Dejo atrás los temas médicos para seguir acumulando artículos de divulgación científica en mi dominio juanmartinmira.blog

Nos preguntamos: ¿cómo se repone el gasto de alimentos y oxígeno generado por los animales? En nuestros pulmones entra un aire que contiene el 21% de oxígeno y allí éste es atrapado por la hemoglobina de la sangre, una proteína de color rojo que tiene en su estructura un grupo denominado hemo con un átomo de hierro. La hemoglobina transporta el oxígeno a las células, adonde también llega el alimento transformado, por ejemplo, en glucosa. En el citoplasma de las células, exterior al núcleo (donde se encuentran los cromosomas), existen unos pequeños orgánulos llamados mitocondrias que contienen las sustancias necesarias para la respiración (enzimas, coenzimas y activadores), esto es, para que la glucosa se queme suavemente y se convierta en dióxido de carbono, agua y en la energía que mantiene al ser vivo. El aire que el organismo devuelve tras la respiración ha perdido aproximadamente un 5% de oxígeno.

Si al consumo de los animales se añade el oxígeno gastado al quemar combustibles, el contenido de la atmósfera se agotaría en unos pocos milenios, pero desde finales del siglo XVIII, gracias a los trabajos de Joseph Priestley y de Jan Ingenhousz, quien publicó un libro titulado brevemente «Experimentos sobre los vegetales, descubrimiento de su gran poder de purificación del aire cuando están expuestos al sol y su capacidad de perjudicarlo durante la noche y en la penumbra», se sabe que las plantas verdes se encargan de reponer el oxígeno atmosférico mediante un proceso que, más tarde, se denominó fotosíntesis. En este proceso, las plantas (y las algas verde azuladas, las protistas y algunas bacterias) se sirven de la energía de la luz solar para transformar el agua y el dióxido de carbono (con la asistencia de algunos minerales) en oxígeno y en sus propios tejidos. Consecuentemente, la fotosíntesis mantiene la vida en la Tierra, no solo restaurando el oxígeno, sino también dando alimento a todos los seres vivos, sean herbívoros, carnívoros u omnívoros. Además, si hay madera, carbón, gas y petróleo, se debe a esta reacción. Durante la noche, las plantas desprenden dióxido de carbono y absorben oxígeno como en la respiración animal, pero, en conjunto, hay una producción neta de oxígeno.

Las células vegetales contienen cloroplastos, semejantes a las mitocondrias de las células animales aunque más grandes, donde hay centenares de moléculas de clorofila además de enzimas (proteínas que, actuando como catalizadores, hacen posible las reacciones bioquímicas), coenzimas (moléculas orgánicas que pueden ser vitaminas ligadas a las enzimas) y activadores (como los iones metálicos). La clorofila tiene un grupo parecido al hemo de la sangre que encierra un átomo de magnesio en lugar de hierro. Las dos clases de clorofila existentes, a y b, que se diferencian en poco, absorben complementaria y fuertemente los colores rojo y violeta de la luz solar, por lo que emiten el color que vemos: el verde. La energía captada por la clorofila se transmite hasta los centros de reacción, en donde se desarrollan dos cadenas (o sistemas) de reacciones lumínicas independientes: en una de ellas se genera la molécula NADPH y en la otra se rompen moléculas de agua y se libera oxígeno. Cuando se conectan los dos sistemas se produce ATP, un fosfato que es una especie de depósito de energía capaz de cederla a los sistemas reactivos que lo necesiten. En este punto, la luz ya ha hecho su función. Ahora puede proseguir la denominada ‘fase oscura de la fotosíntesis’ o ‘ciclo de Calvin’, deducida por Melvin Calvin y su equipo que le valió el premio Nobel de Química en 1961: la molécula reductora NADPH, con la energía aportada por el ATP, utiliza el dióxido de carbono para sintetizar los hidratos de carbono que constituyen los tejidos de las plantas y sirven de alimento a los animales racionales e irracionales.

El dopaje consiste en la estimulación para conseguir mejoras físicas o intelectuales. Los deportistas en competición tienen una larga lista de sustancias prohibidas: Los estimulantes cerebrales, como las anfetaminas, la cafeína y el piracetam, euforizantes que aumentan la resistencia, la concentración y el estado de vigilia. (Federico Martín Bahamontes, rey de la montaña y ganador del tour de Francia, confesó que bebía café en carrera cuando todavía no estaba prohibido). Los estimulantes respiratorios y cardiovasculares, como el heptaminol, vasodilatadores que aumentan la presión arterial y favorecen la oxigenación de los músculos, disminuyendo la sensación de fatiga y aumentando la resistencia al esfuerzo. Los betabloqueantes, como el propanolol y el sotalol, que bajan la tensión arterial, mejoran la concentración y eliminan el nerviosismo. Las hormonas, como el estradiol y la nandrolona, que combaten el cansancio y favorecen el crecimiento muscular. (El atleta afrocanadiense Ben Johnson fue desposeído de la medalla de oro ganada en la carrera de los cien metros lisos de los juegos olímpicos de Seúl por consumo de hormonas anabolizantes). También están prohibidos los diuréticos, que camuflan otros medicamentos. (El ciclista segoviano Perico Delgado fue mantenido como ganador del tour de Francia 1988 al dar negativo en un contraanálisis de diuréticos). La relación de prohibidos aumenta con los narcóticos como la heroína y la morfina, y las transfusiones y autotransfusiones de sangre, que aumentan el hematocrito. Etcétera.

