Asimov - El Rio Viviente

El. río vivi_ente -

El RlO VIVIEN'fE LA FASCINANTE .HISTORIA DE LA CORRIENTE SANGUlNEA

Isaac Asimov

EDITORIAL MEXICO

•

ESPA¡qA • COLOMBIA

LIMU

VENEZUELA • • PUERTO RICO

Titulo de Ja obra en inglés: THE LIVING RIVER @ 1960 by laAAC As111ov

R.eprinted by permillion of Abelard-Schuman, Ltd. AD righ11 merved. V eni6n española del

Da. FmUJOO Dfu La prerentadón y dirpodclón en con/unto de EL RJO VIVIENTE ion propiedad del editor. Ninguna Parte de e1ta ob"tl aer reproducida o tTrllllmitida, medilmte ntng':· o método electrdnico o mecánico (incluyendo el fotr , ,,MMJo, lo grabación o cualquier slrtema de recuperación y almacer de información), 1in consentimiento por escrito del editvr.

pude

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©

1984, EDITORIAL LIMUSA, S. A. de C. V. Balderas 95, Primer piso 06040, México 1, D. F. Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial. Registro Núm.121

Primea edición: 1967 Primera reimpresión: 1975 Segunda reimpresión: 1978 Tercera reimpresión: 1980 Cuarta reimpresión: 1982 Quinta reimpreli6n: 1984

/mprelO en México (4991)

ISBN 968 - 18 - 0321 _: 3

AJ..

J. FRANKUN YEAOER y a su esposa por su hospitalidad sin límite.

DOCTOR

Contenido

1

Una pizca de océano 9 /

2

La matriz acuosa

3

A medida que vivimos y respiramos 25 /

4

Incidentes en la ruta del oxigeno 37 /

5

La vitamina roja 51 ./

6

Un donativo de sangre 61 /

7

Un pequeño cambio en la receta 75 /

8

Eliminando a los indeseables 87 ,,,.

9

La sal de la tierra

17 /

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1

103 · ~

Azúcar e islotes

11

Proteínas flotando libremente

12

Las dos fases

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Manteniendo a raya al peligro exterior

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Sellado automático Indice

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117

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133

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149

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1 Una pizca de océano CuALQUIER CRIATURA unicelular en el mar, tan pequeña que se necesita un microscopio para verla, dispone de billones de veces más sangre que nosotros. Esto puede parecer imposible hasta que nos damos cuenta de que todo el océano es, en cierta forma, la sangre de ese ser unicelular. Igual que nuestros tejidos absorben alimento y oxígeno de la sangre, la criatura unicelular lo hace del océano. Ella descarga sus productos de desecho al mar, como nuestros tejidos lo hacen a la sangre. Probablemente, la vida se inició como una gota de materia viviente cenando apaciblemente en un océano atiborrado de compuestos alimen. ticios, que la luz ultravioleta del sol babia ido construyendo lentamente a partir de elementos simples. Hasta que la vida se multiplicó y la dotación de comida disminuyó, no hubo necesidad de desarrollar métodos más eficientes para medrar. Podría decirse que la vida primitiva fue echada de su Paraíso y tuvo que aprender a trabajar para ganarse el pan. Una manera de aumentar la eficiencia consistió en que las células se reuniesen en una comunidad cooperativa, en forma parecida a como los hombres primitivos se juntaron para constituir una tribu o un pueblo. En ese sistema, las células se especializaron; algunas se adaptaron para sostener a todo el organismo firmemente adherido a una roca, otras para absorber alimento, etcétera. Pero la especialización no progresó mucho, incluso en las plantas marinas más complicadas, como las algas. Aunque cada alga puede ser un organismo de considerable talla, está hecha de delgadas cadenas que se ramifican de tal modo que las células de que se compone el individuo están todas bañadas por el mar o, al menos, están separadas del océano por tan pocas de las otras células, que la comida y el oxígeno aun pueden penetrar a todas ellas. Las plantas marinas tienen una vida bien fácil, aun hoy día. Con s61o disponer de luz solar, bióxido de carbono y varios minerales, pueden

