Desaparición de los insectos

Hace medio siglo, cualquier español que viajase en automóvil habría observado su parabrisas cubierto de cadáveres de los insectos con los que había chocado. No sucede lo mismo hoy: ninguno vemos. Y no se trata de algo característico de nuestro país, los insectos están desapareciendo del planeta. Estudios efectuados en Alemania y Costa Rica apuntan a que se ha perdido entre el setenta y el noventa por ciento de la biomasa de insectos en los últimos cuarenta años; ello quiere pedir que no sólo desaparecen especies, sino que también se reduce el número de individuos de una misma especie. Y aunque alguien argumente que se trata de resultados locales, recuentos globales recientes demuestran que cuatro de cada diez especies se halla en declive y tres de cada diez se halla en riesgo de extinción. El peligro afecta a todos los grupos, pero los más amenazados son los escarabajos, las polillas, las mariposas, las abejas y los tricópteros (insectos nocturnos que viven cerca de los cursos de agua). En conclusión, los entomólogos han observado que la extinción de los insectos es ocho veces superior a la que afecta a los animales vertebrados.
Se conocen las causas. La destrucción de los hábitats, dicho con palabras menos técnicas, los lugares donde viven y se reproducen insectos se convierten en campos de cultivo, terrenos industriales o regiones urbanas: ya sean humedales transformados en sembrados de arroz, herbazales convertidos en trigales o bosque talados y mutados en campos de soja. La contaminación del aire, de las aguas y del suelo también contribuye a la desaparición de los insectos; sustancias tóxicas como insecticidas que no sólo matan a los insectos que dañan los cultivos, sino también a mariquitas, abejas y avispas parásitas beneficiosas para la agricultura; o herbicidas que eliminan plantas silvestres que proporcionan alimento a insectos beneficiosos; o los vertidos industriales y residuos sólidos urbanos, que contaminan las aguas fluviales y los lagos, y eliminan a insectos acuáticos. La introducción, accidental o deliberada, de organismos foráneos y el cambio climático intervienen también en la reducción de las poblaciones de insectos. El último comentario se lo dedicamos a las abejas que, además de proporcionarnos miel, polinizan plantas que nos alimentan; los virus y los patógenos las han atacado desde siempre, pero no causaron la mortalidad actual, el calentamiento del clima y el envenenamiento con insecticidas debilitan su organismo que, entonces, no resiste la infección. 

Agujero negro cercano

La bella mancha lechosa que cruza el cielo de este a oeste es un majestuoso espectáculo que puede contemplarse en las noches estivales. Se trata de la Vía Láctea, nuestro hogar cósmico, una entre las centenares de miles de millones de galaxias que alberga el universo. A lo largo y ancho de toda nuestra galaxia se hallan los invisibles agujeros negros remanentes de estrellas -cuya masa está comprendida entre tres y decenas de veces la masa del Sol-; los agujeros negros supermasivos, cuya masa supera las cien mil masas solares y puede alcanzar los miles de millones, se encuentran en los centros de las grandes galaxias, incluida la nuestra. ¿No existen los agujeros negros de masa intermedia, entre cien y decenas de miles de masas solares? Aunque hay dudas sobre su existencia, ya se identificaron algunos candidatos: se observó la fusión de dos agujeros negros, que creó un único agujero negro cuya masa es ciento cuarenta y dos soles. 
La Vía Láctea probablemente contiene cien millones de agujeros negros de masa estelar. ¿Hay alguno de estos monstruos gravitatorios cerca de nosotros? Si bien son difíciles de encontrar, porque son negros e invisibles; cabe señalar que tienen gravedad y, por tanto, si una estrella está cerca, le quitan gas; gas que cae en el agujero negro y al hacerlo se calienta y emite radiación de alta energía. Los astrónomos han detectado más de cincuenta de tales objetos en la Vía Láctea; y es probable que nuestra galaxia contenga decenas de miles de estrellas con un agujero negro como compañero.
Existe otra posibilidad, si la estrella compañera del agujero negro se halla lejos: la estrella permanece inalterable, el agujero negro se mantiene inactivo y es más difícil de detectar. Los investigadores tiene que buscar estrellas oscilantes cuyo movimiento se deba a un compañero invisible. Los astrónomos descubrieron de esta manera un candidato a agujero negro, a mil quinientos setenta años luz de distancia, que llamaron Gaia BH1: se trata de un agujero negro diez veces más masivo que el Sol, que acompaña a una estrella semejante a la nuestra. Quizá sea el más cercano a nosotros; aun así, la luz que hoy recibimos de la estrella salió de ella, aproximadamente, cuando murió Atila, el huno que invadió el imperio romano poco antes de su caída: así de enormes son las distancias que nos separan de las estrellas. 

Hojaldres y antioxidantes

De vez en cuando el goloso escritor tiene tentaciones de sibarita y desea degustar los milhojas. Se trata de un suculento postre, que nada más verlo, el epicúreo lector comprueba que contiene hojaldre, azúcar y merengue; todo buen gastrónomo sabe que el merengue se hace con azúcar y clara de huevo; es más difícil que el profano en las artes del puchero sepa que la masa del hojaldre se hace con harina de trigo, mantequilla, sal y algunos otros aditivos que me propongo reseñar. Ningún comentario merece la adición del ácido cítrico, la mismo molécula que contienen los jugosos limones y naranjas; poco debo aclarar sobre el emulsionante, la lecitina o el estearoil-lactilato de sodio, que se añade para que se mezclen sustancias que no se combinan solas. Si el diligente cocinero, en vez de hacerlo él mismo, prefiere comprar el hojaldre industrial, cuente con que tenga ácido sorbico, sustancia que previene el desarrollo de mohos y aumenta la vida útil del producto. Por último, entiendo que debo dar alguna explicación sobre los antioxidantes que se añaden a la masa del hojaldre para evitar que las grasas se oxiden; y lo hago, no tanto para satisfacer la curiosidad, sino porque pueden atañer a la salud del comensal; se debe esta pequeña digresión a que se usan como agentes antioxidantes tanto el saludable tocoferol (la vitamina E) y el galato de propilo, que puede obtenerse de un pequeño árbol peruano, como tres moléculas autorizadas por la legislación sanitaria española, el butilhidroxianisol (BHA), posible cancerígeno, el butilhidroxitolueno (BHT) y la terbutilhidroquinona (TBHQ) ambas sustancias disruptores endocrinos que, además, los investigadores han demostrado que, en cantidades superiores a las autorizadas para los humanos, producen cánceres si las ingieren ratas y hámsteres, animales -como sabrá el culto lector- que son tan mamíferos como nosotros.
Dos prevenciones debemos considerar quienes nos deleitamos con tan exquisitos pasteles. Algunas veces -lo ha comprobado el sibarita escritor- nos dan el milhojas con el hojaldre quemado, prevéngase el avisado lector: contiene benzopireno, peligrosa molécula cancerígena. Otro riesgo sanitario se debe tener presente siempre que se calienten juntos los azúcares y las proteínas (presentes en la harina del hojaldre): se forman las letales y cancerígenas acrilamidas, en mayor cantidad cuanto mayor sea la temperatura de cocción y más intenso el color marrón del producto. Conocido el riesgo ya podemos valorar y sortear los peligros que nos acechan… ¡Disfrutemos entonces de los suculentos milhojas!

Energía geotérmica

En la actualidad la producción de electricidad mediante energía geotérmica es escasa; sin embargo, una compañía eléctrica fundada por unos investigadores, Quaise, intenta una revolución energética mundial usando energía geotérmica para producir electricidad. Pretenden perforar la corteza a gran profundidad para acceder al calor interno de la Tierra y obtener energía barata. Pero no se trata de una excavación cualquiera; usarán sistemas de perforación tradicionales para llegar a los cinco kilómetros de profundidad; a partir de ahí, emplearán una perforadora de plasma, inventada por Paul Woskov y desarrollada en el Instituto Tecnológico de Massachusetts. La energía dirigida que sale del taladro es capaz de vaporizar cualquier roca; con él esperan llegar a veinte kilómetros de profundidad, una distancia inalcanzable con las perforadoras mecánicas habituales. A esta profundidad se miden quinientos grados centígrados, temperatura capaz de hacer que funcione la turbina de una central térmica. 
Para aprovechar las infraestructuras existentes y conseguir que la implantación de esta fuente de energía sea barata sus promotores pretenden perforar donde ya existen centrales térmicas, que usan combustibles fósiles. Las centrales tradicionales se adaptarían para utilizar la nueva fuente de calor: las turbinas funcionarían con el vapor de agua procedente del pozo geotérmico en vez de con el vapor de agua generado por la quema de combustibles fósiles.
La geotermia es la fuente primaria de energía limpia que proporciona el suministro más estable de la Tierra, casi inagotable, activa todos los días y durante las veinticuatro horas del día, sin combustibles, sin residuos, sin limitaciones geográficas -podría implantarse en cualquier lugar si se consiguen tales profundidades-, y a un coste reducido; exigiría usar menos suelo y materias primas que otras energías renovables. También eliminaría la necesidad de los combustibles fósiles, por lo que la economía crecería sin generar dióxido de carbono. Con una décima del uno por ciento del calor interno terrestre se alimentaría la civilización durante millones de años. Señalan sus promotores: “La geotermia puede proporcionar la escala de energía adecuada para nuestra civilización y cuenta con una mano de obra, una cadena de suministro y un marco normativo establecidos para hacerlo más rápidamente que la fusión”. ¿Hay alguna verdad en tan optimistas declaraciones? En Islandia, que obtiene electricidad de la energía geotérmica; la factura energética media -electricidad, calefacción y agua caliente- ronda los veinte euros. 
Los ingenieros de Quaise pretenden disponer de un prototipo en el tercer decenio de este siglo. ¡Les deseo éxito!

