sábado, 30 de mayo de 2015

La melatonina y la sede del alma


Leía, otra vez, la tragedia de Ayax, escrita por Sófocles. Acabada la lectura me quedé cavilando sobre el deshonor y la venganza, el odio y la nobleza; al final un asunto se impuso sobre los demás, el guerrero se vuelve loco porque considera que lo han deshonrado. ¿Qué ha sucedido en su cerebro para que pierda la razón? Hace siglos se invocaba al demonio para comprender las enfermedades mentales, hace decenios se recurría a la lobotomía para su tratamiento, hoy, afortunadamente, los desarreglos en la cantidad de algunos mensajeros químicos cerebrales proporcionan una explicación más aproximada a la realidad. El exceso del compuesto químico dopamina en el cerebro se correlaciona con la esquizofrenia, la escasez, con la ansiedad; pero si se detecta insuficiencia de dopamina y serotonina conjuntamente el paciente presentará depresión. Los bioquímicos conocen varias moléculas que intervienen en la comunicación entre las células, una de ellas, la melatonina, tiene una curiosa historia.

La glándula pineal, ubicada en el centro del cerebro, era la sede del alma para René Descartes. Certifico su genialidad como matemático, menos como físico, no oso valorar su filosofía, sí su capacidad como fisiólogo: ninguna. Si no sede del alma, hoy consideramos la glándula pineal como un dispositivo que convierte un estímulo visual, procedente de la retina del ojo, en producción de una hormona, la melatonina; producción que varía a lo largo del día, con valores mínimos diurnos y máximos nocturnos. Durante el siglo XX los biólogos consideraron que únicamente la glándula pineal producía melatonina; numerosas observaciones hechas desde entonces les han obligado a cambiar de opinión: otros órganos, tejidos y células -el tracto gastrointestinal, el cerebelo, el sistema inmunitario y alguno más- también la sintetizan, probablemente en mayor cantidad. En cualquier caso, su precursor es el triptófano, un aminoácido esencial.

La melatonina actúa sobre varios procesos y por eso presenta efectos diferentes. Interviene en la sincronización del ritmo circadiano de los procesos metabólicos (tal jerigonza significa que el ritmo de algunas reacciones biológicas cambia periódicamente a lo largo del día); y también participa en la regulación de los ciclos de vigilia y sueño: por ello los investigadores han observado que su administración facilita el sueño. La melatonina se comporta como un potente antioxidante, afecta a la regulación de la maduración sexual, tiene capacidad antitumoral y modula la función del sistema inmunitario; por último, influye en el aumento de la longevidad y calidad de vida. No es poco para esta singular hormona.

sábado, 23 de mayo de 2015

Aerogeles y alfombras voladoras


Estamos familiarizados con las disoluciones, la sal o el azúcar disueltos en agua son una prueba evidente de ello. También con las suspensiones: fíjese el lector cabizbajo en un charco de agua clara que, después de agitarla, se pone turbia. Entre las suspensiones y las disoluciones verdaderas, heterogéneas aquéllas, homogéneas éstas, se halla el reino de lo ambiguo, las disoluciones coloidales, que, como no podía ser menos, abundan en la naturaleza.

Los coloides pueden coagular: poco que añadir a la coagulación de la sangre, mientras no conlleve un infarto de miocardio; la precipitación de las arcillas suspendidas en el agua de los ríos debido a la sal disuelta del mar no es menos importante: forma los deltas en las desembocaduras. Entre soles, como las pinturas o tintas, y geles, como la gelatina o el queso fresco, la diferencia es muy sutil; porque hay una gradación continua desde un sólido disperso en un líquido a un líquido disperso en un sólido: comprender este estado nos ayudará a entender el interior de nuestras células. Observarán aerosoles quienes se fijen en la niebla -partículas de agua dispersas en la atmósfera- o en el humo -granos de polvo en el aire-. Quien ordeñe las vacas para obtener leche o haga mayonesa se familiarizará con las emulsiones, dispersiones de un líquido en otro, a menudo de un aceite en agua. Los más golosos se deleitarán con la nata y los merengues, con las espumas, dispersiones de un gas en un líquido o en un sólido, en las que me voy detener porque a una de ellas, a los aerogeles, sospecho, le aguarda un futuro prometedor.