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fabricar su propio alimento. No necesitan moverse. Todo lo que requieren les llega a donde se encuentran. La luz solar las baña (siempre y cuando se mantengan en las capas superiores del mar) y el bióxido de carbono y los minerales están a su alrededor disueltos en el agua. La vida no es para ellas, como para nosotros, una ludia. Las plantas terrestres más complicadas deben especializarse mucho más que las marinas. Los vegetales terrestres tienen tallos, hojas, flores, raíces y demás, cada parte hecha de variedades de células características. Sin embargo, también ellas ev!. ~an gran parte de la lucha por la vida. El bióxido de carbono que necesitan lo absorben del aire y sus hojas se extienden para captar los rayos del sol. El agua, desde luego, es más escasa en la "tierra firme" que en el mar, pero las plantas terrestres se proveen de un sistema de raíces exploradoras, que llenan el terreno bajo sus tallos. Estas raíces absorben agua como el papel secante y el líquido llega lentamente a todas las partes de la planta a través de sistemas celulares especiales, llevando disueltos consigo los minerales de la tierra. Sea en el mar o en la tierra, todo esto son formas de vida sencillas y sin complicaciones, pero las plantas pagan por ello lo que nos parece un precio abrumador. Las plantas son, sin duda, autárquicas y no necesitan buscarse la comida, pero su forma de vida las hace inmóviles y, casi siempre, indefensas. Algunos vegetales poseen espinas o venenos, pero incluso estos medios de defensa son meramente pasivos. En realidad, las plantas casi no viven: "vegetan". Hay otro grupo de seres vivos, el reino animal, que ha sacrificado la capacidad de fabricar comida de compuestos sencillos, mediante la luz solar. Es, en cambio, un reino de ladrones que roban la comida que las plantas fabrican y almacenan lentamente. Un animal puede destruir sin miramientos en unos días, lo que a una planta le toma meses reunir. Teniendo a su disposición alimento concentrado, el animal puede utilizar energía a una velocidad mucho mayor que las plantas. Esto tiene sus desventajas. Una racha de mala suerte afecta al animal más rápidamente que a la planta. El animal puede morir más de prisa por la escasez transitoria de comida, agua o aire. Por otra parte, gastar energía a mayor velocidad tiene sus ventajas. El animal dispone de suficiente energía para moverse libremente, desarro. llar músculos y construir armas ofensivas. Para realizar lo anterior con mayor eficiencia, las células animales que se han reunido para formar un organismo complejo deben especializarse mucho más que las celdillas vegetales. Algunas se convierten en células musculares capaces de contraerse y relajarse. Otras se transforman en células nerviosas con la capacidad de percibir cambios en el medio

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UNA PIZCA DE OCÉANO

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:;:;.':.:.·.:ª1l:ibiente }" responder estimulando a otras células a que ejecuten aquello i):,'. > q~e conviene. Hay células que fabrican corr1puestos químicos específí':/:"·.·(;Os que son usados por el resto del cuerpo, n1ientras que otras más tienen :;": : :. f>Or objeto proteger la superficie corporal. :~.: · A medida que los animales se multiplicaron y plagaron los océanos, ::" empezaron a competir entre ellos. (En muchos casos, esta competencia .:'.. se manifestó en que un anirnal aprendió a comerse a otro~ apoderán~ose .·:.·:.· así de la energía que ya había sido robada a las plantas.) Los animales . · que utilizaron el med.\o ambiente con n1ayor eficiencia fueron quienes .:~.· . sbbrevivieron. Los aumentos en talla y especialización eran una forma ·: de mejorar la eficiencia, a.u nque ciertamente no la única (al fin y al ·..:. cabo, todavía hoy día viven y florecen innumerables seres unicelulares) . ·: · Al pasar de los millones de años, los anin1ales crecieron y se especializaron cada vez más. · · El tamaño dio lugar a problemas. A medida que las células se juntaban en cantidades crecientes, algunas de ellas comenzaron a quedar fuera del alcance del mar. Se encontraban enterradas en el centro del animal s~paradas del océano por mt1chas capas de células. ¿En qué forma les iba a llegar comida y oxígeno y cómo iban a deshacerse de los productos de desecho estas células? .. ·.. Era como si hubiese un~ mesa repleta para alimentar a cien individuos, pero de un tamaño tal que sólo cinco pudiesen sentarse a ella. Las cinco personas lo bastante afortunadas para sentarse a la mesa podrían hincharse de comer. Aquellos que estuviesen de pie detrás de ellas pod.r.í.~n alargar la mano y alcanzar algo de con1er. Pero las que estuviesen más atrás, a mayor distancia del alcance del brazo, se morirían de l~ambre, por mucha comida ql1e hubiese en la mesa, a menos que se toma1..an medidas especiales. El ta1naño que un animal puede alcanzar sin tomar tales medidas especiales, tiene un límite al que se llega tápida1nente. ·· . Por fortuna, había una solución. La creciente cantidad de células formó una masa sólida sino una concha, dejando un hueco en el -: ·:::ffi'terior. Una pizca de océano podía entrar a esa oquedad central e irrigar (.~1. ,.interior de la masa celular, igual que el propio mar bañaba el exterior. :;._ ,~::···. :.Las células de la superficie exterior del cuerpo del animal o las que >.~Plban cerca, eran bañadas directamente por el mar y no constituían \>~fóblema alguno. ·L as células de la superficie interna del animal, aq11ellas ~?~qhe cubren las tripas o intestinos, estaban bañadas por el agua que el ;-,~~~al tragaba continuarnente, y tampoco representaban un problema. (jj~~~almente, las células vitales que estaban lejos de ambas superficies de ~~~i~:~ criatura quedaban irrigadas por la pizca de océano atrapada dentro B.;~~" los tejidos mismos del animal y su problema quedaba también resuelto. ..