Senescencia celular

“Ya no es ayer, mañana no ha llegado;

hoy pasa y es y fue, con movimiento

que a la muerte me lleva despeñado.”

Aparto -con cierta saudade- la poesía para fijarme en los procesos bioquímicos que nos conducen a envejecer y morir; porque cuanto más los conozcamos mejor diseñaremos terapias para contrarrestarlos. Envejecemos porque nuestras células envejecen; las células no pueden dividirse indefinidamente, lo hacen hasta un límite concreto (de Hayflick, apellidado), que cuantifica la edad máxima aproximada, ciento veinte años, que, supuestamente, los humanos podemos vivir. Cabe preguntarse entonces por qué envejecen las células antes de llegar al límite. Citaré cuatro factores que los biólogos han vinculado al envejecimiento celular: el estrés oxidativo: las moléculas dañadas por el oxígeno respirado se acumulan en nuestras células, es el precio que pagamos por obtener energía debido a la combustión de los nutrientes con el oxígeno; la inflamación crónica -común al envejecimiento y a las enfermedades más frecuentes-; las alteraciones epigenéticas: reacciones químicas que modifican la actividad de nuestro ADN sin alterar su secuencia; y la senescencia celular. Comentaré esta última. 
Por varias causas algunas células detienen su ciclo vital, ni se dividen, ni se suicidan, los bioquímicos las llaman células zombis o senescentes. Tales células tienen dañados sus componentes, alterado su metabolismo y liberan sustancias que favorecen la inflamación en su entorno. La senescencia celular no perjudica al organismo cuando se reparan daños o inhiben tumores; pero si se prolonga indefinidamente perjudica al cuerpo y acelera el envejecimiento. Disponemos de datos que lo corroboran: numerosas células senescentes están presentes en enfermedades como la sarcopenia, lipodistrofia o las cataratas, y su eliminación mejora la salud de los enfermos; en la aterosclerosis, la senescencia celular es una señal que inicia la formación de placas de ateroma. 
Los biólogos sospechan que existen sustancias -moléculas senolíticas- capaces de anular la inhibición al suicidio que presentan las células senescentes. A comienzos del siglo XXI han iniciado su búsqueda; y ya conocen algunas: la quercetina, contenida en las alcaparras, cebollas, manzanas, arándanos y ciruelas; la fisetina, presente en las fresas, manzanas y cebollas; y algún fármaco como el dasatinib. Quien desdeñe ingerir sustancias evite hábitos como la obesidad, el sedentarismo y el tabaquismo porque favorecen el mantenimiento y el aumento del número de células senescentes. En cualquier caso, sepa el saludable lector que nuestro sistema inmune elimina las células senescentes, pero, para desgracia nuestra, tal capacidad se pierde paulatinamente cuando envejecemos. 

Fusión nuclear

 
Durante el año 2022, en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de California (EE.UU.) los científicos han logrado hacer una reacción nuclear de fusión produciendo más energía de la empleada. La singularidad del proceso consistió en que los investigadores han probado que son capaces de obtener energía de la fusión nuclear de forma controlada. Se trata de un paso indispensable para imitar las reacciones nucleares que ocurren en el Sol y las estrellas: conseguir, con materia abundante en la Tierra, la fusión de dos núcleos de átomos de hidrógeno. ¿Cómo lo hicieron? Los científicos dirigieron ciento noventa y dos láseres contra una cápsula de deuterio y tritio -ambos son isótopos del hidrógeno-, del tamaño de dos milímetros, como un grano de arroz. Como consecuencia de los rayos láser, el tritio y el deuterio se movieron hacia adentro; si se logra una implosión perfectamente esférica, llega un momento que el centro de la cápsula alcanza la suficiente densidad y temperatura -tres millones de grados centígrados- como para que se produzca la fusión nuclear y se libere más energía (tres megajulios) que la invertida (dos megajulios) en la ignición. 
El experimento es el comienzo de un camino que los técnicos esperan conduzca -dentro de unas décadas- a la construcción de centrales eléctricas comerciales que funcionen con la energía procedente de la fusión nuclear. Para no ser víctimas de un desenfrenado optimismo prematuro consideremos que sólo una cápsula ha ardido y que, para tener energía comercial, es necesario que muchas cápsulas ardan cada minuto. Señalemos también otro inconveniente. ¿Con qué materiales debe construirse el reactor? Los materiales tendrán que soportar, durante años, temperaturas de millones de grados, además de un bombardeo continuo de neutrones muy energéticos; porque ellos son los portadores de la energía. Bajo tales condiciones extremas cualquier materia se vuelve radiactiva. 
A pesar de todo, Marvin Adams, vice-administrador de la Administración Nacional de Seguridad Nuclear (NNSA) para Programas de Defensa de EEUU, patrocinadora principal del laboratorio, recordó que la fusión es un "proceso esencial en las armas nucleares modernas y tiene potencial para crear energía limpia en abundancia”. 
Señalemos por último que la investigación en fusión nuclear se desarrolla fundamentalmente por dos vías: hemos apuntado una, recordemos la otra, en la cual la Unión Europea ha invertido un gran presupuesto: la que se intenta realizar en el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER), que se está construyendo en Francia, y opera mediante el confinamiento magnético de plasma.

Rubisco

Las enzimas son grandes moléculas que contiene una célula. ¿Su tarea? Conseguir que las reacciones bioquímicas transcurran. Me voy a fijar en una enzima concreta, quizá la más abundante de toda la biosfera. Se trata de la que fija el dióxido de carbono atmosférico a las células vegetales. Sin ella las plantas no podrían sintetizar los azúcares, grasas y proteínas, moléculas construidas con átomos de carbono; y sin plantas no podríamos existir los animales, que nos alimentamos de ellas. 
La rubisco une al dióxido de carbono del aire, que previamente se ha disuelto en el agua, con una molécula de cinco carbonos que contiene la célula. Una serie de reacciones bioquímicas transforman al producto en glucosa; no es gratis -energéticamente hablando- la reacción pues para hacerla es necesario consumir energía -tres moléculas de ATP, expresado en jerga técnica— para pegar un único carbono. 
La rubisco, que efectúa la unión, es una de las enzimas más ineficientes de la naturaleza, tanto lo es que, para fijar el dióxido de carbono en la cantidad requerida para satisfacer las síntesis necesarias para mantener la vida célular, la mitad de las proteínas solubles que contienen los cloroplastos -los cubículos celulares donde se efectúa la fijación del carbono- son enzimas rubisco ¡nada menos!
Existe un proceso en las plantas que, al igual que la respiración, consume oxígeno y produce dióxido de carbono; se trata de la fotorrespiración; fenómeno que se produce debido a la falta de especificidad de la rubisco, que opera tanto con el dióxido de carbono como con el oxígeno molecular: la competencia entre ambas moléculas supone un inconveniente para la célula puesto que, cuando la enzima trabaja con el oxígeno, además de gastar inútilmente energía, libera parte del dióxido de carbono fijado previamente; en concreto, para sintetizar una molécula de glucosa, que tiene seis átomos de carbono, requiere fijar nueve carbonos. ¡Que ya es mucho desperdiciar! 
Especulemos. Si se modificase genéticamente la rubisco; para que su velocidad de ejecución, extraordinariamente pequeña, fuese comparable a la de otros enzimas, cientos o miles de veces superior, y para que se volviese más selectiva para el dióxido de carbono (y desdeñase al oxígeno): aumentaría la fotosíntesis de biomoléculas en el planeta y, suponemos, disminuiría la cantidad de dióxido de carbono atmosférico. ¡Atención! Los químicos ya han hecho modificaciones en otras rutas bioquímicas y… ¡nada ha sucedido!. El control de las rutas metabólicas es más complicado de lo que parece. 

