Deteminat - Robert M. Sapolsky (De unde provine intenția?)

 

De unde vine intenția?

Vă punem în față două butoane; trebuie să apăsați pe unul din ele. Vi se dau doar informații vagi despre consecințele apăsării pe fiecare buton, în afară de faptul că, dacă alegeți butonul greșit, vor muri mii de oameni. Acum alegeți.

 

Niciun sceptic față de liberul-arbitru nu insistă că uneori îți formezi intenția, înclini să apeși pe butonul potrivit și brusc moleculele din corpul vostru vă reped determinist în direcția contrară, făcându-vă să apăsați pe celălalt buton.

Punem prima versiune a întrebării de unde provine acea intenție: ce informații senzoriale care circulă prin creierul vostru (inclusiv cele de care nu sunteți conștienți) în secundele până la minutele anterioare au contribuit la formarea acelei intenții?

Unele exemple de intenții influențate de stimuli aparent irelevanți au fost studiate deosebit de atent.

Există un studiu amuzant în care subiecții au fost făcuți să se simtă inconfortabil (punându-i să stea cu mâna în apă cu gheață) sau dezgustați (cerându-le să-și afunde mâinile acoperite de niște mănuși subțiti într-o imitație de vomă). Subiecții au recomandat apoi pedepse pentru violarea unor norme de curățenie (de exemplu, ”John a frecat cu periuța cuiva pardoseala dintr-o toaletă publică”) sau a unor norme nelegate de curățenie (de exemplu, ”John a zgârâiat mașina cuiva cu cheia”). Dezgustați de falsa borâtură, dar nederanjați de apa rece ca gheața, subiecții au fost înclinați să propună pedepse mai severe în cazul nesocotirii normelor de curățenie.

Cum poate un miros dezgustător sau o senzație tactilă să modifice niște evaluătri morale fără legătură cu ele? Fenomenul implică o regiune cerebrală numita insula (având și denumirea de cortex insular). La mamifere este activată de mirosul sau gustul unei mâncări râncede, care declanșează automat scuiparea alimentului și versiunea de vomă a speciei. Astfel, insula mediază dezgustul olfactiv și gustativ și previne intoxicația alimentară, un lucru util în procesul de evoluție.

Dar adaptabila insulă umană reacționează totodată la stimuli pe care îi considerăm moralmente dezgustători. Funcția ”mâncarea asta e stricată” a insulei mamiferelor are probabil o vechime de 100 de milioane de ani. Mai târziu, acum câteva zeci de mii de ani, oamenii au inventat constructe precum moralitatea și dezgustul față de încălcarea normelor morale. Este un timp prea scurt ca să fi evoluat o nouă regiune cerebrală care ”să facă” dezgustul moral. În schimb, dezgustul moral a fost adăugat în portofoliul insulei; după cum se spune, în loc să inventeze, evoluția cârpește, improvizând (elegant sua altcumva) cu ceea ce are la îndemână. Neuronii din insula noastră nu deosebesc mirosurile dezgustătoare de comportamentele dezgustătoare, ceea ce implică metafore în care dezgustul moral îți lasă în gură un gust rău, îți face scârbă ori îți provoacă nevoia să verși. Simți ceva dezgustător, câh... și inconștient îți trece prin minte gândul că este dezgustător și rău când acei oameni fac X. Și odată activată în acest fel, insula activează apoi amigdala, o regiune cerebrală cu rol central în frică și agresivitate.

Întrebați un subiect: hei, în chestionarul din săptămâna trecută erai de acord cu comportamentul A, dar acum (în această cameră urât mirositoare) nu mai ești. De ce? Nu vă vor explica cum mirosul le-a derutat insula și i-a făcut să fie mai puțin înclinați spre relativism moral. Ei vor pretinde că au fost influențați de o recentă intuiție, de un fictiv liber-arbitru și de inflamarea intenției conștiente să decidă că acel comportament A nu era, la urma urmei, în regulă.

Nu numai dezgustul senzorial poate să ne modeleze intenția în secunde până la minute; o poate face și frumusețea. Vreme de milenii, înțelepții au proclamat că frumusețea exterioară reflectă bunătatea lăuntrică. Deși nu mai putem afirma deschis acest principiu, ideea că frumusețea este bună ne influențează inconștient; oamenii atrăgători sunt apreciați a fi mai cinstiți, mai inteligenți și mai competenți; au șanse mai mari să fie aleși ca angajați, cu salarii mai mari; este mai puțin probabil să fie condamnați pentru comiterea unei infracțiuni, iar dacă sunt, primesc sentințe mai blânde. Doamne, nu poate creierul să deosebească frumusețea de bunătate? Nu neapărat. În trei studii diferite, în condiții de scanare a creierului, subiecții au alternat între aprecierea frumuseții unui lucru (de exemplu, a fețelor) sau bunătatea unui comportament. Ambele tipuri de evaluare au activat aceeași regiune cerebrală (cortexul orbitofrontal, sau COF); cu cât mai mult frumos sau bine, cu atât o activare mai intensă a COF (și o mai slabă activare a insulei). E ca și cum emoțiile irelevante stârnite de frumos amorțesc contemplarea cerebrală a talerelor justiției. De unde provine intenția din spatele deciziei? Iată sursa: creierul nu a avut timp suficient ca să dezvolte prin evoluție circuite separate de evaluare a moralității și esteticii.

Mai departe, vreți să măriți probabilitatea ca un ins să aleagă să se spele pe mâini? Cereți-i să descrie un lucru josnic și imoral pe care l-a făcut. Subiecți să spună o minciună evaluează produsele de curățat (nu pe cele fără legătură cu igiena) ca fiind mai dezirabile decât apreciază cei cărora li s-a cerut să fie sinceri. Un alt studiu a arătat o remarcabilă specificitate somatică, când minciuna exprimată oral (prin voice mail) a sporit dorința de apă de gură, în vreme ce minciuna exprimată cu mâinile (pe e-mai) a făcut mai dezirabili dezinfectanții pentru mâini. Un studiu de neuroimagistică a arătat că, atunci când micniuna spusă oral crește preferința pentru apă de gură se activează o parte diferită a cortexului senzorial decât când minciuna este tastată pe e-mail, care intensifică dorința de dezinfectanți pentru mâini. Neuronii cred realmente că gura sau respectiv mâinile voastre sunt murdare.

Așadar sentimentul că suntem moralmente murdari ne stârnește dorința de a ne curăța. Primii oameni de știință care au raportat acest fenoment general l-au numit poetic ”efectul Macbeth”, după Lady Macbeth, care se spăla pe mâini voind să îndepărteze acea imaginară și blestemată pată  de sânge cauzată de natura ei criminală.

Descoperiri deosebit de interesante privind introcepția sunt legate de foame. Un studiu des remarcat sugerează că foamea ne face mai puțin iertători. Concret, din peste 1 000 de decizii judecătorești, cu cât a trecut mai mult timp de când au mâncat judecătorii, cu atât a fost mai puțin probabil să le acorde condamnaților eliberarea condiționată. Alte studii arată de asemenea că foamea schimbă comportamentul prosocial. ”Schimbări” – scăderea prosociabilității, ca în cazul judecătorilor, sau aplimificarea ei? Depinde. Foamea pare să aibă efecte diferite asupra subiecților privind cât de miloși vor fi față de cât de miloși sunt efectiv, sau când subiecții au una sau mai multe șanse de a fi obraznici sau amabili într-un joc economic. Dar, ideea esențială, oamenii nu se referă la nivelul glicemiei lor când explică de ce, să zicem, au fost amabili acum, și nu mai devreme?

Judecățile, deciziile și intențiile noastre sunt modelate și de informațiile senzoriale venite din corpurile noastre (de exemplu, senzații interoceptive). Gândiți-vă la un studiu despre confuzia insulei între dezgustul moral și cel visceral. Dacă vă aflați vreodată pe o navă care navighează pe ape agitate și vomați peste balustradă, cu siguranță va apărea cineva clătinându-se care vă va spune sigur de sine că se simte minunat fiindcă a mâncat niște ghimbir, care liniștește stomacul. În acel studiu, subiecții au judecat incorectitudinea încălcării unor norme (de exemplu, un lucrător de la morgă atinge ochii unui cadavru când nu îl vede nimeni; consumul de alcool într-o toaletă nouă); consumul anterior de ghimbir înmoaie dezaprobarea. Interpretarea? În primul rând, auzind despre atingerea nepermisă a ochiului, stomacul vi se chircește, din cauza bizarei voastre insule. Creierul decide apoi sentimentele voastre legate de acel comportament bazându-se parțial pe severitatea reacției stomacale – cu cât se chircește mai puțin, datorită ghimbirului, cu atât gestul mojic al salariatului de la morgă nu mai pare atât de rău.

Cu alte cuvinte, în timp ce stăm acolo pe scaun, hotărând pe care buton să apăsăm cu presupusă intenției liber aleasă, suntem influențați de mediul nostru senzorial – un miros urât, un chip frumos, senzația de vomă, un stomac care chiorăie, un ritm cardiac accelerat. Dezmint toate acestea liberul-arbitru? Nu – efectele sunt de regulă slabe și survin doar la subiectul mediu, cu o mulțime de indivizi care sunt excepții. Aceasta este numai primul pas către înțelegerea sursei din care provin intențiile.

Alegerea pe care ați făcut-o aparent liber în cazul apăsării pe butonul care înseamnă viață-sau-moarte poate fi de asemenea influențată de evenimente din minutele până la zilele precedente. Ca unul din cele mai importante trasee, gândiți-vă la numeroasele tipuri de hormoni din circulațai noastră sangvină – fiecare secretat în moduri diferite și afectând creierul în variate feluri de la un individ la altul, totul petrecându-se fără controlul și conștiința noastră. Să începem cu unul din suspecții de serviciu când vorbim despre hormonii care influențează comportamentul, și anume testeosteronul.

Ei bine, testeosteronul (T) provoacă agresivitate, astfel încât, cu cât este mai ridicat nivelul de T, cu atât mai probabil să luați decizia mai agresivă.

Creșteți nivelul de T la un maimuțoi și el devine mai agresiv față de maimuțele deja situate mai jos în ierarhia dominației, în vreme ce se poartă la fel de servil față de cei care îi sunt superiori. T face mai reactivă amigdala, dar numai dacă neuronii ei sunt deja stimulați după ce au văzutm să zicem, figura unui străin. În plus, T scade pragul agresivității cel mai spectaculos la indivizii deja predispuși la agresivitate.

Hormonul tulbură și judecata, sporind probabilitatea să interpretați o expresie facială neutră ca fiind amenințătoare. T vă predispune spre acțiuni mai riscante și mai impulsive, întărind capacitatea amigdalei de a activa direct comportamentul (și slăbind capacitatea cortexului frontal de a-l țină în frâu). În sfârșit, vă face mai puțin generoși și mai preocupați de propriile interese în, de exemplu, jocuri economice, precum și mai puțin empatic și încrezător față de străini.

Testeosteronul nu este singurul hormon care poate să influențeze intențiile voastre de a apăsa pe buton. Mai este oxitocina care intensifică atașamentul mamei față de pui (și intensifică legătură dintre om și câine). Hormonul înrudit numit vasopresină îi face pe masculi mai paterni la rarele specii în care masculii contribuie la creșterea puilor. Aceste specii au de asemenea tendința să formeze cupluri monogame; oxitocina și vasopresina întăresc atașamentul atât la femele, cât și la masculi. Speciile monogame sunt genetic predispuse spre concentrații mai mari ale receptorilor de vasopresină din partea dopaminergică de ”recompensă” din creier (nucleul accumbens).

Oxitocina și vasopresina au efecte care sunt în opoziție totală cu cele cauzate de T. Ele scad excitabilitatea din nucleul amigdalian, făcând rozătoarele mai puțin agresive și oamenii, mai calmi. Amplificați experimental nivelurile voastre de oxitocină și cresc șansele să fiți generoși și încrezători într-un joc competitiv.

Ca o chichiță enorm de mișto, oxitocina nu ne face afectuași, calmi și prosociali față de oricine. Numai față de membrii grupului din care facem parte, oameni care sunt considerați ca Noi. Într-un studiu, în vreme ce oxitocina i-a făcut pe membrii unei echipe mai cooperanți într-un joc competitiv, după cum era de așteptat, i-a făcut preventiv mai agresivi față de adversari. Hormonul poate chiar să amplifice bucuria răutăcioasă stârnită de ghinionul străinilor.

Astfel, hormonul ne face mai cordiali, mai generoși, empatici, încrezători, iubitori... față de oamenii care îi socotim ca alcătuind comunitatea din care facem parte – Noi. Dar, dacă avem de-a face cu unul dintre Ei, care arată, vorbește, mănâncă, se roagă, iubește altfel decât noi, nu ne mai arde de cântece frățești.

O ultimă categorie de hormoni. Când organismul este stresat, fie că este mamifer, pește, pasăre, reptilă sau amfibian, secretă din glanda suprarenală niște hormoni, numiți glucocorticoizi, care, în linii mari, fac corpului aceleași lucruri în toate cazurile. Ei mobilizează energia din locurile în care este înmagazinată în corp, precum ficatul sau celulele grase, care alimentează mușchii solicitați – foarte utili dacă sunteți stresați pentru că, să zicem, un leu încearcă să vă mănânce sau dacă sunteți acel leu și veți muri de foame dacă nu prindeți nicio pradă. Urmând aceeași logică, glucocorticoizii ridică tensiunea arterială și măresc pulsul, furnizând energie acelor mușchi care, mișcându-se mult mai repede, vă salvează viața. Ei suprimă fiziologia reproductivă – nu irosiți energie, să zicem, declanșând ovulația, dacă fugiți ca să scăpați cu viață.

În condiții de stres, glucocorticoizii aduc modificări în creier. Neuronii din amigdale devin excitabili, activând mai viguros ganglionii bazali și perturbând cortexul frontal – toate conducând la reacții rapide, habituale, de redusă acuratețe a estimării lucrurilor care se întâmplă. Glucocordicoizii au efecte previzibile asupra comportamentului în condiții de stres. Judecățile devin mai impulsive. Dacă aveți o reacție agresivă, deveniți și mai agresivi, dacă sunteți anxioși, anxietatea voastră să accentuează, idem dacă sunteți depresivi. Deveniți mai puțin empatici, mai egoiști în luarea deciziilor morale.

Așadar trei clase diferite de hormoni lucrează preț de câteva minute până la câteva ore să modifice decizia pe care o luați. Acest fapt doar zgârâie suprafața; căutați pe Google ”lista hormonilor umani” și veți găsi mai bine de 75, majoritatea influențând comportamentul.

 

            Din punct de vedere structural și funcțional, creierul este maleabil. Sinapsele pot să devină permanent mai excitabile, sporind șansele de a transmite un mesaj de la un neuron la următorul. Perechi de neuroni pot să formeze sinapse cu totul noi sau să le decupleze pe cele deja existente. Ramificațiile dentritelor și axonilor se pot extinde sau se pot restrânge. Neuronii pot să moară; alții se nasc. Regiuni cerebrale particulare se pot lărgi sau atrofia atât de spectaculos încât se pot vedea schimbări la o scanare a creierului.

Există neuroplasticitate relevantă pentru liberul-arbitru. Dezvoltarea unor tulburări de stres posttraumatic în urma unor traume transformă amigdala. Numărul sinapselor crește odată cu extinderea circuitelor prin care amigdala influențează restul creierului. Mărimea totală a corpului amigdalian crește și acesta devine mai excitabil, cu un prag mai înalt de declanșare a fricii, anxietății și agresivității.

Avem apoi hipocampusul, o regiune cerebrală cu rol central pentru învățare și memorie. Dacă suferiți decenii de depresie, hipocampusul se atrofiază, perturbând învățarea și memoria. Din contra, experimentați două săptămâni de creștere a nivelurilor de estrogen (de exemplu când sunteți în faza foliculară a ciclului vostru de ovulație), și hipocampusul se va întări. La fel, dacă vă place să faceți cu regularitate exerciții fizice ori dacă sunteți stimulat de un mediu incitant.

În plus, schimbările induse de experiență nu se limitează doar la creier. Stresul cronic lărgește glandele suprarenale, care pompează apoi mai mulți glucocorticoizi, chiar dacă nu sunteți stresat. Paternitatea reduce nivelurile de testeosteron; cu cât sunteți mai grijuliu cu copilul, cu atât scăderea este mai mare.

Ca să vedeți cum stau lucrurile privind cât de improbabil este ca forțele biologice subterane să vă influențeze comportamentul timp de săptămâni până la câteva luni – intestinul vostru este plin de bacterii, majoritatea ajutându-vă să digerați hrana. ”Plin de” este o subestimare – există în intestinul vostru mai multe bacterii decât toate celulele din propriul corp, de sute de tipuri diferite, la un loc cântărind mai mult decât creierul vostru. Ca domeniu de dezvoltare rapidă, compoziția diferitor specii de bacterii din intestinul vostru din săptămânile precedente vor influența lucruri precum apetitul și poftele alimentare... și modelele de exprimare ale genelor din neuronii voștri... și înclinația spre anxietate și ferocitatea cu care se răspândesc în creierul vostru unele boli neurologice. Eliminați (cu antibiotice) bacteriile intestinale ale unui mamifer și transferați în el bacteriile dintr-un alt individ și îi veți fi transferat aceste efecte comportamentale. Acestea sunt în cea mai mare parte efecte subtile, dar cine s-ar fi gândit că bacteriile din intestinul vostru influențează ceea ce voi confundați cu liberul-arbitru?

Adolescența

La începutul adolescenței, creierul este o aproximație destul de exactă a versiunii adulte, având densitățile adulte de neuroni și de sinapse și procesul de mielinizare a creierului aproape încheiat. Cu excepția unei regiuni cerebrale care, uimitor, nu se va maturiza timp de un deceniu. Regiunea? Cortexul frontal, bineînțeles. Maturizarea acestei regiuni rămâne mult în urma restului cortexului – într-o oarecare măsură la mamifere și spectaculos la primate.

O parte din maturizarea întârziată este simplă. Începând cu formarea fetală a creirului, are loc o constantă creștere a mielinizării spre nivelurile adulte, inclusiv cortexului frontal, dar cu o enormă întârziere. Dar tabloul prezintă diferențe majore când avem în vedere neuronii și sinapsele. La începutul adolescenței, cortexul prefrontal are mai multe sinapse decât la un adult. Adolescența și tinerețea precedează la tăierea sinapselor din cortexul frontal care se dovedesc de prisos, prăpădite sau de-a dreptul greșite, astfel încât regiunea devine progresiv mai curată și mai eficientă.

