Laura Mazzanti Prof. Ordinario Biochimica Facoltà di Medicina e Chirurgia Università Politecnica delle Marche.

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    03-May-2015

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  • Laura Mazzanti Prof. Ordinario Biochimica Facolt di Medicina e Chirurgia Universit Politecnica delle Marche
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  • Si legge in Eraclito "dalla terra nasce l'acqua, dall'acqua nasce l'anima" L'origine acquatica della vita stata da sempre riconosciuta da tutte le culture che hanno popolato la terra. Acqua il liquido amniotico in cui si sviluppa il feto, la pioggia che cade sui campi, la fonte che disseta. L'acqua purifica il corpo da malattie e umori nocivi, permette gli scambi e i commerci che si svolgono sul mare. In tutti questi aspetti la simbologia legata all'acqua ha dato vita a un ricco e variegato mondo immaginifico popolato di divinit, miti, leggende, luoghi sacri e figure misteriose che incarnano di volta in volta gli aspetti particolari di questo elemento e la sua centralit nella vita dell'uomo.
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  • Gli spiriti elementari dell'acqua venivano identificati nella Vecchia Religione con il nome di Ondine. Anche per le ondine, come per il retroterra folcloristico legato alle Fate, la tradizione molto vasta andando a coinvolgere quasi ogni cultura che avesse a che fare con il mare od in generale la navigazione.Storie di Sirene e creature marine, popolano non solo la letteratura pi disparata, ma in particolare il folclore irlandese e quello scozzese, anche se racconti di creature delle acque sono presenti in quasi tutto il mondo e in quasi ogni epoca.
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  • Da quando, nel VI secolo a.C., Talete ha dato inizio, in Grecia, alla scienza ed alla filosofia occidentali, lacqua stata accettata per quasi duemila anni quale elemento base delluniverso. Per i greci il pi antico dio dell'acqua Oceano, figlio di Gea (la terra) e di Urano (il cielo). Oceano sia la divinit dell'acqua sia il fiume che circonda la terra. Dall'unione tra Oceano e Teti - l'umidit che tutto pervade e nutre, hanno origine i tremila fiumi della terra e le Oceanine. Oceano chiamato da Omero 'origine del tutto' a sottolineare la nascita della vita terrena dallacqua.
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  • Ma con il filosofo greco Talete nel 600 a.C. che i miti legati all'acqua si condensano in un vero e proprio discorso filosofico in cui l'arch, il principio primo di tutte le cose, l'acqua sulla quale galleggia la terra. Teoria ripresa probabilmente dai diversi miti orientali sull'origine della vita. Talete trae le sue conclusioni dopo aver osservato che tutti i semi e i nutrimenti sono umidi e sostiene che "l'acqua il principio di tutte le cose; le piante e gli animali non sono altro che acqua condensata e acqua torneranno ad essere dopo la morte". Per Talete la Terra ha la forma di un disco ondulato che galleggia sul fiume Oceano. L'acqua lARCHE, l'elemento primordiale, origine di tutte le cose: senza acqua risulta impossibile la vita; essa esiste in tre forme che sono trasformazioni dello stesso elemento (solido, liquido ed areiforme). Tutto fatto di acqua e tutto fa ritorno allacqua.
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  • Ipotesi biochimiche sullorigine della vita Lipotesi pi accreditata sullorigine della vita quella di Oparin (1924), secondo cui i primi composti organici, gli aminoacidi e i nucleotidi, si sono formati nel brodo primordiale, in condizioni diverse da quelle attuali poich latmosfera primitiva era certamente priva di ossigeno. Nel 1953 lipotesi fu verificata trattando con scariche elettriche una miscela di acqua metano ed ammoniaca. Il risultato dimostr che in effetti si potevano ottenere aminoacidi (che formano le proteine), carboidrati e le basi azotate (che formano gli acidi nucleici, quindi DNA ed RNA). La vita sembra essere un evento casuale, dovuto alla combinazione di diversi fattori concomitanti. Sulla terra ci sono voluti 1-2 miliardi di anni per avere la comparsa della vita. Negli oceani primitivi comparvero i primi organismi unicellulari, i procarioti, e poi da questi si pass agli organismi unicellulari contenenti un nucleo e gli organelli, gli eucarioti.