Computación cuántica

El español Ignacio Cirac ha sido candidato al Premio Nobel de Física y esperamos que, más pronto que tarde, se lo concedan. ¿Su mérito? Hizo, con Peter Zoller, la descripción teórica del primer ordenador cuántico. 
Para familiarizarse con estas futuristas máquinas se requiere conocer siquiera someramente qué es el cúbit, la superposición de estados cuánticos y el entrelazamiento cuántico; conceptos que, como todo lo que se refiere a la física cuántica, resultan casi incomprensibles. Comentémoslos brevemente. 
Un cúbit -o bit cuántico- es la unidad mínima de información que maneja un ordenador cuántico. A diferencia de los bits de los ordenadores convencionales que tienen un único valor, cero o uno, los cúbits consisten en una combinación simultánea de cero y uno: mucho cero y poco uno, mucho uno y poco cero, lo mismo de ambos, o cualquier otra combinación posible de los dos números. Comparemos ambos ordenadores: uno cuántico con sólo treinta cúbits equivale a uno convencional que ejecuta diez billones de operaciones por segundo; otro con doscientos setenta cúbits tendría más estados base que átomos hay en el universo. 
Un objeto cuántico (un electrón) se supone que existe en todos sus posibles estados de forma simultánea (superposición de estados), pero, si hacemos una medida, obtenemos un único resultado. ¿Nada parece extraño? Observemos un experimento: un electrón se lanza hacia dos rendijas; si hacemos una medición detectamos que atraviesa una de ellas; pero si prescindimos de la medida se supone que pasa por las dos rendijas al mismo tiempo. ¿Sorprendido ahora?
El entrelazamiento cuántico entre dos objetos cuánticos significa que ambos constituyen un único objeto, incluso separados y estando uno en el otro extremo del universo; de tal manera que, al medir las propiedades de uno, condicionamos instantáneamente las propiedades del otro. Es posible enlazar dos partículas (electrones) de tal forma que su giro global (su espín) sea nulo; si observamos el giro de una es imposible de predecir si girará hacia la derecha o hacia la izquierda; pero sí podemos asegurar que si observamos que su giro es diestro la otra tendrá un giro zurdo, o viceversa. Esta correlación nos indica que las medidas realizadas en un objeto cuántico parecen influir instantáneamente en otro entrelazado con él, y sugieren que alguna influencia instantánea se propaga entre ellos, a pesar de su separación; no obstante, sabemos que no se transmite información entre ellos a una velocidad superior a la luz. ¿Incomprensible? Se ha comprobado en los laboratorios.

Barbitúricos

A muchos militares destinados en el Pacífico, durante la segunda guerra mundial, les dieron pastillas de barbitúricos para permitirles tolerar el calor y la humedad extremas: a nadie extrañará que muchos soldados regresaran a su hogar con adicciones. No sólo ellos padecieron los efectos adversos de los barbitúricos pues muchos médicos -por ignorancia de su peligrosidad- los recetaron a sus pacientes durante los años cincuenta y sesenta del siglo pasado. 
Barbital, fenobarbital, pentobarbital y tiopental (pentotal) son compuestos derivados del ácido barbitúrico; sintetizado por los químicos en el 1864, es el precursor de una numerosa familia de sustancias -los químicos ya han sintetizado más de dos millares- que actúan como fármacos. Los barbitúricos deprimen nuestro sistema nervioso central. Debido a su peligrosidad ya no se prescriben -como se hizo en el pasado- para la ansiedad (como sedantes o ansiolíticos) ni para el insomnio (como hipnóticos): otros medicamentos los han reemplazado; sin embargo, todavía se emplean en la anestesia, para el tratamiento de algunas migrañas, en la eutanasia o el suicidio asistido y para la pena capital. ¿En qué consisten sus efectos adversos? En las sobredosis mortales y en su potencial de adicción: se consideran más peligrosos que cualquier otra sustancia adictiva conocida. La abstinencia a los barbitúricos, que recuerda al delirium tremens que sufren los alcohólico, es más grave y puede resultar fatal.
Los bioquímicos conocen su mecanismo de acción. Los barbitúricos se unen al receptor del GABA -la principal molécula inhibidora de las neuronas del sistema nervioso humano-, potenciando su acción; y, además, bloquean los receptores del glutamato -la principal molécula excitadora de las neuronas del sistema nervioso humano-. A la acción conjunta -estimulan la inhibición e inhiben la excitación de las neuronas- se debe que produzcan mayores efectos depresores sobre el sistema nervioso que otros fármacos.
¿Qué argumentan quienes los usan con fines recreativos? Que les proporciona un subidón acompañado de euforia y relajación. Desgraciadamente aumenta la morbilidad entre estos imprudentes sujetos: pues hoy sabemos que, entre sus usuarios, uno de cada diez hombres y dos de cada diez mujeres acaban suicidándose; no hay más que recordar el trágico final de Marilyn Monroe, el icono del cine del siglo XX. El peligro aún puede ser mayor si a su ingestión se le añaden otras sustancias depresoras del sistema nervioso, como el alcohol, pues se potencia su acción sedativa, tanto como para padecer un fallo respiratorio letal quien los toma.

Radiación

Escribió un poeta que los sueños tienen color violeta, los celos naranja, el odio amarillo, la esperanza verde, la aventura azul y el rojo se debe a la pasión. Con independencia de estas vanas, aunque bellas especulaciones, en la naturaleza podemos observar objetos de todos los colores: tanto en el reino mineral: véanse los minerales, los metales y las piedras preciosas -zafiros, rubíes o esmeraldas-; como en la biosfera: contémplense los pigmentos vegetales y animales o las coloraciones de aves, escarabajos y mariposas; sea en la Tierra: admírese el color del cielo, el arco iris y las auroras polares, como fuera de ella: el color del Sol y de las estrellas. Más de una docena de mecanismos físicos diferentes describen los colores de la materia; parece una extraordinaria coincidencia que tantos fenómenos aparezcan en una pequeña banda de frecuencias que se acerca a una octava; y que, además, coincide con las frecuencias que el ojo humano capta. Se debe tal circunstancia a que las interacciones entre la luz de tales frecuencias con los electrones de la materia son importantes; las ondas electromagnéticas de energía más baja -las ondas de radio, microondas y rayos infrarrojos- alteran los movimientos de átomos y moléculas y, por tanto, se manifiestan como calor; los efectos de las ondas electromagnéticas con energía mayor -los rayos ultravioleta, rayos X y rayos gamma- son destructivos; tan sólo en la zona intermedia, la energía de la luz está sintonizada con la estructura de los átomos y moléculas que constituyen la materia.
La luz visible tiene una energía, aproximadamente, entre una con siete décimas de unidades ev y tres con cuatro décimas; una mínima porción de la posible cantidad de energía que puede contener la radiación electromagnética; compárense con las billonésimas de ev de una onda de radio o los millones de ev que pueden tener los rayos gamma. ¿Cómo se producen las radiaciones, con independencia que las veamos o no? Las ondas electromagnéticas se producen siempre que se aceleran partículas que tienen carga eléctrica, electrones muy a menudo en los fenómenos terrestres, como los que tiene el metal de una antena emisora o receptora de radio; pero también protones, como los atrapados en el campo magnético terrestre, o en el campo magnético de Júpiter, o en las manchas solares, incluso en la lejana nebulosa del Cangrejo. ¿Y los muy energéticos rayos X? Nos resulta más fácil producirlos frenando la partículas cargadas, en vez de acelerándolas.

Cambios de acidez en las células

Los químicos emplean la escala pH para medir la acidez de una disolución; consideran neutro a siete, ácido si es menor y básico si resulta mayor. El curioso lector se habrá fijado en que las etiquetas de los champús y jabones alaban el pH neutro del producto -habitualmente en torno a diez- porque, como la piel es ligeramente ácida -pH alrededor de cinco- un agente de limpieza que difiera mucho de ese valor perjudica la salud de la epidermis. Todos los fluidos del cuerpo tienen un pH característico; en unos, el margen de variación es grande: en la orina tres unidades y media; en otros, el rango del cambio es mínimo: en la sangre resulta mortal la alteración, cuatro décimas por encima o debajo, de su valor de siete unidades y cuatro décimas. 
No me detendré en estos cambios de acidez, sino en otros; que se producen dentro de las células y que resultan esenciales para nuestra supervivencia. Una sociedad humana requiere intercambiar bienes y servicios; si la sociedad tiene pocos miembros usará el trueque directo; pero a medida que se vuelve más numerosa y compleja, necesitará una moneda que permita los intercambios. Lo mismo sucede con las células, todas las células necesitan energía para hacer intercambios químicos, ya sea para moverse, comunicarse, reproducirse, repararse o nutrirse, y esa energía la obtienen de una molécula que los bioquímicos denominan ATP. Un banco central es el emisor de cualquier moneda ¿quién o cómo hace esa labor una célula? En resumidas palabras, cómo y quién fabrica el ATP, omnipresente en cualquier lugar de la célula donde se precise energía. En los motores de explosión de los automóviles, el cambio de temperatura conseguido por la quema de gasolina origina un flujo de energía, que se convierte en movimiento de las ruedas; de una manera similar, un cambio de pH dentro unos recipientes que contienen las células origina un flujo de iones positivos de hidrógeno responsables de la acidez; y ese flujo se acopla a unas macromoléculas que, como auténticas nanomáquinas, se mueven y el movimiento está acoplado a la síntesis de las moléculas de ATP. ¿Tienen nombre esos compartimentos celulares? Mitocondrias cuando el impulsor del cambio de pH es la oxidación (o quema a baja de temperatura) de compuestos orgánicos para dar dióxido de carbono; y cloroplastos -que sólo tienen los vegetales- cuando la luz es el impulsor del cambio de pH. 