Așadar cortexul frontal – cu rolurile sale în funcția executivă, planificarea pe termen lung, amânarea satisfacției, controlul impulsurilor și reglarea emoțională – nu este pe deplin funcțional la adolescenți. Hm, ce resupuneți că explică acest fapt? Aproape tot ceea ce este specific adolescenței, mai ales dacă se adaugă tsunamiurile de estrogen, progesteron și testeosteron care inundă atunci creierul. Un cumul colosal de pofte și activări, constrânse de cele mai fragile frâne ale cortexului frontal.

Dacă sunteți adult, experiențele voastre din adolescență de traume, stimulare, iubire, eșec, respingere, fericire, disperare, acnee – tot tacâmul – vor juca un rol neobișnuit de important în construcția cortexului frontal. Bineînțeles, enorma varietate de experiențe din adolescență va contribui la producerea unor cortexuri frontale enorm de variate la vârsta adultă.

Este imprtant să ținem minte o implicație fascinantă a maturizării întârziate. Prin urmare, odată ce cortexul frontal este ultima parte a creierului care se dezvoltă, este o regiune cel mai puțin modelată de gene și cel mai mult modelată de mediu. Este în mod intrinsec un proiect de construcție mai dificil decât restul cortexului? Sunt acolo neuroni specializați, neurotransmițători unici în acea regiune mai dificil de sintetizat, sinapse deosebite atât de sofisticate încât necesită manuale groase de contrucție? Nu, practic nimic din toate acestea.

Cortexul frontal s-ar dezvolta mai rapid dacă ar putea. În schimb, întârzierea a evoluat activ, a fost selectată de evoluție. Decă această regiune cerebrală cu rol central în a face lucrul corect când acesta este lucrul cel mai greu de făcut, nicio genă nu poate să precizeze care este lucrul corect. Asta trebuie să se învețe pe calea lungă și grea a experienței.

Trebuie să învățăm raționalizările și ipocriziile culturii noastre. În vreme ce maturizarea frontocorticală se încheie odată cu pubertatea la alte primate, noi avem nevoie de încă un deceniu. Acest fapt sugerează ceva remarcabil – programul genetic al creierului uman a evoluat să elibereze pe cât de mult cu putință cortexul frontal de gene.

Сopilăria

Mergând mai departe în copilărie, sunt elemente ample de construcție a tot ceea ce se găsește în creier, un proces de creștere lină a complexității circuitelor neuronale și mielinizării. În mod firesc, în paralel se constată o creștere a complexității comportamentale. Are loc maturizarea capacităților de raționament, a cogniției, a afectelor  relevante deciziilor morale. Se maturizează empatia (crescând capacitatea de empatizare cu starea emoțională mai degrabă decât cu cea fizică a cuiva, suferința abstractă, cu ceea ce copilul nu a trăit el însuși). Se matrizează și stăpânirea impulsurilor. Vorbind despre ceea ce ne interesează, trebuie să vă întrebați de unde provin diferențele individuale de maturizare, cât de mult putem controla acest proces și cum contribuie la geneza persoanei voastre, în timp ce priviți butoanele. Ce fel de influențe afectează maturizarea? O listă cu suprapuneri a celor mai obișnuiți suspecți, formulate incredibil de sumar

1.      Stilul parental, desigur. Există stilul parental autoritativ, care supune copilul unor înalte cerințe și așteptări, asociat cu multă flexibilitate în satisfacea nevoilor copilului; acesta este de obicei stilul spre care aspiră părinții nevrotici din clasa de mijloc. Există apoi stilul parental autoritar (cerințe mari, receptivitate scăzută – ”Fă așa pentru că am spus eu”), stilul permisiv (cerințe joase, receptivitate înaltă) și stilul parental neglijent (cerințe joase, receptivitate redusă). Și fiecare tinde să producăă un tip diferit de adult.

2.      Socializarea în anturajul celor de-o seamă, diferiți camarazi modelând diferite comportamente cu o forță de atracție variabilă. Oamenii au inventat un mod inedit de transmitere a informației de la o generație la următoarea, în care un expert adult – adică un profesor – direcționează cu intenție informația spre cei tineri. Din contra, în rândul primatelor se obișnuiește ca puii să învețe urmărind ce fac semenii lor un pic mai mari.

3.      Influențe ambientale. Este sigur parcul din vecinătate? Sunt în cartier multe librării sau baruri? Este ușor să cumperi mâncare sănătoasă? Care este rata infracționalității? Toate cele obișnuite.

4.      Credințe și valori culturale, care influențează toate celelalte categorii. Variabilitatea culturală a riturilor de trecere fățișe ori tainice, felul lăcașelor de cult, dacă puștii aspiră să câștige o mulțime de medalii de merit sau, dimpotrivă, să devină dibaci în hărțuirea membrilor altor grupuri.

O listă cât se poate de simplă. Și, bineînțeles, există o grămadă de diferențe individuale între tiparele infantile de expunere hormonală, nutriție, sarcină patogenă și așa mai departe. Toate converg spre producerea unui creier care trebuie să fie unic. Întrebarea colosală devine atunci cum se face că niște copilării diferite produc niște adulți diferiți? De exemplu, un studiu care a examinat peste un milion de indivizi din China și Statele Unite a arătat efectele creșterii în condiții de vrem blândă (adică mici fluctuații în jurul temperaturi de 23 de grade Celsius). Acești copii sunt în medie mai individualiști, extravertiți, deschiși față de experinețe noi. Explicația probabilă: lumea este un loc mai sigur, mai ușor de exploarat în copilărie, când nu ești nevoit să petreci perioade din an apăsat de teama că ai putea să mori de frig ori să fii lovit de arșiță când ieși afară, când venitul mediu este mai mare, ca și stabilitatea alimentară. Iar magnitudinea efectului nu este neglijabilă, fiind egală sau mai mare decât efectele cauzate de vârstă, gen, PIB-ul țării, densității populației și mijloacelor de producție.

Legătura dintre clima blândă din copilărie și personalitatea adultă poate fi încadrată biologic în modul cel mai instructiv – prima influențează tipul de creier pe care odată ce l-ați construit îl veți duce cu voi la maturitate. De exemplu, un stres accentuat în copilărie, prin intermediul glucocorticoizilor, construcția cortexului frontal, producând un adult mai puțin capabil se lucruri utile precum controlul impulsurilor. Expunerea masivă la testeosteron la o vârstă fragedă determină formarea unei amigdale foarte reactive, producând un adult care este mai puțin probabil să reacționeze agresiv la provocări.

            Elementele de bază ale modului în care se întâmplă acest lucru gravitează în jurul domeniului foarte la modă al ”epigeneticii”, care dezvăluie cum experința timpurie din viață cauzează modificări de durată în manifestarea genelor în anumite zone particulare ale creierului. Cunoștințele despre bazele epigeneticii ale acestui fenomen s-au acumulat cu o viteză amețitoare, arătând, de exemplu, cum unele schimbări epigenetice din creier au consecințe multigeneraționale (de exemplu, ajutându-ne să explicăm de ce faptul că ai fost o rozătoare, o maimuță sau o ființă umană abuzată în copilărie sporește șansele de a fi un părinte abuziv). Doar ca să arătăm scara complexității epigenetice în peste 1 000 de gene care se manifestă în cortexul frontal la progeniturilor.

            Dacă doriți să comprimați variabilitatea tuturor acestor fațete ale influențelor din copilărie pe o singură axă, ar fi ușor de făcut – cât de norocoasă a fost copilăria de care ați avut parte? Acest fapt colosal de important a fost formalizat într-un scor de Experință Infantilă Adversă (ACE). Ce contează ca experiențe adverse în această măsură? O listă logică:

 

            Pentru fiecare din aceste experințe primești un punct pe listă, cei mai nenorocoși având scoruri de inimaginabil zece, iar cei ma norocoși jubilând în jurul scorului zero.

Pentru fiecare pas în sus în scorul ACE al unui individ, are loc o creștere de aproximativ 35 % a probabilității comportamentului antisocial al adultului, inclusiv cu forme de violență; cogniție precară la nivel frontocortical; probleme de control al impulsurilor; consum de droguri; graviditate în adolescență, sex neprotejat și alte comportamente riscante; și o sporită vulnerabilitate față de depresie și tulburări anxioase. A, pe deasupra o sănătate șubredă și o moarte timpurie.

            Ați obține aceeași poveste dacă ați inversa abordarea cu 180 de grade. În copilărie, v-ați simțit iubit și în siguranță în sânul familiei? Ați avut parte de o bună modelare a sexualității? Era cartierul vostru ferit de infracționalitate, membrii familiei erau mintal sănătoși, având un statut socioeconomic stabil și solid? Ei bine, v-ați îndrepta spre un scor înalt de RLCE (Experineță Infantilă Ridicol de Norocoasă), prevestind tot felul de importante rezultate bune.

Așadar, în esență, fiecare aspect din copilăria voastră – bun, rău sau intermediar – factori asupra cărora nu exercitați niciun control au sculptat creierul adult pe care îl aveți. Iată un alt factor pe care nu îl puteți controla: dat fiind caracterul aleatoriu al lunii de naștere, unii copii pot să fie cu până la șase luni mai mici decât media grupului de seama lor. În mod tipic, țâncii de grădiniță născuți mai devreme, de exemplu, sunt mai avansați din punct de vedere cognitiv. Consecința: primesc mai multă atenție și laude din partea educatoarelor, astfel în cât, ajunși în clasa întâi, vantajul lor este și mai mare, la fel și în clasa a doua ... În Regatul Unit, unde data limită pentru admitere este 31 august, acest ”efect relativ al vârstei” produce o asimetrie majoră a realizărilor educaționale.

            Invalidează rolul copilăriei liberul-arbitru? Nu – date precum scorurile ACE se referă la potențialul și vulnerabilitățile adultului, nu la un destin inevitabil și există o mulțime de oameni a căror vârstă matură este radical diferită de cea  la care v-ați așteptat, dat fiind copilăria lor.

Înapoi în uter

Influențele mediului încep cu mult timp înainte de naștere. Cea mai importantă sursă a acestor influențe se găsește în circulația sangvină maternă, care conține ceea ce conține fătul – nivelurile unei enorme diversități de hormoni, factori imunitari, molecule inflamatorii, patogeni, nutrienți, toxine ambientale, substanțe ilicite, toate reglând funcția cerebrală la vârsta adultă. Nu e surprinzător că temele generale le evocă pe cele din copilărie. O mulțime de glucocorticoizi de la Mami vă îmbibă creierul fetal, din cauza stresului matern, și iată-vă pricopsiți cu o sporită vulnerabilitate față de depresie și anxietate la maturitate. Puzderie de androgini în circulația voastră fetală cresc probabilitatea ca la vârsta adultă ambele sexe să manifeste agresivitate spontană și reactivă, o reglare precară a emoțiilor, puțină empatie, alcoolism, infracționalitate, chiar o scriere de mână oribilă. O penurie de nutrienți pentru făt, cauzată de înfometarea mamei, și există un risc sporit de schizofrenie la maturitate, precum și diverse boli metablice și cardiovasculare.

Înapoi spre adevăratul vostru început: genele

În primul rând, ce sunt genele și ce fac ele? Corpurile noastre sunt doldora de mii de diferite tipuri de proteine care fac amețitor de multe lucruri. Unele sunt proteine ”citoscheletale” care dau diferitelor tipuri de celule formele lor distincte. Unele sunt mesageri – numeroși neurotransmițători, hormoni și mesageri imunitari sunt proteine. Proteinle formează enzimele care construiesc acei mesageri și care îi descompun când s-au uzat; practic toți receptorii mesagerilor din întregul corp sunt alcătuiți din proteine.

De unde provine toată această versatilitate proteică? Fiecare tip de proteină este construită dintr-o serie distinctivă de diferite tipuri de aminoacizi; secvența determină forma proteinei; forma determină funcția. O ”genă” este secțiunea ADN care specifică secvența/forma/funția unei proteine particulare. Fiecare dintre cele aproximativ 20 000 de gene codifică pentru producția unei proteine unice.

Cum ”decide” o genă când să inițieze construcția unei proteine pe care ocodifică și dacă va face una sau 10 000 de copiii? Implicită în această întrebare este viziunea populară conform căreia genele sunt atotputernice, codul codurilor care reglează ceea ce se petrece în corpul vostru. După cum se dovedește, genele nu decid nimic, plutesc în largul mării. A spune că  genă decide când să genereze proteina cu  care este asociată e ca și cum am spune că rețeta decide când să se coacă projitura pe care o codifică.

            În schimb, genele sunt activate și dezactivate de mediu. Ce înțelegem aici prin mediu? Poate fi mediul dintr-o singură celulă – o celulă are un deficit de energie, ceea ce generează o molelculă mesager, aceasta activează genele care codifică proteinele care sporesc producția de energie. Mediul poate să cuprindă întregul corp – un hormon este secretat și pus în circulația sangvină ținând celulele aflate la cealaltă extremitate a corpului, unde se atașează de receptorii lui distinctivi; în consecință, gene particulare cunt activate sau dezactivate. Sau mediul poate să ia forma limbajului uzual, adică evenimentele care se petrec în lumea din jurul nostru. Aceste versiuni diferite ale mediului sunt legate între ele. De exemplu, viața într-un oraș stresant și periculos va produce niveluri cronic de ridicate de glucoroticoizi secretați de genele suprarenale, care vor activa gene particulare în neuronii din amigdale, făcând ca acele celule să fie mai excitabile.

            Cum activează diferitele gene mesagerii diferit activați de mediu? Nu fiecare secțiune  din ADN contribuie la codul dintr-o genă; în schimb secțiunile lungi nu codifică nimic. Dar ele sunt comutatoare deschi/închis care activează genele din apropiere. Acum un fapt bizar – numai 5% din ADN constituie gene. Restul 95%? Amețitorul complex de comutatoare deschis/închis, mijloacele prin care diverse influnețe ambientale reglează rețele unice de gene, cu multiple tipuri de comutatoare pe o singură genă și multiple gene reglate de același tip de comutator. Cu alte cuvinte, cea mai mare parte din ADN este dedicată reglării genelor mai degrabă decât genelor însele. În plus, schimbări evolutive ale ADN au de obicei consecințe mai importante decât aduc modificri ale comutatoarelor deschis/închis decât dacă schimbă genele. Ca altă măsură a importanței reglerării, cu cât un organism este mai complex, cu atât un procent mai mare de ADN-ul său este dedicat reglării genelor.

             Ce reiese din această introducere elementară? Genele codifică proteinele cai de povară; genele nu decid când sunt active, dar sunt, în schimb, reglate de semnale din mediu, evoluția moleculeleor de ADN este disproporționată în favoarea reglării genelor față de genele însele.

E vremea butonului: cum va fi influențat creierul vostru în acel moment de nuanțele particulare care le-ați moștenit? Gândiți-vă la neurotransmițătorul serotonină – diferite profiluri de serotonină care transmit semnale în oameni ne ajută să explicăm diferențele individuale privind dispoziția, nivelurile de excitație, tendința spre un comportament compulsiv, gânduri obsesive și agresivitate reactivă. Și cum pot diferențele individuale ale variantelor genetice să contribuie la diferențele de semnalizare a serotoninei? Simplu – diferite nuanțe există în genele care codifică proteinele care sintetizează serotonina, care o îndepărtătează din sinapsă și care o descopun, plus variantele din gene care codifică peste o duzină de tipuri diferite de receptori ai serotoninei.

Aceeași poveste cu neurotransmițătorul dopamină. Zgârâind doar la suprafață, diferențele individuale de semnalizare a dopaminei sunt relevante pentru recompensă, anticipație, motivație, dependență, amânarea satisfacției, planificarea pe termen lung, asumarea de riscuri, căutarea noutății, reliefarea indiciilor și capacitatea de concentrare – știți, lucruri pertinente pentru felul în care judecăm, să zicem, dacă cineva putea să fi depășit niște împrejurări dificile doar dând dovadă de mai multă autodisciplinăă. Și sursele genetice ale diferențelor dopaminergetice dintre oameni? Variantele genetice legate de sinteză, descompunerea și eliminarea din sinapse a dopaminei, la care se adaugă diferențe dintre diverși receptori ai dopaminei.

Dacă vedem reversul medaliei – o mână de oameni care au toți varinate genetice identice, dar trăiesc în medii diferite? Obțineți efecte spectaculos de diferite ale variantei genetice în funcție de mediu. De exemplu, o variantă a genei a cărei proteină descompune serotonina va spori riscul comportamentului social... dar numai dacă ați fost abuzați sever în copilărie. O variantă a unui receptor de dopamină vă va face să fiți probabil mai mult sau mai puțin generoși, după cum ați fost crescuți cu sau fără un atașament parental care să vă dea un sentiment de siguranță. Aceeași variantă este asociată cu o precară amânare a recompensei ... dacă ați crescut în sărăcie. O variantă a genei care dirijează sinteza dopaminei este asociată cu furia... dar numai dacă ați fost abuzat sexual în copilărie. O versiunea a genei pentru receptorul oxitocinei este asociată cu un stil parental mai puțin sensibil... dar numai când se cuplează cu abuzuri suferite în copilărie.

În urmă cu secole. Din ce fel de oameni vă trageți

Culturile produc comportamente spectaculos de diferite, având niște tipare durabile. Unul din cele mai studiate contraste opune culturile ”individualiste” celor ”colectiviste”. Primele accentuează autonomia, reușita personală, unicitatea, nevoile și drepturile individului; caută să fii numărul unu, acțiunile fiind ”ale tale”. Dimpotrivă, culturile colectiviste promovează armonia, interdependența și conformarea, comportamenutl fiind călăuzit de nevoile comunității; prioritară este dorința ca acțiunile să fie motivate de mândria pentru comunitate, fiindcă voi sunteți ”ai lor”. Majoritatea studiilor privind aceste contraste compară indivizii emblematici din culturile individualiste, reprezentate de Statele Unite, și imaginile de manual ale culturilor colectiviste din estul Asiei. Diferența este semnificativă. Este mai probabil ca locuitorii Statelor Unite să folosească pronumele la persoana întâi singular, să se definească mai degrabă în termeni personali decât relaționali (”Sunt avocat” versus ”Sunt părinte”), să își organizeze memoria în jurul evenimentelor mai degrabă decât în jurul relațiilor sociale (”vara în care am învțat să înot” versus ”vara în care ne-am împrietenit”). Cereți subiecților să deseneze o sociogramă – o schemă de cercuri reprezentându-i pe ei și oamenii importanți din viața lor, legate prin linii – și, în mod tipic, americanii se plasează pe ei în cercul cel mai mare, situat în centru. În acest timp, un cerc este-asiatic nu este de regulă mai mare decât celelalte și nu este plasat în față sau în centru.  Pentru americani contează să te distingi depășindu-i pe toți ceilalți; pentru est-asiatic contează să eviți să ieși în evidență. Și din aceste diferențe rezultă diferențe majore în ceea ce privește semnificația nerespectării normelor și tratamentul actelor de nesocotire a lor.

