sábado, 9 de diciembre de 2017

La cuchara menguante. 11) Cómo nos engañan los elementos

Para acabar con el periplo de aquellos elementos más relacionados con aspectos biológicos, en este capítulo se nos presentan aquellos que son especialmente embaucadores cuando penetran en nuestro organismo. Cuidado que vienen “los trileros de la tabla periódica”. ¡Al turrón!

El hecho de ser un elemento bastante estable y no ser radiactivo, no exime de su peligrosidad. Es el caso del nitrógeno, elemento mayoritario e inerte del aire que respiramos. El autor hace uso de una anécdota sobre el accidente en una prueba rutinaria aeroespacial en la que la NASA perdió a varios hombres  en 1981 cuando ponían a punto la lanzadera Columbia. La entrada de operarios para revisar tanques de oxígeno con altas concentraciones de nitrógeno molecular les produjo la muerte prácticamente sin darse cuenta.

La demanda de gases en el organismo, vital para las células, está regulada entre otras cosas por el pH de la sangre. De forma que, es la acumulación de CO2 y no la falta de O2 (como pudiera parecer) lo que hace saltar las alarmas. El autor describe esto como una “chapuza de la evolución” y no estoy muy de acuerdo. Espero vuestras opiniones al respecto ;)

Un exceso de dióxido de carbono acidifica la sangre, resultando tóxico. El nitrógeno difunde a través de los pulmones y las membranas de la misma forma que lo haría el oxígeno, pero su acción es totalmente inerte. Al no activar la alarma del CO2, el individuo muere sin apenas darse cuenta. El ejemplo contrario es igualmente peligroso. En situaciones de ansiedad en las que hiperventilamos y exhalamos demasiado dióxido de carbono, hay riesgo de sufrir una alcalosis respiratoria, y consecuente desmayo. La solución: respirar dentro de una bolsa impermeable que nos permita respirar nuestro propio dióxido de carbono.




El titanio también aparece junto con la historia de Branemarck, contada de forma somera y, a mi juicio, no haciendo demasiado hincapié en el avance que supuso. No sólo se trata de que el Titanio sea “respetado” por el organismo. El autor cuenta como el oro y la plata tampoco producen rechazo, pero el cuerpo no los “integra”, sino que los aisla, recubriéndolos en una capa de colágeno (“reacción de cuerpo extraño”), que es algo así a decir “tú no me molestes y yo no te molesto”. El titanio no es aislado sino que induce la formación de hueso a su alrededor, generando una adhesión completa de prótesis de todo tipo, hasta entonces inviable.

Branemarck realmente buscaba estudiar la formación de la sangre en conejos. Colocaba separadores de titanio para aislar cavidades que hacía en los huesos y ver qué ocurría. Imagino a Branemarck frustrado al intentar retirar esos separadores y comprobar que estaban totalmente soldados al hueso. También me imagino que la diferencia entre el genio y el “mortal común” es el hecho de llevar esa frustración inicial un paso más allá y pensar “¿qué puedo aprender de este error? ¿Por qué está pasando esto?”. Eso es para mi la serendipia, tan alejada de la simple casualidad.

Izquierda: Radiografía tomada por Per-Ingvar Branemark con el separador de titanio fijado a la tibia y peroné de conejo. Derecha: El titanio induce la formación de hueso a su alrededor, produciendo una unión similar a una soldadura (osteointegración)



Otro de los sistemas biológicos fácilmente engañable por algunos habitantes de la tabla periódica es el sentido del gusto. Un átomo pequeño como el berilio (tóxico en pequeñas dosis) que nada tiene que ver con una molécula cíclica compleja como el azúcar puede generar la misma sensación dulce que esta porque estimula las mismas papilas gustativas. Fermi lo utilizaba para contener las partículas liberadas por la radiactividad del uranio y eso le costó su salud pulmonar y tener que respirar de un tanque de oxígeno desde los 53 años.