Química bioortogonal y química del click

En 2022, se otorgó el premio Nobel de Química a Carolyn R. Bertozzi, Morten P. Meldal y Karl Barry Sharpless "por el desarrollo de la química del click y la química bioortogonal”. Es muy probable que el culto y curioso lector se pregunte por el significado de esta nueva química que el sabio jurado ha optado por ensalzar. Las proteínas están hechas de unidades de aminoácidos, los polisacáridos, de monosacáridos, los ácidos nucleicos, de nucleótidos. ¿Por qué no imitar a la naturaleza y hacer las síntesis artificiales de sustancias uniendo pequeñas unidades? Tal forma de realizar reacciones químicas se ha denominado química del click. Fijémonos de nuevo en otro aspecto de la naturaleza susceptible de copia: las enzimas consiguen que procesos bioquímicos, que necesitan grandes barreras de energía, transcurran mediante una serie de reacciones consecutivas, cada una de las cuales sólo requiere un pequeño gasto energético. Todavía quedan algunas condiciones de las reacciones de click que imitan a la naturaleza: ocurren en disolución acuosa, tienen alto rendimiento, máxima especificidad, los subproductos generados son inofensivos y su cantidad es mínima. Todas estas cualidades logran que las reacciones de click sean óptimas para hacer operaciones químicas en medios biológicos. Pero los criterios deben ser aun más rigurosos para que una reacción de click se pueda realizar en una célula o en un ser vivo: tiene que ser bioortogonal. ¿Qué significado tiene el calificativo bioortogonal aplicado a una reacción química? Que puede realizarse dentro de un ser vivo sin interferir con los procesos que en él ocurren, sobra añadir que no debe ser tóxica. Mediante reacciones de click los químicos utilizan moléculas pequeñas, en vez anticuerpos u otras grandes moléculas, como sondas que se enlazan a sus moléculas objetivos -que pueden ser glúcidos, lípidos y proteínas- en las células vivas. Las reacciones de click ya han demostrado ser útiles para marcar con una pequeña molécula fluorescente a una biomolécula con el fin de cuantificarla o localizarla. También, mediante reacciones de click, se han incorporado, a proteínas, aminoácidos no naturales con ciertas características. Cabe añadir que una reacción de click biortogonal ya se puede realizar en los cultivos de células, en los peces cebra vivos y en los ratones. En resumen, los galardonados con el Nobel han desarrollado un nuevo método de realizar reacciones químicas más simple, rápido, eficiente y no tóxico que el habitual. ¡Felicitémosles y felicitémonos! 

Hongos benefactores

 
¿Cuántas especies hay de hongos? Los expertos en biodiversidad estiman que existen tres millones (millón más o menos) de estos cosmopolitas organismos que habitan en todos los climas de nuestro planeta, de las cuales sólo se han identificado cien mil. En un libro reciente de divulgación, escrito por un experto micólogo, se alaba a los hongos sin mesura -el autor los considera bienhechores de la humanidad-. Juzgue el sabio lector si exagera quién defiende su profesión con tanto ahínco. 
Recurrimos a las levaduras (unos hongos) para fabricar el pan, vino y cerveza. Además de indispensables colaboradores en la fabricación de alimentos, también son nutritivos en sí mismos, no hay más que fijarse en los deliciosos champiñones (Agaricus bisporus), y en otras setas igual de exquisitas, como la Amanita caesarea, Amanita fulva, Amanita rubescens, Lactarius deliciosus (níscalo), Lactarius sanguifluus (níscalo también), Lactarius indigo, Lactarius deterrimus, Boletus edulis, Pleurotus ostreatus y Ramaria botrytis. Por término medio contienen el noventa por ciento de agua; del diez por ciento restante seis décimas partes corresponden a carbohidratos, en especial fibras dietéticas, tres décimas partes a proteínas y la décima parte restante se reparte entre los lípidos y minerales.
Si nos centramos en la importancia médica recordamos a los mohos de los que se extraen la penicilina y otros antibióticos. También los psiquiatras han de fijarse en los hongos, pues algunos de los pertenecientes a los grupos Psilocybe o Amanita contienen moléculas psicótropicas; como comprueban -después de probar los Psilocibe- quienes experimentan relajación, euforia, alteración de los colores, trastornos visuales, alucinaciones con percepción alterada de objetos y personas, alteraciones del tiempo y del espacio, sensación de despersonalización, también pueden tener pánico o sufrir un episodio psicótico; son diferentes los efectos de las Amanitas: provocan delirios.
La función ecológica de los hongos en la biosfera es esencial. Son los principales descomponedores de la materia orgánica en los bosques pues sólo ellos descomponen la lignina de la madera. Todavía nos queda por citar otra labor: los hongos se unen con las raíces de ocho de cada diez especies de plantas terrestres, unión beneficiosa para ambos participantes: en concreto, la planta capta con mayor facilidad agua y minerales (nitrógeno, fósforo y potasio) del suelo. Tan buena resulta la unión (que apellidan micorriza) que los botánicos ha comprobado que las plantas con micorrizas resisten mejor a los patógenos e, incluso algunas -los pinos-, viven más años.

Luz

“Los ojos de los seres vivos proyectan rayos de fuego sutil, y la visión se produce por el encuentro de ese fuego interior con la luz exterior.” Homero estaba equivocado, los ojos no emiten, más bien reciben luz, que los científicos aseguran estar formada por unos corpúsculos inmateriales que llaman fotones.
No se requiere materia alguna para que la luz pase de un cuerpo a otro: la luz se transmite como ondas; sí se necesitan los átomos para que emitan o detecten la luz; como los que forman la lava de un volcán o la retina de los ojos. ¿Cómo se las apañan los átomos para generar o detectar los fotones? Los átomos contienen electrones que -imaginamos- se sitúan en varios pisos, cada uno a distinta distancia del núcleo atómico, y cuanto más bajo está el piso menos energía contiene. ¿Cómo se emite la luz? Cuando un electrón de un átomo salta de un nivel superior a uno inferior emite un fotón; averiguamos la energía del fotón, o sea su color, si conocemos la diferencia de energía que existe entre los niveles -los pisos- en los que estaba el electrón saltarín. ¿Cómo se absorbe, se destruye o se detecta la luz? Mediante el proceso inverso a la emisión, cuando, como resultado del choque de un fotón con un electrón de un átomo, se proyecta el electrón de un piso inferior a uno superior y desaparece el fotón.
Al calentar un gas o al pasar por él una corriente eléctrica logramos proporcionar energía a los electrones de los átomos gaseosos, para que cambien de nivel y emitan luz coloreada: amarilla, el sodio; roja, el neón; o violeta, azul y verde, el mercurio; también los rayos y algunos láseres deben su color al mismo mecanismo. La luz que emiten los sólidos y líquidos es diferente a la de los gases, porque mientras que éstos suelen emitir luz de un único color, aquéllos emiten una mezcla de todos los colores; y la radiación emitida es independiente de la composición de la materia pues sólo depende de su temperatura; de tal manera que al calentar un cuerpo -un hierro quizá- su color cambia: de negro a rojo, amarillo, blanco y finalmente azul; por cierto, la misma luz que habitualmente vemos en las estrellas con un buen telescopio. La radiación solar, la luz del fuego y la radiación del filamento metálico de una lámpara incandescente obedecen a este fenómeno. 

Depósitos de nitrógeno

En nuestro sistema solar sólo siete elementos químicos superan el uno por mil de abundancia: en orden decreciente, el hidrógeno, helio, oxígeno, carbono, neón, hierro y nitrógeno; fijémonos en el último, el componente mayoritario de la atmósfera terrestre. El nitrógeno, átomo indispensable con el que están construidos todos los seres vivos, se encuentra en la superficie terrestre de cinco formas que, con el fin de comprenderlas mejor, nos imaginamos como almacenes. Un primer almacén de nitrógeno se halla en forma de moléculas que forman la atmósfera; los tres almacenes siguientes, el nitrito, el nitrato y el amoníaco (debería indicar que el amoníaco se presenta como ión amonio cuando está disuelto en el agua) se ubican en el suelo; los aminoácidos, que forman parte de cualquier ser vivo, constituyen el quinto y último almacén. 
Los cinco almacenes se comunican pues los átomos de nitrógeno pueden pasar de uno a otro mediante reacciones químicas. Ahora bien, la conexión resulta complicada porque no todos los almacenes se comunican entre sí: en algún caso, sólo se permite el intercambio en un sentido, pero no en el sentido contrario. Comencemos por los dos que tienen las conexiones más sencillas: los nitratos sólo pueden convertirse en nitritos y viceversa; los aminoácidos sólo pueden convertirse en amoníaco y viceversa. Los otros tres almacenes: el nitrógeno molecular, el nitrito y el amoníaco tienen conexiones de ida y vuelta excepto el nitrito que puede transformarse en nitrógeno molecular, pero no hacer el camino inverso. No voy a nombrar, aunque podría hacerlo, las bacterias, plantas, hongos o animales que efectúan las conversiones; sí me fijaré, en cambio, en uno de los trasvases, la salida del nitrógeno atmosférico hacia el amoníaco; porque se trata de una transformación esencial: es la única manera que tiene la biosfera de adquirir este átomo imprescindible para formar los seres vivos. Pues bien, sólo las bacterias son capaces de fijar el nitrógeno del aire, bacterias solitarias o bacterias -rizobios- que se encuentran asociadas a las raíces de algunas plantas. Hasta comienzos del siglo XX así se extraía el nitrógeno de la atmósfera; sin embargo, en el siglo XXI, el nitrógeno fijado por las bacterias constituye sólo el sesenta por ciento de la extracción; la humanidad extrae el cuarenta por ciento restante. Hay entonces exceso de nitrógeno en la superficie terrestre; exceso que empeora la calidad del suelo, del agua, y ¡sí! perjudica la salud humana. 