Firește, acest fapt reflectă diferite funcții ale creierului și ale corpului. În medie, indivizii din Extremul Orient sistemul ”recompensei” bazate pe dopamină se activează mai mult când aceștia văd o expresie facială calmă mai degrabă decât una excitată; pentru americani, se întâmplă invers. Forțați un american să vorbească despre situațiile în care a fost influențat de alții și subiectul secretă glucocorticoizi; un ins din Extremul Orient va secreta hormoni de stres când este forțat să vorbească despre situațiile în care el i-a influențat pe alții.

De unde provin aceste diferențe? Explicațile standard ale individualismului american includ (a) pe lângă faptul că sunt o națiune de emigranți (în 2017, circa 37% emigranți sau copiii lor), nu este aleatoriu cine emigrează; în schimb, emigrarea este un proces de filtrare care selectează oameni dornici  să lase în urmă lumea și cultura lor, fac o călătorie grea spre un loc cu bariere care le blochează intrarea și fac cele mai nenorocite munci după ce li se permite intrarea; și (b) cea mai mare parte din istoria Americii s-a petrecut odată cu extinderea granițelor de vest, spre ținuturile colonizate de pioneri la fel de duri și individualiști. În același timp, explicația standard a colectivismului extrem-oriental este ecologia care dictează mijloacele de producție – zece milenii de cultură a orezului, care solicită volume uriașe de muncă efectuată colectiv penturu tranformarea munților în orezării terestre, plantarea și recoltarea pe rând a recoltei fiecărei persoane, construcția și mentenanța unor masive și străvechi sisteme de irigații.

O excepție fascinantă care confirmă regula la părțile nordice ale Chinei, unde ecosistemul face imposibilă cultura orezului, producând milenii de cultură mai individualistă a grâului. Fermierii din această regiune și chiar nepoții lor care studiază la universitate sunt la fel de individualiști ca occidentalii. O descoperire super cool arată că mai toți chinezii din regiunile cultivatoare de orez evită obstacolele (în acest caz, ocolind două scaune plasate experimental ca să blocheze accesul la cafeanea Starbucks); oamenii din regiunile cultivatoare de grâne înlătură obstacolele (adică dau scaunele la o parte).

            Păstorii generează o altă dieferență culturală. În istoria tradițională, oamenii și-au dus traiul ca agricultori, vânători-culegători sau păstori. Ultimii locuiesc în deșerturi, pășuni sau tundră, cutreierând cu turmele lor de capre, cămile, oi, vaci, lame iaci sau reni. Acești păstori sunt deosebit de vulnerabili. Este greu să te furișezi noaptea și să furi de pe câmpul de orez ori din pădurea tropicală a cuiva. Dar poți să fii un hoțoman viclean și să șterpelești turma sau cireada altuia, lăsând păgubașul fără laptele sau carnea cu care supraviețuiește.  Această vulnerabilitate pastorală a generat ”culturi ale onoarei”, având următoarel trăsături: (a) extremă, dar temporară ospitalitate față de străinii în trecere – la urma urmei, majoritatea păstorilor sunt ei înșiși rătăcitori cu animalele lor; (b) adoptarea unor coduri stricte de comportament, nesocotirea normelor fiind interpretată de regulă ca insultă la adresa cuiva; (c) astfel de insulte necesită o răzbunare violentă – feude și vendete care durează generații; (d) existența valorilor și claselor războinice, care conferă bravurii în luptă un statut înalt și o glorioasă viață de apoi. S-a vorbit mult despre ospitalitatea, conservatorismul (ca respectare strictă a normelor culturale) și violența culturii tradiționale a onoarei din Sud. Modelul de violență spune enorm de multe: omuciderile din Sud, care în mod tipic sunt cel mai frecvente în mediul rural, nu sunt jafuri care s-au sfârșit prost dintr-un mare oraș; e vorba de uciderea celui care ți-a pătat serios oanoarea (vorbindu-te de rău, uitând să își plătească o datorie, atacând o persoană importantă pentru tine...), îndeosebi dacă locuiești într-o zonă rurală. De unde vine cultura sudistă a onoarei? O teorie larg acceptată de istorici susține perfect ideea acestui paragraf – în vreme ce Noua Anglie colonială a fost populată de puritani englezi, iar în zona atlantică mediană s-au așezat populații mercantile precum quakerii, Sudul a fost disproporționat populat de păstori vajnici din nordul Angliei, din Scoția și Irlanda.

            O ultimă comparație culturală, între cultruile ”rigide” (cu numeroase norme de comportament impuse cu strictețe) și cele mai ”lejere”. Care sunt unii dintre predicatorii unei societăți rigide? O istorie care abundă în crize culturale, perioade de secetă, foamete și cutremure, precum și rate înalte de boli infecțioase. Și când spun ”istorie” nu e vorbă goală – într-un studiu care a vizat 33 de țări, rigiditatea era mai probabilă în culturile cu mare densitate a populației încă din 1500.

Demonstrează influența culturii inexistența liberului-arbitru? Evident, nu. Ca de obicei, acestea sunt tendințe, pe fondul unui mare număr de variații individuale.

O să râzi, totul e chimie! Dr. Mai Thi Nguyen-Kim (II)

            Pui de dinozaur

și burgeri-monstru

Legătura dintre ”hormonul fericirii”, serotonina, și buna dispoziție nu este chiar atât de simplă. Serotonina este un hormon și, ca majoritatea hormonilor, poate avea diverse efecte în organism, care la rândul lor au la bază reacții chimice complexe.  Nu vreau să rămâneți cu impresia că efectele unui hormon se reduce la un singur lucru și că am avea ”hormonul somnului”, melatonina, sau ”hormonul stresului”, cortizolul. Printre alte funcții, serotonina ne influențează dispoziția, de aceea este asociată de decenii cu depresia.

  Se obișnuiește să căutăm cauzele bolilor psihice și în neurochimie. Psihologii sunt de părere că Everything psychological is simultaneously biological – ”Tot ce este psihologic este în același timp și biologic”. Neuronii, adică celulele nervoase din creierul nostru, comunică transmițând molecule încolo și încoace. Celulele nervoase sunt conectate între ele prin sinapse. Ele nu se află în contact direct, între ele există un spațiu liber minuscul, fanta sinaptică. Prin această fantă sunt transmise molecule de neurotransmițători de la o celulă nervoasă la alta. În cele din urmă, ele sunt parcate în așa-numiții receptori. Ne putem închipui receptorii ca pe un loc de parcare, ba chiar unul rezervat, unde se pot opri anumite molecule. Această parcare la receptor se traduce fie prin activarea, fie prin inhibarea unui semnal.

Neurotransmițătorii au același rol ca hormonii – sunt substanțe-mesager. Dacă molecula este un neurotransmițător sau un hormon depinde de locul din corp în care este secretată. Dacă este secretată către sinapse, vorbim despre neurotransmițător. Dacă este produsă într-o glandă, de exemplu, în glanda pituitară sau în glanda suprarenală, vorbim de un hormon. Serotonina poate fi și hormon, și neurotransmițător.

În anii 1970 s-a emis ipoteza că un nivel scăzut al serotoninei poate fi cauza depresiilor. S-a putut demonstra că un nivel crescut în creier ajută împotriva depresiei. De aceea, mult timp, explicația simplă a fost că depresia este cauzată de un dezechilibru chimic din creier. Medicamentele care ridicau nivelul de serotonină aveau rolul să lupte împotriva bolii. Dar ar fi prea ușor să pui cauzele unei boli psihice ca depresia doar pe seama unei singure molecule. Doar pentru că serotonina ajută în depresie nu înseamnă că lipsa ei este cauza bolii. Doar pentru că aspirina ajută împotriva durerilor de cap, nu înseamnă că lipsa ei le declanșeză. Și totuși – în practică antidepresivele care ridică nivelul de serotonină sunt de folos multor oameni care suferă de depresie. Să fie vorba de un efect placebo? Luptăm împotriva simptomelor sau și a cauzelor? Relația dintre serotonină și depresie continuă să fie controversată. Dar așa este în știință. Cine lucrează câțiva ani în cercetare va avea parte de un duș rece. Este incontestabil că știința și tehnica ne-au adus departe, dar căutarea de noi cunoștințe este o treabă drăcească. Rezultatele se contrazic sau nu se pot reproduce. În știință lucrurile nu sunt mereu clare și logice.

Există o parabolă care descrie bine știința și cercetarea, parabola oamenilor orbi și a elefantului. Un grup de orbi cercetează un elefant, un animal necunoscut pentru ei. Puteau să-și facă o părere despre el doar prin atingere. Unul punea mâna pe colții de fildeș, altul pe trompa lungă, celălalt pe urechile mari și tot așa. Când au făcut schimb de impresii, și-au dat seama că fiecare dintre ei are altă idee despre animal. Unul era convins că este vorba de o ființă osoasă și ascuțită, altul îl contrazicea vehement. La fel se întâmplă și cu cercetătorii, mai ales când elefantul este o temă atâ de complexă precum depresia. Ca să te apropii de realitate, trebuie să fii mai întâi să înэelegi elefantul ca întreg, adunând observațiile, inițial contradictorii, și punându-le apoi în perspectivă. Dar și atunсi vom avea un elefant pe care l-am cercetat doar prin atingere. Continuăm să fim orbi.

Dacă ieșim din întunericul parabolei și ne dedicăm creierului, un domeniu îndelung cercetat. Acest organ nu este format doar din receptori pentru neurotransmițători, ci și pentru cofeină, de exemplu. Accidental, desigur, pentru că cofeina este asemănătoare cu o altă moleculă din corp: adenozina.

Mă rog, structurile chimice nu par foarte asemănătoare pentur noi, dar sunt așa pentru receptorul de adenozină din creier. Mai bine zis, aici nu este vorba de aspect, ci cât de bine se potrivește molecula în receptor. Locul de parcare al adenozinei este în așa fel contruit încât adenozina să încapă perfect în el. Întâmplător, la fel și cofeina.

Rolul adenozinei este să ne dea de veste când obosim. Cu cât parchează mai multe molecule de adenozină la recpetorii de adenozină, cu atât mai obosiți ne simțim. De unde vine adenozina? Desigur că apariția ei este legată de consumul nostru de energie. Cu cât consumăm mai multă energie, cu atât se formează mai multă adenozină. De fiecare dată când corpul consumă energie, fie că este la sport sau pur și simplu când gândește sau respiră, el are nevoie de o moleculă numite adenozintrifosfat. La sport mai multă, la respirat mai puțină.

Adenozintrifosfat reprezintă unitatea de energie a corpului, prescurtat ATP. Îmi place totuși să scriu întregul termen, pentru că așa este vizibil chiar și la nivel lingvistic că adenozintrifosfatul nu este decât adenozină pură care pierde cei trei fosfați. Reținem: cu cât consumăm mai multe molecule de ATP, cu atât se produce mai multă adenozină (un biolog ar zice altceva). Cu cât adenozina ne blochează receptorii, cu atât suntem mai obosiți.

Daor dacă nu cumva... CAFEA! Când ne alimentăm cu cofeină, este nevoie de aproximativ un sfert de oră până când moleculele de cofeină ajung la receptorii de adenozină și parchează acolo. Se poate întâmpla chiar să dea afară moleculele de adenozină existente acolo. Cofeina blochează locul de parcare, dar receptorul nu se prinde. El ”nu vede” adenozina și crede că este liber – iar noi credem că suntem treji!

 

O cantină fără conservanți nu e o idee strălucită. Lumea este un loc plin de bacterii, ciuperci și alte microorganisme. Șe ele trebuie să se hrănească cu ceva, de exemplu cu mâncarea noastră. De infecții și toxicoinfecții nici nu mai vorbesc. Știm cu toții de Salmonella, dar lista e mult mai lungă. De exemplu, botulismul – sună a curent de gândire filosofică, dar este o boală periculoasă a cărei cauză este carnea infestată.

Pe lângă bacterii există și procese chimice în urma cărora mâncarea se poate strica (sigur că substanțele otrăvitoare sunt și ele rezultatul unor reacții chimice în schimbul de substanțe dintre bacterii). Reacția chimică clasică vinovată de deteriorarea alimentelor este oxidarea.

Oxidarea poate fi definită în mai multe feluri. În cazul bacteriei de mobil, oxidarea este o reacție chimică prin care se cedează electroni. Este o definiție general valabilă. Oxidarea poate fi definit și mai restrâns și mai literal, respectiv ca o reacție chimică cu oxigen. Când grăsimile intră în reacție cu oxigenul, când se oxidează, se râncezesc și nu mai pot fi mâncate. Mărul tăiat își schimbă cularea ca urmare a oxidării polifenolilor.

Pentru oxidare se folosesc de regulă așa-numitele enzime. Ele aparțin familiei proteinelor și le găsim peste tot, în oameni, animale, plante și fructe. Sunt foarte diverse în structurile și funcțiile lor chimice și au în comun calitatea de catalizatori pentru reacțiile chimice. Catalizator înseamnă că enzimele pot ajuta moleculele să facă ceea ce oricum își doresc, dar nu prea pot. Ca tânărul care-l ajută pe domnul mai în vârstă să coboare din troleibuz. Alte enzime par niște agenții matrimoniale, care aduc împreună partenerii de reacție potriviți. Altele sunt niște ajutoare în bucătărie care se ocupă eficient de tăiatul legumelor.

Enzimele sunt o clasă de substanțe impresionant de diversă. Merele nu-și schimbă culoarea imediat cum dau de oxigen. Ele au o enzimă pe nume polifenolooxidază, pe scurt PPO, care le asistă acest proces. Numele ne indică clar faptul că PPO este responsabilă de oxidarea polifenolilor și că sufixul ”-ază” este tipic pentru enzime. Nici procesele noastre metabolice nu funcționează fără enzime, pentru că cele mai multe reacții vitale nu ar fi posibile sau ar fi mult mai lente fără enzime. De exemplu, eu nu pot să beau alcool, pentru că, la mine, una dintre enzimele care ajută la descompunerea alcoolului nu funcționează.

Alterarea mâncării nu este alceva decât o serie de reacții chimice nedorite. O conservare eficientă se realizează în frigider și congelator, pentru că, cu cât mai scăzută este temperatura, cu atât reacțiile chimice sunt mai lente. În plus, mai există și alte strategii chimice, pentru a preveni alterarea alimentelor: fie le faci viața grea microbilor, fie enzimelor, fie scapi de oxigen. Mai multe drumuri duc la Roma.

Să începem cu oxigenul. Pe această planetă este foarte dificil să protejezi ceva de influența oxigenului, pentru că ele este parte din aerul pe care-l respirăm (și nu ne plângem de asta). Producătorii pot să ambaleze alimentele fie în vacuum sau să protejeze ambalajul cu gaz (precum argonul sau azotul). La alimente, gazul protector este de regulă a combinație săracă în oxigen dintre azot și CO_2. Din ambalajele de alimente nu poți să scoți complet oxigenul, dar cu cât mai puțin contact, cu atât mai puțină oxidare. Dacă pui peste mere un strat de Nutella, ea poate acționa ca un strat protector consistent, doar că nu e sănătos. Varianta mai sănătoasă vă este probabil cunoscută: stoarceți suc de lămâie pentru măr. Acesta conține vitamina C, un așa-numit antioxidant.

Despre antioxidanți vorbește toată lumea, auzim despre ei în toate reclamele la cosmetice. Chimic și literal definim antioxidanții ca substanțele care previn oxidarea, deoarece reacționează ei înșiși bine și des cu oxigenul. Ca niște adevărați martiri, se aruncă în fața puștii strigând: ”Lasă polifenolii în pace! Ia-mă pe mine!”

Sucul de lămâie este și acru. Iar acizii intră în componența multor enzime. Enzimele sunt molecule complexe, uriașe, formate și împachetate inteligent, asemenea unui origami trăsnit. Structura lor tridimensională este secretul unei munci de precizie. Ele pot combina fără să dea greș doi parteneri de reacție, ținându-l pe unul ostatic într-un buzunar, în vreme ce celălalt își atinge scopul. Acizii însă pot descompune enzimele. Astfel ele își pierd structura lor tridimensională și rolul lor de catalizator chimic. De aceea castraveții murați țin mai mult. Acidul acetic conservă. Există chiar bacterii care ajută prin acizii lor la conservarea alimentelor. Aș vrea să mai subliniez o dată: nu toate bacteriile ne fac rău. În plus, binele și răul se interpătrund uneori: laptele se înăcrește sub acțiunea acidului lactic produs de bacterii. Acest proces este folosit la fabricarea chefirului și cremei de brânză. În lapte se adaugă diverse bacterii de acizi lactic care-l transformă în produse acre, dar bune la gust și cu termen de valabilitate crescut. Același truc ca la producția de varză acră, care, așa cum se știe, se conservă și ea mult mai bine așa.

Dar nu oțetul și bacteriile de acid lactic sunt problema, ci conservanții CHIMICI!

Hai să agreîm de la început că prin ”conservanți sintetici” înțelegem conservanții produși în laborator. Dacă ne uităm pe ambalaje la lista de ingrediente, vom descoperi conservanții sintetici ascunși în spatele unor E-uri misterioase. Cei mai importanți sunt acizii, cum este acidul sorbic și sărurile lui, sorbații. Le găsim pe listă ca E200, E202 sau E203. Structura lor chimică seamănă puțin cu cea a acizilor grași și a sărurilor lor, pe care le folosim ca săpun. Conservanții intră în reacții la fel ca acizii grași naturali din alimente și nu trebuie să ne îngrijorăm că ar fi toxici. În plus, aproape că nu au miros sau gust.

