Urto efficace

Da qualche mese un maschietto Egyptian Mau rende le mie giornate ancora più movimentate. Ci mancava pure l’impegno del micio. Ma come si fa a resistere al fascino del gatto dei Faraoni? Si chiama Isidoro, che significa “dono di Iside”, dea della mitologia egizia. Vorrei solo rimanesse cucciolo il più a lungo possibile per non incappare nella sindrome da nido vuoto, quando ai primi richiami se ne andrà a zonzo per accoppiarsi. E che dire degli spruzzetti pestilenziali con i quali cercherà di marcare il suo territorio? Pare che qualche gatto continui a produrli (in casa …) anche dopo la sterilizzazione, pratica consigliata dai più e ritenuta da altri un sopruso nei confronti dell’animale; questo ne uscirebbe meno litigioso con i suoi simili, ma anche con qualche problema di sovrappeso e alle vie urinarie, oltre che depauperato nella sua capacità di difesa.  Lo so, mi sto fasciando la testa prima di romperla, ma una soluzione bisognerà pur trovarla. Intanto mi dedico a tamponare altri problemi come …. gli odori della lettiera. Eh, già, fuori il mondo è pieno di pericoli, e un gattone nero semiselvatico non sopporta la presenza del cucciolo. Aspetto che cresca un pò perchè sappia difendersi, visto che è già stato attaccato; se non fossi intervenuta in tempo sarebbe già ritornato tra le braccia della dea Iside. E così, almeno per un pò, Isidoro dorme in casa nella sua cesta, rigorosamente lontana dai “servizi”. I gatti sono schizzinosi: non riposano vicino alla loro lettiera, tantomeno consumano i pasti in prossimità di questa. D’altra parte, noi forse al ristorante non cerchiamo di sederci sempre lontano dalla toilette? Costruiamo forse le case con bagno e cucina comunicanti? Certo che no! A dirla tutta, il gatto è costretto ad essere più esigente di noi; il motivo è semplice: sente troppi odori, di conseguenza quelli sgraditi gli danno più fastidio di quanto ne diano agli umani. Basti pensare che il gatto possiede circa 200 milioni di terminazioni olfattive, un numero molto maggiore di quelle del cane (che ne possiede dagli 80 ai 100 milioni a seconda della specie) e dei nostri miseri 5 milioni. Come mai madre natura ha dotato il Felis silvestris catus di tanto olfatto? Semplice: i segnali odorosi servono ai nostri amici per procacciarsi il cibo, fiutare la presenza di un rivale e in generale per comunicare. I segnali olfattivi sono fondamentali in tutto il mondo dei viventi, come illustrato nel post Un mondo di odori dell’autore di Continuo proceso de cambio.

La chimica delle comunicazioni feline

Mentre il cane azzanna istintivamente il boccone, di solito il gatto lo annusa per un tempo più o meno lungo persino quando è affamato. Questo comportamento così prudente è dovuto al fatto che le specie feline hanno una eccezionale sensibilità olfattiva per i composti azotati, cosa che consente loro di stabilire “a naso” – è il caso di dire! – se il cibo è andato a male o è ancora commestibile. Un altro comportamento peculiare del gatto – di cui i cani sono privi – è l’istinto di coprire l’urina e le feci. Non si tratta certo di una accortezza nei confronti del padrone che lo ospita: è appunto un comportamento istintivo, motivato dalla necessità di nascondere a eventuali predatori le proprie tracce “odorose” (le virgolette sono d’obbligo …). Non a caso il gatto che invece vuole manifestare la sua supremazia nei confronti di altri gatti lascia le feci scoperte per marcare il territorio. Tuttavia non è sufficiente un pò di terra per minimizzare il problema dei cattivi odori. Esistono in commercio vari tipi di lettiere studiate apposta. Di cosa sono composte? Ne esistono di vari tipi: ci sono lettiere a base di bentonite, un minerale argilloso di formula Al₂O₃ − 4SiO₂ − 4H₂O con alto potere assorbente; usata nelle lettiere agglomera (fa la “palla”) consentendo l’asportazione del rifiuto con la paletta. La bentonite è utilizzata anche nel compost organico. Più costosa è la lettiera di gel di silice, polimero del diossido di silicio SiO2. Il gel di silice è un ottimo disidratante (lo si trova anche nelle bustine deumidificatrici dei capi di abbigliamento appena acquistati), la cui azione si esplica tramite l’adsorbimento delle molecole d’acqua sulla sua superficie molto porosa. Il gel di silice si presenta in forma di perline semitrasparenti, ma nelle lettiere sono presenti anche dei granuli blu: si tratta del cloruro di cobalto che agisce come indicatore (è blu se anidro, rosa se idrato). Il gel di silice trattiene meglio gli odori e dura più a lungo; purtroppo Isidoro, attratto dal particolare aspetto delle perline e dal blu del cobalto …ci gioca; con quali risultati vi lascio immaginare. Mentre questi materiali assorbenti sono utili per mascherare gli odori, ne esistono altri che favoriscono la decomposizione dei rifiuti del gatto. Le soluzioni dei sali quaternari d’ammonio, ad esempio, sono spruzzate sulla lettiera dove, oltre ad esplicare azione antibatterica, favoriscono la decomposizione delle sostanze organiche presenti limitando a monte la formazione di cattivi e persistenti odori. Non a caso questo tipo di sali, di formula generale R₄N⁺ X^- (R è un radicale alchilico) sono usati per produrre detergenti ad azione disinfettante, possibile grazie alle loro peculiari proprietà battericide.