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  • H 2 O L'Acqua, molecola alla base della vita umana, ha incredibili proprieta, straordinarie stranezze, rilevate da una serie di ricerche effettuate negli ultimi anni, che ne possono giustificare la denominazione di "composto piu versatile dell'Universo".
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  • Le particelle di cui sono formati i corpi, si chiamano atomi. In natura esistono poco pi di una novantina di tipi datomi differenti; atomi di uno stesso tipo costituiscono sostanze chiamate elementi. Le sostanze il pi delle volte sono formate dalla combinazione di gruppi distinti di due o pi atomi e costituiscono particelle pi grandi chiamate molecole. La molecola la pi piccola parte di una sostanza che ne mantiene tutte le caratteristiche. Un atomo formato a sua volta da particelle pi semplici: un nucleo formato da protoni e neutroni e unorbita con elettroni. I protoni contengono una carica corretta, gli elettroni negativa e i neutroni non ne contengono alcuna.
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  • Lacqua un composto di idrogeno H e ossigeno O Per ogni grammo di idrogeno ci sono 8 grammi di ossigeno (1 atomo O pesa quanto 16 atomi H) Ogni atomo di ossigeno legato a 2 atomi di idrogeno a formare la molecola H 2 O I nuclei degli atomi O e H attirano gli stessi elettroni ma quello di O li attira con una forza maggiore! La molecola H 2 O non presenta una carica elettrica, ma la disomogenea distribuzione degli elettroni ( ) attorno i nuclei (+) la rende polare La polarit della molecola H 2 O alla base delle eccezionali propriet dellacqua Caratteristiche chimiche dellacqua O H H - - - -- - ++ - O H H - - - -- - ++ -
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  • La molecola dell'acqua formata da due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno, la sua formula chimica H 2 O; l'atomo di ossigeno pi grosso dell'atomo d'idrogeno per cui la molecola non ha una forma lineare ma i tre atomi formano un angolo di circa 105 con una parziale lacuna elettronica sullidrogeno (polo positivo) e un surplus elettronico vicino allossigeno che ha due parziali cariche negative (polo negativo). Lacqua quindi una molecola polare, anzi la molecola polare per eccellenza, un solvente polare, ma anche una molecola neutra. H O 105
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  • Nel nostro corpo e "l'ingrediente" piu abbondante: in un adulto ammonta al 70% del peso, ma raggiunge il 75% nei bambini, mentre negli anziani scende sotto il 50%. E' il nostro elisir di giovinezza, ma l'acqua presente negli esseri viventi ha tutt'altro che un ruolo passivo: le ultime ricerche dimostrano che e determinante nel dirigere processi biologici e sembra essenziale per un efficiente "lettura" delle informazioni nel DNA. Le straordinarie prestazioni dell'acqua si devono alla sua struttura chimica, che la rende il composto piu semplice e versatile dell'Universo.