Uneori este nevoie și de alți acizi, de exemplu de acidul benzoic și de sărurile lui, benzoații. Îi găsim sub denumirea de E210 până la E213. Ei protejează împotriva drojdiilor și a ciupercilor care reușesc să se insinueze și la o valoare scăzută a pH-ului, adică atunci când în alimente există și alți acizi. Se adugă în special la alimente acre, cum ar fi maioneza, conservele de pește și de murături sau băuturi acidulate. Acidul benzoic are o reputație mai proastă decât cel sorbic. Printre altele, este bănuit că i-ar face pe copii hiperactivi. Este o teamă nesuținută de studii științifice, așa cum a stabilit și Comisia Europeană pentru Siguranța Alimentelor. Oficial, acidul benzoic și benzoații sunt considerați siguri.

Citesc frecvent: ”Acidul benzoic este o substanță naturală și nu avem de ce să ne temem să-l folosim. Pe de altă parte, benzoații sunt sintetici și de aceea periculoși”. O nouă dovadă de chimism orb, pentru că acidul benzoic și benzoații sunt două forme diferite ale aceleeași molecule! Asemenea acizilor grași, acidul benzoic este un așa-numit acid carbonic. Acizii carbonici au tot tipul două forme diferite, o formă acidă și o formă salină. La fel ca în cazul acizilor și a săpunului, acidul nu este solubil în apă, în vreme ce sărurile, sub formă de ioni încărcați electric, sunt. Forma în care găsim acest element ține de valoarea pH-ului din mediu. Într-un mediu bazic (la o valoare a pH-ului ridicată) avem mai mult benzoat, într-un mediu acid (la un pH scăzut), mai mult acid benzoic. Dacă adaugi benzoat la un preparat acru – deci în mediul lui favorit -, o parte din benzoat se va transforma în acid benzoic. În concluzie, nici vorbă de ”natural” versus ”chimic”! Valorile acceptate sunt oricum stabilite indiferent de circumstanțe și nu pot fi depășite.

Pe lista ingredientelor, unde acestea sunt ordonate în funcție de cantitate, E-urile conservanților apar în general la final, pentru că nu este nevoie de cantități mari. Aceasta nu înseamnă că toxicitatea nu trebuie controlată cât mai bine cu putință.

Chimism încolo, chimism încoace – îi înțeleg perfect pe cei care resping ingredientele ”artificiale” și le preferă pe cele ”naturale”. Din păcate, eticheta ”natural” nu înseamnă automat și proaspăt. Îți dai seama de aceasta când compari aromele și potențatorii de gust naturali și sintetici. Cine știe ce molecule dau aroma unui fruct natural poate să extragă aceste molecule (pe cale naturală) sau să le creeze în laborator (chimie!). Nu există nicio diferență între moleculele din natură și cele din laborator, atât timp cât structura chimică este aceeași. Firește, natura este o chimistă mult mai versată decât toți chimiștii luați la un loc. Gustul reprezintă o combinație ingenioasă de molecule diverse, în vreme ce aromele sintetice sunt construite mult mai simplu. Dar aceasta înseamnă că sunt la fel de sigure precum aromele naturale, dacă nu mai sigure, pentru că fiecare substanță din aroma sintetică este cunoscută și testată.

Dacă ești preocupat de o alimentație sustenabilă, nu ar trebui să demonizezi toate ingredientele chimice. Acidul citric, folosit la rnodul lui drept conservant, se găsește în mod natural în lămâie sau în alte citrice. Dar nu există suficiente lămâi și citrice pe planeta asta care să acopere necesarul de acid citric. Așa că prefer un acid citric sintetic, pentru că oricum nu contează dacă molecula a fost produsă de o planetă sau de o chimistă.

Chimia nu vă face răul, oameni buni.

Apropo de chimie: vă aduceți aminte de cazul cheeseburgherii misterioși de la McDonald’s? Cei care nu se stricau niciodată? O femeie pe nume Karen Hanrahan a cumpărat în 1996 un cheeseburger de la McDonald’s, pe care posibil îl mai are și astăzi. La mulți ani (!) de la cumpărare, cheeseburgherul era încă intact, nu dădea semne să se strice, ba mai mult, arăta la fel ca toți cheeseburgherii de la Mac. Povestea a ținut prima pagină a ziarelor mai mulți ani. Ce au putut pune în burgherul-monstru? Ce cocktail chimic face asta? Ce mâncăm, de fapt?

Răspunsul este dezamăgitor și liniștitor în același timp: nu a pus nimeni substanțe monstruoase în burgher, doar că burgherii de la McDonald’s sunt foarte uscați. Burgherul s-a deshidratat atât de repede, încât nici măcar bacteriile și ciupercile nu au mai avut apă ca să-și poată duce la bun sfârșit munca. În acest context, cheeseburgherul deshidratat i-a servit convingător ca element de recuzită lui Karen Hanrahan. L-a folosit ca ”dovadă” pentru cât de dăunătoare este chimia conservanților. În principiu, o susțin în demersul ei. Este bine să mâncăm cât mai puțin fast food. Dar nu mi se pare corect să denaturăm rezultate științifice clare care ne arată de ce este bine să mâncăm mai puțin fast-food!

Ce ne arată totuși exemplul cu cheeseburgherul: nu doar oxigenul alterează mâncarea, ci și apa.  Putem găti mâncare uscată ca iasca sau adăuga zahăr ori sare cu nemiluita (nu că asta ar fi sănătos). Atât zahărul, cât și sarea absorb apa, sunt atât de hidrofile, încât atrag moleculele de apă asemenea unui magnet. Acestea se cuibăresc strâns la sânul ionilor de sare sau al moleculelor de zahăr și nu mai pot fi folosite de microbi.

Mă tem că oamenii se neliniștesc prea tare la vederea denumirilor conservanților și E-urilor misterioase. Firește că este bine să ne hrănim cu alimente proaspete, neprocesate, din surse locale, oricând avem ocazia. Dar uneori trebuie să fim pragmatici și să înțeleg că luxul de a ne putea cumpăra de la supermarket, la fel ca ”luxul” de a mânca la cantină, se bazează pe un progres de secole și nu ar fi posibil fără conservanți.

Conservanții sunt doar un exemplu între multe altele. În general sunt foarte multe lucruri pe care le datorăm chimiei și substanțelor sintetice. Ne temem de otrăvuri și de sustanțe chimice artificiale, și nu ținem cont de nenumăratele succese din domeniu, care ne fac viața mai ușoară sau chiar ne-o salvează, fie că este vorba de medicamente, izolații de cabluri electrice sau spray-urile de volum.

Uneori chimiofobia îmi aduce aminte de teama de vaccinuri: vaccinurile sunt atât de bune, încât am uitat de toate bolile cumplite care au dispărut datorită lor. O viață fără vărsat de vânt, rujeolă, difterie sau poliomelită a devenit un lucru normal, pe care nu mai știm să-l prețuim. În schimb ne panicăm din cauza unor efecte secundare rare, care nu se compară cu bolile pe care le eradicăm, atât din punct de vedere al frecvenței, cât și din cel al periculozității.

Dacă ne-am cunoaște mai bine și am reuși să ne debarasăm de propriile prejudecăți, am putea să tratăm corect atât chimia, cât și natura și am lua decizii inspirate.

 

Covalent compatibil

Există trei feluri de legături chimice, sau cel puțin trei care merită cunoscute: legătura ionică, legătura atomică sau covalentă și legătura metalică. Alimentul cu ajutorul căruia se leagă doi atomi este mereu același: electronul. Legăturile chimice se formează prin distribuția de electroni. Mai precis este vorba de electronii exteriori, care se împart între atomi într-o legătură chimică. De ce se leagă atomii? Rspunsul stă în regula octetului. Dar tipul de legătură care se formează depinde de cât de precis se distribuie electronii între parteneri. 

 

Într-o legătură ionică, un partener îi dă celuilalt un electron. Pot fi mai mulți, în funcție de nevoile care apar prin regula octetului. Știm deja asta de la fluorurile de sodiu din pasta de dinți sau din clorura de sodiu, sarea noastră de bucătărie. Apar sarcini pozitive și negative, cationi și anioni, care se atrag reciproc. Același lucru se întâmplă și în relațiile sau legăturile umane. Și acolo spunem: contrariile se atrag – voila, legătură ionică

Nu trebuie să ne închipuim o legătură ionică cum este clorura de sodiu ca pe perechi individuale de sodiu și clorură. În cazul atracției electrostatice dintre sodiul pozitiv și clorura negativă, atracția se răsfrânge de la fiecare ion în toate direcțiile, asemenea unor raze. Fiecare ion de sodiu se înconjoară tridimensional cu ioni de clorură și viceversa. Se formează o structură ordonată, tridimensională, rețeaua ionică.

O legătură ionică este o legătură dezechilibrată, unul dă, celălalt primește. Dar ambii sunt fericiți. Pentru că unul nu își dorește altceva decât să dea, în vreme ce pentru celăalt este important să primească (la fel ca în reacțiile redox).

Hai să ne uităm acum la un alt tip de legătură. Legătură organice, adică legăturile care conțin carbon, sunt predestinate pentru așa-numitele legături atomice sau covalente. Mie îmi place mai mult denumirea de legătură covalentă, legătua atomică nu îmi spune nimic. Nu sunt toate legăturile legături între atomi?

Partenerii dintre legăturile covalente își împart electronii, în loc ca unul să dea și altul să primească. Ele sunt susținute de electroni comuni, nu de atracția electrostatică dintre sarcini. Până acum ați văzut deja câteva legături covalente în această carte:

Fiecare liniuță înseamnă o legătură covalentă. Și fiecare colț neinscripționat altfel reprezintă un atom de carbon. Pentru că viața noastră este dominată de carbon, cele mai multe molecule conțin atât de mulți atomi de carbon, încât nimeni nu se mai obosește să scrie peste tot ”C” (sau CH, CH_2, CH₃).

Carbonul este maestru al legăturilor covalente. Acesta este unul din motivele pentru care viața are la bază carbonul. Spre deosebire de legătura ionică, cea covalentă nu se extinde sub formă de raze în toate direcțiile, ci are o direcție precisă și un anumit unghi între două legături. De aceea prin legăturile covalente se pot realiza structuri mai istețe decât prin legături ionice, cum ar fi ADN-ul nostru, proteine uriașe complicate, sau toate moleculele pe care le găsiți în această carte. Chiar și moleculele simple, mici, cum ar fi cele de gaz, funcționează doar prin legături covalente, în vreme ce legăturile ionice formează direct rețele uriașe.

Granița dintre legăturile ionice și cele covalente este fluidă. Nu în toate legăturile covalente ambii parteneri au aceleași drepturi. La împărțirea electronilor, un partener poate lua mai mulți electroni decât celălalt. Cât de echitabil se împart electronii ține de cât de diferiți sunt partenerii în electronegativitatea lor. Electronegativitatea este capacitatea elementelor chimice de a atrage electroni în cadrul unei legături. Într-o legătură dintre doi atomi egali, de regulă de carbon, legătura este echitabilă și echilibrată. Dar într-o moleculă de apă (H₂O) atomul de oxigen este mai electronegativ decât atomii de apă (H) și atrage mai tare electronii. Asta nu face ca apa să fie automat ionică, dar atomul de oxigen va avea o densitate de electroni mai mare decât atomii de apă. Se produce o așa-numită polaritate – la fel ca la polul plus și cel minus al bateriei, și la molecula de apă se regăsește o separare ușoară de sarcină. Mai spunem și că atomul de oxigen are o sarcină parțial negativă, iar atomii de apă, una parțial pozitivă. O legătură covalentă cu tentă ionică, am putea spune. Se mai numesc și legături covalente (atomice) polare.

Dacă electronegativitățile sunt foarte diferite, atunci unul dintre partenerii de reacție va atrage toți electronii, iar rezultatul va fi o legătură ionică.

Apoi mai există și legături metalice, care au și ele particularitățile lor. Ele unesc lingourile de aur sau un cui de fier. Plus lingura noastră, acolo unde ne-am imaginat simplist legătura metalică drept un spailer. Dar între timp sunteți pregătiți să aprofundați subiectul, nu-i așa?

Elementele chimice se pot împărți în metale și nemetale. Aproape patru cincimi dintre elementele din tabelul periodic sunt metale. Ele au în comun forma interesantă a legăturii, care se descrie prin modelul norului de electroni. În acest model, electronii exteriori nu sunt legați și nici nu țin de un singur atom. Ei se mișcă relativ liberi în interiorul metalic, la fel ca moleculele într-un gaz. De aceea această comunitate haotică de electroni se numește nor de electroni.

La fel legătura covalentă, legătura metalică se bazează pe electroni împărțiți, doar că în metal principiul călăuzitor este cel al comunității: toți își împart totul.

Cânt atomii de metal își lasă electronii exteriori să zburde liber, ei rămân încărcați pozitiv. Nucleele pozitive formează apoi structura metalului, așa-numita rețea metalică. Nucleele pozitive și electronii din norul electronic se atrag reciproc, asemenea cationilor și anionilor din rețeaua ionică. Exact asta dă specificitate metalelor. Acestea au trei particularități, toate având la bază acest tip particular de legătură din norul de electroni.

Unu: Metalele sunt bune conductoare de energie electrică. Electricitatea nu este altceva decât un flux de electroni. Electronii pot circula fără probleme sub formă de nor de electroni. Dacă legi o sârmă de metal de obaterie, electronii vor intra pe o parte și vor ieși pe alta.

Doi: Metalele sunt bune conductoare de energie termică. Revenim la întrebarea de ce o lingură de metal se simte mai rece la atingere decât o masă de lemn. Dacă convecția nu este altceva decât transmiterea energiei cinetice dintre particule, atunci sigur că fenomenul se realizează cel mai ușor când particulele se mișcă liber și nu se ciocnesc între ele. Cu fiecare ciocnire în norul de electroni energia se transmite de la un electron la altul. Spre deosebire de metale, lemnul este compus din legături covalente, deci este mai rigid din punct de vedere molecular și un conductor slab de energie termică.

Trei: Metalele sunt maleabile.

Nu vreau să spun că metalele sunt neapărat moi. Duritatea și maleabilitatea sunt două lucruri diferite. O sârmă de metal este în același timp dură și maleabilă. Dacă luăm o baghetă de lemn sau de sticlă și încercăm să o îndoim, ea  se va rupe la un moment dat. Ambele materiale sunt casante. O baghetă de metal, pe de altă parte, se poate modela, pentru că nucleele atomilor care formează rețeau metalică nu sunt fixate într-un loc stabil. Ele alunecă grațios unele lângă altele, pe perete de nori de electroni. De aceea metalele pot fi modelate cu ciocanul la fierărie, fără să se rupă.

Sunt mereu fascinată să descopăr de cât de mult depind caracteristicile fizice și biologice ale substanțelor de structura lor chimică. Și mai tare este când poți folosi toate aceste constatări  pentru a realiza singur molecule și materiale cu diverse însușiri. Cum să nu consideri asta genial?

 

Așa pute chimia

Acum putem continua să povestim despre moleculele puțitoare. Nici mie nu-mi place să le miros, dar asta nu le știrbește câtuși de puțin farmecul.

Mirosurile sunt molecule volatile. Volatil – care se evaporă ușor.

Chimia organică are legătură cu mirosurile pătrunzătoare. Cele mai minunate arome și gusturi sunt molecule organice. La fel și cele mai urâte mirosuri. Chimia organică îi fascinează pe unii și îi îngrozește pe alții. Este o materie la care ai de învățat mult pe de rost. În chimia organică activitatea principală este ”gătitul”, sinteza, realizarea de molecule noi de la zero. Este un sentiment extraordinar să realizezi cu propriile mâini molecule pe care nu le poți vedea nici cu ochiul liber, nici cu cel mai bun microscop din lume. Te simți aproape un vrăjitor. Molecula de transpirație, TMHA (trans-3-methyl-2-hexenoic) este un acid înrudit cu acidul capronic, un acid gras a cărui denumire provine din latinescul capra, fiindcă miroase atât de puternic a capră.

Acidul capronic este un așa numit acid gras saturat. Asta înseamnă că lanțul de carbon este format doar din legături simple, nu duble. Dacă în acidul capronic apare o legătură dublă, atunci avem un acid gras nesaturat, iar dacă mai agățăm o grupă de metil, ne alegem cu minunata moeculă de TMHA, care este responsabilă de mirosul de transpirație.

Oamenii sunt făcuți pentru temperaturi crescute, având în vedere că putem transpira atât de mult. Dincolo de moleculele urât mirositoare, transpirația este compusă în mare parte din apă, iar această apă se poate evapora. Schimbarea stării de agregare nu se întâmplă de la sine: moleculele de apă, care se atrag și se susțin reciproc în forma lor lichidă, trebuie despărțite. Pentru aceasta este nevoie de energie, de exemplu de căldură. Când transpirația tinde să se evapore, ea își energia din corpul cald. Luându-și din corp energia necesară evaporării, aceasta se răcește.

 Din acest punct de vedere nu este deloc înțelept să folosim antiperspirante. Deodorantele și antiperspirantele sunt două lucruri diferite. Deodorantele luptă doar împotriva mirosurilor. Ele conțin substanțe antibacterie, cum ar fi alcoolul. Transpirația în sine nu miroase. Acidul hexanic trans-3-methyl-2 & co. sunt doar produse metabolice ale bacteriilor. De fapt aceste unicelulare mici domină planeta, în mod foarte isteț, strecurându-se neobservate la subțiorile noastre. Când transpirația noastră inodoră iese din pori, este înghițită imediat de bacterii, care emană apoi diverse molecule urât mirositoare. Substanțele antibacteriene le fac viața grea bacteriilor și împreună cu un pic de parfum deodorantele ne asigură că orice călătorie cu autobuzul este o placer pentru toți  călătorii.

În schimb, antiperspirantele conțin săruri de aluminiu, care precipită proteinele de la subțiorile noastre. Asta înseamnă că sărurile de aluminiu formează mici cheaguri care ne astupă porii, astfel încât transpirația să nu poată ieși din ei. Nu mi se pare cea mai elegantă metodă. Imaginați-vă cum arată porii astupați. Nu este un lucru foarte plăcut.

Oricum, în zilele noastre sărurile de aluminiu sunt foarte temute, pentru că unii cred că pot cauza cancer la sân sau Alzheimer. Nimic dovedit deocamdată, dar dincolo de faptul că nu există dovezi științifice solide, tot nu mă pot obișnui să-mi astup de bună voie porii.