Mármol

El Taj Mahal, el Patio de los Leones de la Alhambra, la Venus de Milo y el David de Miguel Ángel son maravillosas obras de arte cuya belleza aún hoy admira el experto y el profano. Tanto el soberbio edificio como las maravillosas estatuas están hechos con el mismo material: mármol, una roca, como roca son el claro granito y el oscuro basalto. Se trata de una roca metamórfica, compuesta por el mineral calcita, cuyos granos pueden ser gruesos o tan pequeños que resultan invisibles para quien los contempla.
Parémonos en comprender el significado de los términos roca metamórfica y calcita. Las rocas metamórficas se forman cuando se producen cambios en los minerales de rocas preexistentes, debido a aumentos de la temperatura (entre cien y seiscientos grados centígrados) o presión (entre mil y diez mil atmósferas) en el interior del planeta; son cambios metamórficos la recristalización y las reacciones químicas entre los minerales en estado sólido, y no lo son los cambios provocados por la atmósfera en la superficie terrestre. En definitiva, se trata de rocas que se forman en condiciones intermedias entre las que permiten la generación de las rocas sedimentarias en la atmósfera, y las que permiten la formación de las rocas ígneas, cuando cristaliza el magma.
La piedra caliza está compuesta fundamentalmente por calcita (carbonato cálcico), el mineral más abundante de las rocas sedimentarias. Muchos organismos y animales marinos tienen carbonato cálcico en sus esqueletos y duros caparazones protectores; si la vida submarina es abundante, en el fondo de los océanos y al cabo de millones de años, pueden formarse grandes depósitos de caparazones de minúsculos foraminíferos, de conchas de los moluscos y de exoesqueletos de los artrópodos que, al consolidarse, forman las rocas calizas, una variedad de rocas sedimentarias. Si bien la mayoría de la calcita proviene de los restos orgánicos pretéritos, una pequeña proporción se ha formado por simple precipitación química del carbonato de calcio que hay en el mar.
Si las calizas se sometan a altas presiones y temperaturas se transforman en mármol que, como es lógico, también está formado por el mineral calcita. Y como la calcita es blanca (aunque puede ser incolora) el mármol puro también es blanco, aunque puede mostrar una amplia variedad de colores debido a sus impurezas. 
Los humanos damos abundante uso al mineral calcita, componente de las calizas y mármoles; con ella fabricamos el imprescindible cemento.

Sabor umami

 
¿Ha disfrutado el sibarita lector con los últimos manjares que ha degustado? Sepa que diez mil papilas gustativas ubicadas en la lengua le han permitido percibir el gusto; y que las células receptoras de las papilas detectan cinco sabores básicos, los cuatro habituales (dulce, ácido, salado y amargo) y un quinto, el umami, típico de la comida asiática, que los europeos y americanos no identificamos en las comidas. Se trata del sabor a carne y se debe al glutamato sódico (GMS), un aminoácido muy abundante que se halla en los alimentos; pero no sólo el glutamato actúa sobre los receptores umami también lo hacen dos nucleótidos que forman parte de los ácidos nucleicos, el inosín monofosfato (IMP) y el guanosín monofosfato (GMP).
Además de constituir un sabor básico, el umami altera la percepción de los otros sabores, la sal parece más salada, el azúcar más dulce: en otras palabras, el umami vuelve más sabrosos a los alimentos. Y no sólo eso, provoca secreción de saliva y aumenta las ganas de comer porque envía señales al cerebro que se procesan como placer. Por esta razón, a las tres sustancias, glutamato, IMP y GMP que se perciben como umami, se las considera potenciadores del sabor.
Degustamos el umami a diario en los alimentos donde el glutamato, y otros aminoácidos están presentes: en la carne, el queso, los pescados, los mariscos y en cualquier alimento vegetal o bebida con alto contenido en aminoácidos. Resulta lógico comprobar que el cocinado largo, que ayuda a hidrolizar proteínas y liberar sus aminoácidos componentes, intensifica este sabor; y que los alimentos deshidratados, curados, asados, tostados y fermentados -entre ellos el vino- tienen sabor umami. También presentan este sabor muchos productos manufacturados, como las patatas, salsas y sopas de sobre, aunque no de forma natural, sino porque sus fabricantes les han añadido el glutamato sódico. 
Comprobados los efectos del GMS como saborizante e inductor de hambre, la industria alimentaria ha explotado sus propiedades usándolo como aditivo en muchos alimentos: no hay más que conocer las cifras de su producción para comprobarlo: hace medio siglo se producían doscientas mil toneladas de glutamato sódico, en la actualidad se fabrican más de tres millones. Cabe añadir, por último, que su consumo no causa perjuicios a la salud: se ha clasificado como aditivo alimentario seguro o sustancia GRAS (Generally Recognized Safe Substance) y no se ha estimado necesario establecer una ingesta diaria admisible (IDA). 

Insecticidas en lagos de montaña

Si algún usurario de un plaguicida concreto desea valorar la peligrosidad del producto que emplea, consulte la Organización Mundial de la Salud (OMS) que, desde el año 2009, clasifica a los plaguicidas como sumamente peligrosos (clase Ia), muy peligrosos (clase Ib), moderadamente peligrosos (clase II), ligeramente peligrosos (clase III), e improbable que causen peligro (clase IV o U). No existen plaguicidas inocuos, pues todos perjudican alguna vida, los menos tóxicos (clase IV) aluden a que es improbable que intoxiquen; en el otro extremo se encuentran los productos de la clase I: tres décimas de gramo de uno de ellos bastarían para matar a una persona de sesenta kilos. Los ligeramente tóxicos -clase III- presentan una toxicidad comparable a la sal común o a una bebida alcohólica, ambas letales a una dosis excesiva; ciento ochenta gramos de sal común para una persona de sesenta kilos o entre ciento veinte y doscientos cuarenta gramos de alcohol (el contenido de treinta y ocho o setenta y cinco centilitros de güisqui) para la misma persona.
Aludiré ahora a dos insecticidas encuadrados en la clase II. Cierre el lector los ojos e imagine un lago de montaña: probablemente lo asociará a naturaleza saludable. Yerra. Algunos lagos pirenaicos presentan toxicidad debido a dos moléculas, el diazinón y la permetrina, insecticidas encuadrados en la clase II e introducidos en los lagos probablemente por el ganado, los perros y los turistas. El diazinón es usado tanto por el agricultor, en sus cosechas de frutas y hortalizas o en baños del ganado, como el urbanita, que lo emplea en sus plantas ornamentales y en sus mascotas, perros o gatos. Se trata de una sustancia que inhibe la colinesterasa, enzima presente en los mamíferos y esencial para la comunicación entre las neuronas y los músculos. La permetrina se utiliza como repelente de insectos, en humanos, perros y ganado, o para el tratamiento de la sarna (ácaros) y los piojos en niños y adultos. Se trata de una sustancia neurotóxica, que actúa sobre unas proteínas neuronales llamadas canales de sodio.
Hagámonos ahora eco de la curva de Kuznets que refleja, según los economistas, un curioso comportamiento humano; a medida que las sociedades se vuelven más ricas, contaminan más, hasta un límite, después comienzan a preocuparse por el ambiente. Sabemos que la autolimpieza de los lagos de montaña sólo puede hacerse si no se introducen más contaminantes. ¿Quiénes son los responsables de su contaminación? 

Polifenoles

 
Las necesidades de la industria del curtido de pieles propició el desarrollo de la química de los taninos; en el estudio de los colores de las flores cabe buscar el origen de la química de los flavonoides; la química de las ligninas se debe al interés por la estructura de los árboles. Taninos, flavonoides y ligninas son compuestos polifenólicos, un conjunto de sustancias químicas vegetales que han mostrado poseer interesantes propiedades tanto como alimentos como medicinas. Los taninos proporcionan sabor amargo a algunos alimentos, como el vino tinto, el café o las uvas; los flavonoides se hallan en frutas y verduras coloreadas, como los arándanos, fresas y ciruelas; la lignina confiere rigidez a las paredes vegetales.
Los flavonoides son moléculas que cumplen varias funciones fisiológicas en las plantas: proporcionan resistencia a la oxidación causada por la luz ultravioleta; quizá sean una defensa ante los animales herbívoros; acaso atraigan a los animales polinizadores. No desdeñamos el papel que desempeñan, en caso de ser ingeridos, en el cuerpo humano, sea como microbicidas o anticancerígenos o como agentes que disminuyen el riesgo de enfermedades cardíacas. Tanto las flavonas y flavonoles como las antocianinas pertenecen a este singular grupo de sustancias. A pesar de su número -se han caracterizado más de ocho mil- y heterogeneidad, todos los flavonoides se sintetizan a través de una misma ruta metabólica común en todas las células vegetales -su nombre, ruta del ácido siquímico, es lo de menos-.
Los taninos son macromoléculas, o sea polímeros, que forman complicadas estructuras; su susceptibilidad a la rotura en sus unidades componentes -hidrólisis- determina que los clasifiquemos en taninos condensados o taninos hidrolizables. Los taninos hidrolizables están formados por la unión de muchas unidades de ácido gálico (o molécula similar); en su composición no interviene, por tanto, ningún flavonoide; sus componentes han mostrado capacidad como antimutágenos, antidiabéticos y antibióticos en los humanos. Los taninos condensados no contienen ácido gálico en su composición, sino unidades de catequina o algún otro compuesto flavonoide similar. Muestran propiedades terapéuticas, antioxidantes, antiinflamatorias y antimicrobianas; sin embargo, debido a su incapacidad para ser hidrolizados en condiciones fisiológicas, se les ha atribuido también actividades antinutrientes, como el secuestro de micronutrientes. 
La lignina, el polímero orgánico más abundante en el reino vegetal después de los polisacáridos, forma una red que presta rigidez a la madera. 
Ya no tenemos duda alguna que los polifenoles constituyen un grupo muy heterogéneo de sustancias químicas.

