Agujeros negros estelares

Los astrónomos saben que una estrella, acabado su combustible nuclear, se contrae debido a su gravedad hasta formar una enana blanca o una estrella de neutrones. Pero si la masa de la estrella moribunda supera cierto límite, la gravedad es tan grande que no hay fuerza que detenga su colapso y la estrella se contrae indefinidamente. El constructor de la primera bomba nuclear, Robert Oppenheimer, escribió en fecha tan temprana como 1939: “Agotadas todas las fuentes de energía termonuclear, una estrella suficientemente pesada colapsará. Esta contracción proseguirá indefinidamente.” La luz de la estrella moribunda se irá enrojeciendo hasta que toda su energía se haya consumido antes de escapar, entonces la luz se habrá desvanecido. La estrella colapsada nada emitirá, se ha vuelto negra e indetectable: se trata de un agujero negro.
Hay muchos agujeros negros en la Vía Láctea, los astrónomos sospechan que cien millones; incluso, probablemente, existirá un agujero negro cerca de nosotros, a quince años luz, pero indetectable. Sí, porque la inmensa mayoría son solitarios y, por tanto, indetectables; apenas podemos detectar unos pocos miles. Habitualmente medirán treinta kilómetros de diámetro y contendrán diez masas solares. En uno de ellos me voy a fijar. Los astrónomos descubrieron en el cielo fuentes emisoras de rayos X, formadas por una pareja de estrellas muy cercanas, que giran una alrededor de la otra debido a su mutua atracción gravitatoria: una estrella grande y difusa, acompañada por otra densa y pequeña (una estrella de neutrones o un agujero negro). La densa succiona gas de su compañera; gas que cae en espiral formando un disco -de acreción-. El gas gira a grandes velocidades, se calienta por rozamiento y emite rayos X antes de caer sobre el agujero negro. Cygnus X1, en la constelación del Cisne, es un agujero negro que emite rayos X cuando la energía gravitatoria de la materia, que le roba a su estrella acompañante supergigante azul, se convierte en radiación.
Tanto los agujeros negros estelares (masivos) que acabamos de describir, como los agujeros negros galácticos (supermasivos) tienen dos mecanismos de emisión de rayos X: la emisión por el disco de acreción y la emisión en chorros (jet) desde los polos. En las primeras, el disco emite rayos X con tanta eficiencia que constituye la marca del agujero negro, mientras que en las segundas, los chorros polares son tan inmensos que señalan el agujero negro. Asi los identifican los astrónomos.

Sistema linfoide

“Fabio, las esperanzas cortesanas

prisiones son donde ambición se encierra

y donde mueren las virtudes sanas."

Además de disponer de una mente, para entonar melancólicas reflexiones sobre la difícil conjunción entre la ética y la ambición política, los humanos disponemos de un cuerpo; y el cuerpo es una compleja máquina biológica que contiene once sistemas, cuyo trabajo conjunto nos mantiene con vida. Con poco que reflexione el sagaz lector adivinará casi todos ellos. Recordémoslos. El sistema nervioso, el respiratorio, digestivo, urinario, cardiovascular, reproductor, el esqueleto, los músculos, el hormonal -por otro nombre, endocrino-; al sistema que los expertos denominan tegumentario, los profanos lo reducimos a la piel; el último, el sistema linfoide, el más difícil de averiguar, es el sistema que se encarga de la defensa contra bacterias, virus, parásitos o cualquier otro agente invasor. En él nos vamos a detener. Antiguamente, el sistema inmunitario y el linfático se estudiaban de forma separada porque no se entendía su función. El sistema linfático se consideraba puramente mecánico, como una red de tuberías de drenaje, auxiliar del sistema circulatorio, cuya única función consistía en devolver el exceso de líquido (la linfa) de los tejidos a la sangre. A diferencia de la imprescindible sangre roja, la linfa, transparente durante su paso por la periferia corporal, aparentemente resultaba menos esencial; tal vez por ello, durante mucho tiempo, a los vasos linfáticos se les atribuyó menos importancia que a los vasos sanguíneos. Por otro lado, el sistema inmunitario se describía como una red de defensa biológica, pero no como un sistema integrado, ya que sus células están dispersas por todo el organismo. Los nuevos descubrimiento moleculares obligaron a cambiar el paradigma: los investigadores comprendieron que ambos sistemas eran complementarios, hallaron que el sistema inmunitario necesita la estructura física del sistema linfático para funcionar. Por eso hoy en día ambos sistemas se integran en el apellidado sistema linfoide, que agrupa a los órganos linfoides primarios (la médula ósea y el timo), donde nacen las células de defensa inmunitaria, a los órganos linfoides secundarios (los ganglios, bazo y amígdalas), donde se activan las células de defensa inmunitaria y a los vasos linfáticos, que conectan todo el conjunto, permitiendo que la linfa transporte las células de defensa hacia donde se necesitan. En resumen, en la máquina biológica que mencionábamos al principio, este sistema integrado actúa como un servicio de seguridad descentralizada, con centros de entrenamiento y estaciones de vigilancia.

