Jueves, 25 de Abril de 2024

La química que permite la vida

PerúEl Comercio, Perú 11 de diciembre de 2018

Nuestro organismo ha evolucionado a tal punto que todos los elementos que necesita para funcionar los obtiene de la atmósfera, el agua y los alimentos.

Por tomás unger



Cuando leemos sobre las relaciones entre todos los órganos del cuerpo, resulta difícil imaginar cómo se formaron. Una manera de facilitarlo es tomando en cuenta el tiempo. La vida se originó en la Tierra hace más de 3 mil millones de años. Una cifra fácil de escribir, pero difícil de imaginar. A un milímetro por año, mil kilómetros son mil millones de años. Una vida de 80 años, tendría 8 centímetros. Por lo tanto, la vida en la Tierra tendría más de 3.500 kilómetros.





?La receta de la vida?





Esto nos debería dar una idea del tiempo que ha tenido la evolución para dar el salto de una célula sin núcleo a los organismos de hoy. Lo curioso es que el primer salto requirió un conjunto de elementos indispensables hasta hoy. Todo organismo viviente, desde el alga más primitiva hasta nosotros, requiere de 12 elementos químicos.





De ellos, cinco suman aproximadamente 98,5%. de nuestro cuerpo: oxígeno 61%, carbono 22%, hidrógeno 10%, nitrógeno 3%, calcio 1,4%, fósforo 1,1%. Los demás elementos comunes a todas las formas de vida son el azufre, magnesio, potasio, molibdeno, manganeso y hierro. En los humanos, todos estos, más otros cinco, no llegan al 1,5%.





?Nuestros elementos?





Los primates somos la forma de vida más evolucionada y compleja. Además de los elementos indispensables que todas las formas de vida necesitan (cloro, yodo, sodio, selenio y cobre), se sospecha que también son necesarios el boro, cromo, vanadio y zinc. En cada caso se requerirían en cantidades tan pequeñas que resultaría muy difícil verificarlas.





Todos los elementos indispensables para los primates los adquirimos de la atmósfera, el agua y los alimentos. Nuestro sistema digestivo se ha perfeccionado para consumir una gran variedad de productos, y con los elementos químicos que estos contienen fabricamos los compuestos que necesitamos. Esto requiere una alimentación que contenga todos los elementos mencionados. Algunos en muy pequeñas cantidades, como el yodo para la tiroides.





?Los compuestos básicos?





Si analizamos la composición de nuestro cuerpo, desde un 50% hasta más del 70% es agua, que forma parte de las células. Nuestra fuente de energía y restitución de tejidos son básicamente carbohidratos, grasas y oxígeno. El oxígeno nos permite quemar el carbono de los carbohidratos, generando la energía que necesitamos para mantener la temperatura y llevar a cabo millones de reacciones químicas.





El oxígeno lo tomamos del aire y en los pulmones el hierro de la sangre se lo lleva, dejando el carbono quemado (CO2), que se distribuye por todo el cuerpo. El carbono de los hidrocarburos (compuestos de carbono e hidrógeno) es el combustible de la vida. La comida también contiene una diversidad de proteínas y elementos con los cuales el cuerpo construye tejidos y guarda el sobrante en forma de grasa. Esta consta de lípidos fáciles de quemar para obtener energía, una reserva de combustible.





Los primates somos omnívoros, pero otros animales son más especializados. Por ejemplo, los carnívoros no comen casi vegetales; sin embargo, obtienen todos los elementos necesarios de la carne y órganos de otros animales que se han alimentado de carbohidratos y tienen todos los elementos químicos requeridos. Muchas formas de vida dependen de una alimentación mucho más especializada, porque a través de millones de años sus sistemas digestivos se han adaptado y convierten la materia prima de su especialidad en todos los tejidos y la energía que necesitan.





?Los catalizadores?





La palabra ?catalizador? viene de raíz griega ?cata? (para abajo). Cátodo es el polo negativo y ánodo es el positivo. Catástrofe y cataclismo tienen la misma raíz. En química la palabra ?catálisis? viene de ?cata? y ?lisis?, que significa ?diluir?. Catalizador es una sustancia que participa en una reacción química propiciándola sin formar parte de ella, por lo cual no se consume y queda después de que la reacción es llevada a cabo.





El convertidor catalítico del tubo de escape de un automóvil es el platino. Este contribuye a que los hidrocarburos, sin quemar, se combinen y dejen de ser tóxicos, pero no se consume en el proceso. Así, un tubo de escape usado tiene un cierto valor porque contiene la misma cantidad de platino que tenía cuando nuevo.





En los procesos digestivos del cuerpo, los catalizadores son las vitaminas. Estas están contenidas en forma natural en algunos alimentos, por ejemplo, la vitamina C, o ácido ascórbico, está contenida en los cítricos (limones, naranjas, toronjas, etc.). La vitamina B1, o tiamina, está en la cáscara de los granos, legumbres, semillas y cereales.





Todas las vitaminas, desde la A hasta la K, son catalizadores indispensables que el cuerpo obtiene de diversos alimentos, o los fabrica con ellos. En algunos casos, como el de la vitamina D3, para fijarla se necesita la radiación ultravioleta del Sol. En general, todas las vitaminas necesarias se obtienen con una alimentación adecuada y un régimen de vida normal.





Sin embargo, dadas las condiciones de vida modernas, con muchas actividades para las cuales el cuerpo no ha tenido los miles de años necesarios para adaptarse, en muchos casos es necesario añadir a la alimentación normal vitaminas adicionales. Este es un tema que merece ser tratado aparte. Aquí es importante mencionar que de todas las vitaminas, la B y la C se eliminan naturalmente, y consumirlas en exceso no representa ningún tipo de peligro. Este no es el caso de otras vitaminas, y lo trataremos oportunamente.





La química de la vida es sumamente compleja y distamos aún mucho de conocerla por completo. Sin embargo, desde el descubrimiento de la estructura del ADN el progreso de la bioquímica ha sido espectacular. En un próximo artículo trataremos un aspecto fascinante de la bioquímica: cómo transformamos la energía química en mecánica.

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