Cáncer de tiroides

El otro día me encontré con un compañero muy preocupado: su médico le había hallado un nódulo en el tiroides. Intentaba disimular que estaba aterrorizado. ¿Tenía un cáncer? ¿Sería benigno o maligno? Probablemente el estudiado lector conocerá el lugar donde se sitúa la glándula tiroidea -en el cuello- y su función: producir la hormona tiroxina encargada de aumentar el metabolismo general y, por lo tanto, estimular la producción de energía y de los componentes corporales. Hasta aquí todo correcto; pero, qué ocurre con el cáncer de tiroides, porque el nódulo –para mi amigo- era sinónimo de cáncer. El hombre estaba intranquilo, le urgía que le extrajesen tan incómodo compañero. Había consultado a varios médicos y escuchado opiniones contradictorias: también se hallaba confuso. Para sorpresa mía, más de un galeno se había mostrado de acuerdo con la operación sin más preámbulos; paciente que tiene un nódulo: candidato al quirófano. 

Expondré los datos que ha publicado el doctor G. Hennemann, uno de los mejores expertos mundiales del tema. El eminente profesor estima que, si se hiciese una ecografía a toda la población, hallaría nódulos tiroideos en un veinte por ciento del total; para no exagerar, acepta que sólo cuatro de cada cien tienen un nódulo solitario diagnosticable en clínica. Merece la pena detenerse en los números: cuarenta mil personas de cada millón tienen un nódulo tiroideo, cuarenta de cada millón tienen cáncer de tiroides, cuatro de cada millón pueden morir de su cáncer si no se las trata. Si se extirpasen todos los nódulos tiroideos habría que operar a cuarenta mil personas: se quitarían cuarenta cánceres y se evitaría la muerte de cuatro personas; por otro lado, es absolutamente seguro que las complicaciones que se habrían producido en las cuarenta mil intervenciones quirúrgicas serían más peligrosas. Si extirpáramos todos los nódulos tiroideos, el remedio sería peor que la enfermedad. Y aún no he mencionado los posibles problemas que reporta al operado la ingestión de la hormona tiroidea durante toda la vida. Hay que separar, por lo tanto, de los cuarenta mil enfermos de cada millón que tienen un nódulo en el tiroides, los que sepamos con certeza que tienen cáncer o que tienen alta probabilidad de padecerlo; y extirpar solamente éstos.

Nada más tengo que argumentar; el sufrido lector deducirá las conclusiones oportunas.

La Tierra, un imán cambiante

Los antiguos marinos se valieron de la brújula para orientarse en el mar; aunque nos cuesta un considerable esfuerzo mental recelar de la estabilidad de los polos magnéticos, sabemos que no siempre han estado donde los encontramos hoy, algunas veces el norte se muestra en el sur, otras aparece en cualquier lugar, incluso puede hallarse duplicado. Que nadie albergue dudas sobre la ubicación del norte geográfico, me refiero al norte magnético, al lugar que señala la brújula.

Desde hace más de un siglo los geofísicos observan un debilitamiento de la intensidad del magnetismo terrestre; si continuara, dentro de un millar y medio de años se anularía; aunque la anomalía probablemente sólo sea otro aspecto de su variabilidad, no puede descartarse que presagie su inversión, un fenómeno que ya ha ocurrido cientos de veces. Sabemos que los polos del campo magnético terrestre pueden estar en dos lugares: el habitual, en el cual las brújulas se dirigen al norte geográfico (al ártico) y el invertido en el cual se dirigen hacia el sur. Cierto, durante un cuarto de millón de años –el tiempo medio entre dos inversiones- el magnetismo del planeta se mantiene estable; pero durante el tiempo que tarda en producirse la transición –de cuatro mil a diez mil años–- aparecen inestabilidades. En las épocas estables –como la actual- la Tierra se comporta como un imán permanente ligeramente inclinado con respecto a su eje de rotación (técnicamente diríamos que constituye un dipolo); pero durante la inversión pueden aparecer varios polos norte y sur en cualquier lugar del globo. A falta de un conocimiento más profundo del fenómeno, los científicos sospechan que la causa de las inversiones yace escondida a tres mil kilómetros bajo el ilustrado lector, en el núcleo externo, una masa de metal fundido que gira lentamente, aprisionada entre el manto de la Tierra y el núcleo interno sólido; el movimiento –la convección- del hierro líquido (cuyo volumen quintuplica con creces el volumen de la Luna) engendra el campo magnético; en pocas palabras, si bien desconocen el mecanismo exacto del funcionamiento los investigadores conjeturan que el núcleo externo se comporta como una dinamo, el dispositivo que convierte la energía cinética de sus partes móviles en energía magnética.

Sabemos que el tiempo medio entre dos inversiones del campo magnético dura doscientos cincuenta mil años y que la última inversión ocurrió hace setecientos ochenta mil, por lo que sospechamos que una nueva inversión no tardará en producirse. Receloso, me pregunto cuándo.

Inesperada utilidad de las ceras

¿Es aficionado a usar cosméticos el gallardo lector? ¿No? Aun así, seguro que utilizará betunes para su calzado ¿Tampoco? He comprendido: no le importa la apariencia, ¿tampoco la de la fruta que come? ¿No ha alabado el brillo de las manzanas y naranjas en la frutería? Si alguna vez ha comido los frutos brillantes, o usa cosméticos o limpia sus zapatos con betún, ha estado en contacto con las ceras.

Las glándulas cutáneas de los animales vertebrados segregan ceras como recubrimiento protector para mantener la piel (y el pelo, la lana o las plumas) flexible, impermeable y lubricada. ¿Acaso no admiramos las plumas de los pingüinos, que permanecen perfectamente secas después de una inmersión? No se quedó atrás el reino vegetal en el uso de tan útil invento: las hojas de muchas plantas están recubiertas por una capa de cera, y ahí está la brillante apariencia del acebo para demostrarlo; evitan así la evaporación excesiva del agua y se protegen contra los ataques de insectos y parásitos. Como no podía ser de otra manera los humanos nos aprovechamos de algunas de ellas. La cera –con la que se elaboran algunas velas- es el componente principal del material con el que abejas construyen los panales de sus colmenas. El cráneo del cachalote y las grasas de las ballenas contienen espermaceti, una cera muy demandada en la industria cosmética, que puede ser sustituida, si se quiere evitar la matanza de los grandes cetáceos, por el aceite de jojoba (Simmonsdia chinensis), otra cera producida por un arbusto originario del desierto norteamericano. Al erudito lector interesado en su composición química le aclararé que estos singulares compuestos son uniones (ésteres es el término técnico) de ácidos orgánicos y alcoholes que poseen muchos átomos de carbono (dieciséis y treinta la cera de abeja, dieciséis -o catorce- y dieciséis el espermaceti y veinte y veintidós el aceite de jojoba).

No me olvido de la cera de carnauba, que se extrae de la palmera sudamericana Copernicia prunifera, y que debería resultar muy familiar al frugívoro lector. Su espléndido brillo no sólo la convierte en un ingrediente indispensable para los betunes del calzado, sino también en un producto imprescindible para encerar algunas frutas después de la cosecha; con el tratamiento los agricultores consiguen mejorar la apariencia del fruto -con los ojos también se come-, conservar su lozanía y alargar su vida: porque impide la deshidratación y preserva del ataque de hongos y bacterias. Sí, sorprendido lector, a menudo, en los postres, degustas cera.

Radiación cósmica de fondo

En el año 1965 Arno Penzias y Robert Wilson descubrieron una curiosa radiación que envuelve a la Tierra casi uniformemente desde cualquier dirección. Tiene las características de la radiación de un emisor perfecto cuya temperatura fuese doscientos setenta grados centígrados bajo cero (dos kelvin y siete décimas que dirían los físicos). Se trata de microondas y su existencia es el argumento más sólido a favor de la teoría del Big-bang con que cuentan los cosmólogos; no sólo es la señal más antigua detectado -creemos que fue emitida inmediatamente después del Big-bang inicial, hace trece mil ochocientos millones de años- sino también la más distante puesto que viene de más allá de los cuásares, las más remotas fuentes luminosas conocidas.

El Big-bang no fue simplemente la explosión de un núcleo de materia en el seno de un vasto espacio que estaba vacío, sino la explosión del espacio mismo; un espacio que no tiene borde exterior y está ocupado uniformemente por la materia. Se trata de algo ajeno a nuestra experiencia cotidiana pues consideramos que la cantidad de espacio entre las galaxias (que suponemos quietas) no permanece fijo, sino aumenta. Una precisión: como ya habrá colegido el sorprendido lector la dilatación del espacio no se aprecia en el sistema solar.