Prietenul meu fizician Hannes poartă mereu vara îmbrăcăminte funcțională, pentru ca transpirația să se poată evapora ușor. Pare o decizie înțeleaptă, dar foarte egoistă, care vine din abordarea exclusiv fizică a problemei. Fibrele de poliester susțin înmulțirea bacteriei Micrococcus, similară bacteriilor de la subțiorile noastre. De aceea îmbrăcămintea de sport duhnește atât de groaznic.

De fapt ar trebui inventat un deodorant de nas care să transforme mirosurile grele în mirosuri plăcate.

În principiu, o astfel de tehnologie este posibilă. În odorizantele de camera se folosesc așa-numite ciclodextrine. Acestea sunt molecule-cușcă, ce pot literalmente să prindă mirosurile urâte. Ceteva ciclodextrine în nări ar putea prinde mirosurile. Partea proastă este că ar bloca și mirosurile plăcute și ar fi păcat.

Mai ales pentru mâncare mirosul este esențial. Experiența gustului nu vine doar de la mâncarea care atinge pe limbă papilele gustative, ci și de la moleculele volatile de arome care plutesc dinspre mâncare spre nasul nostru. Un măr și o ceapă sunt uluitor de asemănătoare la gust dacă îți ții respirația.

 

Este ceva

în apă

Îmi sare în ochi un raft cu Smart Water, o marcă de apă mineral a casei Coca-Cola, care mă scoate din sărite. Smart Water nu este o apă mineral obișnuită, ci ap distilată (adică H₂O pur) îmbogțită cu minerale. Nu pot decât să-I felicit pe producători că reușesc să vândă cu atâta success ceva apparent neatrăgător precum apa distilată folosită la călcat. Inspired by clouds – apa norilor, vaai, ce frumos.

Au dreptate. O distilare se produce conform principiului norilor: întâi apa se avaporă, apoi condensează întru-un loc mai răcoros. La Smart Water acest loc nu este în cer. În practică, condensarea este accelerate într-un mod puțin romantic, printr-un răcitor, astfel că, imediat după evaporare, apa curge din nou în recipientul colector.

Este o apă foarte curate, pentru că prin evaporare se purifică și se condensează pe cealaltă parte ca H₂O pur. Sună convingător, cine nu-și dorește o apă pură? Dar și apa noastră de la robinet este preparată și purificată înainte să ajungă la consum. În plus, odată cu distilarea apa pierde ceva important: mineralele, adică sărurile. Ele trebuie adăugate în apa distilat ca s-o transforme în apă mineral cu gust bun. Apa distilată nu este periculoasă, atâta timp cât te hrănești normal, așa cum se spune uneori, doar că nu are gust. Este un efort inutil, după cum ușor puteți observa.

Așadar, Smart Water este în primul rând o risipă de resurse fără sens sau un marketing foarte inteligent, în funcție de cum vrei s-o privești.

Mi se pare interesant cum oamenii își fac atâtea griji când vine vorba de apă, fără să fie cu adevărat conștienți de adevărata fascinație a acestei substanțe. Apa nu are nevoie nici de lumina lunii pline, nici de pietre scumpe, ca să devină o moleculă magică. Vreau să celebrăm cu adevărat această moleculă genială, căreia îi datorăm atâtea.

Numim legătura din molecula de apă polar covalentă. Atomul de oxigen are o sarcină parțial negativă, atomii de apă, o sarcină parțial pozitivă. În plus, molecula de apă are structură unghiulară. În consecință, se formează un așa-numt dipol cu un pol pozitiv și unul negativ.

Cum sarcinile pozitive și negative se atrag reciproc, se ajunge la o particularitate importantă a moleculei de apă: între atomii de moleculă nu există doar legături chimice, ci și interacțiuni destul de puternice între diferitele molecule de apă. Forța de atracție dintre sarcinile parțial pozitive și cele negative nu este la fel de puternică precum în legătura ionică, dar destul de puternică încăt să poată purta denumirea de ”legătură”, respectiv legătura sau puntea de hidrogen.

Punțile de hidrogen nu sunt specifice doar apei. Ele pot apărea ori de câte ori hidrogenul se leagă covalent de un partener elecronegativ. În apă, punțile de hidrogen pot fi observate cel mai bine.

Fără punți de hidrogen noi nu am exista. Nu ar exista viață pe pământ. Fără puțin hidrogen, la presiunea și temperatura de pe această planetă, apa nu ar fi lichidă, ci gazoasă.. observăm asta la moleculele la fel de mari sau mici ca apa, care nu pot forma punți de hidrogen, de exemplu metanul, CH₄, sau doxidul de carbon, CO₂: amândouă sunt gaze în condițiile de pe Terra.

Punțile de hidrogen trebuie să le mulțumim că, la presiunea atmosferică normală, apa se evaporă și devine gazoasă abia la 100 °C. Cu jutorul lor, moleculele de apă se atrag între ele.

Peștii sunt și ei îndatorați legăturilor de hidrogen, deoarece lacurile și iazurile nu îngheață complet nici în iernile cele mai aspre. Aceasta are de-a face densitatea. Așa cum știm cu toții, gheața plutește pe apă.

Stările de agregare solid, lichid și gazos se definesc prin densitatea particulelor. Într-un obiect solid, particulele stau strâns legate unele de celelalte, într-un lichid au mai multă libertate de mișcare și sunt mai puțin dense, în vreme ce într-un gaz densitatea este cea mai redusă. De aceea stările de agregare se pot modificare prin presiune sau temperatură. Dacă creștem presiunea, particulele sunt condensate unele în altele, iar densitatea crește. Aastfel, prin densitate, gazul se transformă în lichid și ulterior în solid. Dacă temperatura scade, mișcarea particuleleor se reduce, particulele au nevoie de mai puțin loc și din nou densitatea crește. Astfel, prin răcire, aburii de apă se transformă în lichid și apoi în gheață.

Dar – stați puțin! Dacă gheața (H₂O solid) plutește în apă (H₂O lichid), înseamnă că densitatea gheții este mai mică decât a apei – un lucru nemaiauzit! Cum se poate ca lichidul să fie mai dens dect solidul? Ați ghicit deja: din cauza punților de hidrogen. Această curiozitate se mai numește și anomalia densității apei. Dacă răcim apa, la început ea se va evapora normal: densitatea va crește odată cu temperatura care scade, așa cum este normal. Particulele încetinesc, iar punțile de hidrogen se pot forma tot mai bine și pt atrage tot mai multe particule. Dar la 4 °C apa își atinge densitatea maximă. Apoi se întâmplă lucruri ciudate: dacă continuăm să răcim până la 0 °C, densitatea apei începe să scadă, adică moleculele de apă se tot îndepărtează unele de altele.

De ce fac asta? Pentru că mișcarea particulelor se încetinește atât de tare, încât abia acum moleculele de apă au timp să se arajeze ordonat: încep să se ordoneze simetric până formează o rețea de cristale de gheață. Această structură ordonată se poate observa chiar și cu ochiul liber la fulgii de zăpadă sau la cristalele de gheață. Modelul simetric al unui fulg este rezultatul ordonării  simetrice a atomilor din interior. În cristalul de gheață, fiecare atom de oxigen este înconjurat de patru atomi de hidrogen. De doi este legat covalent, de ceialți doi printr-o punte de hidrogen. Această structură sub formă de grilaj are spații goale mari și, de aceea, o densitate scăzută.

De ce este important acest aspect pentru peștii din lac? Când apa se răcește iarna, ea se lasă la fund, deoarece cu cât este mai rece, cu atât este mai densă (în mod colocvial spunem că este ”mai grea”). Cum la 4 °C densitatea este maximă, apa de la fund are o temperatură de 4 °C, mai sus temperatura scade treptat. La un mment dat, suprafața lacului începe să înghețe – de sus în jos. Dacă nu ar exista anomalia densității apei, atunci gheața ar fi mai grea decât apa, iar lacul ar îngheța de jos în sus. Pentru că lacurile îngheață de sus în jos, stratul de gheață acționează asemenea unui izolator pentru straturile de apă de mai jos, iar peștii au iarna apă curgătoate în care pot înota. Și respira.

Și oamenii se bucură iarna de anomalia densității apei, pentru că făr ea nu prea reușim să patina. Patinaul este o curiozitate absolută, dacă stai să te gândești bine. De ce nu funcționează decât pe gheață? De ce nu putem patina pe orice suprafață solidă, de exemplu pe asfalt? Pentru că în cazul gheții nici măcar nu atingem suprafața solidă! Alunecăm pe un strat subțire de gheață. La alte substanțe ar trebui să scădem presiunea pentru a înlesni schimbul de stare de agregare de la solid la lichid. Dar anomalia apei face posibil acest lucru. Presiunea crescută comprimă particulele. Ca să se apropie unele de altele, particulele renunță la rețeau laă de cristale de gheață și formează un strat subțire pe care alunecăm cu ușurință. O furnică cu minipatine nu ar putea patina, pentru că e prea ușoară și nu ar putea pune suficientă presiune pentru a forma stratul necesar de apă. În cazul ei, ar fi ca și cum am patina pe asfalt.

Există însă și insecte care pot aluneca pe apă. Așa-numitul păianjen de apă a fost denumit astfel datorită înzestrării sale. Și asta este posibil datorită punților de hidrogen. Datorită legăturilor dintre molecule, apa curgătoate are o tensiune superficială destul de ridicată. E ca la buștenii de lemn  care doar prin legare pot forma o punte. Dacă fiecare moleculă de apă ar exista doar pentru sine, păianjenul de apă s-ar îneca imediat. Dar pentru că molecule se susțin prin punți de hidrogen  (formează un fel de plută), se formează o rețea fină care susține insecta.

Puteți testa acasă cu o clamă de birou. Dacă punem clama cu grijă pe suprafața apei, ea va pluti, deși este de metal și are o densitate mai mare decât apa (”este mai grea”, cu mama spune). Clama de birou nu ar trebui să plutească, dar tensiunea superficială a apei o ține la suprafață. Dacă scădem tensiunea adăugând câțiva stropi de detergent lichid în apă și cu ei niște tenside, ”pluta se înmoaie” și clama de birou se scufundă.

Apa este în primul rând un solvent important. Substanțele esențiale precum sărurile sau nutrienții se dizolvă în apă. Chiar și omul se compune în mare parte din apă și cele mai multe reacții metabolice din corp se întâmplă în soluții apoase. Rinichii noștri, filtrul de deșeuri din corp, curăță cu ajutorul apei resturile și le elimină sub formă de urină. Când nu folosește ca mijloc de transport sau ca solvent, apa este utilizată ca partener activ de reacție chimică și transformată în substanțe.

Dar toate detaliile nu par să fie de ajuns de fascinante pentru oameni. Nu departe de Smart Water descopăr un raft cu apă cu oxigen – apă minerală îmbogățită cu oxigen suplimentar. Un lucru inteligent la prima vedere, pentru că un rol important  în performanța noastră sportivă îl deține concentrația de oxigen din sânge. De aceea epo (forma prescurtată a eritroproteinei) este substanța de dopaj favorite pentru sportivii de performanță. Ea crește numărul celulelor roșii din organism. Cu cât mai multe eritrocite, cu atât mai mult oxigen poate fi transportat de sânge către mușchi. Să fie oare apa cu oxigen o metodă de dopaj legal?

Spre norocul (sau ghinionul) nostru, nu. În primul rând, și dacă am inspira oxigen pur, tot nu am crește concentrația de oxigen cu mai mult de 5% sau 10%, pentru că sângele nu poate absorbi mai mult (și atunci, vezi Doamne, ar trebui să luăm epo). În plus, nu este indicat să inspirăm oxigen pur, pentru că după una sau două ore asta ar fi periculos. Oxigenul conține un radical reactive mic, dar neplăcut,  care poate ataca plămânii. În concluzie, este mia bine să bem oxigenul dizolvat?

Ajungem la a doua problemă: și anume că oxigenul nu se dizolvă atât de bine în apă. Presiunea este cea care reglează capacitatea unui gaz de a se dizolva în apă. Sub presiunea mare, gazul se dizolvă mai bine, de aceea apele carbogazoase sunt îmbuteliate astfel. În acest mod producătorii se asigură că în apă se dizolvă cât mai mult CO₂. Observăm asta când desfacem prima oară sticla: presiunea scade brusc și din sticlă se emană CO₂. Același lucru se întâmplă și cu oxigenul din apă, doar că oxigenul se dizolvă mai greu decât CO₂. Din această cauză, când inspirăm o gură de aer proaspăt, preluăm aceeași cantitate de oxigen ca atunci când bem un litru de apă îmbogățită cu oxigen.

 

Este ceva

în apă

Îmi sare în ochi un raft cu Smart Water, o marcă de apă mineral a casei Coca-Cola, care mă scoate din sărite. Smart Water nu este o apă mineral obișnuită, ci ap distilată (adică H₂O pur) îmbogțită cu minerale. Nu pot decât să-I felicit pe producători că reușesc să vândă cu atâta success ceva apparent neatrăgător precum apa distilată folosită la călcat. Inspired by clouds – apa norilor, vaai, ce frumos.

Au dreptate. O distilare se produce conform principiului norilor: întâi apa se avaporă, apoi condensează întru-un loc mai răcoros. La Smart Water acest loc nu este în cer. În practică, condensarea este accelerate într-un mod puțin romantic, printr-un răcitor, astfel că, imediat după evaporare, apa curge din nou în recipientul colector.

Este o apă foarte curate, pentru că prin evaporare se purifică și se condensează pe cealaltă parte ca H₂O pur. Sună convingător, cine nu-și dorește o apă pură? Dar și apa noastră de la robinet este preparată și purificată înainte să ajungă la consum. În plus, odată cu distilarea apa pierde ceva important: mineralele, adică sărurile. Ele trebuie adăugate în apa distilat ca s-o transforme în apă mineral cu gust bun. Apa distilată nu este periculoasă, atâta timp cât te hrănești normal, așa cum se spune uneori, doar că nu are gust. Este un efort inutil, după cum ușor puteți observa.

Așadar, Smart Water este în primul rând o risipă de resurse fără sens sau un marketing foarte inteligent, în funcție de cum vrei s-o privești.

Mi se pare interesant cum oamenii își fac atâtea griji când vine vorba de apă, fără să fie cu adevărat conștienți de adevărata fascinație a acestei substanțe. Apa nu are nevoie nici de lumina lunii pline, nici de pietre scumpe, ca să devină o moleculă magică. Vreau să celebrăm cu adevărat această moleculă genială, căreia îi datorăm atâtea.

Numim legătura din molecula de apă polar covalentă. Atomul de oxigen are o sarcină parțial negativă, atomii de apă, o sarcină parțial pozitivă. În plus, molecula de apă are structură unghiulară. În consecință, se formează un așa-numt dipol cu un pol pozitiv și unul negativ.

Cum sarcinile pozitive și negative se atrag reciproc, se ajunge la o particularitate importantă a moleculei de apă: între atomii de moleculă nu există doar legături chimice, ci și interacțiuni destul de puternice între diferitele molecule de apă. Forța de atracție dintre sarcinile parțial pozitive și cele negative nu este la fel de puternică precum în legătura ionică, dar destul de puternică încăt să poată purta denumirea de ”legătură”, respectiv legătura sau puntea de hidrogen.

Punțile de hidrogen nu sunt specifice doar apei. Ele pot apărea ori de câte ori hidrogenul se leagă covalent de un partener elecronegativ. În apă, punțile de hidrogen pot fi observate cel mai bine.

Fără punți de hidrogen noi nu am exista. Nu ar exista viață pe pământ. Fără puțin hidrogen, la presiunea și temperatura de pe această planetă, apa nu ar fi lichidă, ci gazoasă.. observăm asta la moleculele la fel de mari sau mici ca apa, care nu pot forma punți de hidrogen, de exemplu metanul, CH₄, sau doxidul de carbon, CO₂: amândouă sunt gaze în condițiile de pe Terra.

Punțile de hidrogen trebuie să le mulțumim că, la presiunea atmosferică normală, apa se evaporă și devine gazoasă abia la 100 °C. Cu jutorul lor, moleculele de apă se atrag între ele.

Peștii sunt și ei îndatorați legăturilor de hidrogen, deoarece lacurile și iazurile nu îngheață complet nici în iernile cele mai aspre. Aceasta are de-a face densitatea. Așa cum știm cu toții, gheața plutește pe apă.

Stările de agregare solid, lichid și gazos se definesc prin densitatea particulelor. Într-un obiect solid, particulele stau strâns legate unele de celelalte, într-un lichid au mai multă libertate de mișcare și sunt mai puțin dense, în vreme ce într-un gaz densitatea este cea mai redusă. De aceea stările de agregare se pot modificare prin presiune sau temperatură. Dacă creștem presiunea, particulele sunt condensate unele în altele, iar densitatea crește. Aastfel, prin densitate, gazul se transformă în lichid și ulterior în solid. Dacă temperatura scade, mișcarea particuleleor se reduce, particulele au nevoie de mai puțin loc și din nou densitatea crește. Astfel, prin răcire, aburii de apă se transformă în lichid și apoi în gheață.

Dar – stați puțin! Dacă gheața (H₂O solid) plutește în apă (H₂O lichid), înseamnă că densitatea gheții este mai mică decât a apei – un lucru nemaiauzit! Cum se poate ca lichidul să fie mai dens dect solidul? Ați ghicit deja: din cauza punților de hidrogen. Această curiozitate se mai numește și anomalia densității apei. Dacă răcim apa, la început ea se va evapora normal: densitatea va crește odată cu temperatura care scade, așa cum este normal. Particulele încetinesc, iar punțile de hidrogen se pot forma tot mai bine și pt atrage tot mai multe particule. Dar la 4 °C apa își atinge densitatea maximă. Apoi se întâmplă lucruri ciudate: dacă continuăm să răcim până la 0 °C, densitatea apei începe să scadă, adică moleculele de apă se tot îndepărtează unele de altele.

De ce fac asta? Pentru că mișcarea particulelor se încetinește atât de tare, încât abia acum moleculele de apă au timp să se arajeze ordonat: încep să se ordoneze simetric până formează o rețea de cristale de gheață. Această structură ordonată se poate observa chiar și cu ochiul liber la fulgii de zăpadă sau la cristalele de gheață. Modelul simetric al unui fulg este rezultatul ordonării  simetrice a atomilor din interior. În cristalul de gheață, fiecare atom de oxigen este înconjurat de patru atomi de hidrogen. De doi este legat covalent, de ceialți doi printr-o punte de hidrogen. Această structură sub formă de grilaj are spații goale mari și, de aceea, o densitate scăzută.