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12 Claro está que esto no era tan ~ci~p ~~~~~~· El .animal tenía que descubrir métodos de llevar la eó%Di~~; .y.· ~l>~1 a/esa pizca de océano interna, de modo que las células ~~~~~r · , ~tuviesen bien provistas. Aún más, las células del interior dé,Seargabári ~ci~os a esa pizca de océano y el animal tenía que transportar e5()S pt "' En otras palabras, el hombre podía ~er ~ . destrucción de los suministros de alim~ntó$' -. de que los sobrevivientes se multipf.3 ' -. pero la Biblia no ló dice así~ Por el contrario, en d ; carácter i¡agt~ \CÍ€ ~1 J>()({ta ~µr·

iriueve

UNA PIZCA DE OCÉANO

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9:4, Dios dice: "Empero, carne con su vida, que es su sangre, no comeréis". Tal parece que, en el concepto hebreo, la sangre de un animal era la esencia de su vida, " ... con su viqa que es su sangre ... " y que una vez extraída la sangre, lo que quedaba del animal era tan inerme como cualquier planta exangüe y podía, por lo tanto, comerse impunemente. Esto queda asentado todavía con mayor claridad en el libro Levítico, en el que se dan instrucciones precisas a los sacerdotes hebreos sobre la manera de realizar sacrificios. Siempre que se trata de inmolar a un animal, se da especial atención a la forma de disponer de su sangre. I.,a primera regla se refiere a la sangre. En Levítico 1 : 5, Dios dice: "Entonces degollará el becerro en la presencia de Jehová; y los sacerqotes hijos de Aarón, ofrecerán la sangre y la rociarán alrededor sobre el altar ... " En otras palabras, la vida de la criatura, representada por la sangre, devuelta a Dios inmed'iatamen'te Ó-eb'ft'ck:'i> r;k, la tulJel;te. Hecho esto, el del animal, que ya carece de vida, puede ser lavado, quemado o co1m1iao. según las. instrucciones. Todavía hoy en día, los judíos ortodoxos, antes de preparar la carne van a comerse, le quitan cuanta sangre sea posible. Parte de esta actitud mística hacia la sangre persistió, mucho desentre los europeos que no se apegaban a las leyes mosaicas. Por la idea de que los pactos con el diablo debían firmarse con estaba muy difundida. ¿Qué otra cosa podía ser más comproPtUtet1ed~ i ~~i/hay gente que · e.Il~e que otras cree que la sangre se relaciona cotda vidá . . ·~n transferine partes del cuerpo y que las caracteñsti.Cá$, · de un hombre a otro al transfundirse s~gi.e. . . • '/?~jemplo, durante la Segunda Guerra Mundial, se hicieron 'esfuer.?;0$ 'P'~~ .evitar que la Cruz Roja mezclara la sangre de norteamericanos n;~~ i con la de sus conciudadanos de piel más clara, sin que mediase ·otra· raz6n que la superstici6n pura y simple, ya que no hay mayt difCl'encia entre la sangre de ambas razas que la que existe entre la de diferentes individuos blancos. Sin embargo, las propiedades reales de la sangre Són mucho más sorprendentes e incluso más asombrosas que las fantasias mitol6gicas acerca de ella, a pesar de que el cora7.6n no es el asiento de las emociones y de que la sangre no es sin6nimo de vida, ni la parte del hombre que determina su C'lrácter y personalidad.