Ci sarebbero molte altre cose da dire, ma corro il rischio di dedicare l’intero articolo ai bisogni corporali dei mici quando l’ambito dei segnali olfattivi è molto, molto più esteso. I nostri piccoli amici lasciano impronte odorose anche quando noi non le percepiamo, ad esempio graffiando gli arredi o strofinandosi contro i muri. I gatti comunicano tra di loro principalmente per mezzo dei feromoni e delle posizioni del corpo. Le ghiandole contenenti i feromoni si trovano in numerosi punti sul corpo: tra i cuscinetti sulle zampe, sulla coda, tra le mammelle, attorno alla bocca e sulle guance (gli strusciamenti che a noi sembrano dei gesti d’affetto sono in realtà uno dei tanti modi per marcare il territorio, stesso motivo all’origine delle graffiature - che non servono solo per affilarsi le unghie e non sono dei dispetti!). Alcuni feromoni servono come allarme, inducendo l’animale alla fuga o a stare lontano da zone pericolose. I feromoni si depositano anche sulla saliva, nel materiale fecale e nell’urina; sono chimicamente persistenti, cioè durano a lungo anche in assenza del gatto. In generale l’effetto chimico dei feromoni agisce principalmente sullo stesso gatto che li ha emessi (ad esempio per auto-tranquillizzarsi in situazione di malattia o di stress psicologico), ad eccezione dei feromoni deputati all’allarme e ai messaggi di natura sessuale.

Attualmente sono stati evidenziati almeno cinque messaggi chimici mediati dai feromoni (F1-F5), di tre dei quali è nota la funzione. I feromoni sono costituiti per la maggior parte da composti organici semplici come acidi organici, aldeidi, chetoni, ammine, steroidi e terpeni. Sono secreti sotto forma di precursori – i proferomoni – spesso inattivi; questi, grazie a reazioni chimiche ad opera della flora batterica (ad esempio reazioni di esterificazione o di idrolisi),  vengono attivati e trasformati in feromoni, i quali possono esistere in forma libera o legati ad una proteina carrier che funge da “adesivo” fissandoli su un grande numero di supporti.

I feromoni e gli umani

E noi? Quanto siamo influenzati dalle molecole? Possiamo illuderci di poter decidere i nostri comportamenti al di là della biochimica, nella scelta del partner come nelle risposte emotive a situazioni di disagio o euforia; in realtà, sebbene non ce ne accorgiamo, comunichiamo anche noi con segnali di natura chimica, proprio come gli altri animali e gli insetti. Un promettente candidato al titolo di feromone umano è l’androstadienone, un composto appartenente alla famiglia degli steroidi: è stato dimostrato  che influenza l’emotività, le capacità cognitive e gli ormoni dello stress (variando ad esempio la concentrazione di cortisolo). Questo composto potrebbe ricoprire un ruolo non secondario nei cambiamenti dell’umore. Dei ricercatori hanno mescolato tracce di androstadienone con propilenglicole (lo stesso usato come antigelo nei motori delle macchine), ammantando ogni eventuale odore con olio essenzaile di chiodi di garofano; hanno poi esposto un primo gruppo di volontari alla miscela (annusando dei tamponi di garza impregnati), un secondo gruppo al solo solvente. I soggetti di entrambi i gruppi hanno poi compilato un lungo questionario; quelli esposti all’androstadienone erano percettibilmente molto più allegri durante i 15-20 minuti del test, stato d’animo confermato dall’impiego di tecniche di imaging cerebrale. Certo, attribuire l’umore a delle molecole suona come un insulto alla nostra complessità. Tuttavia la messaggeria chimica umana si sta dimostrando intricata tanto quanto i nostri codici comportamentali, e le prove a supporto dell’importanza della ”comunicazione molecolare ” tra umani sono in numero sempre maggiore. Lo studio dei possibili feromoni umani può essere molto fecondo oltre che appassionante; pensiamo alla psichiatria: non sono i farmaci con effetto psicotico delle molecole in grado di modificare la nostra neurochimica? Le loro controindicazioni derivano dalle carenze di queste molecole nel mimare gli effetti naturali di una situazione chimica  ”equilibrata” a livello cerebrale. Chissà che questo steroide non possa un domani rivelarsi un efficace antidepressivo.