Los físicos suponen que el plasma caliente que constituía el universo primitivo emitía y absorbía radiación de igual forma que lo hace el plasma de la superficie del Sol; y eso ocurriría hasta los cuatrocientos mil años tras el origen del universo. En esa época la temperatura de la materia habría descendido hasta que los núcleos y electrones se hubiesen unido para formar átomos; desde entonces, como apenas hay interacción entre la materia y radiación, ésta puede volar por el espacio, conservando la imagen que el plasma ofrecía cuando la luz interaccionó con él por última vez. Esta es la radiación que ahora observamos como fondo cósmico, el telón delante del cual aparecen todos los astros. Emitida como radiación visible e infrarroja ahora la observamos como microondas porque ha sufrido un alargamiento, como consecuencia de la expansión del universo, que ha multiplicado sus longitudes de onda por mil quinientos.

Una última reseña: si el universo fuera totalmente uniforme también lo sería el fondo cósmico; no sucede así: se observan planetas, estrellas, galaxias, cúmulos, heterogeneidades que deberían observarse en el fondo cósmico… como así sucede. Los datos reales confirman la teoría, podemos estar tranquilos.

El magnesio, bioelemento esencial

El jardín es un jardín para sentir nostalgia. Al lado del gracioso almendro, crece el ciprés solemne, tras los recortados bojes, florecen las paganas rosas, frente al mirto perenne, palidece la montaraz madreselva. El escritor posa la vista en los rododendros y, sin poderlo evitar, se le llena la mente de tiernos recuerdos. Disipada la melancolía, la implacable razón vuelve a ponerse en marcha y me interrogo por la causa del color que me rodea; y no es otra que un pigmento vegetal: la clorofila, molécula singular que contiene un átomo de magnesio emparedado en su interior, y de este poco valorado metal hay mucho que hablar.

El magnesio es un elemento químico esencial para nosotros, después del sodio, calcio y potasio es el cuarto metal más abundante de nuestro organismo; además de formar parte de los huesos –ahí se almacena algo más de la mitad-, interviene en más de trescientas reacciones químicas que mantienen el funcionamiento normal del cuerpo: concretamente, el magnesio participa en la síntesis de proteínas, del ADN y del ARN, en la transmisión de los impulsos nerviosos, en la contracción y relajación de músculos (sin olvidar el músculo cardíaco), en el transporte del oxígeno a las células y en el metabolismo de la energía.

            Todos nosotros necesitamos ingerir trescientos miligramos diarios de magnesio para reponer el perdido y mantener aproximadamente constantes los veinticinco gramos que contiene el cuerpo. ¿Que el erudito lector quiere saber los alimentos que contienen más magnesio? Los expertos de la Universidad de Harvard han identificado que la cebada, las espinacas, las pipas de calabaza, la harina de maíz, las alubias, la remolacha, las almendras y el arroz integral se encuentran entre los diez alimentos con más cantidad de este beneficioso metal; en resumen, las mejores fuentes son los frutos secos, los cereales, las legumbres y las verduras. Sí, la mayoría de nosotros obtenemos cantidades abundantes de este esencial metal en una dieta equilibrada, pero a veces, cuando alguien necesita mucho, porque se encuentra estresado, o es alcohólico, o absorbe poco debido a algunas enfermedades o a ciertos medicamentos, se produce insuficiencia. ¿Sus síntomas? Debilidad muscular, somnolencia, irritabilidad, fatiga, en algún caso contracción involuntaria de los párpados. Preocúpese el sujeto de obtener, entonces, dosis suplementarias. En cualquier caso, el médico especialista suele recetar este metal para tratar el estrés.

Corrimiento al rojo

III….OOO. Así suena la sirena de la ambulancia que se acerca a nosotros para alejarse después. Si nos detenemos a analizar lo que hemos oído notamos que el tono del pitido se vuelve más alto cuando el vehículo viene que cuando se va. Efectivamente, los físicos han comprobado que la frecuencia del sonido aumenta o disminuye según el emisor se mueva hacia nosotros o se aparte. Y más de alguno ha maldecido la precisión de este efecto, al recibir una multa por exceso de velocidad, velocidad que un meticuloso policía ha calculado usando un aparato medidor de frecuencias.

Con la luz sucede el mismo fenómeno: la frecuencia –o sea el color, dicho con otras palabras- de la luz emitida varía cuando la luminaria se mueve. Así lo comprueban los astrónomos al analizar la luz de las estrellas de nuestra galaxia y compararla con la del Sol. Al descomponerla en sus colores componentes observan unas líneas oscuras que corresponden a las frecuencias de la luz que absorbieron los átomos estelares; pues bien esas frecuencias tienen un valor diferente que el que presentarían si los átomos estuviesen en la Tierra. Deducen del fenómeno que, si la frecuencia disminuye, la estrella se aleja y, si la frecuencia aumenta, la estrella se acerca (para entendernos, si se tratase de luz amarilla diría que el color podría convertirse en rojo o azul según se aleje o acerque); y observan la misma cantidad aproximadamente de unas como de otras. Surgió la sorpresa al repetir el análisis con la luz de las galaxias: las frecuencias detectadas en la luz emitida por cada una eran ligeramente inferiores a las que detectaban en el Sol (llamaron desplazamiento hacia el rojo al fenómeno, porque los valores medidos se acercan a la frecuencia de la luz roja). Coligieron que todas las galaxias se alejan entre sí; y que, por lo tanto, en algún momento debieron estar juntas: suponemos que ese momento constituye el origen del universo.

Inmediatamente los astrónomos trataron de averiguar el tiempo que han tardado en separarse las galaxias hasta el momento actual: para ello midieron la distancia a que se encuentran dos galaxias y su velocidad de alejamiento, hicieron el cociente entre ambos valores y el tiempo obtenido, trece mil ochocientos millones de años, corresponde aproximadamente a la edad del universo. Y digo aproximadamente porque he obviado algunos matices en esta deducción.

Turberas, amortiguadores climáticos

Las turberas, antiguos lagos rellenos de materia orgánica, son ecosistemas que cumplen valiosas funciones ambientales ignoradas por el público. Cuantifiquemos los enormes depósitos de carbono que almacenan: contienen el treinta por ciento del carbono total disponible en el suelo de los continentes, una cantidad que duplica la biomasa forestal y se aproxima a la biomasa terrestre que, recordemos, equivale al setenta por ciento del carbono atmosférico. Las turberas captan el carbono atmosférico, un proceso opuesto al de las emisiones de gases de invernadero; a nadie extrañará, por lo tanto, que las grandes turberas –de Siberia, Escandinavia, Alaska, Canadá y Patagonia- contribuyan a moderar los cambios climáticos de nuestro planeta. Y no se trata de casualidad que todas ellas en encuentren en latitudes altas: la lenta putrefacción de la materia vegetal ocurre preferentemente en climas muy fríos.

No resulta difícil de entender el proceso de formación de una turbera: la cuenca de un antiguo lago glaciar puede rellenarse cuando la materia orgánica depositada excede a la descompuesta. En algún momento durante el relleno, se pierde contacto con el agua, fluvial o subterránea, se crea entonces un ambiente en el que los musgos de turbera (los esfagnos) resultan favorecidos; musgos que conforman el paisaje que observa el naturalista amante de estos desolados lugares. Como el astuto lector ya habrá adivinado, su formación es relativamente lenta debido a la baja concentración de oxígeno y la acidez del agua, que provocan una escasa actividad microbiana. La mayoría de las turberas han acumulado vegetales más o menos descompuestos a lo largo de los últimos doce mil años, desde el fin de la última glaciación; una acumulación que, a un ritmo de crecimiento de entre cinco y cien milímetros cada siglo, puede alcanzar varios metros de espesor. Cabe señalar que la turba, el material rico en carbono, en el que aún se aprecian los componentes vegetales que la originaron, constituye la primera etapa del proceso por el que la vegetación se transforma en carbón.

En resumen, las turberas, como todos los humedales, almacenan carbono, y contribuyen a mitigar el cambio climático. Desgraciadamente, la Unesco estima que el planeta ha perdido, desde el año 1900, la mitad de los humedales; en España, alumna aventajada, ha desaparecido el sesenta por ciento en tan sólo cuatro décadas.

