Jens C. Skou non ha scoperto solo un enzima. Ha scoperto il meccanismo che mantiene le cellule nervose attive e i muscoli contratti. Senza questa minuscola macchina biologica, i tuoi pensieri non si sposterebbero da un neurone all’altro. Il tuo cuore non batterebbe.
Skou è nato a Lemvig, in Danimarca, l’8 ottobre 1918. Morì ad Aarhus il 28 maggio 2018. Per gran parte della sua vita ha insegnato biofisico all’Università di Aarhus. Ma la sua eredità si basa su un’unica, monumentale svolta: la scoperta dell’adenosina trifosfatasi attivata dal sodio-potassio (Na+-K+ ATPasi).
Questa scoperta gli è valsa il Premio Nobel per la Chimica nel 1997. Ha condiviso l’onore con Paul D. Boyer e John E. Walker. Ma mentre gli altri hanno mappato il funzionamento dell’ATP, Skou ha identificato la vera pompa che lo aziona.
Dai nervi alle membrane del granchio
Skou ha studiato medicina all’Università di Copenaghen. Ha conseguito il dottorato presso l’Università di Aarhus nel 1954. La sua ricerca non è iniziata nel vuoto. Si basava sul lavoro di Sir Alan Hodgkin e Richard Keynes.
Quegli scienziati inglesi avevano osservato il sodio e il potassio muoversi attraverso le cellule nervose. Hanno notato qualcosa di strano. Quando un neurone si attivava, gli ioni sodio si riversavano dentro. Per ripristinare la cellula per il segnale successivo, quegli ioni dovevano essere respinti fuori.
Questo non era passivo. È andato contro il flusso naturale. La concentrazione di sodio era maggiore all’esterno della cellula che all’interno. Riportandolo nell’energia richiesta. Nello specifico, richiedeva adenosina trifosfato (ATP).
Skou ha approfondito questo puzzle. Alla fine degli anni Cinquanta propose un’idea radicale. Un enzima era responsabile del movimento delle molecole attraverso la membrana cellulare. Non era solo una barriera. Era un trasportatore attivo.
Ha testato questa teoria utilizzando membrane di cellule nervose del granchio. I granchi venivano scelti per i loro nervi grandi e accessibili. I risultati furono innegabili. Aveva isolato l’enzima ora noto come Na+-K+ ATPasi.
Come funziona realmente la pompa
L’enzima si trova nella membrana plasmatica delle cellule animali. Agisce come un rigoroso guardiano.
Si attiva quando rileva condizioni specifiche. Il potassio esterno lo innesca. Il sodio interno lo alimenta. Una volta impegnato, esegue un ciclo incessante:
- Pompa il sodio fuori dalla cellula.
- Attira il potassio nella cellula.
Questo scambio mantiene un equilibrio critico. All’interno della cellula, il potassio rimane alto. Il sodio rimane basso. Fuori è vero il contrario. Questo gradiente non è facoltativo. È essenziale per la vita.
L’enzima pompa il sodio fuori dalla cellula e il potassio al suo interno, mantenendo così un’elevata concentrazione intracellulare di potassio e una bassa concentrazione di sodio rispetto all’ambiente esterno circostante.
Le scoperte di Skou hanno fatto molto di più che spiegare i segnali nervosi. Hanno rivelato una classe fondamentale di macchine biologiche. Altri enzimi hanno funzionato allo stesso modo. Includevano le pompe ioniche che controllano la contrazione muscolare.
Perché questo è importante per te
Potresti chiederti perché i nervi del granchio sono importanti per gli esseri umani. Hanno importanza perché la biologia è conservata. La pompa sodio-potassio nel cervello funziona esattamente come quella studiata da Skou nei granchi
