Il Carnevale della Chimica # 15: La chimica dei farmaci

Il tema di questa edizione del Carnevale della Chimica, la # 15, è La Chimica dei farmaci.
Per gli uomini, in genere, niente è più importante della riproduzione e della nutrizione. Ma qualcosa ci si è avvicinato: la cura delle malattie è una di queste. All'interno della nutrizione, in quelle popolazioni pre-culturali o nelle popolazioni animali, è racchiusa sia la prassi dell'alimentazione che quella della manutenzione o della cura. Cura preventiva, se vogliamo. Questa pratica è comunemente diffusa nel regno animale, ognuno di noi l'ha osservata: chi ha un gatto o un cane, avrà osservato questi fenomeni, che non sono culturali come li intendiamo noi ma appartengono ai comportamenti ereditari della specie. Gli scimpanzè, vera e propria specie di confine tra quelle a comportamento ereditario puro e quella con comportamento culturale o appreso, sono stati osservati assumere foglie o piante con un basso apporto calorico ma dalle spiccate  caratteristiche di antiparassitari [Krief et al. 2005].
L'uomo, chiaramente, da questo punto di vista rappresenta l'unica eccezione. Un momento che segna uno spartiacque nella storia della terapia medica  può essere fatto risalire al 400 a.C. In quel periodo si impone una scuola sorta intorno a un grande studioso: Ippocrate. A lui e alla sua scuola si fa risalire De morbo sacro (Sulla malattia sacra) in cui si afferma:

Per quanto concerne la cosiddetta malattia sacra le cose stanno così: per nulla la ritengo più divina delle altre malattie o più sacra, ma anch'essa scaturisce da una causa naturale come le altre malattie.  Sono stati la perplessità e lo stupore a indurre gli uomini a crederla divina; perchè non assomiglia in nulla alle altre malattie.[1]

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E' il passaggio dal sacro al profano, dalla malattia come punizione alla malattia come perturbazione dell'equilibrio naturale dell'organismo. E quale malattia più dell'epilessia poteva assurgere a malattia sacra per eccellenza? Anche Gesù, 400 anni dopo Ippocrate, ancora  guarisce gli epilettici scacciando i loro spiriti maligni, a significare la persistenza di questa convinzione che resiste ancora oggi negli esorcismi. Ma non si creda che gli ippocratici fossero ostili alla religione. E' vero il contrario: ritengono che cercare di guarire le malattie ponendosi allo stesso livello degli dei sia offensivo; bisogna mettersi al di sotto e cercare la cura tra le cose  materiali, nella natura. 
L'esperienza è la vera guida del medico ippocratico: non la pratica magica e nemmeno le teorie scientifiche. E l'alimentazione è il metodo capace di guidare l'uomo lungo la strada della salute: la dieta non è soltanto l'elenco dei cibi permessi è la giusta misura, giusta misura che si ottiene con l'esperienza  che si materializza poi nella techne.
Dalla teoria dei 4 umori, caldo, freddo, umido e asciutto, che il medico ippocratico ritrova nel sangue, nel muco, nella bile gialla, e nella bile  nera, discende la diagnosi e può anche stabilirsi la terapia: la malattia è una perturbazione, il medico non deve fare altro che ripristinare l'equilibrio spezzato.
La dieta come base fondante della terapia medica è però opposta all'uso dei farmaci. Il pharmakon è, allo stesso tempo, pianta officinale e veleno o amuleto. Molti medici, come ad esempio Asclpeiade, ritengono che il farmaco  danneggi lo stomaco e contenga umori cattivi mentre altri invece, Pedanio Dioscoride, scrivono trattati di farmacologia. In Sulla Materia medica descriverà oltre 600 tra piante officinali e rimedi minerali o di origine animale, opera notevole se ancora nel XVI secolo, per lui che la scrisse nel 100 d.C., era usata come libro di testo.
Come non citare infine Galeno e lasciarvi, oltre che con il peso dei suoi studi anche con un suo racconto aneddotico riguardante antidoti e re: era prassi di reggenti e potenti, timorosi di essere assassinati (un po' come accade ai giorni nostri, i despoti hanno sempre paura di essere uccisi), cercare di acquisire un'immunità ai veleni provando tutti i farmaci che vantavano qualche successo. E ogni volta che pensavano di averne trovato uno lo univano a quelli già conosciuti per ottenere infine un antidoto universale contro tutti i veleni. La cosa andò oltre ogni rosea aspettativa e l'immunità ai veleni che raggiunse uno di questi re, Mitridate VI re del Ponto, fu tale che,  caduto nelle mani dei romani e non volendosi far catturare vivo, volle suicidarsi con del veleno ma non riuscendovi dovette ricorrere alla spada di un suo soldato.


