Explicación evolutiva de algunas enfermedades

Durante el siglo XX los investigadores médicos han explicado las causas de la enfermedad recurriendo exclusivamente a mecanismos fisiológicos y anatómicos; un nuevo enfoque complementario del anterior incluye, además, explicaciones de tipo evolutivo. Comentaré algunas.

El dolor, la fiebre, la tos, el vómito, la ansiedad, las náuseas, la diarrea, la fatiga, el estornudo o la inflamación no son enfermedades, sino defensas. ¡Sorpréndase el lector inexperto! Aquellos sujetos que no eliminan los cuerpos extraños de los pulmones –no tosen- presentan mayor probabilidad de morir de neumonía; quienes no sientan dolor perjudicarán un músculo o un hueso lesionado; la fiebre facilita la destrucción de los patógenos; las náuseas durante la gestación protegen al feto de potenciales alimentos tóxicos; la ansiedad es una defensa en situaciones peligrosas para favorecer la huida.

Los conflictos con otros organismos, tanto contra el bacilo de la tuberculosis como contra los leopardos y serpientes, son inherentes a la vida. La selección natural no puede dotarnos de una protección perfecta contra los patógenos, porque éstos evolucionan más rápidamente que el hombre; por ello debemos esperar que las bacterias se adapten a cualquier antibiótico que inventemos.

Los ambientes nuevos son tan recientes que la selección natural no ha tenido tiempo de amoldarse a ellos. Los epidemiólogos saben que el remedio a las enfermedades cardiovasculares consiste en limitar la ingestión de grasas, tomar verduras y hacer más ejercicio, un antídoto que el resto de los humanos prefiere ignorar, porque las elecciones relativas a la dieta y al ejercicio dimanan de cerebros diseñados para enfrentarse a un entorno diferente al actual.

Ciertas peculiaridades físicas nuestras se deben a un compromiso entre el beneficio que reportan y el perjuicio que causan. Muchos de los genes asociados a una enfermedad tienen que acarrear algún bien o no serían tan comunes: el gen que causa una anemia protege de la malaria, el gen de la fibrosis quística previene del tifus.

El diseño de nuestra anatomía está limitado por las estructuras preexistentes; la selección natural condiciona que algunos rasgos anatómicos no sean óptimos. Nuestro ojo posee un punto ciego que no tienen los pulpos; nuestros aparatos digestivo y respiratorio se cruzan, y por ello vivimos con la amenaza constante de que la comida se quede atravesada en la entrada de los pulmones.

En resumen, la medicina evolutiva trata de indagar qué características del diseño del cuerpo nos hace vulnerables a determinadas enfermedades. ¡Nada más, nada menos!

Átomos viajeros: ciclo geoquímico del carbono

     Hace dos siglos que los humanos quemamos combustibles fósiles de manera generalizada, y los convertimos en dióxido de carbono que pasa a la atmósfera. Los combustibles fósiles, el gas, petróleo y carbón no siempre han estado ahí, son restos de lo que en otro tiempo fueron seres vivos que se han acumulado durante decenas, más bien centenas de millones de años. Repito las cifras: lo acumulado durante centenas de millones de años lo expulsamos a la atmósfera en apenas dos siglos.

     Para comprender estas magnitudes identifiquemos los almacenes de carbono en la corteza terrestre. Existen dos grandes almacenes con capacidad de trillones de kilos: las rocas sedimentarias (carbonatos de calcio y magnesio) encierran sesenta, quince caben en la materia sedimentaria. Tres almacenes intermedios poseen una capacidad mil veces menor que los anteriores: los océanos (carbonatos y bicarbonatos disueltos) contienen cuarenta y dos, los combustibles fósiles, cuatro, los suelos, tres. Dos pequeños almacenes de carbono, cien veces menores que los intermedios, completan la relación: la atmósfera que confina setenta y dos y la biosfera (los seres vivos) que encierra cincuenta y seis.

     Yerra quien crea que se trata de depósitos estáticos, más bien al contrario, los átomos de carbono viajan continuamente de uno a otro: ya están en la atmósfera, ya en la biosfera, ora en las rocas sedimentarias, ora en los océanos. El ciclo biológico del carbono, -el dióxido de carbono atmosférico es recogido por plantas y bacterias, transformado en materia orgánica, y posteriormente liberado de nuevo a la atmósfera por la respiración y descomposición- es un componente de uno mayor, el ciclo geoquímico del carbono: las plantas toman el carbono de la atmósfera y lo disuelven en el agua; disuelto meteoriza las rocas, cuyos componentes son transportados por los ríos a los océanos, donde parte del carbono se convierte en mineral y parte se libera a la atmósfera. Es importante resaltar que, al hacer el balance global de carbono, se registra una pérdida; pérdida que se contrarresta en el interior de la Tierra donde se forma el dióxido de carbono que los volcanes expulsan a la atmósfera. Puesto que la liberación de dióxido de carbono ocasionada por las actividades humanas es mucho más rápida que la natural debido a las actividades volcánicas, su concentración en la atmósfera aumenta, lo que nos conduce a la inquietante predicción que la quema de combustibles fósiles podría alterar el clima de la Tierra.