El espacio vacío del universo

No existe espacio vacío en el cosmos; las gigantescas extensiones entre las galaxias son lo que más se aproxima. El futuro viajero que se adentre en las regiones interestelares de nuestra galaxia apenas encontrará un átomo en cada centímetro cúbico de espacio, casi nada comparado con los cincuenta trillones de átomos que contendría el mismo volumen lleno de aire; pero a medida que sobrepase los límites de la Vía Láctea hallará desiertos más áridos todavía cuando contabilice un solo átomo en un cubo de un metro de lado (un contraste mayor que el existente entre la densidad del agua y el aire). No obstante, errará quien deduzca que escasea la materia entre las galaxias, porque incluso el más remoto paraje está inundado de un tenue gas cuya masa, probablemente, supera la masa de todas las estrellas y galaxias del universo. Y no está uniformemente distribuido; tiende a agruparse en una enorme red cósmica de filamentos que se entrelazan a través de inmensos huecos. ¿Para qué estudiar esta neblina -se preguntará el inteligente lector-, cuando el resto del universo está repleto de objetos tan interesantes como las galaxias, estrellas y planetas? Porque mediante el estudio de la materia intergaláctica los astrónomos esperan encontrar las claves para entender el nacimiento de las galaxias.

Unos cuatrocientos mil años después de la gran explosión el universo era muy diferente del nuestro: había sólo un gas casi uniforme de átomos de hidrógeno y helio cuyas heterogeneidades apenas alcanzaban una parte en cien mil. Hoy, un número de treinta y tres cifras separa la densidad del interior del Sol de la del espacio intergaláctico. ¿Cómo el homogéneo universo primitivo se transformó en el heterogéneo cosmos actual? Hay un único responsable: la gravedad. El colapso gravitatorio de las acumulaciones de materia formó las galaxias y las estrellas; pero la gravedad puede amplificar las fluctuaciones, no  crearlas, esto que significa que hubo unas fluctuaciones en la densidad de la materia al comienzo del universo. Tales turbulencias, las semillas gravitatorias de la red cósmica que observamos hoy, se manifiestan como pequeñas heterogeneidades de la radiación de fondo de microondas que, por cierto, han observado los astrónomos.

Me tienta decir que ya entendemos el origen de la red cósmica, pero no es así: las perturbaciones iniciales fueron tan pequeñas que el tiempo que lleva existiendo el universo resulta insuficiente para que la gravedad haya formado las galaxias actuales. ¿Cómo salvar esta dificultad? Suponemos que existe materia oscura, una hipótesis que comentaré otro día. 

Grasas, camellos y cachalotes

La Organización Mundial de la Salud ha estimado que, debido a la obesidad, cada año mueren dos millones seiscientas mil personas, y que mil millones de adultos y cuarenta y dos millones de niños menores de cinco años tienen sobrepeso. Cierto, en el siglo XXI la obesidad se ha convertido en una epidemia mundial. Considerando que los expertos definen esta enfermedad como una acumulación de grasa perjudicial para la salud comprendo la impopularidad de estos nutrientes para los humanos; una opinión no compartida por todos los animales –si pudiesen pensar-, porque lo que nos perjudica a nosotros puede ser imprescindible para ellos.

Antes de continuar el parlamento le pido a un bioquímico que me diga qué son los grasas: moléculas formadas por la unión del glicerol con tres ácidos grasos, preferentemente, el palmítico, el esteárico o el oleico; y a un fisiólogo que me aclare la función que ejercen en el organismo: proporcionan energía cuando se queman a baja temperatura. Si continúo la indagación me entero que en la reacción anterior también se produce dióxido de carbono y agua; concretamente, por cada kilo de grasa se liberan ocho litros de agua y dos décimas. Seguro que el ingenioso lector ya ha adivinado una posible utilidad para estas sobras: los animales adaptados a ambientes desérticos -piénsese en los camellos y dromedarios- disponen de un importante almacén, que puede llegar a los ciento ochenta y dos litros de agua, en los quince o veinte kilogramos de grasas que hay en las jorobas.

Agobiado por el calor, abandono el desierto para irme a refrescar al océano. Ahí también hallo animales que usan las grasas -el aceite de espermaceti- para un fin insospechado: mantener la flotabilidad. Como el ilustrado lector sabrá los cachalotes cazan los calamares que viven en aguas profundas; y pueden hacerlo porque no efectúan esfuerzo alguno para mantenerse sumergidos en el agua. Para controlar su flotabilidad estos gigantescos animales regulan su flujo sanguíneo: a la temperatura corporal el espermaceti está líquido; pero durante la inmersión el flujo sanguíneo de la cabeza -donde se acumula el aceite- disminuye, la temperatura baja, el aceite se solidifica y aumenta su densidad hasta que se iguala a la del agua profunda. Para volver a la superficie el proceso se invierte: aumenta el riego sanguíneo, las grasas licúan, la densidad disminuye. Maquinaria dispuesta: calamar atrapado. ¡Benditas grasas!, exclamaría el cachalote si pudiera hablar.

Los rayos

Ocho millones de rayos diarios y dos mil muertos anuales no son cifras para despreciar. ¿En qué consisten tan espectaculares fenómenos? Los físicos saben que un rayo es una descarga eléctrica (de cinco mil a trescientos cincuenta mil amperios) entre una nube de tormenta y la tierra, o entre dos regiones de la nube, cuando entre ambas se alcanza una diferencia de potencial de varios cientos de millones de voltios. Para que se transfiera la carga eléctrica (negativa o positiva) de un lugar a otro, las cargas positivas deben hallarse separadas de las negativas, o sea, la nube de tormenta debe hallarse electrificada. ¿Cómo lo hace? Las partículas de granizo blando caen dentro de la nube a través de una suspensión de cristales de hielo y gotitas de agua; durante el descenso unas partículas chocan con otras, y las colisiones ocasionan la separación de cargas; algo similar ocurre cuando electrificamos un bolígrafo frotándolo con una tela. Nada más pueden revelar los físicos por ahora, porque en lo concerniente a lo que sucede a nivel molecular deben alegar ignorancia. Retornemos de nuevo a lo sabido y recurramos a la imaginación para describir cómo se distribuyen las cargas: si consideramos la nube de tormenta como un gran bocadillo de tortilla, dos capas de cargas positivas constituirían los dos trozos de pan y una capa de cargas negativas representaría la tortilla. Todavía falta por contestar una pregunta. ¿De dónde procede la energía de los rayos? Al fin y al cabo una nube de tormenta de proporciones modestas produce unos cuantos por minuto y tiene una potencia de varios centenares de megavatios, comparable a la de una central nuclear. En último término el calor solar es el responsable de que el vapor del agua atmosférico se eleve. Durante su ascensión, el vapor se condensa en agua líquida o hielo que, a continuación, desciende: la energía potencial gravitatoria que se libera durante la precipitación proporciona la energía para electrificar la nube.

Durante diez horas cada noche y doscientas noches cada año, los navegantes en el venezolano lago de Maracaibo pueden ver una descarga de relámpagos casi continua (uno cada segundo, un millón ciento setenta mil anuales), y silenciosa -por la gran distancia a que se observa el fenómeno-. Los venezolanos lo apellidaron relámpago del Catatumbo y pretenden que la Unesco lo declare patrimonio de la humanidad: si lo consiguen sería el primer fenómeno meteorológico en ganar tan insigne premio.

La soja

Vaya el lector curioso a una tienda de alimentación. Si lo hace, comprobará que puede comprar muchos productos de soja, desde aceite o harina, hasta leche, carne, salsa o tofu. Géneros que no siempre han estado ahí; hasta el 1970 la alimentación humana con soja se reducía a China, Japón, Taiwan, Corea o Vietnam; hoy, EEUU es el mayor productor mundial y se comercializa el vegetal en todo el mundo, tanto para la alimentación humana como para la del ganado. Presenta una interesante ventaja cando se emplea como alimento humano: puede comerse en substitución de las carnes, ya que su proteína aporta los ocho aminoácidos esenciales que requerimos los adultos para fabricar nuestras propias proteínas (aunque conviene matizar que uno de ellos escasea).

