Selenio

     Cuenta la leyenda que un día, la diosa Selene, personificación de la Luna, contempló desde el Olimpo a un apuesto joven, Endimión, quien dormía plácidamente en una cueva. Se acercó a él, yacieron juntos y se amaron. Para ellos el tiempo transcurría plácidamente, hasta que percibieron que el cuerpo de Endimión envejecía. ¿Qué hacer? Decidieron pedir al todopoderoso Zeus, la inmortalidad para él. El omnipotente dios accedió al ruego, pero impuso una dramática condición: el hermoso mortal debería permanecer dormido en un sueño eterno. Ignoramos cómo se tomaron la resolución los amantes, pero el hecho es que nacieron medio centenar de hijas, fruto de la relación. ¡Que no está nada mal! Con tales antecedentes a nadie sorprenderá que un cráter de la Luna se llame Endimión; resulta más extraño, sin embargo, que Jöns Jacob Berzelius recurriera al nombre de la diosa para bautizar a un nuevo elemento descubierto. Y es que el gran químico sueco no podía saber que el selenio estaba relacionado con la fertilidad, concretamente, con la infertilidad masculina; sin el elemento dedicado a la diosa la movilidad de los espermatozoides es minúscula ¡Ya son ganas de incordiar!

     Además de estar presente en algún champú, el selenio resulta esencial para la vida; pero ¡cuidado!, porque si bien en concentraciones bajas es imprescindible, en concentraciones altas puede ser letal: el rango óptimo es estrecho. Si se incorpora exceso de selenio a la comida o al agua, se envenena a los animales, y eso sucede en algunos lagos y ríos debido a la contaminación. Su baja concentración en el ambiente resulta igual de perjudicial; antes de las masivas extinciones de especies que ocurrieron en la historia de la Tierra –concretamente, las ocurridas al final de los periodos Ordovícico, Devónico y Triásico- la concentración de selenio en los océanos disminuyó súbitamente, en algún caso, a menos del uno por ciento del valor actual. Una reducción del oxígeno atmosférico habría amortiguado la erosión de las rocas, lo que atenuaría la liberación de selenio al medio; su escasez habría reducido la cantidad de organismos formadores de oxígeno: un ciclo de realimentación desastroso. ¿A qué se debe, entonces, la importancia del elemento? A que se requiere para la formación de ciertos enzimas y proteínas de muchos organismos, incluyendo algunos componentes del fitoplancton, base de la cadena alimenticia de los océanos y de la que dependen, en última instancia, los animales acuáticos: la penuria habría tenido efectos catastróficos en los ecosistemas oceánicos.

Félix d’Herelle, cosmopolita candidato a Nobel

     Viajero contumaz por Europa y América, Félix d'Herelle nació en Montreal (Canadá), en el año 1873. En 1911, anunció su intento para detener una plaga mejicana de langosta: consiguió el éxito infectando los insectos con bacterias patógenas que había extraído de las propias langostas.

     En 1917, anunció el descubrimiento de un microbio antagónico del bacilo de la disentería; se trataba de un virus que infecta las bacterias, que llamó bacteriófago o fago. En 1919, erradicó una plaga de tifus del pollo con fagos; tras el éxito, curó con fagos a un paciente humano de disentería: la fagoterapia se convirtió entonces en una arma contra las enfermedades bacterianas. En 1926 es candidato al premio Nobel: no se lo concedieron porque tenía muchos detractores; quizá debido a la incertidumbre que envolvía a la terapia con fagos, quizá debido a que el investigador los utilizaba sin precaución. No importa: en Egipto, impide que el cólera se propague a Europa; en la India, divide por siete el número de muertos por la enfermedad. Entretanto, algunas compañías, entre ellas la Safe Hair Dye Company, antecesora de L'Oréal, comercializan productos con fagos para el tratamiento de infecciones. (Por cierto, L’Oréal, la compañía francesa de cosméticos más grande del mundo, fue fundada en 1909 por Eugène Schueller, quien financió a su amigo Eugène Deloncle, fundador de la organización de extrema derecha La Cagoule). Fallos frecuentes en la terapia debido a la incorrecta producción de fagos o a diagnósticos erróneos (los fagos son muy específicos) provocaron que la comunidad científica rechazara el nuevo tratamiento.