La matriz acuosa ~iK'+

~A~,J- AGUA

es el común denominador general de la vida. Las reacciones ~;jí:túimicas que tienen lugar en los tejidos vivos ocurren entre moléculas • q-µe están flotando en agua o que están colocadas a lo largo de una . 1*mbrana bañada por agua. Con frecuencia, tales reacciones involucran Ca las propias moléculas de agua. · · Esto no debe sorprendernos. La vida empezó en el mar y nunca lo }la.· abandonado. Por dentro, todavía somos océano. ; . Los únicos tejidos del cuerpo que contienen poca agua son el adiposo '. {grasa) y el esqueleto (hueso). Estos tejidos s6lo tienen un 25% de · agua. Sin embargo, tanto la grasa como el esqueleto son óastante poco ractivos. Esto no quiere decir que no estén vivos o que no pase nada ' en ellos. Simplemente es que en ellos hay menos actividad que en los otros tejidos del cuerpo. En el tráfico furioso de la química vital, la grasa y el hueso representan calles relativamente tranquilas. La sangre parece encontrarse en el extremo opuesto. Además, como · eS ' .. -·=--~>·

Si la sangre sólo sirviese para .·. Ill~~.~.)á:l'i . lugar a otro, cualquier otro líquido pdti~'.C ,. >l.ln : día a otro y de una estación a otra. En un día cualquiera PodÍ~; ~~~l" grados .l.~i~()Che. La de diferencia entre la temperatura de la maÍiaJl~< diferencia entre el inviemo y el verano podía · · :áS': grados. J.~i · verano En cambio, la temperatura del oc~~~~ ·· e invierno, con la excepción de "IJl).iJ.;cte~ '~µpe1 ~kie de los mares tropicales; · Ppr . . ' cte está yor dificercana al punto de corf ·· · cultad . •~os i~ i~~ ••et agua frfa. cnti~e·;. má de s.eteil.

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LA MATRIZ ACUOSA

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Las formas primitivas de vida terrestre, incluyendo invertebrados del tipo,.de caracoles e insectos, y vertebrados como anfibios y reptiles, prefirie~on no luchar contra los cambios térmicos del nuevo ambiente. Siguieron siendo animales de "sangre fría". Esto no significa que la sangre de tales animales estuviera refrigerada. Simplemente quiere decir que sus cuerpos adquieren aproximadamente la misma temperatura que el aire que los rodea. Puesto que la temperatura del aire sólo es mayor de 37° e, que es la de nuestros cuerpos, durante algunas horas de unos pocos días del año, la temperatura de los animales de "sangre fría" es casi siempre menor que la nuestra. Comparados con nosotros, esos animales tienen, en efecto, la sangre fría. El tener la sangre fría tiene sus desventajas. Si la temperatura del medio desciende a menos del punto de congelaci6n del agua? I~ del animal baja al mismo nivel, y si el agua de su cuerpo se congela, ~1 animal muere. Los animales de sangre fría sólo pueden sobrevivir a las heladas invernales muriendo y dejando huevos que subsistan hasta la primavera, volviendo temporalmente al agua (bajo cualquier capa de hielo que se haya formado en la superficie), emigrando a un clima más · cálido, o hibernando en algún lugar protegido de los peores rigores del invierno. El océano nunca se congela, excepto una capa superficial en las regiones polares, de modo que las criaturas marinas no sufren · ese problema. Aún más, las reacciones químicas se aceleran a medida que la temperatura es más alta. Debido a esto, puede calcularse la tempera.ura ~ ' su vez, de la velocidad a que ocurren ciertas reacciones químicas en ji tas. células musculares, la que es funci6n de la temperatura de esas Jt\,'.~élulas. Esta última depende, finalmente de la temperatura del aire en ·i~Fque se encuentra el grillo. · !, -Las reacciones químicas de los animales de sangre fría están ajustadas ta tener una velocidad adecuada a la temperatura promedio de la ~ción cálida. Cuando el ambiente se enfría estas bestias se vuelven Cualquier ser que pudiera desarrollar los mecanismos necesarios mantener su propia temperatura caliente, independientemente de emperatura externa, tendría enormes ventajas sobre los animales gre fría. Podría vivir cómodamente en zonas del mundo y en as del año que son demasiado frías para los animales de . sangre · En un día frío cualquiera, podría correr más deprisa, reaccionar ari..