Bene, questa era solo una piccola introduzione al tema di oggi,  la chimica dei farmaci, e alla constatazione di quanto siano stati importanti i farmaci nella storia dell'uomo e a quante discipline siano state coinvolte nella loro ricerca. Non c'è niente di meglio per spingerci a cercare la soluzione a qualcosa di un bel problema, a maggior ragione se quel problema riguarda la nostra salute. Con il pungolo del benessere e della cura l'uomo ha investigato questa cosa complessa che è un organismo vivente per cercare di conservare quella cosa cui tutti, in definitiva, riservano il valore più alto: la salute.  


E adesso la parola ai protagonisti. Un breve panegirico prima di iniziare. Ritengo sia doveroso ringraziare quanti si impegnano a scrivere articoli per i vari Carnevali. Anche quando non sono professionisti, l'impegno profuso ai fini  della correttezza di quanto scritto e della chiarezza espositiva li fa diventare quasi professionisti. Scrivere per i Carnevali è una specie di palestra, è formativo di per sè, educativo, propedeutico. Insomma, ci si allena giocando, tanto per usare una metafora sportiva. E dunque ribadisco il concetto e il ringraziamento a tutti quelli che dedicano parte del loro tempo a questa ricerca continua che è la conoscenza.

E a proposito di ricerca continua e conoscenza, il primo articolo arrivato è della professoressa Annarita Ruberto. Ha dedicato ben due blog ai suoi studenti, uno sulla matematica (Matem@ticamente) e l'altro sulle scienze (Scientificando), le due materie che insegna, allo scopo di rendere meno noioso e pesante lo studio ai suoi ragazzi, con tutta una serie di lavori rigorosi e stimolanti, divertenti e impeccabili dal punto di vista scientifico. Sono ammirabili tutti questi insegnanti, e ce ne sono parecchi anche qui, che con il loro impegno continuo provano a far germogliare il seme della curiosità (scientifica e non) nei loro studenti.

Annarita comincia con un esperimento gustoso: si tratta della formazione di caseina, presupposto per produrre un bel formaggio, attività che, a quanto si legge nei commenti, ha dato vita a un interessante spirito emulativo casalingo:  Attività Laboratoriale: Formazione Della Caseina E Formaggio Al Limone

Il secondo lavoro di Annarita è CHEMistry for Life: Galleria Di Esperimenti Virtuali Dedicati Alla Chimica.

Si tratta di un'iniziativa congiunta, organizzata da 16 centri scientifici e musei europei di tecnologia sotto l'egida di ECSITE (The European Network of Science Centres and Museums) e CISU (Chemical Industry Association for Scientific Understanding), una collaborazione all'interno del CEFIC, European Chemical Industry Council. Perchè fare è imparare e niente è meglio di un esperimento, fosse pure virtuale, per apprendere.

Interessante anche il prossimo articolo Elettrolisi: Scomponiamo L'Acqua Nei Suoi Elementi Chimici.

Un esperimento che ha sempre suscitato interesse nei ragazzi, ogniqualvolta l'ho proposto a scuola, è quello di scomporre l'acqua nei suoi elementi chimici, idrogeno eossigeno, grazie all'energia fornita da una pila. 

