uniscono all’ossigeno portato con la respirazione a ciascuna delle nostre cellule esclusivamente per questa ragione.

Il flusso degli elettroni di ossigeno è il propellente che permette il pompaggio dei protoni fuori dalla membrana.

Se smettiamo di respirare cessa il flusso di elettroni e si interrompe il processo di respirazione cellulare. Niente alimenta più il pompaggio, la forza motrice protonica si arresta e noi..moriamo.
Il collasso della forza motrice protonica è forse la migliore definizione del concetto di morte.