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tes que el ser de sangre fría y así podría escapar fácilmente de las garras de un gran animal de sangre fría y cazar sin mayor esfuerzo y comene a un animal de sangre fría pequeño. No cabe duda de que la "sangre caliente" fue la clave para el éxito, y la mayor parte de los animales muy desarrollados de nuestra época, aves y mamíferos, son de sangre caliente. La fuente de calor no representa problema. Las reacciones químicas del cuerpo proporcionan calor en abundancia. La única dificultad es evitar que el calor se pierda demasiado deprisa, a través de la piel, hacia el exterior. Una forma de conservar el calor de los animales es el ~amaño. Cuanto mayor es un individuo, tiene menos superficie en relación al peso corporal. Si se aumentase súbitamente el peso de un ratón cien veces sin cambiar su forma, su cuerpo produciría cien veces más calor. Sin embargo la superficie de un ratón expuesta al mundo exterior, la región cutánea, aumentaría sólo diez veces y, por tanto, perdería calor sólo diez veces más deprisa. Tomando todos los factores en cuenta, los animales grandes conservan su calor más eficientemente que los pequeños. Esta puede haber sido una de las razones por las que algunos reptiles de sangre fría, como los dinosaurios, crecieron hasta alcanzar tallas gigantescas. También puede explicar, en parte, el gran tamaño de algunos de los animales actuales de sangre caliente de las regiones árticas, como las ballenas, las morsas y los osos polares. Además de aumentar el peso corporal, hay otra forma de reducir la 'pérdida de calor. El aire es un pésimo conductor de calor. Si se • mantuviese quieta una capa de aire alrededor del cuerpo de un animal, éste perdería su calor muy lentamente incluso en días fríos. El problema es que una capa de aire no se mantiene quieta. Aun si no soplase el viento en absoluto, el propio movimiento del animal desplazaría el aire cercano a su cuerpo. Es precisamente el aire en movimiento lo que priva de su calor al animal. ¿Cómo puede conseguir un animal que una capa de aire se mantenga inmóvil alrededor suyo? Dos grupos de animales diferentes resolvieron el problema en formas distintas. Los antepasados de los mamíferos desarrollaron pelo; los de las aves desarrollaron plumas. Ambos tuvieron su origen en las escamas de los reptiles. Pelos y plumas funcionan atrapando una capa de "aire muerto" cerca de la piel y reduciendo la pérdida de calor. Por cierto, las plumas son más eficaces que los pelos. Una vez reducida la pérdida térF.ica, el calor natural de las reacciones químicas dentro del grupo mantiene calientes a aves y mamíferos en los días fríos.

LA MATRIZ ACUOSA

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El hombre, que ha perdido casi toda la cubierta de pelo de su cuerpo, lo reemplazó con medios artificiales, mediante el uso de vestidos durante el día y mantas por la noche. La tela mantiene la capa de aire muerto cerca de la piel. Las ballenas, que también perdieron el pelo y, además, regresaron al frío océano, han desarrollado, inmediatamente debajo de la piel, una capa de grasa, el llamado "unto", de muchos centímetros de grosor. La grasa también es un buen aislante térmico. Al reducirse la pérdida de calor, surge el problema opuesto, En días calientes se puede acumular demasiado calor. O bien, durante períodos de gran actividad, las reacciones químicas se aceleran y producen cantidades de calor anormalmente elevadas, de modo que también puede acumularse mucho calor en el cuerpo. Por lo tanto, los animales de sangre caliente que ya sabían conservar calor, debían aprender, asimismo, a deshacerse de él cuando las circunstancias así lo requiriesen. Los hombres, por ejemplo, poseemos glándulas sudoríparas que continuamente descargan agua sobre la superficie cutánea, en donde el agua se evapora convirtiéndose en gas o vapor. El vapor de agua contiene más energía que el agua liquida a la misma temperatura. Por lo tanto, para que el sudor líquido se convierta en vapor, se necesita suministrar calor que es la forma más común de energía. El calor necesario se toma de donde está más fácilmente disponible, es decir, de la piel con la que el sudor está en contacto. En otras palabras, la evaporación del sudor enfría la piel. En días fríos se suda menos Y' el enfriamiento es menor que en días cálidos o cuando se realiza una gran actividad física. La perspiración es una especie de sistema de aire-acondicionado. La cap&.cidad de sudar permite al hombre tolerar por un rato temperaturas lo bastante altas para hacer hervir el agua. Si se mantiene al aire abrasador perfectamente seco, el sudor se formará y se evaporará lo bastante deprisa para extraer calor del cuerpo más rápidamente de lo que el aire caliente transfiere calor. El valor del sistema de aire acondicionado se nos manifiesta claramente cuando está sobrecargado. En ocasiones de actividad excesiva se puede producir más calor del que puede perderse por perspiración. El sudor se produce más deprisa de lo que puede evaporarse y pueden recogerse gotas visibles de él en la piel. O bien, el clima puede ser cálido y húmedo de modo que la evaporación se entorpece hasta el grado de que se ven gotas de sudor aunque permanezcamos inmóviles. En cualquier caso, el fracaso de nuestro sistema de aire acondicionado nos hace sentir muy incómodos.