También el sentido salado, comunmente excitado por los iones Na+ y K+, puede ser igualmente estimulado por otros cationes como calcio y magnesio, o incluso por el litio o el amonio. Los iones sodio y potasio, y también calcio, juegan un papel fundamental multitud de procesos biológicos, entre ellos la transmisión del impulso nervioso o la contractilidad muscular, de ahí que el cuerpo tenga la necesidad de reconocerlos. Sin embargo, otras moléculas con carga se aprovechan para “colarse” y generarnos una ligera sensación salada.

Todo esto, junto con la reflexión del nitrógeno, me lleva a plantear la primera gran pregunta de qué pensáis que nos deparará la evolución en el futuro. Evidentemente, la evolución es un proceso inconcluso y, sinceramente, no creo que existan “chapuzas evolutivas” si entendemos la evolución como la mejor opción (la que nos ha hecho sobrevivir) para adaptarnos a nuestro medio.

La última parte del capítulo habla un poco sobre el yodo como el mayor de los trileros, llegando incluso a engañar al propio Mendeleiev por tener menos peso atómico que el telurio (produce fuerte olor a ajo). A pesar de esta anécdota, Mendeleiev lo colocó junto al resto de halógenos por sus propiedades físicas y químicas y simplemente se limitaba a culpar a los químicos que trataban de estimar un peso atómico mayor para el yodo y así salir del atolladero.


La falta de yodo en la dieta puede producir una hipertrofia de la glándula tiroides (bocio) (tuendocrinologo.com). La deficiencia de yodo puede producir "cretinismo", un síndrome caracterizado por un retraso tanto en el desarrollo físico como mental. De ahí viene la reflexión de Russell de que el déficit de yodo puede convertir a un hombre listo en un idiota.
La historia de la sal común en la India, las idas y venidas de la sal yodada, incluída la remembranza de Gandhi sirven para explicar los beneficios de la sal yodada en la prevención de problemas de tiroides y como este tipo de medidas baratas de salud pública tan evidentes, aún son difíciles de implementar en algunas regiones por motivos políticos (ya llegan los elementos políticos, ay ay ayyyy…)

El capítulo culmina con una reflexión muy interesante de Bertrand Russell a la que creo que le podemos sacar muucha punta en los comentarios. Si la falta de yodo convierte a un hombre listo en un idiota, la razón, el intelecto y las emociones no son más que procesos químicos que dependen de la integridad química del cerebro. Entiendo que el autor hace apología de la química con un colofón (“Somos tabla periódica”) que recuerda al “Somos polvo de estrellas” de Harlow Shappley popularizado por Sagan.

Así pues... la lectura de este capítulo me suscita las siguientes preguntas que comparto con vosotr@s: ¿Que diferencia hay entre algo vivo e inerte? ¿Cuál es la frontera de lo vivo? ¿Hay algo en la vida más allá de la química? En definitiva y, como ya preguntó en su momento Schrödinger ¿QUÉ ES LA VIDA?

Un placer resumir este capítulo y espero no haberme pasado de largo.

Referencias:

Kinga T. Surface aspects of titanium dental implants. Biotechnology - Molecular studies and novel applications for improved quality of human life, 2012


13 comentarios:

  1. Hola Miguel A. Martin. GENIAL

    Me ha encantado el resumen, y sobre todo como amplias algunos datos ya que si no me dormí mientras leía (cosa probable) creo que el autor nada decía de la hiperventilación o de que Branemarck realmente buscaba estudiar la formación de la sangre en conejos. Lo dicho, me ha gustado.

    Y ahora a tus preguntas. Lo primero es que estoy de acuerdo con lo de que no es correcto decir que la evolución ha conducido a chapuzas, creo que esa frase en el fondo cree en la perfección o que las cosas llegan a mejorar, lo único que hacen es sobrevivir... a mi juicio esa es la mayor perfección.