La soja (Glycine max) es una leguminosa de la que se aprovechan sus semillas, muy ricas en proteínas (cuarenta por ciento del peso seco) y moderadamente ricas en aceites (el veinte por ciento); los carbohidratos (treinta y cinco por ciento) y la ceniza (cinco por ciento) completan el análisis de su contenido. Además de sus componentes nutritivos esta leguminosa contiene isoflavonas -genisteína y daiceína- cuya estructura química es muy semejante a la de nuestro estrógeno (hormona femenina), por lo que puede interferir con su acción. Concretamente, las isoflavonas, técnicamente calificadas como fitoestrógenos, pueden competir con la hormona y por ello disminuir los riesgos debidos a su exceso; también, si el nivel de la hormona baja durante la menopausia, pueden compensar el efecto. ¿Son provechosas las isoflavonas para la salud? No hay consenso entre los científicos. Unos declaran que el consumo de soja nos beneficia y hay pruebas que muestran que nos protege del cáncer de próstata, de las enfermedades cardíacas y de la osteoporosis, y que alivia los síntomas de la menopausia. Otros han encontrado evidencias que podría dañar la inmunidad infantil y que los fetos de las mujeres embarazadas que se alimentan con soja intensamente podrían sufrir un efecto estrogénico. Tanto unos como otros desaconsejan, por perjudicial, el uso de la soja a las mujeres con riesgo de cáncer de mama y a las personas cuya glándula tiroides no funcione con normalidad.

Espero que le lúcido lector se haya formado una opinión sobre la bondad de los alimentos que contienen soja porque el escritor se encuentra perplejo.

Las fotografías Kirlian y el aura

Seguro que el lector aficionado a la electricidad ha visitado un museo de ciencia y tecnología y, en él, ha visto las espectaculares descargas eléctricas, similares a rayos de unos pocos metros de alcance, creadas por una bobina Tesla. Trasládese ahora con la imaginación al año 1939, en un Hospital de Alma-Ata, en Kazajistán, un matrimonio experimenta con campos eléctricos de alta tensión producidos por un dispositivo eléctrico similar al mencionado. Durante las pruebas, el marido recibe una descarga eléctrica en su mano: y en el mismo momento se percata de que un halo luminoso la rodea. Sorprendidos por el efecto, ambos cónyuges vuelven a repetir la experiencia y deciden dedicarse a estudiarla; Semyon Davidovich Kirlian y Valentina Kirlian, que así se llamaban los investigadores, inventaron una cámara capaz de materializar en una imagen la descarga en corona de cualquier ser vivo u objeto inanimado. Antes de continuar debo aclarar el significado de la descarga en corona: se trata de un fenómeno eléctrico que se produce en los cables de alta tensión y se manifiesta como un halo luminoso a su alrededor; también puede observarse en los árboles altos o en los campanarios de las iglesias durante una tormenta, o en cualquier objeto sometido a un intenso campo eléctrico. Cuando el campo eléctrico sobrepasa los tres millones de voltios cada metro, el aire circundante se ioniza, las moléculas ionizadas conducen la corriente eléctrica, aumenta su temperatura: el gas emite luz de un color rojizo o azulado.

Las primeras cámaras Kirlian constaban de un generador eléctrico de alta frecuencia, elevada tensión y muy baja corriente eléctrica (así nadie podía electrocutarse), que se conecta a una placa sobre la que se coloca el objeto que se quiere analizar; la fotografía (más bien fotoelectrografía) Kirlian así tomada nos proporcionaba el registro de la intensidad luminosa alrededor del cuerpo. Supersticiosos y curanderos (tanto del cuerpo como de la mente) aseguran que las fotos obtenidas con esta técnica captan el aura de las personas, aura que refleja el estado fisiológico y psicológico del sujeto en ese momento. Cierto, las fotos Kirlian muestran imágenes coloreadas muy bellas… que los científicos han demostrado que nada tienen que ver con la salud o enfermedad; sólo indican variaciones de la humedad, sudor si se trata de manos humanas, en el objeto fotografiado. ¡Qué le vamos a hacer!

Oncocercosis

 La enfermedad que los científicos conocen como oncocercosis ha dejado ciegas a medio millón de personas contemporáneas nuestras: así de rotundas son las cifras. En 2005 ciento cuarenta mil suramericanos estaban infectados por el gusano causante de la ceguera de los ríos, nombre popular de la impronunciable oncocercosis; en 2013 el último refugio del parásito en América está entre los yanomami, unos veintitrés mil indígenas que viven en la selva que se extiende por la frontera de Brasil con Venezuela. Es fácil ver que la enfermedad mora entre ellos: muchos yanomami lucen en sus cabezas un nódulo, nódulo constituido por un ovillo de gusanos reproduciéndose bajo la piel; en cada uno de estos chichones los gusanos adultos producen multitud de gusanitos que viajan por todo el cuerpo. El picor es lo primero que sienten los enfermos al despertarse y lo último antes de dormirse: la vida se convierte en un infierno. En algunos casos, los gusanitos (las microfilarias) llegan a los ojos y producen la ceguera.

En una decisión sin precedentes, la multinacional farmacéutica Merck se comprometió, en 1987, a donar todo el antiparasitario que hiciera falta para acabar con la enfermedad en el mundo. Desde entonces, la compañía ha donado fármacos por valor de cuatro mil millones de euros. El fármaco, la ivermectina, no mata a los gusanos adultos, pero sí extermina a las crías que viajan por el cuerpo; así, cuando las moscas negras –así se llaman los mosquitos transmisores del parásito- pican a una persona tratada, chupan una sangre limpia y se impide la transmisión de la enfermedad. Si el tratamiento se mantiene durante unos tres años, los gusanos adultos acaban muriendo.

¿Qué opinan los indígenas? Asocian la ceguera con un espíritu del Sol y creen que sólo el chamán puede curarla. Afortunadamente para los yanomami, y a pesar de la dificultad del acceso a sus comunidades, los médicos les han llevado, en helicóptero, el tratamiento contra la oncocercosis: “Siempre nos reciben bien, porque con nosotros trabajan agentes yanomami”, “Los médicos somos aceptados en una jerarquía similar a la de sus chamanes”. Mauricio Sauerbrey, director del Programa para la Eliminación de la Oncocercosis en las Américas, se muestra optimista: espera que, alrededor de 2020, América habrá vencido a la oncocercosis; sin embargo, en África central y occidental la enfermedad todavía es un grave problema de salud pública… la guerra contra el gusano Onchocerca volvulus continúa.

La edad oscura del universo

Cuando un presumido lector se mira en un espejo separado de él un metro, se ve tal y como era seis nanosegundos antes, el tiempo que tarda la luz en recorrer esa distancia. De igual forma los astrónomos contemporáneos no tiene que hacer cábalas sobre el pasado del universo: lo contemplan a través de sus telescopios. Y ya disponen de una instantánea que data cuatrocientos mil años después del Big-bang: la radiación del fondo cósmico de microondas; también cuentan con imágenes de las galaxias mil millones de años posteriores al instante inicial. Entre aquélla y éstas queda un gran hueco, una edad oscura, un intermedio entre el fin de la gran explosión que originó al universo y el bullicioso cosmos del presente; se engaña quien la considere una época sombría, pues algo fundamental sucedió en este intervalo; las fuerzas gravitatorias convirtieron el plasma primordial en el variopinto zoo celeste que hoy observamos. La situación me recuerda a un álbum de fotos de un amigo que pasara de las primeras imágenes del feto -tomadas con ultrasonidos- a las fotografías de la adolescencia y madurez; notaría rápidamente la ausencia de las páginas de la infancia, las mismas páginas perdidas que buscan los astrónomos en el álbum fotográfico cósmico.

Según la teoría del Big-bang el joven universo constaba de un plasma caliente: una sopa de protones, electrones y fotones en perpetuo choque que, a medida que el cosmos se expandía, se enfriaba, hasta que los protones y electrones se combinaron para dar un gas de átomos de hidrógeno al llegar a los tres mil grados; en ese momento los fotones dejaron de interaccionar con la materia de forma intensa y se convirtieron en el fondo de microondas. Si bien nuestro planeta está formado por átomos, no sucede lo mismo con la materia común del universo presente: consta de un plasma de protones y electrones. ¿Quién ionizó los átomos de nuevo? La contestación resulta obvia, la radiación de las primeras generaciones de estrellas lo hizo; comenzó su labor cuando el universo contaba con cien millones de años de edad y había completado el trabajo, a los mil millones de años, cuando las grandes galaxias ya se habían formado. ¿Tiene algún interés el estudio de esta época, de esta edad oscura? Los astrónomos esperan que muestre, paso a paso, cómo, a partir de la materia amorfa, aparecen las estrellas y las galaxias. No es poco.

Bisfenol A, ftalatos y parabenes

La contaminación química es difícil de apreciar: no se ve, ni se oye, ni huele; sin embargo no hay lugar del planeta libre de ella. En el pasado los científicos la estudiaron en el suelo, el agua y el aire; ahora, en las personas, y los resultados son alarmantes: muestran que tenemos decenas de contaminantes dentro de nosotros. En 2004 catorce ministros de trece países de la Unión Europea se dejaron analizar la sangre; se pretendía examinar la existencia de ciento tres productos químicos extraños: se detectaron cincuenta y cinco, el ministro más contaminado contenía cuarenta y tres y el menos treinta y tres.