Interessante e utile, dunque. E il divertimento,  dove lo mettiamo? La scienza deve essere anche divertente. Detto fatto. Ecco un bel cartone animato del Cnr, Dorella E L'Effetto Serra | Cartoon Prodotto Dal CNR, anche se su un tema impegnativo come quello del surriscaldamento globale. Infine, non so se allo scopo di rendere più digeribile la scienza, spunta anche il bicarbonato: si tratta di fare alcune verifiche, e non c'è niente meglio di un prodotto di uso comune: Verifichiamo L’Efficacia Del Bicarbonato Di Sodio.

Il secondo arrivato è il topo di laboratorio (autodefinizione) Paolo Gifh de Il Chimico Impertinente. Paolo offre pezzi dal taglio scientifico, scritti con il rigore dell'esperto e la leggiadria dello scrittore consumato.L'argomento che affronta è spinoso, per sua ammissione, e riguarda etica e farmacologia: hanno ancora senso le sperimentazioni in vivo sugli animali? E' questa l'impegnativa domanda alla quale cerca di dare una risposta in  Le tre R del farmacologo etico.

La prossima articolista  si chiama Bruna  Vestri conosciuta anche  come LaperfidaNera del blog a tre Al tamburo riparato, ma di perfido, tanto per dire, non ha proprio niente. Bruna è un aggregato di grandi qualità,a cominciare dal luogo in cui vive. Bella forza, direte voi, ma non è senza importanza: lo deve infatti alla sua estrema sensibilità nei confronti di tutti gli esseri viventi, sia quelli vegetali che quelli animali, e alla estrema competenza dei suoi lavori, non escluse le sue meravigliose ricette. Il tema che affronta è ancora una volta legato a questioni etiche. Farmacologia e ricerca farmaceutica pongono continui dubbi e assilli morali: il metodo applicato dalla farmacologia nella ricerca dei farmaci è veramente il migliore, è esente da difetti? Attraverso puntuali ragionamenti ed esempi pertinenti Bruna insinua il benefico tarlo del dubbio in  Chimica salvavita? e  Ricerca etica? .

Giovane ma già esperto è il prossimo autore, Leonardo Petrillo, studente di fisica con la passione per la scienza e la musica del blog Scienza e Musica. Nell'articolo che invia al Carnevale affronta un tema

molto importante in campo medico: il cortisone.

In particolare, l'attenzione è focalizzata su 3 domande fondamentali:

1) cos'è il cortisone dal punto di vista chimico?

2) da chi è stato scoperto?

3) quali sono gli effetti collaterali che può comportare?

 E' quello che scoprirete leggendo Uno steroide importante, il cortisone.

Cosa c'è aspettarsi da chi intitola il proprio blog Science for passion? Come minimo che studi scienza per passione e con la stessa passione la insegni, e ne scriva. E infatti ne scrive, con passione. Parlo di un'altra professoressa, Tania Tanfoglio, con due articoli perfettamente in tema: Quattro chiacchiere sui farmaci, in cui parla degli ingredienti di un farmaco e, anche se non ci fornisce la ricetta, ci insegna molte cose.

Cosa contiene un farmaco? Che differenza c'è tra principio attivo ed eccipienti? Qual è la differenza tra dosaggio e posologia? 

Il post entra nel vivo con una carrellata che presenta i farmaci secondo la loro origine. Tra i farmaci di origine naturale, infatti, ne troviamo provenienti dal mondo vegetale, ma anche animale e minerale. Persino alcuni microrganismi ci aiutano a produrre farmaci. Naturalmente un medicinale può anche essere prodotto interamente in laboratorio oppure modificato, partendo da una sostanza naturale.

Infine, il post si conclude con un breve cenno al meccanismo d'azione di alcuni farmaci per spiegare come una molecola introdotta dall'esterno, possa indurre degli effetti sulle nostre cellule.