    Uniendo lo que acabo de decir con ¿qué es la vida?
    La vida es para mí una cosa increíble, lo normal es lo inerte, lo jodido es violar el 2º principio de la termodinámica y un sistema químico consigue "violarlo" (entre comillas porque en el fondo el universo en su conjunto lo cumple) y replicarse. ME PARECE ALGO MARAVILLOSO

    Cuando leímos Orígenes debatimos este tema en muchísimas ocasiones. Por desgracia mi memoria es frágil y ya no recuerdo bien que conclusiones me fueron satisfactorias. Solo puedo decir que a mí se me quedo la sensación de lo maravillosa que era la vida, que se basaba en la química y que la frontera estaba en la células (porque tenían membranas, eso las aislaban del exterior y las separaba de la simple química que presentaban los virus -aunque me enteré que la química/bioquímica de los virus era muchísimo más compleja de lo que yo creía-). Por cierto también me encantó la reflexión de que las bacterias no morían de viejas, el concepto de muerte me pareció algo raro y creo que lo relacionaba como con un peaje evolutivo que pagamos por la sexualidad (no recuerdo bien el pasaje pero me impresionó).
    Esa es mi sensación actual, pero lo mismo cuando leí Orígenes tuve otras sensaciones y razonamientos, jajaja...

    Lo dicho, gracias por el resumen y a debatir.

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    1. Muchas gracias Juan Carlos,

      La verdad es que lo de "chapuza evolutiva" estamos más o menos todos de acuerdo que no es muy apropiado, y me alegra ver que tod@s tenemos esto en común (ya me sentía yo un poco "pegigueras" al respecto, jajaja).

      A colación de tu visión de lo que es la vida, me he acordado de una definición que leí en "las edades de Gaia" de Lovelock, en la que decía que un ser vivo es un ser negentrópico (literalmente, que se opone a la entropía", y gastamos una gran parte de nuestra energía metabólica en mantener nuestros átomos unidos y que las membranas, como dices, separen la vida del mundo del caos. Tras la muerte, ocurre lo inevitable. Boltzmann vuelve a ganar la partida.

      Ojalá hubiera conocido antes esta tertulia y disfrutar de Orígenes, seguro que fue más que enriquecedor.

      Un saludo y graciass

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  2. Hola Miguel Angel
    Excelente resumen, y mucho más entretenido que el capítulo original.,, jeje
    Gracias.
    Comparto vuestra visión sobre la evolución; por definición, no puede ser chapuza. Si se le concede el atributo “chapuza”, se sobreentiende la existencia de una intencionalidad que no hay. La evolución es el motor de cambio sin ninguna direccionalidad, sin aspirar a la perfección.
    Sobre que es la vida… he oído tantas definiciones de vida que tengo un verdadero lio sobre el tema. Lo último que he leído, que no invalida las demás definiciones del ser vivo (sistema cerrado,control de la entropía, etc) ,  rompe con una visión rígida sobre el origen basado exclusivamente en la química. Por lo que he entendido, una propiedad que puede definir la vida , sería la de un sistema químico complejo que se autoorganiza, por lo que es autónomo,  tiene la capacidad de evolucionar y obtener información. La molécula está viva cuando es capaz de obtener y gestionar información. (tiene que ver con la ciencia de la complejidad, el caos, estructuras disipativas, etc)
    Me gusta esta idea  de que la vida sea una propiedad emergente y casi inevitable, de las propias leyes que  organizan del universo. Pero por otro lado me parece algo sospecho que estando en la era de la información, definamos la vida como un sistema de información; tal como lo habíamos hecho anteriormente en la era de las máquinas, definiendo al ser vivo como una máquina.
    ¡Que rollo os he dado! espero que se haya entendido algo, porque yo no termino de entender nada.
    Una buena semana a todos

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    1. Me gusta el detalle sospechoso... SOSPECHOSO:
      - Era de la información: la vida como un sistema de información.
      - Era de las máquinas: la vida como una máquina.

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    2. Hola Cristina, muchas gracias por tus palabras.

      Coincido con vosotros en lo “sospechoso” del esas definiciones. El gran problema de la vida es que sólo conocemos un tipo de vida. Es como tratar de definir lo que es una mesa cuando solo conocemos una mesa. Precisamente por esto mismo llamamos zona de habitabilidad al rango de distancia de una estrella en la que el agua estaría en estado sólido (es un requisito necesario para la vida que conocemos) o sospechamos que una atmósfera extraterrestre con cierta cantidad de metano podría significar que “la vida se abre camino” bajo sus nubes.

