Sales, metales y rocas

Sabemos que los objetos están hechos de átomos; también que a algunos átomos les gusta unirse entre sí para formar grupos con entidad propia llamados moléculas. Ahora bien, muy pocos sólidos de uso cotidiano, si exceptuamos el hielo y las sustancias orgánicas, están hechos de moléculas. Casi todos los metales, las sales y las rocas están hechos de agrupaciones de cuatrillones y cinquillones de átomos que se unen formando una estructura tridimensional ordenada; ordenada sólo de tres maneras diferentes: como el diamante, como el hierro o como la sal común. El cuarzo y los minerales que constituyen la mayor parte de las rocas de la corteza terrestre imitan la primera manera; los metales y aleaciones, la segunda; las sales, como las calizas que forman los Picos de Europa, el yeso o los fosfatos, la tercera.

Sorprenderá a alguno comprobar que el diamante está hecho exclusivamente con átomos de carbono, idénticos a los del carbón; átomos que se enlazan entre sí mediante un pegamento, que así se comportan sus electrones externos; ahora bien, los átomos no se pegan al azar; sus uniones se dirigen hacia cuatro puntos del espacio equidistantes. La estructura tridimensional, con forma de tetraedro, es extraordinariamente rígida y resistente, tanto que el diamante es una de las sustancias más duras que se conocen. Lo visualizamos como un conjunto de bolas unidas mediante rígidas clavijas fijadas con pegamento resistente.

Los átomos de hierro tienden a situarse lo más cerca posible unos de otros; la geometría nos indica que cada uno se rodea de doce. Los visualizamos como un conjunto de bolas de billar amontonadas de la manera más compacta posible, y mantenidas en sus posiciones con un pegamento –los electrones exteriores- que no esté seco del todo. Como una capa de bolas puede deslizarse sobre la otra y las uniones no están dirigidas, cabe pronosticar que podrán estirarse en hilos o aplanarse en láminas, y así sucede: los metales son dúctiles y maleables.

El tercer modelo de sólidos –la sal común- sólo es posible si hay al menos dos tipos de átomos, uno capaz de dar electrones y otro capaz de recibirlos; se forma así una estructura tridimensional de átomos cargados –llamados iones- positivos y negativos alternos que se mantiene unida mediante atracción eléctrica. La visualizamos como un conjunto de bolas de billar grandes y pequeñas alternas, y pegadas con cola; conjunto que fácilmente se fractura y desmenuza.

¡Maravilloso orden en la multiforme naturaleza!

Citocromos para desintoxicar

Posverdad es un neologismo que se refiere al empleo de creencias o de emociones -no de hechos y verdades- para informar al público sobre la realidad objetiva. A menudo los políticos y publicistas recurren a tan detestables medios; pero estos recursos tenían ya nombre: mentira, calumnia y manipulación. El término posverdad disfraza la realidad para vaciarla de su crudeza. Como científicos y racionalistas conocemos la importancia que reviste el significado de las palabras y abogamos por dejarse de eufemismos: hay que llamar a cada cosa por su nombre. Y ya que estamos tratando con la intoxicación y desintoxicación, fijémonos en otra, si no más importante, al menos más interesante para quienes amamos la ciencia: las distintas variantes del citocromo P450 (CYP o CIP) desempeñan un papel crucial en la desintoxicación química del cuerpo humano; una operación que efectúan tanto con las sustancias endógenas (pues el metabolismo humano puede producir substancias dañinas) como con las sustancias exógenas ya sean naturales –esteroides, prostaglandinas o aleloquímicos (compuestos que influyen en el comportamiento o fisiología de otros organismos)-, ya sean ajenas a los seres vivos (xenobióticos) como es el caso de los contaminantes químicos.

Nada menos que cincuenta y siete genes humanos proporcionan los citocromos P450, una familia de proteínas cuyos componentes actúan como enzimas de una extensa diversidad de reacciones y operan en la mayoría de los tejidos, si bien las del hígado son las más estudiadas. Una de las propiedades más interesantes de este citocromo consiste en que algunas de sus isoenzimas desempeñan un papel central en el metabolismo de destrucción de los fármacos; por ello tienen un valor crítico, tanto para conocer la variabilidad interindividual como para discernir la interacción entre fármacos. Conscientes de su importancia los biólogos han buscado e identificado sustancias capaces de aumentar o disminuir la actividad de algunos isoenzimas del citocromo P450. Conozcamos alguna de ellas; se ha descubierto que el zumo de pomelo y las bebidas con lima inhiben a un enzima del P450 que interviene en el metabolismo de más de la mitad de los medicamentos usados en la actualidad; la infusión de hipérico (Hypericum perforatum), en cambio, activa al citocromo P450; como consecuencia, en el primer caso se detectan unos niveles plasmáticos del fármaco más elevados de lo normal, en el segundo, menos. Estos resultados –deducimos- tienen una trascendencia fundamental tanto para prevenir una sobredosis del fármaco como para delimitar la dosis no terapéutica. ¡No es poco! 

