Nel precedente articolo sulla cellula ,si è visto che le pompe sodio-potassio presenti in quantità elevata nella membrana cellulare ,per vincere il gradiente sodio -potassio e far entrare potassio nella cellula e sodio fuori deve andare contro corrente ,e per fare questo occorre usare molta energia. Come la cellula si procura questa energia? Per dirlo bisogna prima sapere cosa sono gli enzimi. Gli enzimi sono dei potenti catalizzatori chimici ,cioè accelerano enormemente il tempo delle reazioni chimiche. La cellula ,per poter vivere ha bisogno continuamente di compiere le più svariate reazioni chimiche, se non ci fossero gli enzimi queste avverrebbero in un tempo straordinariamente lungo, incompatibile con la sopravvivenza delle cellule. Gli enzimi accelerano di migliaia e anche di milioni di volte le reazioni chimiche.
Le reazioni chimiche si svolgono tra molecole e dentro la stessa molecola spostando gli atomi presenti in esse spostandoli di posto e trasformando una certa sostanza chimica in un'altra, liberando energia o assorbendo energia. Gli enzimi sono in genere molecole proteiche che si adattano colla loro forma alla molecola o alle molecole da modificare creando in tempo brevissimo anche di pochi secondi altre molecole che servono alla cellula. L'enzima ha una sua specificità ,cioè ogni enzima modifica una determinata molecola e solo quella perchè la sua conformazione si adatta perfettamente alla molecola da modificare. Gli enzimi possono agire su molecole piccole, medie e grandi ,come i carboidrati o le stesse molecole proteiche che vengono per lo più degradate da enzimi specifici. Molte volte gli enzimi fanno parte di reazioni chimiche a catena ,cioè un primo enzima modifica una determinata sostanza, che si trasforma in una seconda molecola, su questa interviene un altro enzima che la trasforma in una terza molecola, su cui interviene un altro enzima che la trasforma in una questa molecola e cosi' via con una reazione a catena che termina quando la cellula ottiene la molecola a lei utile per la sua funzione. In questa catena l'assenza o il malfunzionamento di uno solo degli enzimi che partecipano alla reazione a catena rende impossibile la formazione della molecola utile finale con morte o grave sofferenza della cellula. In conclusione è la precisa forma dell'enzima che determina su quale molecola deve agire. E la forma dell'enzima è determinata dall'allineamento preciso degli aminoacidi nella catena proteica dell'enzima. La creazione a caso di un enzima è estremamente difficile, anzi impossibile; finora non si è riusciti a creare per caso alcun enzima ,anche se enzimi simili tra loro. Questo dimostra l'alto grado di informazione complessa e specifica che ci vuole per creare l'enzima.
Per rimediare a questi inconvenienti fatali alla vita cosa ci vuole ?Ci vuole una pompa che spinga il sodio fuori dalla cellula e il potassio dentro la cellula. Questa è la soluzione che potrebbe adottare un ingegnere. Ed infatti in ogni cellula del corpo umano ci sono milioni di pompe sodio-potassio lungo la membrana cellulare. queste pompe spingono continuamente il sodio fuori dalla cellula e il potassio dentro la cellula ristabilendo continuamente il gradiente giusto. Ma facendo cosi' queste pompe correggono anche la pressione osmotica che fa entrare l'acqua all'interno della cellula perchè succede che col loro pompaggio succede che anche il sodio e il potassio si comportano come le proteine ,cioè ,diventano impermeabili, e cosi' il potassio attira acqua dall'esterno all'interno come le proteine e il sodio attira acqua dall'interno all'esterno ;si ha quindi un equilibrio fine tra l'entrata e l'uscita di acqua nella cellula ;si dice che la soluzione all'interno e all'esterno della cellula è isotonica, e l'acqua nella cellula rimane costante. Ma tutta questa azione di pompaggio ha un prezzo :un alto prezzo energetico, è come se si dovesse camminare contro un vento contrario ,ci vuole molta energia per farlo. Si calcola che in condizioni di riposo da un quarto alla metà del dispendio energetico delle cellule è usato per fare funzionare le pompe sodio-potassio. Ma come si ottiene questa energia? Lo si vedrà in un prossimo articolo studiando gli enzimi. E' chiaro però che queste pompe non esistono per caso ,sono state progettate e in modo molto rapido altrimenti le cellule sarebbero morte subito ,appena nate.