De ce este important acest aspect pentru peștii din lac? Când apa se răcește iarna, ea se lasă la fund, deoarece cu cât este mai rece, cu atât este mai densă (în mod colocvial spunem că este ”mai grea”). Cum la 4 °C densitatea este maximă, apa de la fund are o temperatură de 4 °C, mai sus temperatura scade treptat. La un mment dat, suprafața lacului începe să înghețe – de sus în jos. Dacă nu ar exista anomalia densității apei, atunci gheața ar fi mai grea decât apa, iar lacul ar îngheța de jos în sus. Pentru că lacurile îngheață de sus în jos, stratul de gheață acționează asemenea unui izolator pentru straturile de apă de mai jos, iar peștii au iarna apă curgătoate în care pot înota. Și respira.

Și oamenii se bucură iarna de anomalia densității apei, pentru că făr ea nu prea reușim să patina. Patinatul este o curiozitate absolută, dacă stai să te gândești bine. De ce nu funcționează decât pe gheață? De ce nu putem patina pe orice suprafață solidă, de exemplu pe asfalt? Pentru că în cazul gheții nici măcar nu atingem suprafața solidă! Alunecăm pe un strat subțire de gheață. La alte substanțe ar trebui să scădem presiunea pentru a înlesni schimbul de stare de agregare de la solid la lichid. Dar anomalia apei face posibil acest lucru. Presiunea crescută comprimă particulele. Ca să se apropie unele de altele, particulele renunță la rețeau laă de cristale de gheață și formează un strat subțire pe care alunecăm cu ușurință. O furnică cu minipatine nu ar putea patina, pentru că e prea ușoară și nu ar putea pune suficientă presiune pentru a forma stratul necesar de apă. În cazul ei, ar fi ca și cum am patina pe asfalt.

Există însă și insecte care pot aluneca pe apă. Așa-numitul păianjen de apă a fost denumit astfel datorită înzestrării sale. Și asta este posibil datorită punților de hidrogen. Datorită legăturilor dintre molecule, apa curgătoate are o tensiune superficială destul de ridicată. E ca la buștenii de lemn  care doar prin legare pot forma o punte. Dacă fiecare moleculă de apă ar exista doar pentru sine, păianjenul de apă s-ar îneca imediat. Dar pentru că molecule se susțin prin punți de hidrogen  (formează un fel de plută), se formează o rețea fină care susține insecta.

Puteți testa acasă cu o clamă de birou. Dacă punem clama cu grijă pe suprafața apei, ea va pluti, deși este de metal și are o densitate mai mare decât apa (”este mai grea”, cu mama spune). Clama de birou nu ar trebui să plutească, dar tensiunea superficială a apei o ține la suprafață. Dacă scădem tensiunea adăugând câțiva stropi de detergent lichid în apă și cu ei niște tenside, ”pluta se înmoaie” și clama de birou se scufundă.

Apa este în primul rând un solvent important. Substanțele esențiale precum sărurile sau nutrienții se dizolvă în apă. Chiar și omul se compune în mare parte din apă și cele mai multe reacții metabolice din corp se întâmplă în soluții apoase. Rinichii noștri, filtrul de deșeuri din corp, curăță cu ajutorul apei resturile și le elimină sub formă de urină. Când nu folosește ca mijloc de transport sau ca solvent, apa este utilizată ca partener activ de reacție chimică și transformată în substanțe.

Dar toate detaliile nu par să fie de ajuns de fascinante pentru oameni. Nu departe de Smart Water descopăr un raft cu apă cu oxigen – apă minerală îmbogățită cu oxigen suplimentar. Un lucru inteligent la prima vedere, pentru că un rol important  în performanța noastră sportivă îl deține concentrația de oxigen din sânge. De aceea epo (forma prescurtată a eritroproteinei) este substanța de dopaj favorite pentru sportivii de performanță. Ea crește numărul celulelor roșii din organism. Cu cât mai multe eritrocite, cu atât mai mult oxigen poate fi transportat de sânge către mușchi. Să fie oare apa cu oxigen o metodă de dopaj legal?

Spre norocul (sau ghinionul) nostru, nu. În primul rând, și dacă am inspira oxigen pur, tot nu am crește concentrația de oxigen cu mai mult de 5% sau 10%, pentru că sângele nu poate absorbi mai mult (și atunci, vezi Doamne, ar trebui să luăm epo). În plus, nu este indicat să inspirăm oxigen pur, pentru că după una sau două ore asta ar fi periculos. Oxigenul conține un radical reactive mic, dar neplăcut,  care poate ataca plămânii. În concluzie, este mia bine să bem oxigenul dizolvat?

Ajungem la a doua problemă: și anume că oxigenul nu se dizolvă atât de bine în apă. Presiunea este cea care reglează capacitatea unui gaz de a se dizolva în apă. Sub presiunea mare, gazul se dizolvă mai bine, de aceea apele carbogazoase sunt îmbuteliate astfel. În acest mod producătorii se asigură că în apă se dizolvă cât mai mult CO₂. Observăm asta când desfacem prima oară sticla: presiunea scade brusc și din sticlă se emană CO₂. Același lucru se întâmplă și cu oxigenul din apă, doar că oxigenul se dizolvă mai greu decât CO₂. Din această cauză, când inspirăm o gură de aer proaspăt, preluăm aceeași cantitate de oxigen ca atunci când bem un litru de apă îmbogățită cu oxigen.

Nu în ultimul rând, ne confruntăm cu problema că sistemul nostru digestiv nu este făcut pentru schimbul de gaze. Este mult mai bine să asigurăm alimentarea cu oxigen prin plămâni, care sunt făcuți în acest scop. Când inspirăm oxigenul, gazul din plămânii noștri ajunge în sânge. Nu putem spune același lucru despre stomac sau intestine. Gazele pe care le preluăm din băuturi ajung doar într-o cantitate infimă în sânge, restul sunt râgâite fără eleganță. Cine vrea să-și îmbogățească râgâielile cu oxigen, aceluia îi recomand cu încredere această apă-minune.

Întreaga poveste a fost demonstrată științific. S-a investigat dacă apa cu oxigen duce la o creștere măsurabilă a performanței. Nu au fost găsite dovezi pentru un astfel de efect. Cu toate acestea, efectul placebo nu este de ignorant. Acum că v-am spus toatea astea, efectul placebo nu mai funcționează la voi. În schimb, puteți economisi banii pe care i-ați aruncat până acum pe ape bizare, care nu sunt altceva decât produse de marketing.

Miturile despre apă sunt diverse. Continuă să persiste teama că apa cu dioxid de carbon este nocivă. Dioxidul de carbon este un acid. În vreme ce la apa plată nivelul pH-ului este 7, la apa carbogazoasă nivelul scade până la 5. Asta are un efect ușor antibacterian. La o valoare acidă a pH-ului, microroganismele se înmulțesc mai greu. Dar la un nivel al pH-ului de 5, sistemul nostru digestiv nu are o problemă, pentru că noi consumăm zilnic alimente acide. Fructele, cafeaua, ciocolata sau produsele din lapte conțin acizi. Cel mai târziu, în stomac, alimentel dau peste acidul gastric, care are o valoare a pH-ului de 1 și este atâ de acid, încât nu se lasă impresionat de cea mai carbogazoasă dintre băuturi. În acest context, chiar nu contează dacă apa noastră de băut este mai puțin acidă. Este mai ales cazul acidului carbonic, pentru că, odată ce dioxidul de carbon a fost eliminat – printr-un râgâit decent, după un pahar de apă carbogazoasă -, acidul a și disprut. Acidul carbonic nu este altceva decât dioxid de carbon dizolvat în apă.

În 2017, cercetătorii palestinieni au făcut vâlvă când au afirmat că acidul carbonic, respectiv apa minerală carbogazoasă, stimulează senzația de foame. Prin presiunea din stomac s-ar active hormonal foamei, grelina. Vestea a lovit din plin Germnaia, țara apei minerale carbogazoase. Pe mine studiul nu m-a convins. În primul rând a fost un studiu realizat doar pe șoareci, în plus apetitul nu este reglat doar de grelină, ci și de alți hormoni și factori. Este un prim indiciu interesant, dar departe de dovada că apa carogazoasă ar crește apetitul.

Totuși, pentur unii, apa plată poate fi alternativa corectă. Apa carbogazoasă este atât de răcoritoare nu doar datorită gustului acidulat și efervescent, ci și bulelor de CO₂, care ni se rostogolesc pe gât. Gustul stimulează stomacul. Este recomandat ca oamenii care suferă de aciditate, balonări sau probleme digestive să nu adauge în stomac și mai multe gaze.

În cele din urmă, putem afirma că, indiferent dacă apa este plată sau carbogazoasă, este important să ne placă și să bem suficient de multă. Dacă apa lunară energetică ajută o persoană să bea mai puțină Cola, atunci fie. Singurul care are de suferit este portofelul propriu. Așa cum am mai spus, nu pot decât să vă recomand cu căldură apa de la robinet. Asta beau și eu acasă, în Germania.

Părăsesc raionul de băuturi și mă îndrept spre raionul de dulciuri. Nu mi-aș dori să renunț la ele și prefer să mănânc cu inima împăcată ciocolată, decât să beau Cola. Băuturile dulci sunt atât de păcătoase pentru că nu conțin decât ”calorii goale”. Nu faci decât să asimilezi calorii, fără nicio altă substanță nutritive și fără să te simți sătul. Probabil cele mai periculoase sunt smoothie-urile deja preparate. Le bei cu sentimental că faci un lucru bun și, din acest motiv, ești chiar tentat să exagerezi uneori. De cele mai multe ori conțin la fel de mult zahăr ca o Cola, uneori chiar mai mult.

Smoothie-urile dau senzația că sunt sănătoase, pentru că au ”100% fructe”. Ca să le putem înghiți ușor, în aceste băuturi nu se adaugă coaja fructului și se suplimentează cu sucuri. Cantitatea de zahăr este mai mare în comparație cu fructul normal, care are o mulțime de fibre. Smoothie-urile gata preparate pot fi consumate fără probleme în cantități mari. Nu ai putea mânca aceeași cantitate de fructe, pentru că te-ai sătura mult mai repede.

Un lucru deosebit de interesant: știința spune că suntem mai puțin satisfăcuți când bem fructele, chiar și cele pasate acasă, decât când le mâncăm. Consistența mâncării care efect asupra senzației de sațietate, iar hrana lichidă te satură mai greu decât cea solidă. De aceea, cu inima împăcată, pun în coș trei tablete de ciocolată solidă și mă îndrept spre casă.

Terapie în

bucătărie

Gătitul este una, dar coptul este cu totul altceva, cel puțin din punct de vedere chimic. În general, oamenii spun că gătesc cu placer, dar nu sunt la fel de atraș ide cop. Coptul este chimie pură. Când coci fără rețet trebuie să ai ceva experiență sau cunoștințe, ca să fii sigur că-ți iese. La gătit nu este o problemă dacă ai pus prea multe condiment sau dacă ai fiert prea mult sau prea puțin ingredientele. La copt, astfel de scăpări pot avea urmări fatale, prăjitura se dezumflă, iar fursecurile se lichefiază în tava de copt. Eu și Chrstine cunoaștem regulile de bază. Cu toate acestea, la copt preferăm să urmăm o rețetă, pe care o îmbunătățim cu timpul, până ajungem la propria noastră versiune.

În vreme ce pregătim mâncarea, aș vrea să vă explic chimia fascinantă a coptului, prin intermediul fondantului de ciocolată. Aceasta este o părjitură de ciocolată caldă cu miez lichid. Rețeta începe cu unul din lucrurile dumnezeiești de pe lumea aceasta: ciocolata! 230 de grame, de preferință amăruie, respective cu 45% până la 60% cacao. Boabele de cacao conțin câteva molecule fascinante. De exemplu teobromina. Teobromina arată aproape la fel ca și cofeina.

Teobromina concurează cu adenozina pentru locul de parcare al receptorilor. Poate că ciocolata îi face mai euforici pe unii încât îi trezește din picoteală, dar, cu toată asemănarea surprinzătoare din structura chimică, teobromina nu este un energizant la fel de puternic ca cofeina. Printre altele, teobromina nu se potrivește la fel de bine în locul de parcare precum cofeina și nu poate da la o parte la fel de agresiv molecula de adenozină.

Dar, asemenea cofeinei, într-o anumită doză, teobromina poate fi otrăvitoare (doza face otrava). Din fericire, ar trebui să mâncăm cantități imposibile de ciocolată, înainte ca supradoza să fie periculoasă. Mai periculoasă este pentru câini. Pentru ei doza moratală de teobromină este mult mai mică, pentru că o metabolizează mai greu. În vreme ce corpul nostru transformă repede energizantul potențial otrăvitor în altă moleculă inofensivă, la câini metabolizarea este mai lentă, iar molecula se acumulează în organism. Efectele sunt palpitații cardiace, crampe musculare, senzație de greaă, vomă – până la deces. Dacă savurați un baton de ciocolată, iar câinele vostru vă privește cu ochi mari și rugători, nu cedați!

În vreme ce mulți știu că este interzis să le dai câinilor ciocolată, mai puțin știu că același lucru este valabil și pentru pisici. Acestea au totuși un avantaj față de câini și aproape toate mamiferele: nu simt gustul dulce. Proteinele aflate în receptorii de gust de pe limba noastră sunt atât de modificate la pisici, încât ele nu percepr gustul zahărului sau al carbohidraților și nu transmit niciun mesaj la creier. De aceea pisica se va uita cu mai puțin interes la batonul de ciocolată, având în vederea că nu cunoaște plăcerea acestui gust.

Topesc ciocolata într-o baie de aburi. Bucătarii isteți pot topi ciocolata și la microunde, dar nu există plăcere mai mare decât să învârți în ciocolată și să o privești cum se topește (nu mai spun de miros!). Avantajul băii de apă: indiferent de temperatura plitei, apa nu poate depăși temperatura ei de fierbere, adică 100 °C. Astfel se previne supraîncălzirea ciocolatei, care ar duce la un rezultat nedorit: cocoloașe și un aspect mai puțin apetisant.

Când supraîncălzești ciocolata îți dai seama că ea conține ingredient care nu au nimic în comun, de fapt: zahăr și grăsimi. Zahărul este o substanță hidrofilă și polară, iar grăsimea o substanță hidrofobă și nepolară. Amestecul omogen se realizează prin lecitine, o clasă de tenside care, de regulă, se extrag din boabele de soia. La fel ca tensiderele din șampon și lecitinele sunt molecule amfifile, care acționează ca emulgator. Ele se plasează la granița dintre zahăr și grăsimi și stabiliează amestecul. Dacă supraîncălzim ciocolata, lecitinele nu-și mai pot face treaba și ne trezim pe de o parte cu cocoloașe de grăsimi și cacao și lapte și pe de altă parte cu cocoloașe de zahăr și particule de cacao.

Cicolata nu trebuie să se topească singură, de aceea îi adaug 120 de grame de unt – o, grsime multă și bună! Mi se pare interesant cum se vorbește în general despre grăsimi și uleiuri: ”grăsimi saturate”. ”grăsimi nesaturate”, ”acizi grași trans”, ”acizi grași Omega-3” – rareori mai poți auzi în viața de zi cu zi atât de chimic limbaj. Toate bune și frumoase, doar că mă tem că, în ciuda uzului cotidian, tot nu ne este clar ce înseamnă cu adevărat aceste cuvinte. Ce ar fi să învățăm câte ceva despre ele?

Știm deja de saponificare: grăsimile și uleiurile sunt compuse din așa-numitele trigliceride, o combinație de trei acizi grași. Acizii grași sunt molecule lungi, mai bine spus lanțuri lungi de atomi de carbon. În fiecare legătură de carbon există energie, pe care corpul și-o poate extrage în cadrul procesului de metabolizare. Grăsimile sunt substanțele nutritive cele mai pline de energie.

Se spune că grăsimile nu sunt la fel: grăsimile nesaturate sunt bune, cele saturate sunt rele! Să fie oare adevărat? Cum diferențiem grăsimile nesaturate și cele saturate?

Așadar: fiecare atom de carbon poate să dezvolte patru legături. Într-un acid gras cu lanț lung fiecare atom de carbon este legat de alți doi atomi de carbon – deci mai are două legături libere. Dacă la fiecare atom de carbon din lanț se adaugă doi atomi de hidrogen, vorbim despre un acid gras  saturat. Saturat cu hidrogen.

În schimb, acizii grași nesaturați conțin legături duble de tip C=C. Pentru fiecare legătură dublă elimini doi atomi de hidrogen. La fiecare atom dublu de carbon se leagă doar un atom de hidrogen – din această cauză este nesaturat.

În plus, distingem între acizii grași mononesaturați și acizi grași polinesaturați. Aceasta depinde de numărul de legături duble. O singură legătură dublă este proprie unui acid gras mononesaturat, mai multe legături duble, unuia polinesaturat.

La nesaturat asociezi mereu ceva ce lipsește. Și, da, este vorba de atomii de hidrogen care lipsesc în acizii grași nesaturați. La acizii nesaturați totul se învârte în jurul legătruilor duble. Mă rog, realist vorbind, nimic nu se poate învârti în jurul unei legături duble.

Ce vreau să spun puteți observa cu ajutorul roșiilor cherry și al scobitorilor. Dacă legați două roșii cherry cu o scobitoare, atunci veți avea o legătură simplă. Puteți învârti fără probleme roșiile cherry, una față de cealaltă, legătura este mobilă. Dacă legați roșiile cu două scobitori paralele, obțineți modelul unei legături duble. Această legătură este rigidă și nu puteți învârti roșiile fără să le stricați.

Care este concluzia? Fiecare legătură dublă este o conexiune rigidă. La acizi grași nesaturați această conexiune rigidă creează un punct de inflexiune în liniaritatea molecului.