Ambivalencia del sulfhídrico

Quienes trabajan en los pozos de petróleo saben que el sulfuro de hidrógeno, de pestilente olor a huevos podridos, constituye un riesgo laboral. Afortunados seríamos si el tóxico gas sólo fuese peligroso para ellos…

Hace doscientos cincuenta millones de años tuvo lugar la más devastadora extinción de seres vivos de la historia de la Tierra. Las emisiones de dióxido de carbono procedentes de los volcanes desencadenaron una transformación ambiental que redujo la cantidad de oxígeno en los océanos. La modificación, como es lógico, fue perniciosa para quienes necesitan oxígeno para vivir, sin embargo, las sulfobacterias, que no lo necesitan, proliferaron; este hecho tornó al ambiente más tóxico para los moradores de los mares, pues las sulfobacterias generan sulfuro de hidrogeno. Además de envenenar el océano, el tóxico gas se difundió a la atmósfera donde eliminó gran parte de la flora y fauna de las tierras emergidas. Al final de la extinción –según esta hipótesis- el noventa y cinco de las especies marinas y el setenta por ciento de las terrestres habían desaparecido.

Los organismos que sobrevivieron a la catástrofe debieron ser los que lograron tolerar el sulfuro de hidrógeno e incluso sacarle provecho, por lo que cabe pensar que los humanos, descendientes suyos, quizá hayamos retenido esa capacidad. En efecto, se ha descubierto que el venenoso gas es esencial para la reducción de la presión arterial y para la regulación del metabolismo; el sulfuro de hidrógeno, igual que el óxido de nitrógeno y el monóxido de carbono, es una molécula señalizadora. Convenientemente administrado, podría resultar beneficioso para las víctimas de ataques cardíacos o de traumatismos, a quienes mantendría con vida hasta operarlas o proporcionarles una transfusión de sangre; incluso se investiga si la hibernación con este gas permitiría suspender las funciones vitales sin afectar al cerebro. Los nutriólogos aún tienen algo que añadir; porque ellos tienen datos que indican que el ajo tiene capacidad para dilatar los vasos sanguíneos y limitar la agregación de las plaquetas, con la consiguiente reducción del riesgo de accidentes cerebro-vasculares, ataques cardíacos y dificultades renales. Los beneficios del popular condimento pudieran deberse a que algunas de sus moléculas desprenden sulfuro de hidrógeno en el organismo.

El sorprendido lector comprenderá lo apasionante que puede ser la investigación científica cuando descubre que la misma sustancia que interviene en las virtudes curativas de los ajos, también lo hace en la mayor extinción biológica de la Tierra y en la prevención de los infartos.

Ácido úrico para el infarto cerebral

El ácido úrico, un compuesto de desecho del metabolismo humano que hasta ahora se relacionaba con la gota -dolorosa enfermedad de las articulaciones-, parece ser que también actúa como neuroprotector durante el infarto cerebral. Nadie lo había imaginado hasta que un equipo de investigadores, encabezado por Ángel Chamorro, observó que, quienes han sufrido un ictus y tienen el ácido úrico elevado, se recuperan mejor. Gracias a su talento, quince millones de personas (cien mil españoles) que cada año sufren esta peligrosa enfermedad pueden conservar la esperanza de recobrar la normalidad.

El ictus se produce por una alteración de la circulación de la sangre en el cerebro; si bien uno de cada seis ictus se debe a una hemorragia cerebral, en cinco de cada seis un trombo obstruye una arteria del cerebro. El tratamiento precoz es básico para minimizar las secuelas y conseguir que el paciente se recupere, pues cuanto más tiempo un trombo bloquee una arteria e impida el riego del cerebro, peor: considérese que un millón setecientas mil neuronas muere cada minuto durante el ictus. En 2016, el doctor Chamorro y sus colegas han presentado los resultados de un estudio que demuestra la eficacia del ácido úrico para prevenir el empeoramiento del ictus en las horas iniciales de la enfermedad; han hallado un inesperado aliado en la lucha contrarreloj que libran los médicos para evitar la destrucción celular: el ácido úrico actúa como un potente antioxidante neuroprotector, que elimina los radicales libres, formados inmediatamente después de que la arteria se tapone. Administrar ácido úrico, fármaco todavía en fase experimental, reduce las secuelas en los pacientes que han sufrido el accidente cerebrovascular; pero aún hay una opción mejor. Añadir un fármaco (trombolítico) para disolver los coágulos de la sangre, y utilizar un dispositivo (trombectomía mecánica) para abrir las grandes arterias, atrapar el trombo, extraerlo y desatascar la arteria. Los resultados demuestran que el tratamiento completo mejora la recuperación y la capacidad para realizar las actividades cotidianas de los pacientes: dos de cada tres así tratados quedaron totalmente sanos.

Hasta ahora el saludable lector podía vivir tranquilo si evitaba el tabaco, la obesidad y la hipertensión. La Organización Mundial de la Salud ha identificado un nuevo agente causante del ictus: un millón trescientas mil, de los seis millones víctimas de ictus mortales cada año, son atribuibles a los efectos de la contaminación atmosférica.