Trovato "Demone" di Maxwell nel corpo umano: proteine sfuggono dalle leggi termodinamiche

Nel lontano 1867, il fisico James Clerk Maxwell formulò un esperimento mentale che avrebbe messo alla prova le leggi emergenti della termodinamica. Immaginò un "demone" che avrebbe separato le molecole in due contenitori in base alla loro energia (con l'obiettivo di produrre una violazione macroscopica del secondo principio della termodinamica).

Ora, nel 2023, un team di ricercatori dell'École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) in Svizzera ha scoperto che queste entità demoniache potrebbero non essere così fittizie. Le proteine incastonate nelle membrane cellulari, note come trasportatori ABC (ATP-Binding Cassette), sembrano avere caratteristiche che rispecchiano quelle del demone di Maxwell, permettendo loro di separare le sostanze in modo simile.

Queste proteine sono presenti in quasi tutti gli organismi viventi e rispettano le leggi naturali della termodinamica, svelando che Maxwell potrebbe aver descritto inconsapevolmente un aspetto fondamentale dei mattoni della vita (che si trovano anche dentro i meteoriti).

Cosa significa tutto questo per la nostra comprensione della biologia e della fisica? Paolo De Los Rios, a capo del Laboratorio di Biofisica Statistica presso l'EPFL, afferma che queste proteine ABC sono veri e propri "demoni di Maxwell". Agiscono come porte cellulari, controllando il flusso di molecole e utilizzando l'energia delle molecole di ATP (adenosina trifosfato) per alimentare il processo.

Questa scoperta potrebbe avere implicazioni rivoluzionarie per la nostra comprensione di come le cellule siano capaci di regolare i loro ambienti, importando ed esportando molecole come se avessero un piccolo demone alla porta. Gli scienziati intanto sono fiduciosi che queste scoperte possano essere applicate a sistemi più complessi, fornendo un quadro concettuale utile per decifrare la complessa biochimica di questi sistemi.