E di: Molecole chimiche ...naturali. L'origine della terapia medica è quella, le piante e i minerali. Tania ci guida alla scoperta

 di alcuni farmaci che trovano la loro origine in ricette che ci sono state fornite direttamente dalla natura: dalla salicina, al chinino, dalla digitale, all'atropina. Semplici esempi che, con la loro storia, ci insegnano un concetto importantissimo: anche le sostanze naturali possono avere effetti sull'organismo possono curarci o essere mortali e vanno utilizzate con prudenza.  

Carla Citarella, del blog  Atelier delle attività espressive, ci aveva abituati a straordinari pezzi sull'arte. Formidabili quelli su Vincent van Gogh, sull'Impressionismo, l'Espressionismo, veri e propri affreschi, precisi e puntuali, che spesso avevo condiviso da me. Ma non solo nell'arte dimostra la sua competenza Carla: in questo caso affronta con maestria l'arte fitoterapica, collocandola nella giusta prospettiva e investigando le sue lontanissime origini. E infatti

La fitoterapia, ovvero l'arte di conoscere, coltivare e riutilizzare le piante per scopi terapeutici, è una delle forme più antiche utilizzate. 

Già nell'Egitto venivano utilizzati rimedi a base di piante medicinali: 

dall'abbondanza di documenti archeologici, sappiamo che all'interno dei corpi mummificati, sono state ritrovate tracce di cipolla (antibatterica), spezie, e innumerevoli sostanze organiche tra cui cera vergine, resine vegetali e oli balsamici, ed altre sostanze come il Natron.

Queste e altre interessanti notizie e osservazioni in Arte, Fitoterapia e le sue radici. 

La vita frenetica moderna ci sottopone a stress che spesso ci assillano anche di notte, rendendoci necessario, a volte, qualche ausilio per godere del riposo notturno. No, non sto parlando del famoso liquore ma di una sostanza che anche i non-moderni avevano sentito la necessità di utilizzare: parlo dell'acido 5,5-dietulbarbiturico. E chi ce lo descrive con dovizia di particolari, andando a rivangare nel passato di un vecchissimo tubetto? Paolo Albert del blog Chimica sperimentale nell'articolo, non certamente soporifero (tutt'altro!) Il sonnifero della nonna.

Come avevo specificato nel bando di concorso (si, va beh...) non solo di farmaci si poteva parlare in questa edizione del Carnevale, ma anche di fitoterapici e integratori. Un altro che prende la palla fitoterapica al balzo è il biologo  Palmiro Poltronieri del blog Knedikly. Cosa sono questi Yakumi?

sono così detti nella cucina giapponese alcuni condimenti introdotti dopo l'anno mille dalla Cina, che facevano parte della medicina fitoterapica cinese.Oggigiorno, si usano per il loro aroma che si abbina a piatti specifici, spesso con il loro sapore danno il senso di una stagione, come i prodotti stagionali principali (i funghi-autunno; tofu-estate; ostriche-inverno).

Siete incuriositi? Ne volete sapere di più? Niente di più facile. 

Ancora un'insegnante e ancora una grande passione. Margherita Spanedda del blog Un po' di chimica, non si ferma davanti a niente pur di stimolare la curiosità dei suoi allievi. E infatti ha prodotto questo interessantissimo slideshow sulla MalAria: un ritratto doppio di un serial killer e del suo vettore. Non so se la sua vena letteraria può sfidare quella di Conan Doyle, quel che è certo è che con insegnanti così non si può non imparare.

Anche il prossimo autore è una giovane e interessante promessa: Gabriele Giordano del blog Era Futura. Nel suo articolo scomoda, niente po' po' di meno che un premio Nobel e la genetica, parlandoci di telomeri e longevità. Che abbia scoperto l'elisir di lunga vita? Ecco dove scoprirlo: Secretum vivacitas.