Această particularitate a structurii moleculare modific semnificativ caracteristicile fizice. Acizii grași saturați liniari sunt de cele mai multe ori grăsimi solide, acizii grași nesaturați cu inflexiuni ale moleculelor sunt deseori grăsimi lichide sau uleiuri. Acizii grași saturați se pot ordona și stratifica mai ușor și se aranjeaază în structuri solide. Acizii grași nesaturați neliniari sunt voluminoși și mai greu de ordonat, de aceea sunt de obicei uleiuri fluide. Starea de agregare ne indică dacă avem de-a face cu acizi grași saturați sau nesaturați. Cu toate acestea, trecerea de la o stare solidă la cea lichidă nu este de fapt ferm delimitată, pentru că acizii grași saturați și nesaturați apar de multe ori amestecați – la fel și în ciocolată, așa cum veți vedea mai încolo.

Aș vrea să mai fac o completare importantă: acizii grași nesaturați nu trebuie să fie neapărat neliniari. Când există o legătură dublă într-un lanț de carbon, avem două posibilități de configurare a lanțului: cis sau trans. Cu inflexiune, neliniar sau fără inflexiune, linear.

În alimentația naturală întâlnim aproape numai acizi grași cis neliniari. Acizii grași trans apar în cantități mici în grăsimile animale, mai précis la rumegătoare. De exemplu, grăsimea din lapte conține între 1 și 6 procente de grăsimi trans. Când vorbim de obicei despre acizii grași nesaturați ne referim mai précis la acizi grași cis. Acizii grași trans le spunem pe nume, pentru că sunt mai problematici. Aceștia sunt considerați cei mai nesănătoși acizi grași. Energia noastră zilnică nu ar trebui să provină din acizi grași trans într-o proporție mai mare de 1%.

Din păcate, ne-am dat seama târziu de aceasta. La început nu a deranjat pe nimeni că unul dintre produsele secundare din procesul de transformare a grăsimilor lichide în grăsimi solide îl constituiau grăsimile trans, care rămâneau în produsul de bază. În procesul de transformare a grăsimilor lichide în grăsimi solide se iau și se hidrogenează acizi grași nesaturați cis. Cuvântul hidrogenare ne indică faptul că avem de-a face cu o reacție în care este implicat hidrogenul. Acesta migrează către legăturile duble și convinge atomii de carbon – printre altele cu ajutorul căldurii și al presiunii – să renunțe la legăturile lor duble, rezultând astfel lanțuri saturate. O astfel de hidrogenare presupune saturarea acizilor grași nesaturați.

Chimistul german Wilhelm Normann a realizat această tehnică în 1901, iar ea s-a dovedit foarte utilă initial. Din uleiurile ieftine din plante se produceau grăsimi solide precum margarina sau untura. Grăsimile saturate sunt folsite în același mod pentru producerea de săpun. În cadrul acestei reacții se mai întâmplă ceva: unel legături duble cis se tranformă în legături duble trans – iar unele legături cu inflexiune se îndreaptă. De aceea, prin hidrogenarea artifcială a grăsimilor se produc grăsimi trans. În mod ironic, mult timp s-a considerat că grăsimile trans produse artificial din grăsimi vegetale sunt mai sănătoase decât grăsimile animale. Îndrăgostiții de unt, atenți la sănătatea lor, au renunțat cu inima grea la produsul lor preferat pentru margarină.

Dar apoi au apărut studiile. Nu chiar așa dintr-odată, dar încet-încet s-au înmulțit dovezile că grăsimile trans nu doar că nu sunt bune, dar fac rău sistemului circulator și vaselor de sânge. De la grăsime adulate le pericol public – Organizația Mondială a Sănătății și-a anunțat obiectivul: ”Fără grăsimi trans în 2023!” avertismentel au dat roade. Grăsimile trans au renume atât de prost, încât mulți producători de alimente au renunțat între timp de bună-voie la adaosul de grăsimi trans sau au redus drastic cantitatea.

Așa. Grsimile trans sunt rele. Dar ce este cu grăsimile saturate și nesaturate cis?

Există multe studii pe subiect. Dar studiile de nutriție sunt complicate, pentru că sunt predestinate rezultatelor controversate. Din nou, cauza o constituie metodele științifice. Dacă ne amintim de studiile randomizate controlate, ne dăm seama repede că astfel de studii clinice nici măcar nu sunt posibile în acest domeniu de cercetare. La oameni este foarte greu să face studii oarbe pe nutriție, căci oamenii știu ce pun în gură. Dar nu aceasta este cea mai mare provocare. La animale poți controla pe interval lungi de timp ce mănâncă, chiar și cât se mișcă. Dar mai greu să facă asta cu oamenii. Dacă vreți să încercați, nu pot decât să vă urez success.

Cu toate acestea, pentru anumite subiecte există suficiente dovezi. De exemplu, se recomandă să înlocuim acizii grași saturați cu acizi grași polinesaturați. Experții nu s-au pus încă de acord dacă la acizii grași nesaturați, cu cât mai multe legături duble cu atât mai bine, așadar  dacă acizii grași polinesaturați sunt automat mai săntoși decât cei mononesaturați.

Singurii acizi grași care se pot considera mai cu moț sunt acizii grași Omega-3 și Omega-6. Prin Omega-3 ne referim la acizii grași nesaturați care au o legătură dublă cu un al treilea atom de carbon (de aici 3) la capătul lanțului (de aceea Omega-sfârșit). La fel și în cazul Omega-6, doar că numărăm al șaselea atom de carbon de la coadă. Acidul linoleic Omega-3 și acidul alfa linoleic Omega-6 fac parte dintre așa-numiții acizi grași esențiali, adică sunt vitali pentru organism, care nu îi poate produce singur. Trebuie să-i mâncăm. Îi găsim în diverse uleiuri vegetale și în pește. Aceasta nu înseamnă că este cazul să băgăm în noi disperați pește în ulei de rapiță. Doza zilnică recomandată este de 250 mg.

În principu, grăsimile nu sunt nici de respins, nici de ridicat în slăvi. Din întreaga cantitate de energie asimilată, 30 până la 35% ar trebui să provină din grăsimi – în orice caz, minim 10%, ca să ne asigurăm că asimilăm calorii și acizi grași esențiali. În plus, anumite vitamine sunt companioni hidrofobi, care se înțeleg mai bine cu grăsimea decât cu apa.

Ca întotdeauna, soluția o constituie echilibrul și buna măsură. Firește că nu este indicat să mâncăm zilnic fondant au chocolat cu 230 de grame de ciocolată și 120 de grame de unt. Dar mâncarea gustoasă ne face fericiți și este bine să nu subestimăm asta. Uneori ne concentrăm prea mult pe sănătatea fizică, dar este indicat să nu o uităm nici pe cea psihică. Să ne întoarcem la ciocolata noastră!

În funcție de marcă, ciocolata amăruie conține cam 30-35% grăsime. Aceasta provine pe de o parte de la arborele de cacao. Numită și unt de cacao, ea reprezintă un amestec complex de diverse grăsimi. În mare parte, untul de cacao conține trei acizi grași diferiți: acidul oleic (nesaturat), acidul palmitic (saturat) și acidul stearic (saturat).  Amestecul are calitate deosebită de a rămâne solid la temperatura camerei și de a se topi la temperatura corpului, adică pe limba noastră. În plus, ciocolata mai conține deseori și grăsimi din lapte. Cu cât este mai deschisă la culoare, cu atât mai multă grăsime din lapte. La rândul ei, aceasta reprezintă un amestec complex de acizi grași, saturați și nesaturați, cu o temperatură de topire mai scăzută decât a untului de cacao. Poate ați remarcat deja că ciocolata cu lapte este mai cremoasă și se topește mai ușor decât ciocolata amară.

Grăsimea din lapte este grăsimea din untul clasic. Pentru ca untul să se poate numi unt, are nevoie să conțină minim 80% grăsime din lapte. Untul conține până la 16% apă, iar asta joacă un rol important în procesul de coacere. Spre deosebire de apa din baia de apă, apa din unt este deja emulsifiată, adică bine amestecată cu grăsimea din lapte. Adăugată în ciocolată, ea nu va forma cocoloașe. Mai târziu, în cuptor, apa se va transforma în abur, își va mări volumul și va ajuta prăjiturica să se umfle. Pentru că percepem gazele ca pe ”nimic”, iar spațiile goale nu au gust, acestea nu sunt considerate ingrediente, dar de fapt toate stările de agregare sunt importante penturu experiența gustativă completă dintr-o prăjitură. Formarea gazului joacă un rol important în procesul de coacere. De cele mai multe ori, ne folosim de praf de copt sau de bicarbonat de sodiu, care se transformă în cuptor în abur de dioxid de carbon și care ajută prăjitura să crească.

În vreme ce ciocolata și untul se topesc în baia de apă într-un ganaș delicios, amestec într-un bol mic un praf de sare cu 50 de grame de făină. În majoritatea rețetelor de prăjituri se amestecă înntâi ingredientele uscate, apoi se adaugă cele lichide. Nu fără motiv. Făina conține o proteină sensibilă la apă pe nume gluten. Mult timp glutenul a fost mai puțin cunoacut, dar în ultimii i s-a acordat mai multă atenție – și nu una pozitivă. Tot mai mulți oameni sunt intoleranți la gluten sau se simt mai bine dacă renunță la el. Știința dă din umeri neputincioasă în fața acestei enigme, pentru că majoritatea celor afectați nu suferă de boală celiacă, o alergie genetică la gluten, nici alergie la grâu. Experții au păreri diferite și dau explicații diverse, printre altele și efectul nocebo.

Sigur că glutenul, o proteină lipicioasă, joacă un rol important în procesul de coacere. De fapt, glutenul se compune din două proteine, gliadinele și gluteninele. În amestec cu apa, făina se transformă într-o structură tridimensională lipicioasă, glutenul. Această structură lipicioasă dă consistență elastică pâinii sau pastelor. ”Chewy”, ar spune americanul.

De aceea este important în care punct adăugăm apă în făină, pentru că imediat ce facem asta aluatul devine lipicios. Dacă glutenul este activat și lipește aluatul, va fi complicat să adăugăm în același timp alte ingredient uscate, cum ar fi zahărul sau praful de copt. Acesta este motivul pentru care se recomandă să amestecă în prealabil ingredientele uscate. Dacă în pâine ne dorim o anumită elasticitate, nu același lucru se aplică la prăjituri sau, de exemplu, la fondant au chocolat. De aceea folosesc atât de puțină făină, dar și pentru a păstra miezul mai degrabă lichid.

Între timp, amestecul de ciocolată și unt s-a topit și îl pun la răcit. Următorul pas reprezintă o variație a unui aluat tipic de fondat. În mod normal, ouăle se pot amesteca cu făina, însă eu bat întâi ouăle – patru medii- într-un bol până se fac spumă. Adaug încet 80 de grame de zahăr. Zahărul este și el un ingredient uscat și, în mod normal, l-am putea amesteca cu făina. Puteți încerca și așa, aluatul va fi mai dens și mai pufos. Bătutul spumă al ouălelor se realizează mai ușor dacă adăugăm zahăr, pentru că cristalele acționează ca niște pietricele minuscule care întăresc spuma de ouă.

Ouăle conțin multe proteine, esențiale la rândul lor în procesul de coacere. La fel ca grăsimile, proteinele sunt molecule cu lanțuri lungi. Aceste lanțuri au o compoziție chimică mai complexă, elementele lor de bază fiind aminoacizii. În plus, aceste lanțuri sunt mai lungi decât acizii grași, atât de lungi, că se pot îndoi și pot forma suprastructuri mari, tridimesionale. Din exterior, o proteină se aseamănă unei bile sau altei structuri tridimensionale și nu aduce nici pe departe cu un lanț.

Am văzut de dimineață, când am făcut ou ochi, ce se întâmplă cu proteinele când le încălzim: se solidifică. Căldura duce la descâlcirea proteinei. Acest proces poartă denumirea de denaturare. Lanțurile lungi se întrerup și se rearanjează. Ia naștere o rețea, iar oul se întătește. Odată rearanjată, proteina nu se poate întoarce la starea inițială. O denaturare ni se întâmplă și nouă cu căștile de telefon uitate în geantă. Și ele se pot încâlci frustrant de rău și aproape ireversibil.

Ceva similar se întâmplă și când batem ouăle, doar că nu la fel de ireversibil. Prin lovitura fizică cu mixerul, proteinele se descâlcesc parțial și încep să se încâlcească la loc, un fel de denaturare ușoară. Dacă procedura e doar cu albuș, obținem o bezea tare. Important este aerul, care este prins prin lovire în ou, sub forma unei bule de aer minuscule. Cu cât mai solidă spuma, cu atât mai aerat va fi desertul. Dacă am face un sufleu de ciocolată, atunci bezeaua ar constitui un pas esențial, ca să obținem consistența aerată dorită. Mă decid pentru o variantă ușoară de sufleu. Îmi doresc să fie un pic pufos, dar mai dens decât un sufleu obișnuit. De aceea bat oul întreg, fără să-l mai separ. Spuma va fi mai moale, pentru că, odată cu gălbenușul, în amestec se adaugă o cantitate importantă de grăsime, care face dificilă încâlcirea albușului.

Gălbenușurile conțin aproape 30% grăsime. Mulțumită ei este imposibil să ”tăiem” oul. O bezea formată doar din proteine și apă poate fi distrusă ușor dacă o bateți prea mult. Dacă exagerăm ne vom alege cu apă, pe de o parte, și cu cocoloașe de albuș, pe de altă parte. Când bați oul întreg, nu ai de ce să te temi, pentru că este imposibil să dai greș. La final, volumul se multiplică (de unde și bolul mare de care ai nevoie), iar spuma devine fină, cu o suprafață strălucitoare, netedă, de culoare galben-pal.

Mai târziu, în cuptor, proteinele se vor denatura complet și se vor întări. Apa din ou are aceeași sarcină ca apa din unt: va ajuta prăjiturica să crească. Împreună cu aerul din spumă vor crea un înveliș aerat în jurul miezului lichid.

Zahărul nu ajută doar la bătut spumă ouăle. El reprezintă elementul de bază pentru orice dulce. Zahărul este higroscopic, adică absoarbe și reține apa (de aici și abilitățile sale de conservare). La un fondant au chocolat, pe care îl savurezi fierbinte și cu miez lichid, această proprietate nu joacă un rol prea important. Dar prăjiturile și fursecurile cu cât conțin mai puțin zahăr, cu atât se usucă mai repede. Cine vrea să reducă consumul de zahăr și înjumătățește cantitatea acestui ingredient din prăjitură va fi pedepsit cu o prăjitură uscată.

Zahărul este foarte important în înghețată, în special sorbet. Acolo nu avem doar mult zahăr, ci și multă apă în care acesta se dizolvă. La fel ca orice substanță solubilă, zahărul va influența temperatura de topire sau de înghețare a amestecului. Același fenomen se întâmplă iarna, când se presară sare pe carosabil: apa salină are un punct de îngheț mai scăzut decât al apei. Fenomenul se numește scăderea punctului de îngheț. În vreme ce apa îngheață la 0 °C, soluția salină rămâne încă lichidă la acea temperatură. De aceea sarea împrăștiată pe carosabil reprezintă o măsură antiderapaj eficientă, pentru că apa va îngheța doar la temperaturi mai scăzute. Un astfel de fenomen se produce și la apa cu zahăr, cu un efect direct asupra consistenței înghețatei sau sorbeturilor. Cu cât conținutul de zahăr este mai mare, cu atât se topește mai repede înghețata, cu cât este mai mic, cu atât este mai tare. Când faci înghețată acasă, nu trebuie să adaugi zahăr doar după gust, ci trebuie să găsești consistența potrivită, care să nu fie nici prea tare, nici prea moale.

Amestecul de ciocolată și unt s-a răcit și îi adaug o linguriță de extract de vanilie. Aroma de vanilie este foarte plăcută tuturor. Am putea crede că o găsim peste tot, atât este de răspândită. În engleză ”vanilla” este sinonim chiar cu obișnuit, plicticos, rușinos. Asta deși, în realitate, aoroma nu este deloc pe atât de comună pe cât ai crede.

Sticluța cu extract de vanilie bio ”păstăi de vanilie de Bourbon pură” este un produs foarte scump. Motivul o constituie cultivarea laborioasă. Mult timp vanilia, o orhidee, a crescut doar în America Centrală, pentru că doar acolo exista albina Melipona, unul din puținele animae care polinizează floarea de vanilie. Aceasta nu este o plantă dornică să se împerecheze (din punctul acesta de vedere ”vanilla” se potrivește cu rușinos). Mult timp, vanilia a fost o aromă rară, de care s-au bucurat puțini oameni.

Lucrurile s-au schimbat în 1841, odată cu Edmond Albius. Acesta era copilul unei familii de sclavi în colonia franceză la Reunion, o mică insulă din apropiere de Madagascar. La vârsta de 12 ani băiatul a descoperit cum poți poleniza manual florile de vanilie. La Reunion a devenit un mare exportator de vanilie și curând planta a început să fie cultivată în Madagascar. Și astăzi o mare parte din vanilia naturală privine din această zonă și se numeștșe vanilie de Bourbon. Dar aceasta nu ar acoperi nici măcar o parte din cererea globală. Din cele 18 000 de tone de aroma care se produc anual, doar 1% provine din planta naturală. Polenizarea se realizează și astăzi manual, după metoda lui Albius.

În schimb, în anii șaptezeci s-a decoperit cum se poate produce în laborator molecula vanilină, principala aromă din vanilie. Zahărul vanilat, pe care îl cumpărăm din supermarket, nu este de multe ori decât zahăr normal cu o priză de vanilină, așa cum veți descoperi la lecturarea listei de ingrediente.

În ultimii ani a crescut cererea de aromă de vanilie naturală, dar pentru aceasta nu există suficiente plante de vanilie pe lume. Pe lângă procesul dificil de cultivare, recolta nu este bogată. Pentru un kilogram de păstăi de vanilie trebuie polenizate manual în jur de 600 de flori. Cine vrea aroma naturală trebuie să plătească cu vârf și îndesat pentru asta. Firește, aroma naturală este mult mai complexî ca gust, pentru că vanilia de Bourbon conține și alte arome, nu doar vanilină. Dar rețeta este foarte gustoasă și cu zahăr vanilat, n-o să dați greș dacă îl folosiți.

