Di Kevin Beck Aggiornato il 30 agosto 2022
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I sei elementi della tavola periodica – carbonio, idrogeno, azoto, ossigeno, fosforo e zolfo – costituiscono il 97% del corpo umano. La loro abbondanza nella Via Lattea non è una coincidenza; siamo letteralmente polvere di stelle e questi elementi sono gli elementi costitutivi della vita. L'acronimo CHNOPS aiuta a ricordarli, sebbene non siano distribuiti uniformemente:alcuni si concentrano in particolari tessuti e organi.
Il carbonio è la spina dorsale della chimica organica. La sua capacità di formare legami covalenti singoli, doppi e tripli gli consente di connettersi praticamente con ogni altro elemento. Questa versatilità rende il carbonio il componente strutturale primario degli amminoacidi, gli elementi costitutivi delle proteine. Di conseguenza, le proteine ricche di carbonio costituiscono la struttura dei muscoli, degli enzimi, dei neuroni e praticamente di tutti i tessuti.
L'idrogeno, l'elemento più leggero, forma solo un singolo legame covalente ma partecipa a una serie sbalorditiva di molecole organiche. È parte integrante di carboidrati, lipidi e proteine e, insieme all'ossigeno, costituisce la maggior parte dell'acqua, la sostanza che costituisce più di due terzi della massa umana.
L’azoto, sebbene in gran parte invisibile come gas biatomico nell’atmosfera, è essenziale per la vita. È un costituente chiave degli aminoacidi e degli acidi nucleici. Il gruppo amminico (–NH2) che definisce ogni amminoacido contiene azoto. Nelle proteine, la catalisi guidata dall'azoto guida le reazioni biochimiche che costruiscono e mantengono i tessuti.
L'ossigeno è indispensabile per la respirazione cellulare ed è anche incorporato nell'acqua, nelle proteine e nei lipidi. Nel corso della storia della Terra, l'ossigeno atmosferico è aumentato da tracce a circa il 21% dell'aria, sottolineando il suo ruolo fondamentale nel sostenere la vita.
Il fosforo è vitale per le membrane cellulari e il trasferimento di energia. Forma il doppio strato fosfolipidico che definisce la struttura cellulare ed è la spina dorsale dell'ATP, la valuta energetica universale. Il fosforo contribuisce anche alla mineralizzazione delle ossa.
Lo zolfo è un elemento minore ma essenziale, presente negli aminoacidi cisteina e metionina. Supporta la stabilità strutturale delle proteine attraverso i legami disolfuro ed è fondamentale nel metabolismo microbico, inclusa la fotosintesi a base di zolfo.
Insieme, questi sei elementi sono alla base di ogni funzione biologica:dal DNA che trasporta il nostro codice genetico all’ATP che alimenta le nostre cellule. Comprendere CHNOPS offre una finestra sulla chimica che rende possibile la vita.