Cinta transportadora oceánica

La diferencia fundamental entre las ciencias naturales y las otras ciencias consiste en su capacidad de predicción. La física, química, biología, astronomía, geología o meteorología pronostican el futuro (también sus márgenes de error). Confío en ellas. En tal fecha Marte estará en tal sitio; espero y compruebo que el planeta está donde se había asegurado.
Este exordio se debe a mi interés por saber que sucederá si la cinta transportadora oceánica se detiene (en el pasado lo hizo). Dieciséis mil años atrás el calor derritió grandes glaciares marinos: el cambio consecuente en la densidad del agua detuvo las corrientes oceánicas y durante más de un milenio fueron habituales temperaturas bajo cero en algunas partes del mundo.
La cinta transportadora oceánica es una corriente de agua marina que, como su nombre indica, transporta agua caliente del ecuador al polo, o sea, transporta calor de latitudes bajas a altas. Si se detiene, el polo norte se volverá más frío, el ecuador más cálido y en las regiones de latitudes medias el contraste de temperaturas será mayor: se agudizarán los fenómenos meteorológicos extremos; fuertes vientos, lluvias y sequías más intensas, que ocasionarán inundaciones o incendios. Los cambios meteorológicos afectarán a los ciclos vitales de las plantas que proporcionan alimento a la humanidad. ¿Podrán cultivarse cereales, frutales y hortalizas en las mismas regiones? En resumen, si la corriente oceánica se detuviera, el clima cambiaría, sobre todo en la región limítrofe con el Atlántico Norte, cuya temperatura bajaría cinco o más grados centígrados; Europa y América del Norte podrían experimentar largos períodos de temperaturas inferiores a cero. La economía, y en particular la agricultura, de la región se vería muy perjudicada.
Reflexionemos ahora sobre unos datos proporcionados por la NASA en el año 2022. Durante el año el hielo marino aumenta y disminuye al ritmo del paso de las estaciones. Desde que los satélites toman datos (1979), la extensión máxima del hielo ártico ha disminuido el trece por ciento cada década, y la extensión mínima ha disminuido dos y siete décimas por ciento cada década. Esto significa que el hielo marino ártico disminuye, aunque existan años sin cambios o con un ligero aumento, y que el Ártico ha perdido en invierno alrededor de un tercio del volumen de hielo marino durante las últimas dos décadas. En concreto, durante el invierno ártico de 2022 la cantidad de hielo marino registró la décima cifra más baja. ¿Se detendrá la cinta transportadora? ¿Cuándo?

Saliva

Cualquiera de nosotros contiene, en su cuerpo, distintos fluidos imprescindibles para la vida. Entre ellos está la sangre, el sudor, la orina, las lágrimas, la saliva, los mocos, la bilis o el líquido menstrual, y cada uno, secretado por distintas partes del organismo, desempeña una función distinta. Tal vez la saliva sea el más fácil de conseguir y manipular; ni hay que agujerear la piel para obtenerla, recuérdese la sangre, ni debemos vencer el asco, como sucede con la orina. Sin esfuerzo podemos obtener una pequeña cantidad, pues disponemos de un mililitro en la boca, y las glándulas salivales secretan entre medio litro y tres cuartos de litro diario, a un ritmo -entre veinticinco y treinta y cinco centésimas de mililitro cada minuto- que alcanza la cota superior antes, durante y después de las comidas. 
La saliva es una dispersión líquida, inodora, de viscosidad variable, cuyo pH oscila unas pocas décimas hacia arriba o abajo de seis. La saliva mantiene la salud bucal porque contribuye a la limpieza, protege la mucosa, proporciona protección frente a las caries debido a su acción bactericida, viricida y fungicida, mantiene el pH, diluye los azúcares y equilibra la desmineralización y mineralización dental. ¿Qué componentes tiene? El noventa y nueve por ciento es agua; fijémonos en el uno por ciento restante: en el calcio, disponible para la mineralización del esmalte dental, en el bicarbonato, que neutraliza los alimentos ácidos y en alguna de las más de trescientas proteínas que se han identificado. La ptialina, mucina y los pépticos ricos en prolina son las más abundantes; la primera comienza a digerir el almidón de los alimentos, la segunda es un lubricante imprescindible que facilita la deglución a lo largo del tubo digestivo y proporciona viscosidad, los últimos neutralizan a las toxinas. También están presentes otras proteínas, la lisozima y las cistatinas, que son bactericidas y antimicrobianas; las inmunoglobulinas del sistema inmunitario; la estaterina, que interviene en la mineralización de los dientes; y algunas albúminas. Una sustancia recientemente descubierta (2006) en la saliva humana, un péptido denominado opiorfina, inhibe enzimas que desactivan la encefalina; escrito con otras palabras, se trata de un analgésico -más potente que la morfina- que apaga las señales de información sensorial. 
Por último, tengamos presente el interés de los análisis de la saliva; no sólo como indicadores de la concentración de hormonas, drogas o medicamentos en la sangre, sino también como ayuda al diagnóstico de algunas enfermedades. 

Gasolina con plomo

¿Cuánta contaminación debemos permitir en aras del progreso? Quizá la historia del tetraetil plomo nos haga reflexionar sobre esta peliaguda pregunta.
La gasolina necesita un aditivo para que puedan fabricarse motores con potencia. Thomas Midgley, a principios del siglo XX, inventó el tetraetil plomo; pero, ¿es un compuesto seguro? Su inventor, ante la prensa, alardeó de la ausencia de riesgo. Mentía: él mismo se había intoxicado con el plomo y su colaborador, junto con cuatro colegas, había muerto; de los cuarenta y nueve trabajadores que manipulaban el tetraetil plomo, cuarenta habían enfermado o fallecido; edificio del gas loco, llamaban al laboratorio. En otra instalación, los muertos fueron dos; también se contaron óbitos en una tercera, denominada casa de las mariposas, porque los trabajadores, alucinados, veían insectos.
¿Era sano añadir plomo a la gasolina, sabiendo que los gases resultantes de la combustión se liberarían en las ciudades? Midgley aseguró que "la calle probablemente estará tan libre de plomo que será imposible detectarlo", aunque "no se han tomado datos experimentales reales”. En 1925 y en Washington se debatió el asunto en una conferencia. Existían dos criterios: unos, resaltaban el riesgo; otros, hacían hincapié en la utilidad y en que el riesgo no estaba demostrado. Para Frank Howard, vicepresidente de Ethyl Corporation (empresa de la General Motors y Standard Oil) la gasolina con plomo era un regalo de Dios. Alice Hamilton arguyó que la gasolina con plomo produciría intoxicaciones; porque en el pasado la gente se había intoxicado: los mineros de la galena (sulfuro de plomo) o quienes trabajaban con albayalde (carbonato de plomo) a menudo se volvían locos y morían.
No obstante, el informe científico, encargado por el gobierno de Estados Unidos, autorizó el uso de tetraetil plomo; uso que no prohibió hasta la década de los setenta. Dos décadas después, habiendo comprobado que la cantidad de crímenes violentos había bajado, Jessica Reyes se preguntó ¿quiénes no respiraron plomo cometerían menos delitos violentos? La hipótesis podía verificarse pues los estados de EE.UU. aprobaron la prohibición en distintos momentos: el resultado de la comprobación mostró que la supresión del plomo reducía los crímenes violentos el cincuenta y seis por ciento.
¿Era imprescindible el tetraetil plomo? Tanto su inventor como los fabricantes sabían que el alcohol etílico tiene el mismo efecto. ¿Por qué insistieron en el plomo? ¿Tal vez porque el alcohol ni se podía patentar ni controlar su distribución?