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  • Gli organismi viventi sono costituiti soprattutto da acqua, presente al 70-75% nelluomo. Da qui si pu comprendere limportanza dellacqua per la vita. Il feto galleggia nel sacco amniotico simile ad un astronauta nella sua capsula spaziale; intorno i villi della placenta formano una specie di corona radiante. Le costellazioni e le nebulose di questo firmamento sono costituite da cellule del sangue materno e da cristalli del sale nelle acque fetali
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  • cervello73% cuore75% polmoni 66% fegato 26% reni 83% muscolatura 75% sangue83% Lacqua nelluomo e nella donna
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  • Lacqua e luomo Il corpo umano costituito per il 60-70% di acqua Un adulto deve assumere in media 2.5l di acqua al giorno. FUNZIONI NEL NOSTRO CORPO Rende solubile molte sostanze che possono essere utilizzate dal nostro organismo Permette di eliminare sostanze dannose attraverso lurina e il sudore Regola attraverso la sudorazione la temperatura dellorganismo ACQUA ELIMINATA AL GIORNO Da 1 litro a 5litri attraverso i reni Da 0,5 litri a 1 litro attraverso la pelle 200-100ml attraverso i polmoni, il naso e la bocca mentre espiriamo 50-100 ml attraverso lintestino con le feci
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  • Il legame a idrogeno Gli atomi di H di una molecola vengono attirati da un atomo O di unaltra molecola -Il legame a idrogeno debole, si forma e si scinde in continuazione liquido -per scindere i legami a idrogeno occorre fornire energia -le molecole si agitano vapore -quando il vapore condensa, si libera lenergia calore latente O HH + O H H + + O H H
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  • Capacit termica lacqua ha una elevatissima capacit termica 0,736vetro, Pyrex 0,24argento 0,45ferro 0,90alluminio 0,71 carbonio,grafite 0,51carbonio, diamante 1,86acqua,vapore 2,03acqua,ghiaccio 4,184acqua, liquida Calore specifico ( J/g C ) Sostanza per elevare di 1C 1 g di acqua - da 14 a 15- occorrono 4,184 joule, ossia 1 caloria questa propriet dipende dai legami a idrogeno: lagitazione termica delle molecole viene contrastata dalle forze di attrazione pu immagazzinare grandi quantit di calore senza che la sua temperatura aumenti di molto e lo cede gradualmente azione calmieratrice sul clima
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  • L acqua: il migliore solvente Lacqua sul nostro pianeta e nel nostro corpo contiene disciolte altre sostanze Le molecole di acqua disperdono le molecole e gli ioni di altre sostanze polari tiene in sospensione particelle pi grandi modifica le sue propriet: punto di ebollizione punto di solidificazione pressione osmotica acidit
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  • Capillarit I legami a idrogeno permettono alle molecole di arrampicarsi lungo le pareti del contenitore se questo sottile come un capello, la cordata pu raggiungere altezze notevoli cos lacqua pu arrivare anche alle foglie pi alte di un albero e partecipare alla fotosintesi! ma anche raggiungere, arrampicandosi lungo un muro, un piano alto dellabitazione! o, ancora, da una falda sotterranea, raggiungere le radici delle piante mantenendole in vita
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  • LE PROPRIETA DELLACQUA Allo stato liquido ha un volume proprio e quindi non comprimibile Allo stato liquido assume la forma del recipiente che la contiene Presenta deboli forze di coesione fra le molecole Ha un elevato calore specifico e un'alta capacit termica: si scalda e si raffredda lentamente, proprio per la presenza di legami di idrogeno
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  • LE PROPRIETA DELLACQUA Quando si solidifica il volume aumenta, al contrario di ci che accade con le altre sostanze; quindi la densit del ghiaccio diminuisce, pesa meno e perci galleggia sull'acqua. Ci ha una notevole importanza perch rende possibile la vita sotto i mari ghiacciati in superficie. Ha un suo peso ed esercita quindi anch'essa una pressione, la pressione idrostatica: un fenomeno importante per le pressioni che l'acqua pu esercitare negli abissi oceanici. Come un qualsiasi liquido, anche l'acqua, se in riposo mantiene la sua superficie libera sempre piana ed orizzontale.