Me voy a fijar en unos compuestos químicos cuyo uso es habitual y que tienen una acción similar a las hormonas femeninas (estrógenos). El bisfenol A se utiliza para fabricar plásticos (policarbonatos) con los que se elaboran utensilios de cocina, botellas, biberones, latas de refresco o de comida precocinada, gafas y empastes dentales; el calor, hervir un biberón por ejemplo, libera el bisfenol A; el calor de la pizza también libera el bisfenol A que contiene el envase de cartón reciclado en que se transporta. Los ftalatos aumentan la flexibilidad de los plásticos que se usan en los juguetes de los niños y en los juguetes sexuales de los adultos, también en los esmaltes de uñas, adhesivos, masillas y pigmentos de pinturas. Los parabenes se utilizan como bactericidas y fungicidas en champús, desodorantes, cremas hidratantes, geles para el afeitado, protectores solares, dentífricos y aditivos alimentarios. Dosis muy bajas del primero causan anormalidades en los embriones de ratones; los segundos provocan la feminización del feto; se han encontrado los terceros en los tumores de mama y se sospecha que proceden de su aplicación en las axilas.

El doctor Nicolás Olea, investigador de la Universidad de Granada y experto en las consecuencias que los compuestos químicos ambientales tienen en nuestra salud, ha declarado que, si bien en el mejor de los casos se ha analizado la toxicidad individual de cada sustancia, nadie ha hecho exámenes de los efectos del cóctel de varias. Nadie sabe cómo afecta a nuestra salud la acción simultánea de todos los contaminantes encontrados en nuestra sangre. Ante la incertidumbre –avisa- sólo cabe actuar de acuerdo con el principio de precaución: deben adoptarse medidas protectoras ante la sospecha de que productos o tecnologías creen un riesgo grave para la salud o el medio ambiente, pero sin que se cuente todavía con una prueba científica definitiva. ¿Actuamos así?

Alumbrar con ledes

¿Alguna vez el inteligente lector se ha parado a pensar en la importancia de los dispositivos que hacen posible la luz eléctrica? Durante el siglo XX las luminarias habituales fueron bombillas incandescentes: un filamento de wolframio emite luz cuando se calienta al pasar electricidad por él; poco eficientes -un escaso diez por ciento de energía se transforma en luz, frente al noventa por ciento en calor-, se están sustituyendo por lámparas fabricadas con ledes, unos dispositivos cuyo mecanismo de emisión de luz es muy diferente.

Existen materiales que conducen la electricidad -el cobre y la plata detentan la primacía-, aislantes como el cuarzo o el vidrio, y semiconductores como el silicio o germanio. Para mejorar la conducción de estos últimos –pues se trata de aislantes que se convierten en conductores con relativa facilidad- les incorporan minúsculas cantidades de otras sustancias: a cada millón de átomos de silicio le agregan unos pocos átomos de un elemento que aporte electrones (fósforo o arsénico) o que los secuestre (boro o galio); se consigue un semiconductor n en el primer caso y uno p en el segundo. Si ponemos en contacto un trozo de silicio n y uno p, esperamos que los electrones viajen desde el exceso al defecto, o sea del n al p: y así sucede… por muy poquito tiempo: hasta que la acumulación de electrones crea una carga negativa que repele a los que les siguen. Se supera el inconveniente si conectamos el dispositivo (llamado diodo por los técnicos) a una red eléctrica; cuando le proporcionan al semiconductor n tantos electrones como le sustraen al p, el diodo conducirá la electricidad; cabe reseñar que la corriente sólo puede circular en un sentido, y no en los dos como por el habitual cable de cobre. Al circular la corriente por el diodo los electrones caen en los huecos, pierden energía y emiten radiación infrarroja… o luz visible si, en vez de silicio, usamos otros materiales (led llaman ahora al diodo).

Como los ledes son casi monocromáticos, para conseguir luz blanca necesitamos combinar emisores de luz roja, verde y azul, o bien usar los azules y ultravioletas con fósforo que absorbe parte de la radiación y emite luz blanca. ¿Qué tecnología preferimos? La segunda (pcLED), porque es más barata que la primera (LED RGB). Un último apunte: las lámparas de ledes tienen un elevado coste inicial, duran más y consumen mucha menos energía que las bombillas incandescentes. ¡Valore el lector astuto sus ventajas e inconvenientes!

Bociógenos

Se cuentan por centenares de millones los enfermos con bocio; una enfermedad bien fácil de identificar por el crecimiento desmesurado de la glándula tiroides en el cuello. Si añado que la hormona tiroidea contiene yodo en su molécula se comprenderá perfectamente que la principal causa de los trastornos del tiroides sea la deficiencia de yodo en la dieta; deficiencia que se debe a la ausencia del oligoelemento en el suelo donde se cultivan los vegetales y en las aguas que sirven para beber. Sin embargo, los epidemiólogos han comprobado que el bocio es endémico en algunas partes del mundo en las que la ingesta de yodo es adecuada; tal hecho parece indicarnos que los compuestos que impiden que la glándula produzca la hormona tiroidea (llamados bociógenos, por los expertos) tienen gran influencia.

Los bioquímicos ya han identificado dos clases de estos indeseables compuestos bociógenos en los alimentos: los glucosinolatos que contienen las hortalizas del género Brassica (coles, repollo, coliflor, coles de Bruselas, brócoli, mostaza, colza, nabos, nabizas) y los glucósidos que llevan las almendras, la yuca y las semillas de los frutos del género Prunus (ciruelo, melocotón, albaricoque y cerezo). Los primeros pueden descomponerse dando oxazolidina, que impide la síntesis de la hormona tiroidea, y tiocianatos, que impiden la incorporación del yodo a la glándula; los segundos producen cianuro, que reacciona con el azufre –ambiental o corporal- produciendo tiocianatos. Afortunadamente, el consumo de estas hortalizas cocinadas no implica riesgo para la salud porque el calor de la cocción destruye el enzima que forma los compuestos tóxicos; sin embargo, por precaución, se recomienda, a quienes padecen trastornos del tiroides, que no consuman estas verduras con frecuencia. Tampoco supone riesgo la ingestión de las exquisitas frutas mencionadas; pero sí evite comer sus semillas: fallecieron niños por comer grandes cantidades de semillas de albaricoque.

El ambiente también es pródigo en desagradables bociógenos que hemos sintetizado los humanos. La fuente de exposición al cianuro más común entre la población española es la respiración del humo del tabaco; así se entiende que en las regiones con deficiencia de yodo haya una fuerte asociación estadística entre el consumo de tabaco y la prevalencia de bocio. También puede ser problemático, en caso de incendios o quemas, que el humo de objetos de plástico (poliacrilaminas, poliacrílicos, poliuretano) contenga cianuro que, en el peor de los casos, matará al ingenuo que lo respire. ¡Ah!, me olvidaba de declarar que también liberan tiocianatos algunos herbicidas, y rodenticidas, y tintes textiles, y...

Cometas

Al cabalista lector que disfruta con la magia de los números le propongo un acertijo. ¿Qué relación guardan 1910, 1986 y 2061? ¿No lo ha adivinado? Se trata de los años en los que el cometa Halley se aproxima a la Tierra; y me refiero a la cita de nuestro planeta con un pequeño objeto -de quince por ocho por ocho kilómetros de tamaño- que, al acercarse al Sol y calentarse, se rodea de una brillante cabellera primero y de una primorosa cola después; y que, al alejarse, se enfría y vuelve invisible. No todos los cometas son igual de inofensivos; un fragmento de ochenta metros de tamaño del cometa Encke chocó con la Tierra en el año 1908: provocó una explosión de una potencia comparable a la de una bomba nuclear que, afortunadamente, no causó víctimas por producirse en Tunguska, un lugar deshabitado de Siberia.