Moco

Cambia la estación y nos resfriamos; lo notamos porque nuestro cuerpo fabrica una cantidad casi inacabable de moco. Necesaria sustancia viscosa y adherente que, además de las molestias que ocasiona, cubre la superficie de los órganos expuestos al medio ambiente externo. El moco, la mucosidad, protege a los pulmones y a las vías aéreas de la desecación, de los patógenos y de los alérgenos; ampara al estómago e intestino de la agresión química o bacteriológica; y actúa como lubricante en el esófago y colon. No sólo en las mucosas de las vías respiratorias y digestivas se hallan las células secretoras del moco -apellidadas caliciformes-, también pueden encontrarse en los conductos del aparato reproductor, del oído, de la nariz y de la laringe. 
Compuesto por el noventa y cinco por ciento de agua, el moco también contiene proteínas como las lisozimas, inmunoglobulinas y las mucinas, siendo éstas últimas los componentes principales. La propiedad de proporcionar viscosidad y la capacidad para formar geles son características de las mucinas, que también pueden crear una red que retiene a los patógenos o a las sustancias perjudiciales; y no sólo salvaguardan al organismo de los agentes externos, alguna de ellas hasta interviene en la formación de hueso. 
Fijémonos en las mucinas intestinales. Unas, la mayoría, se secretan al espacio interior del intestino, otras permanecen ancladas a la membrana de las células intestinales; las primeras forman parte del moco, donde viven las bacterias, mientras que las segundas constituyen una barrera de protección. Cien billones de bacterias, diez veces más que células humanas, componen nuestra microbiota intestinal; casi siempre beneficiosa, sólo recientemente los biólogos han descubierto que la alteración de los microbios del intestino causa enfermedades. Las mucinas que contiene el moco intestinal protegen a las células, tanto de las agresiones físicas como de los microorganismos patógenos o de la superpoblación de bacterias. En las enfermedades inflamatorias intestinales el moco se vuelve permeable; como consecuencia las bacterias proliferan, promueven una inflamación y se vuelven dañinas; es entonces cuando la barrera que proporcionan las mucinas ancladas en las membranas celulares muestra su importancia, y si éstas también fallan sobreviene la enfermedad.
Los biólogos saben que la estructura química de las mucinas o su producción se ha alterado en las enfermedades inflamatorias intestinales, en las enfermedades pulmonares -como el asma, la bronquitis, la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC)- y en el cáncer de páncreas, pulmón, ovario o colon. Todavía no han averiguado por qué. 

Lava y magma

En nuestro planeta se funde cada año una enorme masa de rocas, que forman algo más de quince kilómetros cúbicos de magma. ¿Por qué se funden las rocas? Porque se calientan, porque disminuye la presión que soportan o porque se les añade agua. Durante las erupciones volcánicas vemos la décima parte del magma producido; dos tercios del magma vuelven a convertirse en rocas en el interior del planeta sin haber alcanzado la superficie. El magma se produce en distintos lugares de la corteza terrestre: el ochenta por ciento en las dorsales oceánicas, o sea, en los bordes constructivos de las placas; el trece por ciento, en las grandes cadenas de montañas, o sea, en los bordes destructivos de las placas; el siete por ciento restante se produce en el interior de las placas: o en una columna caliente o en una fractura.
Cuando el magma alcanza la superficie, se enfría y cristaliza rápidamente: forma entonces pequeños cristales constituyentes de las rocas volcánicas; si la excesiva rapidez del enfriamiento impide la formación de pequeños cristales, se forma vidrio; la mitad de la lava es vidrio volcánico con cristales incorporados. Si el magma se enfría lentamente antes de llegar a la superficie terrestre se forman gruesos cristales, característicos de las rocas plutónicas.
Consideramos magma a la roca fundida en el interior terrestre; en cuanto sale al exterior -entre novecientos y mil grados centígrados- la llamamos lava; lava que se derrama, durante la erupción de los volcanes, desde una chimenea o desde una fractura en la corteza terrestre. La lava, como el magma, está compuesta por silicatos; si tiene poca sílice tiende a ser oscura, debido al mucho hierro y magnesio, es poco viscosa y fluye rápidamente; si tiene mucha sílice presenta tonos claros, debido al cuarzo y feldespatos, es más viscosa y fluye con lentitud. El magma también contiene gases disueltos; vapor de agua sobre todo, en menor proporción dióxido de carbono, dióxido de azufre, sulfuro de hidrógeno, monóxido de carbono, ácido clorhídrico, helio e hidrógeno. Fijándose en su composición los geólogos distinguen cuatro clases de magmas: uno, pobre en sílice, asciende con lentitud y produce basaltos; también genera basaltos otro, rico en sílice, que asciende rápidamente. Una tercera clase, más abundante en sílice todavía, produce andesitas (una variedad de rocas); la cuarta, formada por cuarzo y feldespatos, proporciona granitos.

        La liberación de calor interno y la formación de corteza terrestre constituyen el balance del proceso

Células cebadas

Aunque treinta y siete billones de células, aproximadamente, constituyen el cuerpo de uno de nosotros; la mayoría de ellas son idénticas, pues sólo tenemos capacidad para fabricar unos pocos centenares de células distintas: desde las neuronas del cerebro o los miocitos musculares a los hepatocitos del hígado o los adiopocitos del tejido graso. Unas -los glóbulos rojos- abundan, otras -las células musculares- escasean, pero todas cumplen una función determinada. Me voy a fijar en una variedad de ellas que pertenece al sistema inmunitario: los mastocitos -o células cebadas-, por su relación con las alergias, la anafilaxia, la inflamación, la artritis, la aterosclerosis y el cáncer; no es menos importante que también participen en la defensa inmunitaria contra las lombrices intestinales o cualquier otra infección por gusanos helmintos parásitos. 
Consideremos su modo de actuación en un caso concreto: cuando se produce una respuesta alérgica; el alérgeno externo que ha llegado al cuerpo estimula la liberación de anticuerpos; éstos se unen a unas moléculas receptoras presentes en la superficie de los mastocitos; cuando todos los receptores están ocupados por una inmunoglobulina (la E concretamente), la cual se ha unido a los antígenos, se produce un entrecruzamiento de los receptores; este entrecruzamiento constituye el estímulo para que la célula cebada libere de golpe todo su contenido y provoque el temido choque anafiláctico. Como ya ha adivinado el docto lector para ejecutar tantas y tan variadas acciones los mastocitos sintetizan y almacenan una amplia variedad de sustancias; sólo mencionamos tres: la heparina, agente anticoagulante que cumple una función esencial en la curación de las heridas; varias citocinas, que regulan las respuestas inmunitaria e inflamatoria; y la histamina, molécula que interviene en las reacciones de inflamación, dilata los vasos sanguíneos y aumenta su permeabilidad. 
No hay células cebadas en la sangre de un individuo sano; sí circulan, en cambio, sus leucocitos precursores que maduran en los tejidos; por ello las células cebadas se encuentran de todo el cuerpo, concretamente, en la piel, en las mucosas del aparato digestivo, en las mucosas de las vías aéreas y cerca de los vasos sanguíneos y linfáticos. Una misma célula, de la médula ósea, es progenitora tanto de los mastocitos como de los basófilos -una variedad de glóbulos blancos de la sangre-; si tal célula progenitora fabrica una proteína -enunciado de forma técnica, expresa cierto factor de transcripción- se convierte en mastocito, si no lo hace queda predestinada a basófilo. 

Primeras estrellas

El escritor se pregunta cuántas generaciones tiene que remontarse hacia el pasado para llegar al primer homínido que puede calificar como Homo sapiens. Más de mil generaciones y menos de cien mil: no es capaz de precisar más. Contempla al cielo y se hace la misma pregunta sobre las estrellas: porque sabe que ellas también nacen, viven un tiempo y mueren; si bien su defunción es diferente a la nuestra, pues mientras que unas desaparecen y desparraman su materia por la galaxia, como si seres humanos fuesen, otras, envejecen lentamente y no llegan a morir, al menos hasta ahora no lo ha hecho ninguna. Nuestro Sol pertenece a la última generación, la tercera. Sí, existen muy pocas generaciones de estrellas; de lo que colegimos que su formación o bien es un fenómeno relativamente reciente o bien que nuestro universo es relativamente joven. Los astrónomos se inclinan por la segunda posibilidad, pues en el universo recién nacido pronto aparecieron las primeras estrellas; apenas había transcurrido algo menos del dos por ciento de la edad del cosmos, cuando, doscientos cincuenta millones de años después del Big Bang, comenzaron a nacer las primeras estrellas. ¿Con qué materia se hicieron? Con la que había, átomos de hidrógeno y átomos de helio -no había otros- que se agrupaban en nubes. Ésa es la mayor diferencia entre el ambiente en el que nacieron las primeras estrellas y las que nacen ahora: porque el medio en el que se forman las estrellas ahora contiene, además de los dos átomos mencionados, todos los elementos, desde el silicio y oxígeno, hasta el oro o uranio, pasando por el hierro. Las primeras estrellas fueron más grandes -diez veces mayores que el Sol-, muy masivas -centenares de veces superiores a nuestra estrella- y calientes -su superficie alcanzaba los cien mil grados-. De tales características colegimos que emitían luz predominantemente ultravioleta; luz que arrancó los electrones de los átomos de hidrógeno, inició el proceso de reionización e iluminó el universo que había permanecido oscuro hasta el nacimiento de las primeras estrellas. Éstas vivieron un tiempo relativamente corto, apenas unos cuantos millones de años (el Sol vivirá diez mil millones); algunas de ellas, al final de su vida, explotaron como supernovas y como consecuencia enriquecieron el medio interestelar con los elementos recién sintetizados. Es en ese medio enriquecido donde posteriormente se formaran las nuevas generaciones estelares.