      Lo que está claro es que cada definición tiene un poquito de verdad y por sí sola no es suficiente. Y que en esto de las definiciones, también nuestro espacio-tiempo es muy influyente.

      Como cuña humorística, dejo una definición que leí hace tiempo y me hizo mucha gracia: “la vida es lo que pasa mientras Windows se actualiza”, jajajaja

      Un abrazo

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  3. Gracias por tu resumen, Miguel Ángel. Y coincido en que tu mezcla de síntesis y ampliaciones capta la atención y aumenta el disfrute.

    La metáfora de las "chapuzas evolutivas", tan comentada en la literatura, tiene su connotación peyorativa aunque su intención sea descartar cualquier dirección o propósito en la evolución. A mí me gusta más la metáfora del tiempo para hablar de su naturaleza. Si la Tierra tuviese 6.000 años como sugieren las Escrituras, un diseñador inteligente se vuelve indispensable; cuando dispones de 4.500 millones de años, conseguirás maravillas sólo con azar y necesidad.

    Y para el final, la pregunta "fácil": ¿Qué es la vida? En esto pienso que sucede algo parecido al cálculo de pi: no hay ninguna operación simple que nos dé su valor, pero hay multitud de series que se aproximan a él desde variados enfoques. Así, la vida es una escultora de mundos, un fractal de oportunidades, un alfarero incansable, una inseminación de realidades, es la danza entre lo inevitable y lo asombroso.

    Un abrazo, amigos, y buena semana a todos.

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    1. Muchas gracias Jose Antonio.

      Me ha gustado mucho tu comentario sobre “conseguirás maravillas solo con azar y necesidad”. Resume de forma magistral la esencia de lo que es la evolución: variabilidad y adaptación al medio.

      Tu enfoque sobre lo que es la vida no es menos certera. Seguramente intentamos buscar una definición que englobe todo el significado y simplemente podemos hacer aproximaciones desde distintos puntos de vista. Está claro que la vida no es simplemente algo que es capaz de auto replicarse, aunque algo de eso hay. Y como bien apunta Cristina, un sistema cerrado capaz de almacenar información no sería definición completa, aunque algo de eso hay.

      La vida es algo tan único y especial que resulta fascinante y maravilloso, como bien decía Juan Carlos. A la vez es delicado y fácil de perturbar, y por otra parte es tan potente que puede cambiar el mundo en el que habita o incluso colonizar otros mundos.

      Sencillamente, algo increíble.

      Un saludo

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  4. Hola Miguel Ángel,

    ¡genial resumen y no, no te has pasado de largo!

    Las preguntas tienen su miga...

    En cuanto a sobre si es una chapuza evolutiva, creo que ya lo habéis dicho todos. No lo es, aunque tiendo a pensar que sí lo es (pero no en el sentido peyorativo). Lo que pienso es que la evolución tiende a hacer las cosas según surgen en cada momento. Probablemente esos "pequeños defectos" (vistos desde un punto de vista antropológico) se corrijan en el futuro, o incluso puede que ya estén corrigiéndose.

    Las tres últimas preguntas, aunque las discutimos más o menos todas durante la lectura de Orígenes y no recuerdo haber llegado a una conclusión, las voy a responder con otra pregunta. ¿Qué pasa con los robots y la inteligencia artificial? ¿Están vivos? ¿Son inertes? Hacen cosas y, además gracias a las redes neuronales artificiales, aprenden y ejecutan acciones después de equivocarse de manera que no necesitan una intervención humano-química.

    Esta idea me viene después de haber participado en un congreso de robótica hace poco y haber visto cosas que nunca pensé que podían ser posibles... y todo avanza a un ritmo frenético!

    ¡Un saludo a todos y buena semana!