Mariano Tomatis del blog omonimo ci offre un articolo apparentemente poco adatto a palati raffinati o meglio, a nasi sensibili, ma che racchiude il suo perchè. E' notorio che in tempi nemmeno troppi lontani le umane creature erano inclini a manifestare pienamente e senza vergogna effluvi e rumori corporali e che le abitudini igieniche delle città del buon tempo andato non avrebbero passato un esame della Asl. E' quindi con il massimo della serietà scientifica che vi invito a leggere (odorare a vostra discrezione) questo epidemiologico:  Epidemiologia della scoreggia.

Franco Rosso, chimico, del sito Chimicare, uno che mangia pane e chimica, padre fondatore insieme a Gravità zero del Carnevale della Chimica ci invia questa nutrita serie di lavori molto professionali. Gli argomenti sono i più vari: si parte dal Tao, con implicazioni orientaleggianti

Credo siano note ormai un po’ a tutti, in oriente come nell’occidente contemporaneo, le molteplici declinazioni possibili dei concetti di Yin e Yang, che insieme costituiscono la suprema polarità del Tai-Chi e la cui complementarietà, compenetrazione, fusione, e contaminazione reciproca costituiscono la base della filosofia cinese ormai bimillenaria del taoismo, così come in una certa misura anche del confucianesimo. Dal punto di vista simbolico tutto questo è richiamato e visualizzato con estrema quanto efficace sintesi nel noto simbolo del T’ai Chi T’u, semplicemente noto come Tao. Cosa c'entra tutto questo con la chimica?

Siete curiosi? Allora: Il Tao della Chimica 1a e 2a parte. 

Ma non è finita qui. Chi, nell'arco della sua vita, non si è posto tutta una serie di domande tra l'esistenziale e il faceto? E che sia faceto e interessante lo dimostra già dal titolo: Come nasce un farmaco? Il lungo percorso della chimica in favore della salute. Perchè noi spesso ce ne scordiamo, ma dobbiamo molto alla chimica, 

Il processo che porta alla nascita di un nuovo farmaco è qualcosa di straordinariamente complesso e articolato anche solo da immaginare.

La necessità di ottenere composti sempre più efficaci e, soprattutto selettivi nei confronti di un determinato bersaglio e, di conseguenza, con un minor numero di effetti collaterali fa si che gli sforzi per fare arrivare nei cassetti delle farmacie nuovi principi attivi siano decisamente accresciuti negli ultimi tempi. La sfida oggi consiste nel progettare farmaci in grado di agire esclusivamente, o quasi, nei confronti di un bersaglio specifico e, possibilmente, caratterizzati da una elevata potenza a basse concentrazioni Dentro ad una piccola scatola ci sono anni e anni di ricerca, di prove sperimentali, di studi clinici e un enorme capitale: un investimento non da poco. In genere sono necessari almeno 10-12 anni prima che sia possibile disporre di un nuovo principio attivo sul mercato.

Come nasce un farmaco?

Domanda alla quale dà risposta Nicole Ticchi.

E per finire, un'ennesima dimostrazione dell'intreccio tra farmacologia e farmacognosia

Quando ad un ricercatore di un’industria farmaceutica viene chiesto di studiare una pianta che per tradizione viene riconosciuta come curativa, l’approccio che questi tiene è solitamente di tipo analitico-conoscitivo: egli cerca cioè di separare tutte le specie (sostanze) chimiche contenute nell’estratto della parte attiva della pianta (ad esempio nelle foglie, o nella radice, o nel frutto, ecc), quindi verifica quale sia la specifica molecola ad essere responsabile dell’azione medicinale, cerca di definirla nei minimi particolari strutturali, quindi prova a quantificarne il contenuto all’interno della pianta stessa.

Una storia straordinaria, raccontata con il piglio del grande esploratore: Dalla pianta medicinale al farmaco.

Al di là dei tempi regolamentari mi arriva questo contributo: potevo mai lasciarlo fuori? Domanda oziosa. Si tratta di Elisabetta Durante, giornalista scientifica, che affronta un tema molto sentito e che già abbiamo incontrato:

La questione dei test chimici sugli animali è più che mai aperta: il mondo animalista punta ad ottenerne la  completa e definitiva abolizione per ragioni etiche che prescindono dal loro valore scientifico. Ma l’orientamento generale è quello di limitarne il ricorso ai casi per i quali non esistono vie alternative: vie che però sembrano essere sempre più praticabili.