Los cometas aparecen a su ilusionado descubridor como un punto luminoso moviéndose sobre el fondo de las estrellas fijas, a enorme distancia del Sol. La mayoría proceden de una nube (de Oort apellidada) que alberga los restos de la nebulosa con la que se formó el sistema solar; el origen de la minoría se encuentra más próximo, en el cinturón de Kuiper, el anillo de escombros ubicado un poco más allá de la órbita de Plutón. En el pasado mensajeros de los dioses que anunciaban funestos presagios, en el presente causa de temibles colisiones cuando se encuentran con la Tierra. Los cometas son cuerpos sólidos cuyo núcleo -de hielos, polvo y rocas- con su cabellera -la atmósfera de gas y polvo que lo envuelve- es lo primero que ve el noctámbulo observador del firmamento; a continuación, cuando el astro se acerca al Sol y se calienta, los hielos subliman y los gases, azotados por el viento solar, generan una cola que se extiende millones de kilómetros. Como el avisado lector ya habrá deducido cada vez que el cometa se aproxima al Sol pierde material volátil hasta que, tras miles de órbitas, agota su combustible y se apaga: se convierte en un asteroide; pero antes de hacerlo podemos admirar las estrellas fugaces con las que nos saluda: que eso son los fragmentos que el cometa ha dejado en su trayectoria y que, cuando la Tierra la atraviesa, penetran en nuestra atmósfera.

No. Los cometas no son seres amables y compasivos, sino sólo brillantes alucinaciones de la noche, eternos fantasmas en el cielo quimérico, blancas mentiras en la oscura nada.

Arrecifes de coral, una farmacia submarina

Sucederá a lo largo del siglo XXI. Los primeros turistas espaciales viajarán alrededor de nuestro planeta; desde allí, quizá alguno de ellos añore la vida terrestre cuando, al este de Australia, contemple la Gran Barrera de Coral, un arrecife que se extiende por dos mil seiscientos kilómetros, el único ser vivo visible desde una órbita.

Los arrecifes de coral, caleidoscopios de vida que cubren menos de la milésima parte de la superficie del planeta y hogar de la cuarta parte de las especies marinas, constituyen uno de los hábitats donde hay más biodiversidad del mundo y, por ello, son el escenario de una feroz lucha por la vida. En ellos, los seres vivos compiten por un espacio reducido y están en riesgo constante de depredación; como muchas de las criaturas permanecen inmóviles, necesitan poseer sustancias químicas tóxicas para evitar que sus vecinos se las coman. Por eso, en la sopa de productos químicos que contiene este ecosistema podrían estar los fármacos que en el futuro curen el cáncer, el Alzheimer, la artritis y muchas viriasis. Pero este botiquín se enfrenta a un futuro incierto: los arrecifes de coral son muy vulnerables; están amenazados por la contaminación, la sobrepesca y el cambio climático; si desaparecieran, quizá la farmacia más grande de la naturaleza, un cofre de tesoro para cualquier buscador de medicinas, se perdería para siempre.

Aunque una colonia de coral puede dar la impresión visual de un solo organismo es, en realidad, un conjunto de miles de individuos que se interconectan para repartir los nutrientes; el animal conocido como coral, el pólipo, es mucho más pequeño, mide desde unos milímetros a algunos centímetros de diámetro. Algunos corales, no todos, tienen la capacidad de fijar sobre sus tejidos el carbonato cálcico disuelto en el mar y así formar las estructuras rígidas características que pueden alcanzar grandes dimensiones; estructuras minerales que debería ser blancas y no lo son debido a los pigmentos coloreados de los tejidos y a las algas que viven en simbiosis con ellos y les proporcionan alimento. Aunque pueden atrapar plancton, la mayoría de los corales obtienen la mayor parte de sus nutrientes de las algas unicelulares que viven dentro de ellos; por eso, para que las algas puedan realizar la fotosíntesis, requieren luz solar y agua clara y poco profunda (menos de sesenta metros). ¡Haga submarinismo en aguas tropicales y subtropicales quien quiera visitarlos! Disfrutará de un espectáculo maravilloso.

¿La entropía puede crear orden?

La velocidad y la distancia, la temperatura y la presión son magnitudes físicas que el profano comprende más o menos bien; no sucede lo mismo con la entropía. Ludwig Boltzmann la definió como la cantidad de estados en los que pueden ordenarse los componentes elementales de algo; la complejidad de la definición es tal que aún hoy, un siglo después, se siguen investigando sus consecuencias. Probablemente el lector experto asociará la entropía al desorden, y no anda descaminado, porque el aumento de entropía en muchos fenómenos físicos va paralelo al aumento del desorden: así sucede cuando un huevo se bate, un gas se expande, un terrón de azúcar se disuelve o un sólido se funde. ¿Es la entropía, entonces, sinónimo de desorden? La definición de Boltzmann es más refinada de lo que habíamos creído; un interesante artículo de José A. Cuesta, publicado en el 2006, proporciona claves para entenderla; argumenta su autor que la entropía no se identifica con el desorden necesariamente, porque pueden crearse estructuras ordenadas y, simultáneamente, aumentar la entropía.

Imaginemos una sustancia cuyos componentes son esferas macizas inertes, ¿podría tener más entropía cuando se halla en estado sólido (supuestamente ordenada) que cuando aparece en un estado fluido (supuestamente desordenada)? El estudio del apilamiento de naranjas nos proporciona un resultado inesperado: no resulta difícil de entender que el volumen medio del recipiente ocupado por cada pieza cuando la fruta está desordenada es mayor que cuando está ordenada; sin embargo, al volumen medio accesible (¡ésta es la palabra clave!) a cada naranja puede sucederle lo contrario: ser mayor si la fruta está empaquetada con orden que si está desordenada. Mayor volumen disponible para cada partícula en la fase ordenada significa mayor número de estados en los que pueden colocarse dichas partículas, luego la fase ordenada tiene mayor entropía. Así ocurre: las esferas macizas se ordenan para ganar volumen accesible; sucede entonces que aumenta simultáneamente el orden y la entropía.

No, no argumentemos que las esferas duras no existen en la naturaleza pues erraremos en nuestra apreciación. Las partículas de las disoluciones coloidales se comportan prácticamente como tales y por eso en los coloides se han observado fenómenos en los que aumenta el orden espontáneamente debido al aumento de la entropía; y no sólo en ellos, se espera que en la química celular también se presenten procesos similares. Cierto, el físico se verá sorprendido por la aparición espontánea del orden… si no se percata de la sutileza del fenómeno.

NF-kB: la importancia de los controles

En los EEUU y en el segundo decenio del siglo XXI, se llevó a cabo un singular torneo; la tarea, construir el armazón de un vehículo militar. Competía un grupo de expertos contra un robot acompañado de un ingeniero que seguía sus instrucciones (leyó bien el sorprendido lector, el ingeniero seguía las instrucciones del robot). El grupo de expertos realizó la labor en ochenta y nueve horas; la pareja formada por el humano y la máquina efectuó el mismo trabajo en diez horas (y el importe de su factura era un sexto de la anterior). Sí, el futuro de las manufacturas pertenece a los robots; y para el diseño de robots la teoría del control resulta esencial. Ayer, los ingenieros trataban de regular automáticamente la temperatura de una calefacción, el rumbo de un avión o la velocidad de un automóvil, mañana máquinas autónomas interaccionarán con humanos en ambientes domésticos e industriales. ¿Se ha sorprendido el ingenuo lector? Pues no son menos increíbles los controles que realizan nuestras células.

La expresión de los genes, dicho con otras palabras, la conversión de la información contenida en el ADN en proteínas ejecutoras, es un proceso sujeto a múltiples controles, y las moléculas llamadas factores de transcripción constituyen uno de ellos; uno en concreto, el NF-kB, se encuentra en la mayoría de las células animales. La proteína apellidada NF-κB (iniciales de Nuclear Factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells) se halla en el interior de una célula, inactiva; cuando se activa, entra en el núcleo, y allí colabora en la síntesis de ARNs mensajeros, de quienes depende la síntesis de las proteínas que provocan el cambio en la célula. Sí, el NF-κB activado estimula la expresión de genes, concretamente, de doscientos, en células de diferentes tipos, ¡nada menos! Y varios agentes -los radicales libres (sustancias muy activas que atacan a las biomoléculas), la radiación ultravioleta, las citocinas (mensajeros intercelulares), algunas moléculas transportadoras de colesterol (LDL oxidadas), el estrés y los antígenos bacterianos o virales- activan a este versátil factor de transcripción.

Los biólogos han averiguado que el NF-κB juega un papel clave en la regulación de la respuesta inmune; una activación inapropiada o una inhibición persistente guarda relación con el cáncer, con enfermedades inflamatorias y autoinmunes, con el choque séptico, con las infecciones virales o con un desarrollo inmune inadecuado; y también -esto es más sorprendente- interviene en procesos de aprendizaje y memoria. Sin duda, a los biólogos les interesa ser capaces de manipular a este controlador.