Adaug în ouăle spumă amestecul de cacao răcit și condimentat cu vanilie și espresso. Când spun răcit nu mă refer neapărat la temperature camerei, ci pur și simplu la o temperatură care să nu denaturize ouăle: gălbenușul se denaturează deja la 65 °C, albușul la 83 °C. Nu amestec foarte bine, doar cât să se distribuie uniform, pentru că vreau să evit distrugerea bulelor de aer pe care m-am chinuit să le prind spumă. La final pun făina cu un praf de sare, amestecând la fel de ușor până când compoziția se uniformizează. Apoi torn aluatul într-o formă de sufleu sau de brioșe.

Timpul de coacere este definitoriu pentru fluiditatea amestecului, de aceea este bine să revalidați personal acest timp, când vă hotărâți să încercați rețeta. Formele au un diametru de 7 cm și le umplu mereu până la 4 cm înălțime. Pentru aceaste dimensiuni timpul ideal de coacere s-a dovedit a fi de 15,5 minute la o temperatură de 190 °C. Dacă aveți forme mult mai mici, atunci timpul de coacere va fi cu câteva minute mai scurt. Cel mai bine invitați niște prieteni și încercați cu ei!

Chimia

funcționează

În 1979 s-a realizat un studiu-etalon în care unor femele de șoareci virgine li s-a administrat oxitocină. Hormonal a trezit în animale un comportament matern și ele au început să se ocupe de puiii altor mame, ca și cum ar fi fost ai lor.

Acest hormon joacă un rol important la naștere și alăptare, de exemlu ajută la contracția mușchilor pelvieni. De altfel, oxitocina provine din greaca veche și se traduce prin ”naștere ușoară”. Oxitocina facilitează o relație strânsă între mamă și copil, este secretată când se sărută doi îndrăgostiți și în general este mereu pusă în legătură cu relațiile sociale și cu dragostea.

Conform unui studiu elvețian, oxitocina îi face pe oameni mult mai încrezători. Cercetătorii germani au stabilit că oamenii care se află sub influența oxitocinei mănâncă mai puține snackuri, ceea cea i-a făcut să presupună că oxitocina ar pute inhiba consumul de alimente, când de fapt nu îți este foame. Hormonul iubirii contra mâncării compulsive? Ar fi o terapie interesantă pentru cei supraponderali.

Cercetările sunt diverse și nu tot timpul hormonal iubirii iese cu fața curată. Studii mai noi indică faptul că oxitocina potențează amintirile neplăcute. În general, oxitocina pare să potențeze amintiri legate de interacțiunile sociale fie ele plăcute, cum ar fi primul sărut, sau neplăcute, cum ar fi umilința sau teama de a pierde omul iubit.

Așa cum au observant cercetătorii olandezi, în vreme ce oxitocina întărește relațiile umane, ea ar putea de asemenea să întărească mentalitatea de grup și excluderea anumitor persoane care nu gândesc la fel.

Ultimele cercetări sugerează că este depășit să numim oxitocina hormonul iubirii. Influanța sa asupra comportamentului și interacțiunii sociale este de necontestat, doar că cuprinde atât părți pozitive, cât și negative. Probabil că este mai indicat să ne raportăm la oxitocină astfel: la toate semnalele, stimuli și informațiile cere ne copleșesc viața de zi cu zi, anumite informații sociale se pierd.

Oxitocina este studiată în acest moment ca posibil adjuvant în autism. De regulă, persoanele cu autism au dificultăți să proceseze informațiile sociale. Până în prezent cercetările nu au avut o rată bună de reproducere și nu s-au înregistrat efecte la utilizări repetate.  Dar pentru unii autiști, care au deja un nivel scăzut de oxitocină, un ados al acestui hormon pare să dea rezultate promițătoare.

Interesant este faptul că se descoperă tot mai multe aspect comune între oxitocină și alcool. În primul rând, este vorba de efectele vizibile în exterior. Atât oxitocina, cât și alcoolul pot reduce anxietatea și stresul, potențând sentimental de încredere și de generozitate. Dar ambele au părțile lor de umbră: agresiune, asumarea necontrolată de riscuri și o tendință de a favoriza propriul grup. Inclusiv efectele neurologice ale celor două molecule sunt surprinzător de asemăntoare. Și alcoolul potențează efectul inhibitor al neurotransmițătorului GABA, chiar dacă prin alt mecanism. În aceste condiții, putem spune că expresia englezească ”love drunk”, îmbătat de iubire, conține un sâmbure de adevăr.

Pasiune

pentru

obiectivitate

Un chimist înțelege prin alcool o întreagă clasă de substanțe. Alcoolul este un alcool specific, respectiv etanol. Toate alcoolurile au ceva în comun: sunt otrăvitoare. Unele mai mult decât altele. Dar nu doar ele sunt problema, ci și reziduurile din procesul de metabolizare. În general, alcoolurile se metabolizează prin oxidare, mai întâi aldehidă, apoi în acid carbonic. Metanolul, fratele etanolului cu un carbon lipsă, ar fi mai otrăvitor, dacă oraganismul nostru nu l-ar oxida în formaldehidă, care provoacă orbirea. Iar izopropanol, alcoolul folosit cu precădere ca substanță dezinfectantă, când este băut provoacă dificultăți de respirație și probleme ale sistemului circulator.

Alcoolul este metabolizat de ficat. Sarcina acestuia e să scape de substanțele toxice. Un consum ridicat de alcool poate suprasolicita și afecta ficatul – iar aceasta este doar începutul unei liste lungi de probleme de sănătate, unele ireversibile. Inima și sistemul digestiv vă vor mulțumi la rândul lor dacă renunțați la alcool.

Cu ajutorul unei enzime pe nume alcool dehidrogenază, pe scurt ADH, etanolul este oxidat într-o substanță pe nume acetaldehidă. Pentru sănătate, acetaldehida este la fel de dăunătoare precum etanolul. Este un mutagen, adică o substanță care poate distruge ADN-ul și poate cauza cancer. Acetaldehida este probabil motivul pentru care în studii se observă tot mai des o corelație între consumul de alcool și diverse cancere. De aceea corpul se străduiește să scape cât mai repede de această substanță dăunătoare. La rândul ei, aldehida este oxidată în acid acetic, respectiv în acetat, sarea acidului acetic. Abia atunci a fost eliminat pericolul, pentru că corpul poate excreta fără probleme acetatul sau îl poate transforma în energie. De aceea alcoolul are atâtea calorii.

Această oxidare a acetiladehidei în acetat se desfășoară cu ajutorul unei alte enzime. La majoritatea europenilor, această enzimă se numește aldehid-dehidrogenază-2, pe scurt ALDH2. La mulți asiatici din zona de sud-est, precum și la puțini nonasiatici din zona de sud-est, problema este că enzima arată cu totul altfel și asta e o foarte mare problemă.

Ca să înțelegem problema 2 trebuie să știm mai întâi cum arată în general enzimele. Dacă vorbim despre alcool, este momentul perfect să clarificăm niște lucruri importante. Enzimele fac parte din clasa proteinelor, sunt formate din aminoacizi. Aminoacizii sunt molecule mici, formate în special din carbon, oxigen, hidrogen și azot. În total există douăzeci de tipuri de aminoacizi folosiți de corpul nostru pentru producerea de proteine.

Dacă înțelegem că toate proteinle noastre se compun doar din 20 de elemente și că aceste proteine influențează toate procesele biologice și chimice din corpul nostru, sistemul pare surprinzător de mic.

Într-o proteină, aminoacizii sunt legați într-un lanț foarte lung. Enzima ALDH2 este formată dintr-un lanț de 500 de aminoacizi, înșirați într-o ordine precisă. Dar acest lanț nu este construit la întâmplare, ci foarte structurat, asemenea unui origami. La fel ca molecula de apă, și aceste lanțuri pot forma punți de hidrogen, o bucată de lanț cu alta, iar lanțul se pliază apoi în funcție de aceste bucăți. La prima vedere pare un ghem încâlcit. Dar, indiferent de felul aminoacizilor și de însușirea lor, fiecare proteină are o structură tridimensională specifică, iar această structură îi decide utilitatea.

Este un lucru deosebit de complex chiar și pentru cercetătorii care lucrează zilnic cu proteine. Ca să nu se încurce, aceștia împart structura în funcție de diverse aspecte: compoziția chimică a lanțului constituie așa-numita structură primară – aici este studiată doar sevcența aminoacizilor, adică ordinea elementelor. Felul în care lanțul se curbează, se pliază, se așază și se încâlcește se descrie în structura secundară, terțiară sau cvartară.

Pare un turn lego: când te uiții doar la cuburile pe care le folosești și la oridnea în care le așezi, te referi la structura primară. Turnul ca formă tridimensională este suprastructura. Aminoacizii sunt cuburi atât de sofisticate, încât o variație cât de mică în secvența primară poate duce la schimbări majore în suprastructură.

Un bun exemplu îl constituie enzima mea ”denaturată” ALDH2. În lanțul ei lung de 500 de aminoacizi, la mine, la poziția 487, un aminoacid este diferit – un singur cub schimbat. Acest aminoacid minuscul modifică punțile de hidrogen din enzimă, fapt care duce la o suprastructură modificată. Consecința: enzima mea nu poate metaboliza acetaldehida. Este inactivă.

În lipsa unei enzime active, oxidarea acetaldehidei în acid acetic nu este posibilă, însă reacția se întâmplă foarte, foarte lent. Aceasta face ca acetaldehida să se depoziteze în organism după câteva guri de vin. Corpului nu îi place acest lucru și reacționează cu greață, palpitații ale inimii și o reacție caraghioasă: o culoare roșie ca focul, în special la față. Simptomele sunt cunoascute sub numele de ”Asian Flush”.

Alcoolul este dăunător și pentru propriul său producător, drojdiile. În timpul procesului de fermentare, drojdiile se hrănesc din zaharuri și carbohidrați și produc, printre altele, etanol. La o concentrație de alcool mai mare de 15 %, celulele drojdiilor încep să nu se mai simtă în largul lor. În cele din urmă, mor în produs metabolic. Destul de tragic, am putea spune. Din această cauză, alcoolul cu concentrație mai mare se obține doar prin distilare, prin creșterea concentrației de alcool prin evaporare și condensare.

Alcoolul este absorbit prin stomac și prin intestinul subțire și ajunge în sânge. Majoritatea este livrată către ficat care declanșează metabolizarea enzimelor. O mică parte este eliminată prin plămâni și împreună cu acetaldehida favorizează renumitul miros de alcool din respirație. Toate aceste procese nu sunt altceva decât încercarea rațională a corpului de a scăpa cât mai repede de alcool. Din păcate, nu poate ține pasul cu o viteză medie de băut, iar asta face ca alcoolul excedentar să ajungă prin sânge la creier, iar aici începe distracția.

Alcoolul acționează asupra creierului ca un anestezic sau ca un calmant. Deși bețivii se simt dezinhibați, la nivel neuronal alcoolul acționează ca un inhibitor. De fapt, alcoolul împiedică comunicarea dintre celulele noastre neuronale. Acestea comunică printr-un neurotransmițător. Aș vrea să prezint doi neurotransmițători, ca pe viitor să vă puteți înțelege mai bine cu propriul eu beat.

Molecula glutamat (sau acidul glutamic) este unul dintre cei 20 de aminoacizi proteinogeni. Însă glutamatul funcționează și ca neurotransmițător excitator. Dacă glutamatul se leagă de receptorul său, el activează comunicarea dintre neuroni și astfel se transmit mai multe semnale.

Adversarul său este neurotransmițătorul inhibitor pe nume GABA, acidul gama-aminobutiric (iată-l din nou, neurotransmițătorul care stimulează secreția oxitocinei). Dacă GABA se leagă de receptor, comunicația este inhibată și se transmit mai puține semnale.

La fel ca multe lucruri din corpul nostru, și receptorii sunt compuși din proteine. Ni-i putem închipui ca pe un fel de tunel sau canal, închis în mod normal. Când neurotransmițătorul potrivit se leagă de receptor, aceste canale se deschid pentru moment, iar ionii (de sodiu, potasiu, calciu sau clor) pot să circule liber. La fel ca la bateria telefonului mobil, prin circulația particulelor încărcate se obține o tensiune care stimulează neuronii să transmită semnale electrice. Dacă ionii sunt încărcați pozitiv, cationii adică, neuronii transmit semnale. Este cazul receptorului de glutamat. Dacă ionii sunt încărcați negativ, anioni adică, semnalele sunt inhibate. Asta se întâmplă la repectorii GABA.

Acum intră în scenă etanolul, care dă torul peste cap. Molecula de etanol metabolizează atât cu receptorul glutamat, cât și cu GABA. La receptorul glutamat, fluxul de ioni este inhibat. Efectul excitator al glutamatului este diminuat de alcool și neuronii transmit mai puține semnale. În urma interacțiunii dintre receptorul GABA și etanol, canalele rămân mai mult timp deschise și astfel circulă mai mulți ioni. Efectul inhibitor al GABA este potențat de alcool. Din această cauză, neuronii transmit mai puține semnale.

În concluzie, alcoolul încetinește creierul de două ori. Activitatea cerebrală redusă are efect și asupra motricității. Dacă neuronii noștri comunică mai puțin între ei, anumite lucrui cum ar fi mersul drept nu mai funcționează la fel de bine. Cu un creier încețoșat nu iei nici cele mai bune decizii. În general, gândești mai puțin, percepi și îți aduci aminte mai puține lucruri.

În circumstanțe normale, GABA reprezintă un neurotranmițător important, datorită efectului său inhibitor. Este de la sine înțeles că avem nevoie de neuroni activi. Dar aici nu se aplică vorba ”cu cât mai mult, cu atât mai bine”. GABA nu ajută să ordonăm informațiile și să diferențiem între stimuli. Fără efectul său inhibitor ne-ar fi greu să gândim clar și n-am face față excesului de stimuli. De aceea la epilepsie se prescriu medicamente care cresc concentrația GABA.

Efectul alcoolului asupra creierului nu se oprește aici. Etanolul este responsabil de secreția crescută a unui alt neurotramițător celebru, dar în același timp perfid: dipamina. Domeniul de acțiune al acestei molecule este extins: mișcarea, învățarea, cencentrarea și emoțiile. Dopamina este unul dintre neurotransmițătorii cei mai importanți din sistemul nostru de recompensare: de fiecare dată când facem ce ne place, este secretată dopamină. Și mereu vrem mai mult. Mai multă dopamină însă duce la comportamente impulsive, dependență și pare să joace un rol important în schizofrenie. Odată ce se secretă dopamina, ai nevoie de autocontrol ca să nu te lași pradă euforiei și să nu continui comportamentul distructiv.

Dat fiind că etanolul ajunge în sânge prin stomac și prin intestinal subțire, un stomac plin poate încetini absorbția. Asta dacă nu suferi de sindromul autofermentației alcoolice, o boală foarte ciudată.

Povestea începe în 2004 cu un American de vârstă mijlocie, care, după o operație la picior și un tratament cu antibiotic, a constatat că nu mai tolera la fel de bine alcoolul, ca în trecut. după două beri mici era beat turtă. Mai mult, uneori se simțea amețit, chiar dacă nu băuse nimic. Soția lui, soră medicală, a început să îi măsoare alcoolemia: 3 la mie era o cifră frecventă. În 2009, bărbatul a ajuns la urgență – cu 3,7 la mie, o valoare îngrijorător de mare. Deși nu pusese gura pe alcool sau cel puțin așa pretindea. Medici nu au crezut o iota.

Un an mai târziu, bărbatul s-a întors pentru colonoscopie. Și atunci medici au descoperit ceva ciudat: o ciupercă, pe numele ei Saccharomyces cerevisiae, cunoscută și sub denumirea de drojdie de bere. Așa cum îi spune și numele, aceasta este folosită la producerea berii. Ea nu are ce căuta în sistemul nostru digestiv.

Medicii au cercetat mai atent cazul. Medicii l-au pus să înghită apă cu zahăr și i-au dat mai multe snackuri cu mulți carbohidrați. Și ce să vezi: pe la amiază bietul om era beat turtă – cu 1,2 la mie. Drojdia lui de bere transformase carbohidrații în etanol. Sindromul autofermentației alcoolice este denumirea inspirată a acestui fenomen. Cazurile sunt atât de rare, încât, în afara câtorva exemple izolate, nu există cercetări științifice precise. Omului nostru îi merge iarăși bine. A reușit să rezolve problema cu un amestec de fungicide și cu o alimentație săracă în carbohidrați.

 

Nu contează cu ce rămâneți din această carte, odată ce v-ați infestat cu spiritul științific! Arma mea este chimia, dar există multe altele. Toate științele au la bază același spirit.

Spirit științific înseamnă să nu iei lucrurile ca pe ceva de la sine înțeles, ci să observi lumea, ca și cum ai vedea-o pentru prima oară. Să cauți scânteia de magie din lucrurile pe care le știi deja. Spirit științific este acel moment în care ții în mână cana de caafea și te gândești: ”Hm. Numai molecule. Ce tare!”

Spirit științific înseamnă să descoperi frumusețea în miezul lucrurilor, să privești florile prin ochii lui Richard Feynman (fizician american și laureate al Premiului Nobel). Să observi cum cu fiecare descoperire științifică se nasc noi întrebări, alte minuni și se înmulțește frumusețea.

Spirit științific înseamnă să dai crezare studiilor controlate, randomizate, în care cercetătorii devin anonimi, pentru că știu că așteptările personale ne pot încețoșa uneori gândirea critică.

Spirit științific înseamnă curiozitate nestăvilită, pe care nu o poate stăvili nici cea mai puturoasă moleculă din lume.

Spirit științific înseamnă bucuria complexității și respingerea răspunsurilor simple. Cine descoperă chimia pentru sine și devine pasionat să înțeleagă implicațiile chimice, nu doar să-ți îmbogățești viața și cotidianul, dar va dezvolta la rândul său o pasiune pentru complexitate.

Spirit științific presupune o pasiune pentru cifre și fapte. Ai nevoie să-ți înțelegi propriile prejudecăți și să-ți dezvolți o perspectivă critică asupra propriilor păreri, care să-ți permit să fii dispus să le schimbi, când faptele o cer. Faptele și părerile proprii nu pot fi tratate la fel. La unele dezbateri politice îmi pun mâinile în cap și mă întreb: ”De ce nu poți fi emoțional și în același timp obiectiv?” Dar când mă uit la unii dintre colegii mei, oamenii de știință, nu pot să nu mă întreb și: ”De ce nu poți fi obiectiv și în același timp pasional?” Obiectivitatea nu presupune neapărat lipsa emoțiilor. Ce cer eu este o pasiune pentru obiectivitate!