Un aerogel está compuesto por hasta el noventa y nueve con ocho décimas por ciento de aire, el resto es sílice (u otra sustancia). Su mínima densidad, tres kilogramos cada metro cúbico, unas ochocientas veces menor que la del vidrio y poco más del doble que el aire, junto con su resistencia y capacidad para funcionar como aislante térmico, lo hacen adecuado para la construcción de estructuras aéreas que flotan indefinidamente en el aire. Sí, el atónito lector leyó bien, una cúpula geodésica construida con aerogel sería tan ligera, que la diferencia de temperatura entre el aire interior y exterior la haría flotar; semitransparente, el aerogel, que no permite la fuga de calor, pero sí la entrada de radiación solar, flotaría mientras le diese el Sol. Quién sabe, quizás en el futuro viajemos en alfombras voladoras fabricadas con algún aerogel.

sábado, 16 de mayo de 2015

Medusas invasoras


     El animal más venenoso del mundo no es una serpiente, ni una araña o escorpión, ni siquiera el peligroso y exquisito pez globo que degustan los japoneses; el primer puesto -casi seis mil muertes en el último medio siglo- se lo lleva una medusa, una cubomedusa, la Chironex fleckeri, también llamada avispa de mar, que vive al norte de Australia. Es tan intenso el dolor de sus picaduras que la víctima puede quedarse inconsciente y ahogarse; el desafortunado bañista que sea picado por uno de estos gelatinosos animales sufrirá un colapso posiblemente mortal en pocos minutos, pues las toxinas atacan al corazón, el sistema nervioso y la piel. El veneno de las diferentes especies de medusas -que usan para paralizar a sus presas- puede ser más o menos tóxico, pero todas poseen tentáculos repletos de células urticantes; células que disparan pequeños arpones emponzoñados, cuando un pequeño pelo, sensible a las vibraciones del agua, detecta un objeto en sus inmediaciones.
    Durante quinientos millones de años estos invertebrados formados casi exclusivamente por agua (el noventa y cinco por ciento de su cuerpo es líquido) han vivido flotando en la superficie de los mares, donde abunda su alimento. Las medusas son animales viajeros que se trasladan a una velocidad moderada y se mueven gracias a que su cuerpo –de forma acampanada- se contrae rítmicamente consumiendo muy poca energía. Prefieren la mayor salinidad del mar abierto; pero se acercan a la orilla si crece la salinidad en las costas porque los ríos –debido a una sequía o a una extracción excesiva- aportan menos agua dulce al mar. La escasez de depredadores, debido a la pesca excesiva, probablemente ha contribuido al aumento de sus poblaciones y a las plagas de medusas que alteran los ecosistemas marinos e invaden las costas.
     Tal vez el curioso lector se pregunte si existen medusas gigantes del tamaño de embarcaciones como apuntan las leyendas. A pesar de que algunos observadores han citado varios avistamientos, los zoólogos no han confirmado ninguno. Sin embargo, sí existe una especie, llamada medusa gigante (o medusa nomura), en las aguas que rodean Japón; su tamaño duplica la longitud de una persona adulta y su peso sobrepasa los doscientos kilos; por si fuera poco contiene toxinas que, sin ser de las más peligrosas, puede ser letales en grandes cantidades.
     ¿Al plácido lector le disgustan las medusas que encuentra en la playa? Proteja las tortugas marinas: se alimentan de ellas.