¿Y los que no competimos? Todos los medicamentos anteriores deben ser recetados por los médicos y algunos suministrados bajo control. No obstante, hay estimulantes que son utilizados habitualmente, como son los complejos vitamínicos con sales minerales (de magnesio, potasio y fósforo) y oligoelementos (cobre, cobalto y manganeso), además de las enzimas y los aminoácidos.

El premio Nobel de Medicina o Fisiología del año 2000 correspondió al sueco Arvid Carlsson y a los estadounidenses Paul Greengard y Eric R. Kandel. Carlsson, a finales de los años cincuenta, detectó la dopamina en áreas del cerebro que controlaban la locomoción y otras actividades voluntarias. Asimismo, demostró que una disminución de dopamina dificultaba la capacidad de movimiento en animales y que cuando los trató con levo-dopa, que el cerebro usa para sintetizar dopamina, los síntomas desaparecían. Después, la l-dopa se empleó en el tratamiento del párkinson. El trabajo de Carlsson contribuyó a la comprensión de la relación entre neurotransmisores y estados mentales y condujo a la introducción de drogas antidepresivas.

Greengard demostró que la transmisión sináptica lenta implica una reacción de fosforilación en la que una molécula de fosfato se une a una proteína cambiando su función. Cuando la dopamina ataca a los receptores de la membrana exterior de la neurona, causa la intervención del adenosin monofosfato cíclico (AMPc), molécula que activa una enzima que adiciona fosfato a otras proteínas de la neurona.

Kandel relacionó la transmisión sináptica y la memoria: si los estímulos son pequeños la memoria se conserva solo durante horas; pero si son grandes permanece durante semanas.

El neurólogo estadounidense Oliver Sacks, en su libro ‘Despertares’, que dio lugar a una obra dramática de Harold Pinter y a una película dirigida por Penny Marshall y protagonizada por De Niro y Robin Williams, da cuenta de numerosas historias clínicas de sus intentos de cura con levo-dopa de pacientes con síndrome postencefálico, la encefalitis letárgica, una funesta secuela de la enfermedad de Parkinson. Se supone que la pandemia de párkinson tuvo su origen en el virus de la mal llamada ‘gripe española’ de 1928. El hecho de que el parkinsonismo y los síndromes postencefálicos se desarrollen tantos años después de adquirido el virus se debe a que solo se alcanzan cuando la destrucción de las neuronas de la ‘sustancia nigra’ del cerebro es, más o menos, del 80%, efecto que se potencia con la edad.

El premio Nobel de Medicina o Fisiología de 1985 lo recibieron los genetistas estadounidenses Joseph L. Goldstein (Carolina del Sur, 1940) y Michael S. Brown (N. York, 1941) por sus investigaciones sobre las células receptoras relacionadas con el metabolismo del colesterol. Ambos colegas y amigos (trabajaron casi siempre juntos) descubrieron que la ausencia o deficiencia de receptores de lipoproteínas de baja densidad (LDL) en la pared celular era la causa de la hipercolesterolemia familiar, un desorden por el que los tejidos corporales son incapaces de remover el colesterol de la corriente sanguínea. Sus estudios representaron un impulso decisivo para el conocimiento del papel del colesterol en el organismo.

El colesterol es uno de los lípidos (grasas) presente en las membranas celulares (que por ser insolubles en agua aíslan a la célula del medio acuoso que las rodea). Es un esteroide de gran importancia en el funcionamiento del organismo, ya que es precursor de las hormonas esteroideas progesterona y testosterona y del calciferol (vitamina D).

Las lipoproteínas son partículas globulares formadas por apoproteínas, fosfolípidos, triglicéridos y colesterol que se encuentran en la sangre. Dos tipos de ellas son las de baja densidad (LDL con el 40% de colesterol) y las de densidad alta (HDL, con el 20%). Los receptores del LDL modulan la cantidad de colesterol necesaria para la célula y las HDL, a través de otros receptores diferentes, extraen el colesterol sobrante y lo llevan al hígado. Un exceso de LDL en el plasma sanguíneo supone un exceso de colesterol que puede originar aterosclerosis, esto es, formación de placas de ateroma por fijación del colesterol (y de los macrófagos cargados de colesterol) en las paredes arteriales, produciendo estenosis (estrechamientos) que dificultan la circulación. (No confundir con la arteriosclerosis, que es un endurecimiento por envejecimiento de las paredes, cuyo engrosamiento también dificulta la circulación del flujo sanguíneo). La hipertensión, que crea una turbulencia en el flujo que favorece la adherencia de las plaquetas y laos productos de la combustión del tabaco que aglomeran plaquetas, contribuyen a la formación de ateromas. Los ácidos grasos poliinsaturados (linoleico, linolénico y araquidónico, que se encuentran en los aceites de soja, girasol y maíz) y los aceites poliinsaturados de la serie omega-3 (que se encuentran en los pescados azules), además de participar en la síntesis de prostaglandinas, disminuyen el colesterol del plasma. Asimismo, el ácido oleico (presente en el aceite de oliva) hace aumentar el contenido en colesterol del HDL. Dicen.

Así, los trabajos de Goldstein y Brown condujeron al conocimiento que permitió la regulación de los niveles de colesterol mediante el uso de la dieta y los medicamentos.