     En 1934 es recibido como un héroe en Georgia (URSS); va a establecerse allí porque admira al comunismo (dedicó uno de sus libros a Stalin) y porque quiere trabajar con su amigo, el profesor georgiano George Eliava; pero su amigo y el jefe de la policía se enamoran de la misma mujer: Eliava fue ejecutado y d'Herelle huyó para salvarse (falleció en París en 1949).

     Durante la Segunda Guerra Mundial, mientras que d'Herelle permanece bajo arresto domiciliario en Francia, la fagoterapia contribuye a curar infecciones en las tropas de ambos bandos. Acabada la guerra, la penicilina se convirtió en el agente antibacteriano más utilizado, porque era más fiable y fácil de usar que la fagoterapia, a pesar de sus efectos secundarios y de las bacterias resistentes. Sin embargo, la terapia fágica permaneció como tratamiento en la URSS hasta su disolución. ¿Regresará alguna vez, depurados sus inconvenientes, el tratamiento con bacteriófagos?

Mensajeros dentro de las células

     Para que un organismo pluricelular pueda sobrevivir y funcionar con eficacia es necesario que sus células actúen de forma concertada; dicho con otras palabras, que células separadas por distancias relativamente largas intercambien información. Los animales complejos resuelven la dificultad mediante dos vías de comunicación: el sistema endocrino y el sistema nervioso. En el primero, unas células especializadas secretan hormonas, que son transportadas por la sangre hasta las células diana, en cuya actividad influyen. En el sistema nervioso una fina red, hecha con las prolongaciones de las neuronas, establece la comunicación intercelular; por medio de neurotransmisores que, después de atravesar la hendidura que separa las neuronas, modifican la actividad de la célula receptora. En ambos sistemas existen moléculas mensajeras que son liberadas por una célula, se desplazan cierta distancia y contactan con la célula diana cuya actividad modifican; de la semejanza inducimos que algunas comunicaciones químicas entre las células nerviosas deben parecerse a las acciones hormonales; por lo que, conociendo éstas, esperamos averiguar aquéllas; adquiriremos así nuevos conocimientos, tanto en lo que concierne a la organización bioquímica del cerebro como al mecanismo de acción de muchos fármacos que afectan al comportamiento.

     Fijémonos en la recepción. ¿Cómo se percata la célula diana del mensaje que transporta la hormona? La transmisión se hace de dos maneras. Las hormonas esteroides pueden atravesar la membrana externa de las células diana y afectar directamente a las reacciones bioquímicas; la cortisona y las hormonas sexuales así lo hacen. En cambio las hormonas derivadas de los péptidos y aminoácidos, que no pueden atravesar la membrana celular, ejercen su influencia desde el exterior: uniéndose a unos receptores situados en la superficie de la célula; receptores que son moléculas de proteínas cuya capacidad de unión con la hormona es muy selectiva. ¿Cómo se transmite, entonces, el mensaje hacia el interior celular? Sintetizando un segundo mensajero dentro de la célula que induzca cambios en las moléculas internas. Un mecanismo análogo permite la comunicación entre dos células nerviosas: la neurona receptora fabrica segundos mensajeros que alteran su membrana de tal manera que el impulso nervioso pueda transmitirse. Los bioquímicos ya han identificado numerosos mensajeros químicos intercelulares, sin embargo, el número de segundos mensajeros (AMP cíclico, GTP cíclico, calcio, fosfatidil inositol, diacetil glicerol) parece sorprendentemente pequeño; en otras palabras, las rutas internas de transmisión de señales dentro de las células son universales. ¡Siempre me sorprende la maravillosa economía que muestra la vida!

La sensibilidad química múltiple, enfermedad emergente

     Fatiga intensa, dolores de músculos y articulaciones, alteración de la memoria, falta de concentración, cefaleas, dificultades digestivas, problemas respiratorios. Un sector de la población ha perdido la tolerancia ante sustancias químicas (en concentraciones no tóxicas), que son toleradas por otras personas; todo esto significa que los afectados han superado la capacidad adaptativa de su organismo y, en consecuencia, dan una respuesta excesiva frente a algunos estímulos ambientales. En resumen, han desarrollado una patología; desgraciadamente, sus manifestaciones son permanentes y no se dispone de ningún tratamiento específico: es imprescindible evitar la exposición a los estímulos desencadenantes. ¡Atención! El entendido lector no debe confundir este síndrome con la alergia, una inflamación, la autoinmunidad o la somatización, con todas ellas tiene semejanzas sintomáticas, pero diferencias patogénicas. Quienes presentan los síntomas mencionados son diagnosticados de sensibilidad química múltiple, un síndrome de sensibilidad central que engloba también la fibromialgia y la fatiga crónica; porque, en todos los afectados, los biólogos han observado un aumento de la actividad de las neuronas sensoriales de la médula espinal, lo que disminuye el umbral de su respuesta; la hiperexcitabilidad de las neuronas ante los estímulos desencadena una respuesta excesiva, que vuelve crónico al proceso. Un mecanismo, que los científicos aún no han dilucidado con seguridad, provoca un fallo conjunto en el funcionamiento de los sistemas nervioso central, inmunológico y endocrino del paciente; lo que origina los diversos síntomas, ya que no hay órgano que se libre.