La luz láser

El Sol llenaba ya el ámbito del patio. En su escondite del ciprés, el ruiseñor había enmudecido. Sólo cantaba el surtidor en el espacio claro de la mañana. Mientras contempla amanecer, el indolente escritor recuerda que la Tierra recibe del Sol la misma intensidad de luz que emite un láser. Un láser que viene a ser una superlinterna que irradia luz diferente de la habitual. Me explicaré. Tanto la luz como la materia están hechas por minúsculas partículas, fotones una, átomos la otra. Los átomos contienen electrones que se disponen en órbitas (orbitales sería la palabra técnica) alrededor de un núcleo central. En su estado habitual –fundamental-, los electrones residen en las órbitas bajas; pero hay veces que absorben energía del exterior y ascienden a órbitas más elevadas (un físico diría que pasan a un estado excitado). Un electrón que se encuentra en una órbita alta descenderá espontáneamente a una baja emitiendo un fotón, pero no uno cualquiera, sino aquél que contiene la energía que le sobra. ¿Qué sucedería entonces si se bombardease un electrón excitado con un fotón que contuviese la energía justa? ¿Subiría a una órbita más elevada? Einstein dedujo unas ecuaciones que le revelaron que descendería de órbita, y que, en el descenso, emitiría dos fotones sincronizados (coherentes, según los expertos) y con la misma energía (vulgarmente diríamos del mismo color, monocromáticos).

            Abandonemos la teoría y construyamos un láser sencillo con una mezcla de gases helio y neón. La primera tarea consiste en proporcionar energía externa (que puede ser electricidad o luz normal) para que los átomos pasen del estado fundamental al excitado (invertir la población, dirían los técnicos). A continuación, espontáneamente, un átomo excitado cualquiera deja de estarlo emitiendo un fotón, el fotón estimulará a otro átomo para que haga lo mismo y emita dos fotones, que estimularán dos átomos que emitirán cuatro, ocho, dieciséis, y así sucesivamente se producirá una reacción en cascada que, en fracciones de segundo, habrá conseguido que todos los átomos excitados emitan fotones. Para conseguir que la luz tenga los rayos paralelos (el colimado, señalarían los expertos), encerramos el helio y neón en un cilindro, colocamos un espejo en cada una de las dos caras circulares y, en el centro de uno de ellos, hacemos un minúsculo agujero; conseguimos así que sólo los rayos paralelos al eje del cilindro salgan por la abertura. Ya hemos logrado luz monocromática, coherente y colimada: hemos obtenido el temido rayo de la muerte, el afable bisturí láser.

Los xenobióticos y el efecto pomelo

El escritor sabe que los zumos de frutas naturales contienen abundantes vitaminas, minerales y agua; pero no es ésta la razón por mi desmesurada afición a ellos, sino porque me parecen exquisitos. Quien haya probado el zumo de pomelo habrá comprobado que su gusto es menos dulce que el de la naranja, menos ácido que el del limón y algo amargo. Mientras degustaba, sentado en una terraza, tan deliciosa bebida, me preguntaron por sus cualidades nutritivas. Cítrico y de color naranja, -pensé-. Sospecho -declaré a mi interrogador- que debe contener mucha vitamina C y provitamina A; más tarde, ya en mi casa, cuando quise comprobar la certeza de mis deducciones, una inesperada sorpresa se cruzó en mi camino.

Antes de continuar con mis confidencias bromatológicas debo aclarar una cuestión. El citocromo P450 3A4 (abreviado CYP3A4) no es el enzima más abundante de nuestro hígado, sin embargo, y a pesar de su enrevesado nombre, es uno de los más importantes actores que intervienen en el metabolismo de los xenobióticos y, en consecuencia, en su neutralización y eliminación. ¿Ignora el lector curioso qué son los xenobióticos? Se trata de compuestos sintéticos que no existen en la naturaleza; debo añadir, para ponderar su trascendencia, que, en el último siglo, los humanos hemos sintetizado unos ciento cincuenta mil compuestos químicos que se han diseminado por el medio ambiente. Sobra cualquier aclaración sobre la importancia del mencionado enzima para eliminar las sustancias extrañas del cuerpo y mantener nuestra salud.

Ahora ya puedo seguir con mi disertación. El pomelo contiene ciertos flavonoides (la naringina, causante del sabor amargo, entre ellos) que inhiben al CYP3A4. Los expertos denominan efecto pomelo a este singular fenómeno que también impide la transformación de algunos medicamentos en sus formas inactivas, y afecta, entre otros, a la cafeína, a la ciclosporina, a un antihistamínico, a algún antifúngico, al antibiótico eritromicina y a las estatinas (que reducen el colesterol). Como ya habrá deducido el astuto lector, al retardar su destrucción la concentración del fármaco en la sangre aumenta, se prolonga su acción, e incluso puede surgir una sobredosis.

Sí, cierto, la vitamina C, el beta caroteno (que se transforma en vitamina A en nuestro organismo) y el potasio abundan en el pomelo, pero el consumo que hago de esta fruta ha disminuido drásticamente.

Reverberación: la calidez acústica

Enciendo mi equipo de música y, relajadamente sentado, espero a que el bel canto de Luciano Pavarotti llegue a mis oídos; lo hace a través de dos caminos: por vía directa y por vía reflejada en las paredes, el suelo o el techo de la habitación. Aclaro –al lector confuso- el significado de absorber y reflejar: cualquier sonido que llega a una gran ventana abierta la atraviesa: la ventana absorbe todo el sonido, nada refleja; por el contrario, un grueso, liso y pintado muro de hormigón, sería el equivalente acústico de un espejo: refleja todo, nada absorbe. Continúo con la disertación: cuando el sonido reflejado es inteligible como segundo sonido le llamo eco, pero cuando lo oigo juntamente con el original le denomino reverberación. ¿Y cuando sucede uno u otro fenómeno? Para que mi oído perciba dos sonidos como diferentes, deben llegar al tímpano con una diferencia de más de una décima de segundo, aproximadamente, si la diferencia es menor el oído interpreta como uno lo que en su origen eran dos (persistencia acústica); deduzco que, para que se perciban los dos sonidos como distintos, la diferencia entre el recorrido directo y el reflejado debe de ser superar los treinta y cuatro metros (es la distancia que el sonido recorre en cada décima de segundo). Tenemos entonces que, por encima de diecisiete metros de separación entre una pared y yo (diecisiete de ida y otro tanto de vuelta suman treinta y cuatro), escucho el eco; por debajo de esa distancia, detecto la reverberación.

El sonido, al ser absorbido por las paredes y el aire de un local cerrado, decae lentamente hasta que deja de ser oído después de un gran número de reflexiones; los expertos miden el tiempo que tarda la intensidad sonora en disminuir cierta cantidad desde que se enmudece la fuente emisora: lo llaman tiempo de reverberación y recibe una consideración especial en el diseño arquitectónico de los salones de conciertos; porque la reverberación, al modificar el sonido original, mide la calidez acústica de la sala, dicho con otras palabras, nos informa de la suavidad y melosidad de la música. El melómano la notará en las salas grandes y poco absorbentes y apenas la apreciará en las salas pequeñas y muy absorbentes.

El río corre rumoroso por la vega, a su orilla silban los pájaros y croan la últimas ranas de la tarde… melancólicamente rememoro los sonidos que alegran al cansado caminante.

Misteriosa desaparición de las abejas

Sucedió en una apartada región de China a finales del siglo pasado. El uso intensivo de plaguicidas ha matado a las abejas: los perales no dan fruta porque no hay quien los polinice. Amenazados por la ruina, los campesinos no tienen más remedio que polinizar cada flor… ¡con las manos! Imagine el atónito lector cientos de agricultores recolectando polen y después espolvoreando cada flor con un plumero impregnado de polen. Me canso sólo de pensarlo. Añadiré que las abejas de una única colmena polinizarían tres millones de flores en un solo día.

Sí, amigo lector, la polinización es una tarea fundamental para mantener la vida, porque sin ella la mayoría de las plantas con flores no se reproducirían: tres da cada cuatro plantas (las frutas y verduras que comemos están incluidas) dependen de los insectos para que el polen que fabrican los órganos masculinos llegue a los órganos femeninos. Y las diferentes especies de abejas, en especial la abeja melífera, son los polinizadores más eficientes; porque son vegetarianas, generalistas y porque muchas flores están adaptadas a ellas, es habitual que las abejas domésticas efectúen entre el sesenta y el noventa por ciento de las visitas que las flores de los cultivos reciben de los polinizadores.