Nobiletina y luteína

Me fijaré en dos moléculas; ambas útiles agentes antioxidantes y antiinflamatorios, sin embargo, preferentemente, una protege a los ojos y la otra al hígado ¿por qué? Todo depende de su estructura química: la colocación de los átomos en una molécula influye en su comportamiento de una manera extrema. Escribamos sus nombres y expongamos los lugares, nada extraños, donde hallarlas: la nobiletina en la piel de las mandarinas, la luteína en la yema de huevo y en las hojas verdes de las berzas.
Aunque ambas son moléculas orgánicas, en nada se parecen: la luteína, lineal y larga, es un carotenoide que contiene anillos en los extremos; la nobiletina, un flavonoide formado por tres anillos, es corta y compacta. Aquélla, soluble en grasas, contiene numerosos enlaces dobles, que le permiten captar la luz y neutralizar los radicales; ésta, también soluble en grasas, facultad que le permite atravesar las membranas celulares, es muy inerte, y por ello resistente a su rápida desintoxicación por el hígado. Si las comparamos con vehículos, la luteína es un largo camión de bomberos que patrulla extensas áreas (las membranas celulares) y apaga fuegos (oxidación); mientras que la nobiletina es un corto coche deportivo que entra rápido en las células y activa genes que reducen el combustible y vuelven a la célula menos inflamable (oxidable).
Sus diferencias estructurales justifican que una proteja preferentemente a los ojos y la otra, al hígado. La luteína, al ser una molécula larga y lineal, tiene la forma perfecta para insertarse verticalmente en las membranas de las células del ojo (retina o cristalino) y absorber el exceso de radiación solar antes de que dañe a las células y proteínas del ojo: es, literalmente, un filtro de luz azul; también se inserta en las membranas de las neuronas cerebrales, para protegerlas de la oxidación lipídica. La nobiletina, al ser una molécula pequeña y estable, no se queda en las membranas, sino que viaja hasta el interior de las células, penetra en su núcleo y se une a receptores ROR que activan ciertos genes; genes que activan la oxidación de ácidos grasos, bajan el azúcar sanguíneo -en consecuencia disminuyen los perniciosos AGE y la inflamación sistémica-, y optimizan el ritmo circadiano del hígado (cuándo trabajar y cuándo descansar). En resumen, mientras que la protección de la luteína se debe a su presencia, la de la nobiletina se debe a  que cambia la señalización en las células.