     El bioquímico Martin Pall ha elaborado una hipótesis para explicar los síntomas que presentan los enfermos de sensibilidad química múltiple, fibromialgia o fatiga crónica. Considera que los tres síndromes tienen un mecanismo bioquímico común; unos factores estresantes (ya sean químicos, físicos, biológicos o psicológicos) inician la producción excesiva de óxido de nitrógeno-peroxinitrito-superóxido; que puede realimentarse, convirtiéndose en una patología crónica. Cuando se activa dicho proceso, se sobreestimulan los receptores cerebrales del glutamato, se altera la concentración del calcio intracelular, se producen citoquinas (que estimulan las reacciones inflamatorias), se desregula la producción de la proteína NF-kB (que controla la respuesta inmune al estrés), aumentan las sustancias oxidantes y las mitocondrias funcionan mal; alteraciones que explican los síntomas de los pacientes.

     Como es lógico -argumenta el bioquímico-, el tratamiento de los enfermos debe consistir en rebajar la producción y concentración de las sustancias críticas: óxido de nitrógeno, peroxinitrito o superóxido.

Reacciones químicas y asfixia

     En el entretenido libro ¿Qué es la Química?, Peter Atkins argumenta que todas las maravillas del mundo, naturales o sintéticas, se han formado exclusivamente mediante la formación y descomposición de moléculas de cuatro únicas maneras. Dicho con otras palabras, que casi todos los cambios naturales se deben a sólo cuatro clases de reacciones químicas. Se producen intercambios de electrones cuando se quema un combustible o se oxida una sustancia llámese metal, mineral o compuesto orgánico; también cuando se reduce un óxido o se realiza la fotosíntesis. Los intercambios de protones, el segundo tipo de reacción, ocurren cuando un álcali, o una droga habitual, neutraliza a un ácido (o viceversa), ácido procedente, quizá, de cualquier exquisita fruta. En la tercera categoría de reacciones aparecen radicales libres, sustancias muy reactivas cuyo exceso es un indeseado producto de nuestro metabolismo; radicales que hallamos en abundancia en cualquier llama.

     Voy a comentar un cuarto tipo de reacciones que los expertos apellidan ácido base de Lewis; una razón me impulsa a hacerlo: intervienen en letales asfixias. Una molécula existe porque los átomos que la forman están unidos, siendo los electrones el pegamento de unión. Habitualmente, cuando se forma una nueva molécula por unión de otras dos, el pegamento lo aportan ambas moléculas, pues bien en las reacciones ácido base de Lewis el pegamento lo aporta una, y no las dos moléculas. Metales como el vanadio, cromo, manganeso, hierro, cobalto, níquel o cobre se unen con otras moléculas de esta egoísta manera formando hermosos compuestos coloreados: como la verde clorofila vegetal (contiene magnesio), la roja hemoglobina (contiene hierro) o la azul hemocianina de la sangre de moluscos y artrópodos (contiene cobre). En la respiración de los animales vertebrados participa una reacción de este tipo: el hierro de la hemoglobina de la sangre se une con el oxígeno. Para nuestra desgracia, el monóxido de carbono, producido en las malas combustiones y que se acumula en locales cerrados, tiene más apetencia por el hierro de la hemoglobina que el oxígeno, lo desplaza, e impide así su transporte de los pulmones a las células donde se consume: en consecuencia, el afectado muere por asfixia. El cianuro también es un veneno mortal; en este caso debido a su reacción ácido base de Lewis con el hierro del citocromo c presente en las mitocondrias celulares; el bloqueo de su funcionamiento impide la respiración celular; cuya fatal consecuencia es, de nuevo, el fallecimiento del afectado.