En el siglo XXI una enfermedad -el síndrome del despoblamiento de las colmenas- está poniendo en peligro la polinización en el planeta: así consta en el Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA). La tasa de mortalidad de las colmenas se ha elevado hasta un cincuenta por ciento;  Estados Unidos constituye un ejemplo de lo que sucede en el resto del mundo: a mediados del siglo XX tenían unos seis millones de colmenas, sólo en 2007 perdieron medio millón y le quedaban dos millones; también han constatado la pérdida del noventa por ciento de los enjambres silvestres. Hay consenso en el hecho, no lo hay en cuanto a la causa. Unos investigadores apuntan a la malnutrición de las abejas debido a los monocultivos; se trata del virus IAPV o del DWV, añaden otros; Mariano Higes considera que el hongo Nosema ceranae reproduce la enfermedad; una cuarta hipótesis apunta a una inmunidad deprimida por el uso de plaguicidas. En cualquier caso, la causa se atribuye a la intervención humana.

Añadiré que, en España, los productos apícolas producen unos cien millones de euros anuales, y que el beneficio de la polinización para el sector agrario supera los cuatro mil millones.

El oráculo de Delfos y el etileno

Creso, considerado el hombre más rico de su tiempo, era el rey de Lidia en el VI a. C. Ante la amenaza de invasión por parte de Ciro, rey de Persia, envió un mensajero a Delfos para consultar al oráculo sobre el resultado de la guerra. Pronto le llegó la respuesta: “Si conduces un ejército al oriente se destruirá un imperio”. Creso interpretó que le auguraba la victoria; se enfrentó a los persas en el río Halis y, efectivamente, se perdió un imperio: el suyo.

El más importante centro religioso del mundo griego antiguo, el poderoso oráculo, moraba en el templo de Apolo, en Delfos. Generales, comerciantes y políticos solicitaban consejo al interlocutor de los dioses, a la pitonisa, cuya inspiración profética la tradición atribuía a los efluvios de un gas que salía de una grieta del terreno. ¿Tiene alguna consistencia científica esta explicación? Durante casi todo el siglo XX los científicos la desacreditaron y calificaron de mito la posibilidad que saliesen vapores de una grieta del suelo en Delfos. Ulteriores investigaciones, a finales del siglo pasado, muestran que la explicación era extraordinariamente certera: se han identificado dos fallas geológicas que se cruzan bajo el lugar del emplazamiento del oráculo; más aún, es muy probable que de los estratos calizos de la zona, ricos en elementos petroquímicos, emanara gas etileno, que podría haber surgido a través de las grietas abiertas por las fallas. Ya se ha encontrado el etileno en las fuentes de la zona, ¿y bien? El etileno, un gas incoloro de olor dulzón, es el primer gas anestésico descubierto por los científicos: su inhalación produce insensibilidad y puede causar dolor de cabeza, mareo, fatiga, sensación de desmayo, confusión y pérdida de conocimiento. Así se explican los trances (por intoxicación) de las pitonisas.

Pero la naturaleza siempre nos acaba sorprendiendo. El etileno, el compuesto orgánico más utilizado en la industria química, también se halla de forma natural en las plantas: es la fitohormona vegetal responsable de los procesos de la maduración de los frutos, del envejecimiento de hojas y flores y de la caída del fruto. El fundamento científico de que una manzana podrida eche a perder el cesto se halla precisamente en este sencillo compuesto químico: el etileno que desprende una fruta madura acelera la maduración de las frutas que la rodean. Comienzo indagando por las causas del trance de las pitonisas y acabo degustando manzanas. ¡Quién lo iba a decir!

Glutatión, antioxidante ejemplar

El saludable lector sabe que los antioxidantes son sustancias fundamentales para mantener su salud; sin embargo, probablemente desconoce que sus propias células sintetizan el mejor antioxidante, el glutatión. Formidable protector contra los radicales libres y subproductos oxigenados, se trata de una molécula que se presenta en dos estados, uno reducido (GSH) y el otro oxidado (GSSG), cuyas cantidades se hallan en la proporción de nueve a uno. Los biólogos ya saben que una enzima regenera el GSH –la forma activa- a partir del GSSG -la pasiva- y también que una disminución de esta proporción indica que la célula está sometida a un perjudicial estrés oxidativo.

En principio, todas las células del cuerpo pueden elaborar glutatión en cantidad suficiente para atender sus necesidades a partir de sus componentes los aminoácidos cisteína, ácido glutámico y glicina; no obstante, la producción puede quedarse corta ya por la escasez de precursores ya por un consumo excesivo-; en tales casos la protección antioxidante resulta insuficiente, se dañan las células y se desarrollan graves enfermedades. Evite en lo posible -el lector saludable- los tóxicos químicos, las radiaciones ionizantes, el tabaco, los metales pesados, el exceso de hierro, la malnutrición, los esfuerzos deportivos excesivos y los fármacos, también las enfermedades, infecciones, lesiones, operaciones, quemaduras o cualquier circunstancia que provoque un estrés oxidativo continuado: porque el cuerpo consume grandes cantidades de glutatión.

Fijémonos cómo opera esta singular molécula en algunos órganos concretos. El glutatión del hígado -el mayor almacén del antioxidante- se une a muchos xenobióticos (compuestos extraños) para hacerlos solubles en agua y excretarlos rápidamente en la orina: así evita que compuestos potencialmente tóxicos se acumulen y dañen las células hepáticas. Tras entrar en contacto con el antígeno, los linfocitos del sistema inmunitario se multiplican rápidamente y producen anticuerpos, actividades que demandan mucho oxígeno y generan oxidantes que debe eliminar el glutatión. Los pulmones también requieren GSH para protegerse de su elevada exposición al oxígeno del aire. Las células del cerebro consumen mucho oxígeno y, por si fuera poco, son muy vulnerables a los radicales libres debido a que contienen numerosos ácidos grasos poliinsaturados; el mecanismo antioxidante del glutatión resulta esencial para evitar su autodestrucción, un fenómeno presente en numerosas afecciones neurodegenerativas.

Termino con un aviso a los consumidores habituales de paracetamol: el analgésico baja de forma drástica la cantidad de glutatión hepático.

Glaciaciones y confusiones

Utilizar la misma palabra con dos significados diferentes conduce a la confusión, sobre todo a los profanos. Glaciación, en geología, es un intervalo de tiempo durante el cual existen casquetes glaciares en uno o ambos hemisferios terrestres. Si aplicamos esta definición deducimos que la época actual es una glaciación, porque tanto en la Antártida como en el Ártico hay casquetes glaciares. En arqueología y antropología glaciación tiene otro significado: se trata de los períodos de tiempo de los últimos millones de años, en los que el hielo cubrió parte del norte de Eurasia y Norteamérica; ateniéndonos a este nuevo significado la glaciación más reciente terminó hace aproximadamente diez mil años. En conclusión, vivimos en una glaciación según la ciencia geológica, si bien en otro contexto podemos leer que la última glaciación ya terminó.

Una glaciación, según los geólogos, es un periodo durante el cual baja la temperatura media de la superficie de la Tierra, dando como resultado la existencia de casquetes polares: la glaciación en la que estamos inmersos comenzó hace quince millones de años y en ella estamos… si el dióxido de carbono que se está acumulando a la atmósfera no acaba con ella. Ahora bien, dentro de la glaciación existen lapsos de tiempo más fríos y más cálidos, a los que llamamos periodos glaciales e interglaciales. El último periodo glacial o última edad de hielo empezó hace ciento diez mil años, tuvo su apogeo hace veinte mil y colapsó hace unos diez mil: el clima se enfrió, los casquetes de hielo se extendieron ocupando extensas zonas, y una regresión marina disminuyó la superficie de océanos. Mientras los Andes patagónicos, Escandinavia, Nueva Zelanda, los Alpes, las Montañas Rocosas, la región norteamericana de los grandes lagos, Islandia, las Islas Británicas, además de Groenlandia y la Antártida quedaron cubiertas por hielo; muchos estrechos, archipiélagos e islas quedaron sin cobertura líquida; y por lo tanto, zonas cercanas quedaron conectadas: Nueva Guinea se unió a Australia-Tasmania, Filipinas a Indonesia, Japón a Corea. Incluso entre Asia y América, el estrecho de Bering se convirtió en un puente durante dos breves lapsos de tiempo (de cuatro mil y quince mil años), suficientes para que los primeros humanos y otras especies procedentes de Asia pudieran atravesarlo y llegar a América.

Amigo lector, la mayor parte de tus antecesores humanos vivieron durante el último período glacial –que no última glaciación-: un tiempo áspero, desapacible y apasionante.