Il segreto per denti di castoro forti 21.02.2015

Il suono spaventoso di un trapano è noto a quasi tutti. A differenza degli squali, i cui denti si rinnovano per tutta la loro vita ittica, negli esseri umani e nella maggior parte dei mammiferi, cambiano solo una volta, dai latticini ai molari. Anche se qui nei roditori i denti crescono per tutta la vita. Ciò è dovuto al fatto che, non importa quanto possa sembrare banale, i roditori rosicchiano, motivo per cui digrignano i denti in modo uniforme. Affinché questi animali non rimanessero senza lo strumento principale per l'esistenza, la natura ha dato loro un meccanismo per la crescita costante dei denti, compensando l'abrasione. Ma che dire di coloro a cui vengono dati i denti una volta per tutta la vita? I ricercatori del Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali della Northwestern University hanno identificato quali elementi aumentano la durata dello smalto dei denti e hanno capito perché i castori possono tagliare gli alberi come una motosega.

Lo smalto dei denti è il tessuto più duro del nostro corpo. Si basa su sottili fili lunghi di idrossiapatite. Lo spessore di uno di questi fili è di soli 50 nanometri e la lunghezza è mille volte maggiore. Per chiarezza, se l'altezza di una betulla fosse mille volte maggiore del diametro del tronco, l'albero avrebbe un'altezza di circa un chilometro. Migliaia di fili di questo tipo sono combinati in fasci, ma ancora molto sottili - venti volte più sottili di un capello. Questi fasci sono disposti in una certa direzione, formando una sorta di cornice di rinforzo dello smalto dei denti e lo spazio tra loro è riempito con idrossiapatite cristallina.

L'idrossiapatite è un minerale contenente ioni calcio, fosfato e ioni idrossile. E sebbene lo smalto sia quasi interamente composto da una base minerale, anche piccole quantità di altri ioni possono modificarne notevolmente le proprietà. Ad esempio, se parte del calcio, anche il più piccolo, viene sostituito da ioni magnesio, lo smalto diventerà più suscettibile all'azione degli acidi. In poche parole, si dissolverà più velocemente. Lo stesso effetto sarà causato dalla sostituzione degli ioni fosfato con carbonato. Ma se gli ioni fosfato sostituiscono gli ioni fluoro, lo smalto migliorerà notevolmente le sue proprietà. Ecco perché il dentifricio contiene fluoro.

Da dove viene l'acido nella bocca, che ha un effetto così dannoso sui denti, e perché è dannoso mangiare i dolci, anche se non sono affatto acidi? Il fatto è che i batteri vivono in bocca e, sebbene non rappresentino una minaccia per il corpo, possono danneggiare lo smalto dei denti. Lo zucchero rimanente serve come cibo per questi batteri. Tutto andrebbe bene se questi stessi microrganismi non trasformassero lo zucchero in acido lattico, aumentando così l'acidità dell'ambiente. Più l'ambiente è acido, più velocemente lo smalto dei denti si romperà. Sì, sì, lo stesso equilibrio acido-base. Per quanto ne sappiamo, i castori non abusano dei dolci, ma la natura li ha comunque premiati con un meccanismo aggiuntivo che rende i loro denti più forti. Il punto sta proprio negli ioni che cambiano le proprietà dello smalto.

I ricercatori hanno prelevato campioni di smalto dentale da topi, conigli, ratti e castori e li hanno sottoposti ad analisi rigorose utilizzando apparecchiature sofisticate. Hanno letteralmente studiato atomo dopo atomo la struttura dei fili che compongono lo smalto e hanno scoperto una cosa interessante. Si scopre che la forza e la resistenza agli acidi è influenzata principalmente dalla sostanza amorfa, che contiene minerali ricchi di ferro o magnesio. Nonostante il fatto che la proporzione di una tale sostanza sia estremamente piccola, cambia radicalmente le proprietà protettive dello smalto. Ad esempio, lo smalto dei denti di castoro è risultato sei volte più resistente agli acidi rispetto allo smalto dei denti di coniglio. Tutto ciò è dovuto ai composti del ferro, principalmente la ferridrite. Non solo conferisce resistenza chimica, ma aumenta anche la resistenza meccanica dello smalto dei denti. Possiamo dire che sì, il castoro ha davvero i denti di ferro!

Tuttavia, perché il dentifricio non è stato ancora prodotto con minerali di ferro? Anche se non abbiamo bisogno di rosicchiare rami di pioppo, sarebbe molto bello ridurre le visite ai dentisti. Se guardi i denti di un castoro, vedrai che sono tutt'altro che bianchi, gialli o addirittura marroni. Questi sono denti forti assolutamente sani e i composti del ferro danno loro colore. Non molto esteticamente gradevole dal punto di vista umano, ma ai castori non sembra importare molto.