sábado, 9 de mayo de 2015

Sólidos pitagóricos en la naturaleza


Arquitectos y diseñadores saben que hay muchas clases de figuras tridimensionales cuyas caras son polígonos; pero los más interesantes, qué duda cabe, son aquellos poliedros cuyas caras son polígonos regulares iguales que forman ángulos iguales; los geómetras demostraron que sólo pueden existir cinco. Sólo cinco y, para edificar un planeta, sólo necesito tres; los átomos de la mayoría de los minerales que forman las rocas de la corteza terrestre se ordenan en cubos (seis caras cuadradas), en tetraedros (cuatro caras triangulares) y en octaedros (ocho caras triangulares). Sólo ocho elementos químicos constituyen el noventa y nueve por ciento de los materiales que están directamente bajo nuestros pies, de la corteza terrestre dicho con otras palabras, que forma los treinta y seis kilómetros más externos de los continentes y de diez a trece bajo los océanos. ¿Cuáles? El oxígeno, silicio, aluminio, hierro, magnesio, calcio, sodio y potasio; fíjese el lector diligente que ni está el carbono de nuestro cuerpo, ni el hidrógeno del agua que bebemos, ni el oro por el que a menudo nos matamos. ¿Sorprendido? Lo estará más cuando sepa que el oxígeno constituye el noventa y cuatro por ciento del volumen; es cierto, la corteza terrestre, a escala atómica, consiste esencialmente en un empaquetamiento de átomos de oxígeno… con átomos metálicos perdidos en el medio, nada más. Átomos cargados eléctricamente –iones- que se agrupan de una forma muy regular: concretamente, los iones oxígeno se colocan en los vértices de un tetraedro, de un octaedro o de un cubo, en cuyos centros se ubican los iones metálicos. Así de sencillo, el empaquetamiento de una sola clase de poliedros nos sirve para representar los minerales que son óxidos (como el cuarzo), sulfuros (como el cinabrio) o cloruros (como la sal común) de un sólo metal; los silicatos (como los feldespatos) requieren el empaquetamientos de dos o más.

Tengo que abandonar el mundo inanimado para observar los icosaedros (veinte caras triangulares); los microbiólogos los ven cuando toman fotografías del virus del herpes, del virus de la poliomielitis, de la rubeola o del sida. No conozco ninguna estructura natural que tenga la forma del dodecaedro (doce caras pentagonales) por lo que, a falta de entes reales, recurro a la imaginación de Platón: "los tetraedros constituyen el fuego; el aire, los octaedros; el agua, los icosaedros; la tierra, los cubos; y como aún es posible una quinta forma, el Creador ha utilizado el dodecaedro para que sirva de límite al mundo". 

sábado, 2 de mayo de 2015

Feromonas humanas


Sentado a la sombra de un olmo se está fresco después de un día caluroso. Cruza, con su vuelo cortado, un caballito del diablo, pasa un burro manso con su pelo gris adornado con amapolas, zumban los enjambres dentro de las colmenas. El campo huele con un olor penetrante, profundo, distante.

Que los olores predispongan estados de ánimo es algo sabido, pero que los animales puedan comunicarse por invisibles mensajeros químicos resulta increíble. Podría admitirse que lo hiciesen las mariposas de la seda, incluso que ratones y elefantes se añadan a las antedichas. Pero nosotros, ¿será posible que seres racionales emitamos y detectemos sustancias que, de una forma inconsciente, afecten a nuestra conducta? Parecía imposible hasta que Martha McClintock demostró, en el año 1971, que los ciclos menstruales de las mujeres que viven juntas tienden a volverse sincrónicos. Aunque no siempre sucede, numerosos investigadores han comprobado el efecto, ¿a qué se debe? Probablemente a que los humanos, como otras criaturas, nos comunicamos con nuestros semejantes mediante señales químicas. Y no sólo sincronizamos nuestro ciclo reproductor, sino que reconocemos a nuestros parientes, respondemos al estrés de otras personas y reaccionamos a su estado anímico. Las supuestas feromonas influyen en numerosas conductas, aunque no las controlan del todo. En uno de los primeros experimentos se observó que los participantes distinguían, por el olor, si un sujeto tenía miedo. En otro se comprobó que las lágrimas femeninas producidas por una emoción disminuían la producción de testosterona en los varones. En otro, se trabajaba con los mensajes químicos contenidos en el sudor del cónyuge y referentes al temor o a la felicidad: los miembros de una pareja de larga duración interpretaban mejor los mensajes que los miembros de parejas de corta duración.

Sin embargo, la identificación de feromonas, como se ha hecho con las de los insectos (los entomólogos han desvelado la comunicación por feromonas de más de mil seiscientas especies) está resultando harto más complicada de lo esperado. ¿Las razones?, porque operan por debajo del umbral de detección del olfato y porque se estima que el olor corporal emana de unos ciento veinte compuestos presentes en disoluciones acuosas muy diluidas; disoluciones producidas por las glándulas del sudor y otras que se concentran sobre todo en las axilas, alrededor de los pezones y en el área genital. No cabe duda, los investigadores aún tienen que afinar su ingenio para encontrar las feromonas humanas.