Gli enzimi sono molecole proteiche speciali che accelerano le reazioni chimiche. Ma perché il fegato dovrebbe contenere un enzima che aiuta a degradare il perossido di idrogeno? Perché il perossido di idrogeno si forma effettivamente come prodotto del metabolismo e può fare alcune cose sgradevoli. Può rompersi per produrre radicali idrossilici che attaccano importanti sostanze biochimiche come proteine e DNA. Per proteggersi, il corpo produce catalasi, l’enzima che decompone il perossido di idrogeno prima che possa formare radicali idrossilici.
In realtà, la formazione di perossido di idrogeno nelle cellule è un tentativo di il corpo per proteggersi da una sostanza ancora più pericolosa, il superossido.
L’ossigeno è un’arma a doppio taglio. Non possiamo farne a meno, ma accelera anche la nostra morte giocando un ruolo nell’invecchiamento Ecco cosa succede. Gli elettroni sono il “colla” che tiene insieme gli atomi in molecole e tutti i tipi di trasferimenti di elettroni si verificano tra le molecole quando si impegnano nelle numerose reazioni chimiche che avvengono nel nostro corpo tutto il tempo. A volte durante queste reazioni un elettrone viene trasferito all’ossigeno, convertendolo in uno ione “superossido” altamente reattivo che attacca e lacera altre molecole.
Ma abbiamo sviluppato un sistema di difesa, in questo caso un enzima chiamato “superossido dismutasi” che elimina il superossido convertendolo in perossido di idrogeno, che sebbene potenzialmente pericoloso, è meno pericoloso del superossido. Tuttavia, presenta un rischio ed è qui che entra in gioco la catalasi. Scompone il perossido in ossigeno e acqua. Ed è per questo che il perossido di idrogeno fa schiuma quando viene versato sul fegato.
Se hai mai usato il perossido di idrogeno per disinfettare un taglio, potresti aver notato anche delle bolle poiché il sangue può decomporre il perossido di idrogeno in ossigeno e acqua. Il catalizzatore questa volta non è un enzima, ma la porzione “eme” dell’emoglobina, il composto che trasporta l’ossigeno nei globuli rossi.
Il chimico svizzero Christian Friedrich Schonbein, meglio conosciuto per la sua scoperta del “guncotton” dopo aver usato il grembiule di sua moglie per pulire una fuoriuscita accidentale di acido nitrico e solforico, fu il primo a notare delle bolle quando il perossido di idrogeno veniva mescolato al sangue. Ha ragionato che se una macchia sconosciuta causava la formazione di schiuma durante il trattamento con perossido di idrogeno, probabilmente conteneva emoglobina ed era quindi probabile che fosse sangue. Introdotto nel 1863, questo è stato il primo test presuntivo per il sangue. Ma poiché il perossido di idrogeno tende a decomporsi lentamente da solo, la ricerca di bolle in più è stata un’impresa impegnativa.
Un miglioramento significativo è stato introdotto sotto forma di “test di Kastle-Meyer” che ha prodotto un cambiamento di colore nel presenza di emoglobina. Questa si basava sulla chimica della fenolftaleina, ben nota oggi agli studenti come indicatore acido-base. La fenolftaleina è incolore in acido ma assume un colore rosa intenso in una soluzione basica. In questo caso, però, la caratteristica importante è che la fenolftaleina può essere ridotta con lo zinco in fenolftalina incolore, che insieme a una base è presente nel reagente del test.
Nel normale processo, una goccia di alcol viene aggiunta a una macchia sconosciuta per dissolvere qualsiasi emoglobina che può essere presente, seguito dallo sfregamento con un tampone che è stato trattato con il reagente Kastle-Meyer. Una goccia di perossido di idrogeno viene quindi applicata al tampone. Se è presente l’emoglobina, il perossido di idrogeno si decompone per produrre ossigeno che a sua volta si ossida e fenolftalina a fenolftaleina. Poiché la soluzione è basica, si sviluppa un colore rosa che indica la presenza di sangue. Il test è molto sensibile, ma non è specifico per il sangue umano. Anche il sangue animale produrrà una reazione positiva così come gli agenti ossidanti come alcuni ioni metallici.
Questa reazione del perossido di idrogeno con l’emoglobina è anche la base del test “luminol” utilizzato dagli investigatori sulla scena del crimine per rilevare le tracce di sangue che potrebbe non essere affatto visibile. La tecnica consiste nello spruzzare l’area sospetta con una soluzione di luminolo e perossido di idrogeno. Se è presente sangue, il perossido produrrà ossigeno che reagirà con il luminolo per produrre un bagliore blu. Questa reazione fu notato per la prima volta nel 1928 dal chimico tedesco HO Albrecht e fu messo in pratica forense nel 1937 dallo scienziato forense Walter Specht.
Anche il sangue essiccato e decomposto dà una reazione positiva con il bagliore blu che dura per circa 30 secondi per applicazione. Il bagliore può essere documentato con una foto, ma per il rilevamento è necessaria una stanza abbastanza buia. La reazione è così sensibile che può rivelare macchie di sangue sui tessuti anche dopo che sono stati lavati. In un caso, un paio di lavati i jeans senza macchie visibili hanno dato un test positivo con luminol su entrambe le ginocchia.
Né il test di Kastle-Meyer né il test del luminolo possono identificare il cui sangue è coinvolto, ma una volta che una macchia è stata determinata essere sangue, è possibile estrarre tracce di DNA ed eseguire un’identificazione. Nell’esempio dei jeans, l’analisi del DNA è stata in grado di escludere il sangue proveniente dal proprietario dei jeans.
L’analisi del luminol ha degli svantaggi. La sua chemiluminescenza può anche essere innescata da una serie di sostanze come composti contenenti rame e agenti sbiancanti. Se i jeans fossero stati lavati con un detergente contenente un agente sbiancante, il sangue non sarebbe stato rilevato. I criminali consapevoli di questo sono stati conosciuti per cercare di lavare via le tracce del loro crimine con la candeggina. Il risultato è che la candeggina residua fa sì che l’intera scena del crimine produca il tipico bagliore blu, che mimetizza efficacemente qualsiasi macchia di sangue.
E se vuoi vedere un bagliore davvero impressionante, spruzza un pezzo di fegato con un luminol soluzione di prova. Non mangiarlo dopo.