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    1. Muchas gracias Jorge por esa reflexión. La verdad es que cada vez hay más paralelismo y, por ello, más dificultad para diferenciar entre la inteligencia artificial y natural (si se me permite el término). De momento, creo que la diferencia estriba en que la inteligencia artificial está limitada por la propia inteligencia humana, en el sentido de que programamos máquinas para que hagan lo que nosotros entendemos que deben hacer. Pero una vez que esa inteligencia artificial despegue y "aprenda" por si misma, sí que será dificil de distinguir entre las dos. Dicho de otro modo, humanos y máquinas seremos Turing-positivos.

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  5. ¡Hola Miguel Angel! Estoy de acuerdo con todos en que tu resumen ha sido fantástico. He disfrutado mucho, ¡gracias!

    No creo que haya nada en la vida más allá de la química, una química muy compleja, pero nada más.

    Y sobre qué es la vida, estoy de acuerdo con vuestros interesantes comentarios. Y aunque no estoy segura de que sea “una propiedad ...casi inevitable...” me gustaría que lo fuera.

    Y sobre lo de “chapuza”, pues estoy bastante de acuerdo con el autor en llamar así a algunas de las creaciones de la evolución, sobre todo por dar enfasi al contraste que sería si esas creaciones hubieran sido hechas por un Creador. La evolución hace lo que puede, y ha hecho cosas increíbles. Pero se nota que no se ha puesto a pensar cómo hacer eso y aquello, sino que sus sistemas han ido apareciendo y seleccionando (que es lo único que puede hacer).

    Entiendo lo que decís sobre que la evolución por definición no puede ser una “chapuza”, pero me gusta lo de ir dejando patente el poco sentido que tiene que hubiera habido un creador.

    Tampoco creo que lo creado por la evolución sea la mejor opción. Sino que, de las soluciones a las que ha podido llegar esta, es lo que mejor ha funcionado. Por ello no es la mejor opción, pues la más óptima puede que sea una a la que la evolución no haya podido llegar por multitud de razones, y una de ellas puede que sea la casualidad.

    ¡Que tengáis una feliz semana!

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    1. Hola Conxi, muchas gracias por tu palabras y por compartir tu punto de vista.

      Entiendo lo que quieres decir. Yo me refería al hecho de usar la palabra "chapuza" y el concepto que deriva de ello. Para mi, una chapuza es un resultado que no corresponde a lo esperado. Dicho de otro modo, chapuza es una valoración de un trabajo acabado que sabemos que puede acabar mejor. En ese sentido, la evolución (o el estado evolutivo actual) no es un resultado final sino un camino, el camino que ha ido encontrado el ser humano para sobrevivir en su entorno. Un camino cuyo único objetivo es sobrevivir.

      Perdón por el mal ejemplo, es como si dijéramos que Android 6 fuera una "chapuza" en su momento. Evidentemente, Android 6 era mejorable y mejoró evolucionando a Android 7, pero en su momento hizo lo que se suponía que tenía que hacer.

      Dicho esto, todos coincidimos en el asunto de fondo y me encanta leer todos vuestros comentarios porque es una manera de enriquecernos un poco más de lo que podemos sacar de este libro.

      Vivan las Tertulias Literarias de Ciencia! Y viva todos vosotr@s!!

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  6. Hola Miguel Ángel

    Ha sido una suerte para todos nosotros que te hayas unido a las Tertulias, incluso antes de leer tu magnífico resumen.

    Me ha resultado muy curioso ir leyendo vuestros comentarios sobre la evolución, poco a poco han ido llevándome, definiendo una idea que coincide con el último. Es un proceso. Precisamente ese "fallo" con el nitrógeno pudo ser el que permitió a células primigenias desarrollarse cuando el oxígeno escaseaba.
    También es posible que haya personas que sí noten algo, que estén preparadas para sobrevivir en esa situación.

    En cuanto a la vida me habéis dado la lección contraria. Habéis desdibujado mis ideas una tras otra. Gracias


    La vida es disfrutar, fuera robots (de momento) y fuera piedras, fuera relación, fuera...
    Sí, a nivel más básico hay definiciones, pero sin felicidad no vives sólo te reproduces y eso con suerte(a veces incluso dudosa).

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    1. La vida es disfrutar... maravillosa definición.

      Saludos (me voy al siguiente capítulo... ¡a disfrutar, xd!)

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