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La sangre participa en otro método para regular la temperatura del cuerpo. Las partes del cuerpo que son especialmente activas desde el punto de vista químico, tienden ·a tener te.m peratura n1ás alta que el resto del cuerpo. Las partes que están cerca del aire ambiente, generalmente frío, tienden a tener temperatura más baja que el resto del cuerpo. Al circ.ular, la sangre es la que iguala estas diferencias de temperatura. Absorbe calor cuando pasa a través de los órganos activos, como el hígado, y lo libera cuando pasa por tejidos más fríos, como la piel. De esa forn1a, la sangre enfría al hígado y calienta la piel. En días cálidos, el cuerpo pierde calor lentamente hacia el aire caliente. que le rodea. El cuerpo compensa esa lentitud· dilatando los pequ.eiÍOS'' vasos sanguíneos de la piel. Esta ''vasodilataci6n'' la co11sigue relajando los diminutos músculos de las paredes de los vasos ·san.guíneos. Cuando están dilatados, los vasos contienen más sangre, de modo que más de ésta queda expuesta al aire y la pérdida de calo~./ C,Qq>oral es mayor. Esto ayuda a compensar el hecho de que el calor ~~\)pierda más lentamente. Tal es la razón por la que la cara se e~ciende en un día caliente o cuando se ha realizado trabajo o ej·ercicio;!;·. e~tenuante y los músculos han producido más calor del normal. · Por. otra parte, cuando la temperatura ambierite es tti.ás· fría de lo habituál, la velocidad a que se pierde calor del cuerpo aumenta y el cuerpo debe compensarlo. Una manera de hacerlo es apretar los músctt· los de los pequeños vasos y reducir su calibre. Esta ''va.soconstricción'' expulsa la sangre de la piel, y menos calor queda disponible para ser eliqiinado al aire exterior. Por esta razón, uno ·Se pone ''azul de frío''. E! . frío también hace temblar, de modo que se produce más ·calor m~rced a la ,mayor actividad muscular; y se pone la ''carne de gallina,'.'. -. : ~ un :intento del cuerpo por elevar los pequeños e ineficaces pelos, en. ::un esfuerzo de atrapar una capa más gruesa de aire muerto. =

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¿Cuál es el papel del agua en la regulaci6n de la.. temperatura, que llevan a cabo la sudación y la sangre? Para responder, consideremos el calor que pueden acumular distintas substancias. Supóngase· que tenemos medio litro de agua a 100° C; es decir, a la temperatura de ebullición. Supóngase también que tenemos medio litro de alcohol etílico a 0° C, o sea, a la temperatura de congelación

del agua. Ahora mezclamos el agua caliente y el alcohol frío, suponiendo que se toman las precausiones necesarias para evitar la pérdida de calor de a1nbos líquidos, por evaporación, en el curso de la operación. El resultado es un litro de la mezcla de alcohol y agua a una temperatura inter. ·.