Base molecular de la memoria

En el siglo XX mucho se elucubró en psicología, ignorando la base física de los procesos mentales. En la actualidad ya se pueden establecer los mecanismos moleculares donde antes predominaban teorías sin base científica alguna. Detengámonos en un proceso concreto: el almacenamiento de un recuerdo consiste en convertir una comunicación débil entre dos neuronas en una comunicación reforzada y permanente. Nada más, nada menos. Potenciación a largo plazo LTP, se llama el mecanismo que vamos a comentar.
Enfoquemos nuestra atención en dos neuronas. El proceso empieza con un impulso nervioso -una señal eléctrica- que viaja por la primera neurona; al llegar a la terminal de la neurona, la señal provoca la liberación de una molécula, el glutamato, al espacio entre ambas neuronas. En la segunda neurona, el glutamato encuentra dos tipos de receptores, que activa: los AMPA, canales que se abren para que entren iones sodio, generan una leve respuesta eléctrica, y los NMDA, canales bloqueados por iones magnesio, que sólo son expulsados después de la activación de los AMPA. Cuando se activa el receptor NMDA, después de ser desbloqueado, se abre el canal por el que entran iones calcio en la segunda neurona; calcio que activa enzimas que pegan más receptores AMPA a la membrana; como resultado, la segunda neurona responderá más fácilmente al próximo impulso nervioso. Para que el fenómeno no sea efímero y se guarde el recuerdo, o, dicho con otras palabras, para pasar de memoria a corto plazo a largo plazo, la señal de calcio activa el factor de transcripción CREB, una proteína que impulsa la síntesis de otras proteínas -entre ellas la enzima PKM-zeta- quienes crean un andamiaje para fijar los nuevos receptores AMPA. Para que la segunda neurona no olvide que debe mantener los receptores AMPA, se produce un marcado epigenético en el ADN que contiene los genes que controlan la síntesis y fijación de esos receptores; este marcado -sea metilación o modificación de histonas, no importa- asegura que la neurona siga fabricando los componentes necesarios para mantener hipersensible la conexión entre ambas neuronas y que el recuerdo se mantenga a largo plazo.
En resumen, aprender consiste en desbloquear el tapón de magnesio del receptor NMDA, recordar es disponer de suficientes receptores AMPA para que la segunda neurona dispare con una mínima cantidad de glutamato, y consolidar el recuerdo consiste en que la epigenética mantenga esos receptores inmóviles durante ochenta años.

Residuos

 
¿Somos una especie sucia? Desde una perspectiva estrictamente zoológica, la respuesta es rotundamente afirmativa. Contaminamos nuestros bebederos (los acuíferos y ríos) y comederos (los suelos), a una escala que compromete nuestra propia supervivencia. Para un zoólogo, no somos sucios porque no nos bañamos, sino porque externalizamos nuestra basura hacia el resto de la red trófica, rompiendo el equilibrio del ecosistema global. Comprobémoslo. Si la humanidad generara cien kilos de basura, unos ochenta kilos serían piedras y tierra (minería y construcción), quince kilos aproximadamente serían desechos de fábricas y sólo cinco kilos escasos tiramos a la bolsa de basura doméstica. El sagaz lector ya ha notado que los residuos industriales y mineros superan a los urbanos por un amplio margen, aunque estos últimos reciben más atención pública. Desperdicios domésticos que llamamos residuos sólidos urbanos y que, en el año 2025, están distribuido como sigue: cuarenta y cuatro por ciento son residuos orgánicos (alimentación y verdes), treinta por ciento son papel y plástico, dieciséis por ciento son vidrio, metal y textil, el diez por ciento restante incluye pañales, compresas, madera y electrónica.
Las cifras que he comentado no incluyen lo que se vierte directamente al agua. Cito las tres vertidos que quedan fuera de la cuenta: las aguas residuales urbanas e industriales, el ochenta por ciento de ellas se echan al medio ambiente sin tratamiento previo; la escorrentía, que arrastra mucha basura sólida; y los lixiviados, el veneno de los vertederos que se filtra hacia las aguas subterráneas si el vertedero no está sellado, como ocurre en uno de cada tres vertederos del mundo. ¿Qué industrias encabezan la lista de los vertidos directos de residuos al agua? La agricultura, ganadería e industria alimentaria, principal causa de la degradación del agua, a causa de los fertilizantes y plaguicidas y, aunque parezca inofensiva, consumidora del setenta por ciento del agua dulce mundial; la minería, petróleo y gas; la industria química y farmacéutica; y la industria textil. La huella de los residuos líquidos es masiva y, a menudo, más peligrosa que la de los residuos sólidos, porque es invisible y viaja a través de los ecosistemas. Mientras que la basura sólida se acumula y se ve, descargamos en el medio ambiente, sin ningún tratamiento, el ochenta por ciento de las aguas residuales del mundo, convirtiendo a los ríos en alcantarillas de la industria. Y todavía no he señalado los residuos que echamos en la atmósfera.