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  • Le forme dellacqua sulla Terra Lacqua si trova nei 3 stati fisici Lacqua si trova nei 3 stati fisici Liquida -mari, fiumi, laghi, falde sotterranee- Liquida -mari, fiumi, laghi, falde sotterranee- Gassosa o vapor dacqua atmosfera- Gassosa o vapor dacqua atmosfera- Solida o ghiaccio ghiacciai, banchisa polare, iceberg- Solida o ghiaccio ghiacciai, banchisa polare, iceberg- Gli stati fisici dipendono dallenergia cinetica delle molecole di acqua: bassa nel ghiaccio, media nellacqua liquida, alta nel vapore Molecola ghiaccio acquavapore
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  • GLI STATI dell acqua. Ghiaccio VAPORELIQUIDO
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  • LACQUA CAMBIA STATO CON IL CALORE NOI SIAMO ABITUATI A VEDERLA LIQUIDA, a 0 C solidifica, a 100 C evapora
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  • Oceani 97% altro 3%altro 1% acqua sotterranea 22% calotte polari ghiacciai iceberg 77 % Fiumi < 4- 10% Distribuzione dellacqua sulla Terra Laghi 61 % atmosfera umidit suolo 39 %
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  • Il ciclo dellacqua Lacqua si muove incessantemente dalloceano allatmosfera ai fiumi, ai laghi, ai ghiacciai e da questi ancora ai fiumi, allatmosfera, al mare, liquida, gassosa, solida E poi penetra nel suolo, entra nei viventi e torna ai fiumi, al suolo, al mare, allatmosfera da cui torna al mare, al suolo
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  • Il ciclo dellacqua La maggior parte dellacqua presente in natura raccolta nei mari, nei fiumi e nei laghi. Per effetto del calore del Sole questacqua si riscalda ed evapora, trasformandosi in vapore acqueo che sale verso lalto. Il vapore acqueo a una certa altezza incontra dellaria fredda e si condensa, trasformandosi in goccioline dacqua che si uniscono tra di loro e formano le nuvole.
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  • Attraverso le precipitazioni atmosferiche, lacqua contenuta nelle nuvole ritorna poi sulla superficie terrestre sotto forma di pioggia, neve o grandine... e tutto ricomincia daccapo. Quindi, attraverso continui cambiamenti di stato, lacqua sale dalla terra al cielo, da l ridiscende sulla terra, poi risale nuovamente verso il cielo... e cos via. Se lacqua non facesse continuamente questo grande "giro", chiamato ciclo dellacqua, in altre parole, se lacqua non si rigenerasse, la vita sulla Terra sarebbe impossibile.
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  • L'acqua e stata trovata nelle nubi interstellari della nostra galassia, la Via Lattea. Si presume che l'acqua sia abbondante anche in altre galassie, dato che i suoi componenti elementari, idrogeno e ossigeno, sono tra i piu abbondanti elementi dell'universo. L'acqua si ritrova quindi nelle comete, nei pianeti e nei loro satelliti. Ad oggi nel nostro sistema solare, l'acqua e stata trovata sulla Luna, sui pianeti Mercurio, Marte, Nettuno e Plutone e sui satelliti di alcuni pianeti, tra cui Tritone e Europa.
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  • Lacqua una risorsa scarsa Lidrosfera costituita per il 97,5% da acqua salata e per il resto da acqua dolce La quantit d'acqua dolce disponibile pro capite diminuisce sensibilmente con il passare degli anni. Ci dovuto in generale a tre fenomeni: Aumento della popolazione mondiale che determina una vertiginosa crescita della domanda. Inquinamento dell'acqua che proviene da varie fonti Cambiamenti climatici globali
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  • INQUINAMENTO o Scarichi civili che versano nei fiumi materia organica in quantit tali da superare le potenzialit autodepurative dei corsi d'acqua. o Scarichi industriali che immettono nell'ambiente acquatico metalli pesanti e altre innumerevoli sostanze tossiche per gli organismi vegetali e animali, uomo compreso. o Fertilizzanti e pesticidi veicolati dalle acque di scolo provenienti dai campi coltivati, che provocano fenomeni di eutrofizzazione. o Piogge acide, ricaduta tramite pioggia di sostanze emesse da industrie e veicoli a motore e trasportate attraverso l'atmosfera.
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  • MESSAGGI DALLACQUA Un sorprendente messaggio ci giunge dall'acqua attraverso le ricerche di Masaru Emoto,...

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