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LA MATRIZ ACUOSA

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media. El sentido común nos indica que la temperatura. de la mezcla debía ser el promedio de las del alcohol y el agua; es decir, 50°. C. Sin embargo, en este caso, como en muchos on·os, el sentido común falla. Se necesita más calor para elevar la temperatura del agua .que la del alcohol. Además, al reducirse la temperatura del agua se libP.ra más calor que el producido al enfriarse el alcohol. La cantidad de calor que desprende el agua al enfriarse 35 grados, es bastante para calentar el alcohol 65 grados. Se necesita una caloría para elevar la temperatura de un centímetro cúbico de agua un grado Celsio (La cantidad exacta de calorías varía un poco según la temperatura inicial del agua, pero para los fines de este ejemplo no nos peocuparemos por eso). A la temperatura. del cuerpo, s61o se necesitan 0.61 calorías para calentar un centímetro cúbico del alcohol etílico en un grado Celsio y sólo 0.47 calorías para hacer lo mismo con· igual cantidad de aceite de olivo. Algunos sólidos comunes acumulan aún·menos calor que el aceite de olivo. Un centímetro cúbico de vidrio a temperatura. ordinaria se calentará en un grado Celsio después de absorber de 0.12 a 0 . 18 calorías (la cantidad exacta depende de la clase de vidrio de que se trate) . Algunos métales almacenan aún menos calor. Un centimetro cúbico de cobre a temperatura ordinaria se calienta en un grado Celsio después de absorber 0~09 calorías. .Los correspondientes para plata y oro son 0.055 y 0.03 calorías respectivamente. La temperatura de Wla tetera puesta al fuego se elevará rápidamente, pero un poco de agua dentro de la tetera puesta al mismo fuego se calentará lentamente. La cantidad de calor que una substancia acumula se llama calor específico y lo que he estado tratando de decir es que el calor específico del agua es mayor que el de casi cualquier otra substancia. A medida que la sangre absorbe calor de las reacciones químicas que tienen lugar ~ el hígac.o o en los músculos, su temperatura se eleva menos de lo que lo haría si estuviese constituida por otro líquido cualquiera que no fuese agua. Al perder calor a su paso cerca de la piel, la temperatura desciende menos. El elevado calor específico del agua ayuda a la sangre a igualar la temperatura más eficientemente. Desde luego, el agua tiene el mismo efecto sobre el clima. El agua del mar tiene un calor específico mayor que la tierra. Por tanto, la temperatura del mar se eleva menos en el vera110 y desciende menos en el invierno que la de la tierra. Esta es la raz6n por la que el océano tiene una influencia moderadora sobre la temperatura, y por la que las regiones costeñas son más frías en el verano y más calientes en el invierno que las zonas de tierra adentro. La sangre, como ya se dijo,

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es nuestro océano privado y, por tanto, nuestro cuerpo, bañado por ella, es como una tegi6n costeña. De la misma .fonna que se requieren cantidades desusadas de calor para elevar la temperatura del agua, también se necesita mucho calor para evaporar una cantidad dada de agua líquida. Se necesitan unas 545 calorías para evaporar un centímetro cúbico de agua y como .una tertera parte de ese calor para vaporizar igual cantidad de alcohol. Los químicos expresan lo anterior diciendo que el agua tiene un calor latente de evaporadón mayor que el de casi cualquier otra substancia. No cabe duda de que una gota de alcohol en la piel se evapora más deprisa que el agua y hace sentir la piel más fría que ~ agua. Sin embargo, el alcohol desaparece pronto. Una gota de agua de j gual tamaño dura mucho más y; aunque más lentamente, a la postre extraerá tres veces más calor. El sudor no serla un sistema de aire acondicionado tan eficiente si estuviese hecho de cualquier otro líquido en vez de agua. Cuando, al principio del capítulo, mencioné que había otra forma en la que el agua era especialmente adecm1da para las necesidades vitales, estaba pensando en los elevados calores especifico y latente de evaporación de ese líquido.

3 A medida que vivimos y respiramos \

DE

substancias de las que dependemos en este mundo, el aire, o el oxígeno del aire, . es la más esencial. Si es preciso, podemos estar sin beber durante días, y sin comer durante semanas. No quiero decir que la privación de cualquiera de ellas sea agradable, pero el cuerpo puede almacenar tanto comida como agua, para permitimos salvar períodos razonables de escasez. Por lo que toca al aire, la situación es bien distinta. Si se interrumpe el tránsito por la tráquea, la muerte sobreviene en cinco minutos. Por ser el oxígeno una necesidad tan esendal, el cuerpo necesita un buen sistema para llevarlo al consumidor. Y téngase bien presente que el consumidor no es simplemente el individuo o su cuerpo, sino cada una de los billones de billones de células microsc6picas del organismo. Cada célula particular debe tener su buen suministro de oxígeno, so pena de morir. No basta que la célula vecina tenga oxígeno, cada cual necesita su propia dotación para sobrevivir. Evidentemente el oxígeno lo tenemos, en primera instancia, al respirar. Sin embargo, eso no es más que el primer paso. El simple hecho de inhalar, no consigue más que transportar el aire que está fuera. alrededor de la nariz, a un espacio aéreo dentro del pecho. Ese acto en sí mismo, no le ayuda en nada a nuestro dedo pulgar. Una vez dentro de los pulmones, sin embargo, el oxígeno continúa su viaje. La membrana interior de los pulmones está cubierta de una delgada capa de agua en la que se disuelve el oxígeno. El aire está constituido por un quinto de oxígeno y cuatro quintos de nitrógeno. El nitrógeno, que en la forma química en que se encuentra en el aire no es útil al cuerpo, también se disuelve en esa capa; pero, por el momento, sólo hablaré del imprescindible oxígeno. Sólo el oxígeno que está próximo a la capa de humedad tiene oportunidad de di$olverse en ella antes de exhalar el aire y echarlo todo fuera de los pulmones, para inspirar una nueva dotación. Si los pulmones LAS DIVERSAS