Vainilla y orquídeas

Aplaudo que diferentes especies de orquídeas sean las flores nacionales de Colombia, Costa Rica, Guatemala, Honduras, Panamá y Venezuela: son muy bellas. Precisamente debido a su hermosura muchas de ellas se cultivan. Las orquídeas constituye una familia vegetal que agrupa aproximadamente a veinticinco mil especies; no me resisto a citar algunas de las más hermosas: Cattleya, Dendrobium, Epidendrum, Paphiopedilum, Phalaenopsis, Vanda, Brassia, Cymbidium, Laelia, Miltonia, Oncidium, Encyclia o Coelogyne. Ignoro a todas para fijarme en la excepción, en la Vanilla planifolia, cultivada no por su belleza, sino para producir vainilla, el saborizante mundial más demandado.Tan apreciado es el aroma que los fabricantes lo agregan a más de dieciocho mil productos alimenticios; sólo en los EE.UU. y durante un año (2016), el dos por ciento de los productos alimenticios y el tres por ciento de las bebidas se anunciaron con sabor a vainilla. La industria alimentaria -sobre todo los chocolates, helados y bebidas de cola, sin desdeñar las cremas y pasteles- absorbe algo más del ochenta por ciento de la demanda mundial; el resto se emplea en perfumes.
La vainilla se comercializa de dos formas, la natural y la sintética: de las vainas de la semilla de la orquídea se obtiene el extracto de vainilla natural que contiene cientos de sustancias; la esencia sintética consiste en una disolución del compuesto vainillina, el responsable químico del característico olor y sabor de la vainilla. Considerando su precio, la natural es mucho más cara que la sintética, a nadie extrañará que las orquídeas proporcionen menos del uno por ciento de la vainilla. Los químicos, atentos a la demanda de productos naturales, han tratado de obtener vainillina de fuentes naturales distintas de las orquídeas. La consiguen a partir del aceite de clavo o de un subproducto del arroz; pero, por ahora, su precio resulta elevado; más barato que la vainilla extraída de las orquídeas, pero mucho más caro que la vainillina sintética.
Por último, quiero recordar la queja de un químico que trabaja con alimentos: en un noventa y nuevo por ciento de los casos, la vainillina se usa para enmascarar el mal sabor, debido a la mala calidad de las materias primas o a defectos del proceso de elaboración. Por ejemplo, los granos de cacao: mal fermentados tienen poco sabor, mientras que demasiado fermentados tienen sabor ácido; sin embargo, -argumenta- una tableta de chocolate bien producida no requiere la adición de vainillina.

Feldespatos

Si el erudito lector es buen conocedor de la literatura contemporánea sabrá que “Piedra de sol” es un poema escrito por el premio Nobel mexicano Octavio Paz; pero la piedra de sol también es un mineral, que tiene un brillo dorado centelleante y responde al término científico de oligoclasa venturina. Pertenece a la familia de los feldespatos; familia de minerales que también incluye la piedra de luna, gema escasa y costosa que se usa en joyería y muestra un juego de colores único: se asemeja a una nube azulada lechosa, debido a la peculiar estructura de sus cristales, que recibe el impronunciable nombre de adularescencia. La piedra de luna fue popular en la antigua Roma; los aristócratas romanos la vinculaban con la Luna y le atribuían salud y buena suerte; y seguía siéndolo a principios del siglo XX: las mujeres del Art Nouveau la llevaban en pulseras, broches, anillos, aretes y collares; sus compañeros masculinos la portaban en gemelos, anillos, alfileres para sus corbatas y cadenas de relojes. 
Después de estas disquisiciones históricas conviene hacer algún comentario químico sobre los feldespatos, los minerales más abundantes en la corteza del planeta; se trata de un grupo de minerales, silicatos concretamente, que ocupan el sesenta por ciento del volumen de la corteza terrestre. Podemos describir su estructura como un armazón de esferas, que así nos podemos imaginar a los átomos de oxígeno de los feldespatos, con diminutas esferillas de átomos más pequeños, de silicio, aluminio, sodio, potasio o calcio, que llenan los espacios vacíos. Tan esenciales son estos minerales como componentes de las rocas ígneas -las más abundantes de la corteza terrestre- que éstas se clasifican según el tipo y la cantidad de feldespatos que contengan. Ortosa, albita, anortita, oligoclasa y labradorita son algunos nombres de los diferentes feldespatos que el aficionado a la mineralogía puede encontrar en el campo.
No sólo la naturaleza emplea estos minerales con profusión; los humanos no nos quedamos atrás. La fabricación de la cerámica -que se hace con mezclas de caolín, cuarzo y feldespatos- es el uso mayoritario que les damos. El escritor lamenta desconocer casi todo sobre los maravillosos artículos de cerámica y porcelana que se han construido en el pasado y se fabrican en la actualidad en el mundo; apenas puede citar algunas porcelanas de Sèvres o de Limoges, y las estatuas del ejército de terracota, que modelaron los chinos hace dos milenios.

Paracetamol

El escritor, lector habitual de revistas científicas, siempre se sorprende cuando se entera que alguna de las sustancias habitualmente usadas por los ciudadanos perjudica su salud. Lo explicaré con más detalles. Casi una de cada siete parejas que desea tener descendencia no ha podido concebir un hijo, aunque hayan tenido frecuentes relaciones sexuales durante más de un año. En la mayoría de ocasiones se atribuye la dificultad a la mujer; errada presunción pues el impedimento debe imputarse a la infertilidad masculina en la mitad de los casos; porque la calidad del semen en los hombres de los países occidentales, medida por el numero de espermatozoides, ha disminuido en los últimos decenios: las cifras oscilan en torno a un cincuenta por ciento. No me sorprendió comprobar que conocidos disruptores hormonales, como los bisfenoles y ftalatos, que contienen los plásticos, o las dioxinas policloradas, presentes en las incineraciones de residuos, intervengan en el deterioro de la fertilidad masculina; pero no imaginaba que el paracetamol, el más habitual analgésico comercializado, perjudicase a la fertilidad tanto como las sustancias anteriores. Y no se trata de una elucubración sin fundamento, sino de un riguroso estudio científico efectuado por un equipo dirigido por el profesor Andreas Kortenkamp; quien publicó, en el año 2022, el resultado de sus investigaciones con el sugerente nombre de “Exposiciones combinadas a bisfenoles, dioxinas policloradas, paracetamol y ftalatos como impulsores del deterioro de la calidad del semen”. 
Los científicos hicieron la primera evaluación del riesgo que entraña para la salud reproductiva masculina combinaciones de veintinueve sustancias químicas; incluyeron entre ellas compuestos que son antagonistas de la testosterona o que impiden su síntesis o que interfieren de alguna manera con la acción de la hormona masculina. Los sujetos analizados experimentaron exposiciones combinadas a nueve productos químicos que excedieron el valor, calificado como índice de peligro, en más de cien; la mediana marcó diecisiete. ¿Qué sustancias tienen la insana primacía? El bisfenol fue quien más contribuyó al índice de peligro, seguido de las dioxinas policloradas y el ftalato; el paracetamol también se halla entre los nueve culpables de aportar considerable riesgo a sus usuarios. La conclusión fundamental que se deduce del citado estudio es que los sujetos estudiados (casi cien europeos) superan gravemente la exposición a sustancias que deterioran la calidad del semen. El colofón resulta ineludible: se necesita disminuir la exposición a tales productos para atenuar los riesgos de infertilidad masculina. 

Peligrosa explosión estelar

Los observadores que, en el hemisferio sur, miren al cielo verán Eta Carinae, la estrella más enigmática y, quizá, más peligrosa.
Eta Carinae -estrella binaria formada por Eta Carinae A y Eta Carinae B, su hermana menor- brilla cinco millones de veces más que nuestro Sol y es muy inestable; vertiginosos cambios en su brillo nos indican que está al borde de la autodestrucción. Su inusual comportamiento se debe a su enorme masa, cien veces la del Sol, y a que quema tan rápido su combustible, que la energía lumínica producida expulsa o agita sus capas exteriores.
En el año 1677 se catalogó como una estrella corriente, apenas visible; durante el siglo y medio siguiente su brilló aumentó y disminuyó repetidas veces; hasta que en 1843 se convirtió en la segunda estrella más brillante del cielo, superada por Sirio, que está mil veces más cerca; a continuación se desvaneció de nuevo en la oscuridad. ¿Qué sucedió? En Eta Carinae había estallado una enorme burbuja de dos lóbulos de gas brillante, llamada nebulosa Homúnculo, que, incluso hoy, pueden verse. La cantidad de material expulsado es suficiente para hacer varios soles, pero para Eta Carinae fue sólo un estallido en su corta y violenta vida.
La mayoría de las estrellas viven miles de millones de años, no las estrellas masivas, que agotan su combustible en uno, o unos pocos millones de años; todas éstas últimas terminan igual: como supernovas, gigantescas explosiones de estrellas que dispersan sus restos por la galaxia. No obstante, Eta Carinae es un caso tan extremo que existe otra posibilidad de óbito: como una hipernova, cuyo brillo, en su apogeo, eclipsa a la galaxia. Resulta difícil describir la violencia del suceso; si estuviera cerca acabaría con la vida terrestre. Afortunadamente está lejos, la luz que emite tarda siete mil quinientos años en llegar, aún así la enorme cantidad de radiación electromagnética de alta energía todavía daña no tanto a los humanos, protegidos por la atmósfera, como a los satélites y astronautas. 
En 1998, de repente, sin advertencia previa, Eta Carinae duplicó su brillo durante año y medio. ¿Qué pasó? Nadie lo sabe. Los astrónomos, como los geólogos que observan a un volcán que tiembla, esperan. Eta Carinae podría estallar en cualquier momento, o continuar arrojando gas hasta el día, quizá mañana, quizá dentro de miles de años, que explote: será la explosión más violenta que los ojos humanos hayan presenciada.