Dos nuevos aminoácidos

Me abrió las puertas del mundo de la criptografía “El escarabajo de oro”, un delicioso cuento de Edgar Allan Poe. Hay piratas, intriga y, por si fuera poco, un tesoro: el protagonista del relato, haciendo gala de un talento lógico extraordinario, encuentra el significado de un galimatías de signos aparentemente sin sentido; la resolución del jeroglífico le reporta un suculento premio: recupera el oro escondido por el famoso Capitán Kid. Otro código, igual de enigmático, encontraron los biólogos cuando buscaban las diferencias y semejanzas entre las moléculas que constituyen los seres vivos. La diferencia entre tu cuerpo y el mío, amable lector, o entre un perro y yo reside en que poseemos proteínas desiguales, nada más. Proteínas que son grandes moléculas formadas por centenares de aminoácidos, con una peculiaridad, siempre los mismos -veinte distintos- unidos en orden dispar. Y de la misma manera que con veintisiete letras del alfabeto español pueden escribirse millones de palabras, con veinte aminoácidos pueden hacerse cuantiosísimas proteínas. Por otro lado, el ADN, que almacena la información genética, es una molécula gigantesca formada por la unión de unos pocos millones de moléculas pequeñas (de cuatro variedades diferentes); la información genética, entonces, se almacena recurriendo a un código (el código genético) de cuatro letras. Pues bien, me pregunto ahora, ¿cómo se traduce la información genética? ¿Cómo se convierte el lenguaje de cuatro letras del ADN en uno de veinte letras de las proteínas? Con tres letras –triplete- del ADN pueden hacerse sesenta y cuatro variaciones, y cada una de ellas corresponde a un aminoácido. Los biólogos ya han traducido el código y averiguado qué aminoácido corresponde a cada triplete; pero aún quedan preguntas por contestar. Los criptógrafos saben que los mensajes deben tener un comienzo y un final; así ocurre con los mensajes genéticos: existe un triplete iniciador (que también codifica a un aminoácido) y tres tripletes terminales -de nombre ámbar, ópalo y ocre-. Todo parecía claro hasta el 1986 del pasado siglo en el que se halló alguna excepción a la universalidad del código genético. En algunas especies los tripletes finalizadores se interpretan como nuevos aminoácidos; nuevos aminoácidos que se suman a los veinte habituales. El triplete ópalo en algunas bacterias, arqueas y células eucariotas codifica al aminoácido selenocisteína, y el triplete ámbar en algunas arqueas metanógenas y en una especie de bacteria (Desulfitobacterium hafniense) al aminoácido pirrolisina. ¿Sucederá lo mismo con el ocre? Tal vez la investigación que efectúes tú amable lector depare la repuesta. 

Tierras raras

El lector culto probablemente nunca haya oído hablar de las tierras raras; sin embargo, este grupo de elementos químicos ha penetrado en la vida moderna: en las tabletas, reproductores de música (iPod), teléfonos móviles, aerogeneradores, sistemas antimisiles, motores de avión, paneles solares, baterías de marcapasos, baterías de coches híbridos y láseres. Antes de seguir la crónica, debo declarar que las tierras raras ni son raras ni son tierras. No son tierras, porque no son óxidos metálicos pulverulentos y no son raras porque son metales más abundantes que el oro, plata, mercurio o volframio. Omnipresentes en la corteza terrestre, aunque muy diluidas, por fortuna hay minerales que las contienen en una concentración que nos permite su obtención económica. Desgraciadamente, separar las tierras raras de los elementos que las acompañan resulta una tarea difícil; en China, en concreto, hacen un proceso muy sucio: inundan el terreno con sustancias químicas, extraen los metales y dejan un lago tóxico que, por si fuera poco, a menudo, contiene torio y uranio radiactivos.

Debido a sus semejanzas químicas, se agrupa en una familia al lantano, cerio, praseodimio, neodimio, prometio, samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio, holmio, erbio, tulio, iterbio y lutecio –dispense el cansado lector la jerigonza-; y por la misma razón, también se incluye en el grupo al escandio y al itrio. Pero su similitud química no impide formidables diferencias magnéticas y ópticas. Aparecen colores fluorescentes al iluminar estos elementos con luz ultravioleta; usándolos se pretende disuadir a los falsificadores de billetes de euro. La luz verde de una pantalla de televisión se genera con terbio, la roja con europio e itrio. La mayoría de los amplificadores se hacen con erbio, porque la luz que produce este metal transporta señales a través de una fibra óptica a lo largo de muchos kilómetros. Sin imanes de neodimio -diez veces más potentes que los de hierro- no sería posible la miniaturización de la tecnología: los motores de los discos duros de los ordenadores, los altavoces en los teléfonos móviles y ordenadores portátiles tienen estos imanes; pero no sólo el mundo diminuto requiere imanes potentes, también en los generadores de las turbinas eólicas marinas se emplean imanes de neodimio.

Si, muchas industrias que usan alta tecnología dependen del abastecimiento de tierras raras y China es el principal productor (el 97 % de la oferta mundial): para evitar el monopolio extraer tierras raras en otras partes del mundo se ha convertido en una tarea urgente.