Livelli di PBDE nei gatti domestici: sentinelle per gli umani?

Dai mici siamo partiti, ai mici ritorniamo. Girovagando qua e là ho letto i risultati di una ricerca che riporta anche la firma di Marta Venier, mia compagna di corso e ora ricercatrice all’Università dell’Indiana. Lo studio riguarda i nostri amici a quattro zampe: oltre che agli odori, i gatti domestici sono sensibilissimi ad una particolare classe di composti chimici, i cosiddetti difenileteri polibromurati (PBDE). I PBDE sono stati utilizzati per lungo tempo come ritardanti di fiamma, in quanto aumentano notevolmente la sicurezza anti-incendio di svariati tipi di arredo. Recentemente alcune ricerche hanno dimostrato che le concentrazioni di PBDE stanno crescendo rapidamente soprattutto nelle abitazioni statunitensi, ritrovandosi nei tessuti umani e nei fluidi corporei. I dati tossicologici sui PBDE sono stati associati ad effetti sulla tiroide, lo sviluppo, la riproduzione e la neurotossicità nei ratti, nei topi e nei pesci. Inoltre potrebbero essere cancerogeni. Alcuni ricercatori, tra cui la dottoressa Venier, hanno scoperto che le concentrazioni di PBDE presenti nei gatti domestici americani sono sostanzialmente più elevate di quelle negli umani, causando forme di ipertiroidismo felino. Sopra potete osservare la copertina del giornale Environmental Science & Technology nel quale è stato pubblicato lo studio, condotto in collaborazione con ricercatori veterinari del National Health and Environmental Effects Research Laboratory dell’EPA, l’Agenzia di Protezione Ambientale americana. In copertina è visibile il titolo: Elevated PBDE levels in pet cats: sentinels for humans? Nell’articolo è riportato, tra gli altri, il seguente grafico, nel quale si confronta la quantità di vari  difenileteri bromurati (BDE, è omesso il prefisso ”poli”) nei diversi tipi di cibo per gatti:

Dunque i gatti assumono questi composti bromurati non solo tramite il cibo, ma anche tramite l’inquinamento indoor delle abitazioni. La normale polvere in casa può essere infatti un’importante fonte di difenileteri bromurati dannosi per noi e ancora di più per i nostri piccoli amici. Negli USA il problema è particolarmente sentito, dato che questi composti sono stati rinvenuti nel latte materno in quantità 75 volte superiore a quella misurata nel latte proveniente da donne europee.

Suggerimenti per la didattica

I segnali odorosi del mondo animale inducono tutta una serie di considerazioni che possono rendere più piacevole e interessante lo studio della chimica, in particolare della chimica organica. Svariate molecole odorose (naturali e artificiali) possono essere utilizzate per un primo approccio con i gruppi funzionali, come mostrerò in un successivo articolo. Inoltre questo tipo di trattazione si presta particolarmente bene ad un approccio interdisciplinare. L’articolo sui livelli dei composti aromatici bromurati nei gatti può essere elaborato dall’insegnante che vuole tentare un primo approccio con la tossicologia, sfruttando l’interesse dei molti studenti che convivono con animali domestici. L’inquinamento da PBDE è inoltre un classico caso di inquinamento indoor, aspetto non sufficientemente trattato dentro e fuori le aule scolastiche; è infatti abbastanza diffusa la convinzione che l’ambiente domestico sia relativamente protetto dall’inquinamento al di fuori dell’abitazione. In realtà le nostre case possono presentare livelli di determinati inquinanti più alti di quelli rilevati esternamente.

Per approfondire i contenuti di questo articolo:

Articolo sull’ uso dei feromoni nella terapia comportamentale del gatto

Comunicato relativo allo studio dei livelli di PBDE nei gatti domestici (Università dell’Indiana) e relativo articolo.

Il profumo dei pensieri, articolo di Deborah Blum pubblicato su Le Scienze (ottobre 2011)

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