Intanto un primo passo può consistere nella banale distinzione tra test finalizzati a validare farmaci e test finalizzati a validare rossetti, mascara, saponi, shampoo ecc: in questo secondo caso ci sembra facile intervenire con una legislazione più rigida, tesa a bloccare quello che riteniamo un ingiustificato abuso. Ma siamo anche in molti a pensare  che una pubblicità incentrata sulla rinuncia a effettuare test sugli animali porterebbe grandi vantaggi ai produttori di cosmetici e detergenti, come dimostra il successo delle marche che hanno già imboccato questa strada.

C’è poi chi sostiene che ogni prova di tossicità e soprattutto di non tossicità delle sostanze chimiche cada col  passaggio dall’animale all’uomo: se ciò che è innocuo per l’animale può rivelarsi tossico per l’uomo, ecco che i test sugli animali diventerebbero addirittura controproducenti e rappresenterebbero un vero rischio per la salute dei consumatori. Sono già stati condotti studi interessanti su questo fronte (riferiti a benzene, amianto, metanolo e diossina), ma molti illustri esperti ne confutano le conclusioni e sostengono che i test sugli animali rappresentano ancora una pratica irrinunciabile.

Recentissimamente però è successo qualcosa di importante:  sono stati messi a punto, dopo una lunga serie di attività sperimentali, nuovi ed anzi rivoluzionari sistemi, il cui uso è in questi giorni fortemente raccomandato dall’European Union Reference Laboratory for Alternatives to Animal Testing (afferente al Joint Research Center, organismo di supporto alla politica europea  in materia di scienza e tecnologia).

Si tratta di tre nuovi metodi per la valutazione in vitro della  potenziale cancerogenicità di sostanze chimiche: gli esperti li considerano tanto innovativi ed efficaci da consentire subito una significativa riduzione dei test praticati sugli animali.

La sfida si sposta ora sul terreno della comunicazione, per informare, divulgare, diffondere, spiegare e promuovere.

Tutto quello che c'è da sapere è qui: EURL ECVAM issues recommendation on three alternative-to-animal testing methods for carcinogenicity.

Ah, dimenticavo: c'è pure questo lavoro di un grande curioso della natura, ma non so se il livello è all'altezza. So però che si impegna, diamogli fiducia: Chimica dei farmaci: la farmacocinetica. Dove si parla di cose chimiche, di sostanze chimiche, di reazioni chimiche, di escrezioni chimiche...

Siamo giunti al termine. Ringrazio tutti quanti per la disponibilità e la professionalità, e per l'eccezionale livello di tutti i lavori inviati. Prima di lasciarvi un doveroso reminder: la prossima edizione del Carnevale della Chimica, la # 16 del 23 aprile, si tiene dalla prof. Annarita Ruberto, sul blog Scientificando, e parlerà di un tema universale: La chimica del carbonio!

Fatevi sotto.

Elenco degli autori:


Annarita Ruberto
Paolo Gifh
Bruna Vestri
Leonardo Petrillo

Tania Tanfoglio
Carla Citarella
Paolo Albert
Palmiro Poltronieri
Margherita Spanedda
Gabriele Giordano
Mariano Tomatis
Franco Rosso
Nicole Ticchi
Elisabetta Durante
Paolo Pascucci

15 autori SE&O


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Sabrina Krief, Claude Marcel Hladik, Claudie Haxaire, Ethnomedicinal and bioactive properties of plants ingested by wild chimpanzees in Uganda, Journal of Ethnopharmacology, Volume 101, Issues 1–3, 3 October 2005, Pages 1-15, ISSN 0378-8741, 10.1016/j.jep.2005.03.024

[1] H. Koelbing, Storia della Terapia Medica, Ciba-Geigy Edizioni 1989