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no fuesen más que un par de bolsas huecas, como la cámara de un balón, difícilmente habría bastante oxígeno cerca de la superficie interna para disolverse en la capa líquida. Por fortuna, los pulmones son mucho más complejos que la;, cámaras de los balones. El aire entra por la nariz y la boca y pasa a la tráquea. Se puede tocar ésta en el cuello, debajo de la nuez. Un poco abajo del cuello, donde ya no puede tocarse, la tráquea se divide en dos bronquios, cada uno de los cuales penetra al respectivo pulmón. Dentro del pulmón, los bronquios se dividen y subdividen una y otra vez, como las complicadas ramas de un árbol. Cada ramita final termina en un pequeño saco aéreo o alvéolo. Los pulmones están llenos de esos saquitos, de manera que semejan esponjas. Cuando se inspira, el aire entra a los millones de alvéolos. La superficie interna de cada saquito aéreo está cubierta por una delgada capa de humedad y el alvéolo es tan pequeño que todo el oxígeno dentro de él está bastante cerca de la capa de humedad. Considerando a todos los alvéolos juntos, la superficie interna y, por ende, la película líquida, tienen una enorme extensión. Si la superficie de todos los alvéolos fuese extendida sobre un plano, cubriría unos cien metros cuadrados, o el suelo de cinco habitaciones de buen tamaño. Disponiendo de toda esa superficie húmeda en donde disolverse, una quinta parte del oxígeno que contiene el aire de los pulmones ;;e incorpora a la capa de agua, en el período entre una y otra respiración. El aire inspirando contiene 20 por ciento de oxígeno y el aire espirado sólo tiene 16 por ciento de ese gas. En una respiración tranquila ordinaria se meten y sacan de los pulmones unos 500 centímetros cúbicos de aire. De eso, 100 centímetros cúbicos es oxígeno. De este volumen de oxígeno que entra, un poco menos de 80 centímetros cúbicos salen, y unos 20 centímetros cúbicos del gas se absorben. Desde luego, cuando el cuerpo está sJjeto a ejercicio físico o a emociones intensas\ y necesita más oxígeno, la respiración se hace automáticamente más profunda y más rápida. ¿Qué ocurre al oxígeno después de disolverse en la película líquida del interior de los alvéolos? La membrana que limita el alvéolo es extraordinariamente delgada. Apenas tiene una micra de grueso (una micra es una de las unidades de medida del sistema métrico, usado por los ::ientíficos de todo el mundo y por los legos de todos los países, excepto los de habla inglesa. U na micra es una millonésima de metro) . La membrana alveolar es demasiado delgada para ser impermeable al agua. Las moléculas pequeñas como las del agua (formádlis por 3 átomos cada una) ú las del oxígeno (constituídas por 2 .átom()scada

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una), pueden atravesarse fácilmente, ya sea pasando a través de los diminutos poros de la membrana, moviéndose entre las moléculas que la forman, o quizá por algún otro procedimiento desconocido aún. Se dice que una membrana que deja pasar a las moléculas a su través, es. permeable. El proceso por el que se mueven las moléculas a través del cuerpo de una substancia (ya sea gas, líquido o sólido) , o a través de una delgada membrana, se denomina difusi6n. Las membranas que rodean a los alvéolos sólo dejan pasar a las moléculas pequeñas. En el cuerpo hay muchas moléculas grandes, formadas por cientos o miles de átomos cada una. Estas no podrían atravesar la membrana alveolar. Por lo tanto, a la membrana se la llama semipermeable. En otras palabras, es permeable a unas moléculas, pero no a otras. Todas las células vivas están rodeadas por membranas semipermeables, lo que es un hecho de vital importancia. Si la célula no pudiese mantener a algunas moléculas permanentemente fuera y a otras permanentemente dentro de ella, su composición química no .sería diferente de la del medio externo ni tampoco estaría más viva de lo que está este último. El oxígeno no sólo puede pasar a través de la membrana alveolar, sino que tiende a pasar principalmente en una dirección; es decir, del espacio libre dentro del alvéolo hacia el interior del cuerpo. Existe mucho oxigeno del "lado aéreo" de la membrana alveolar y menos del "lado corporal" y las moléculas del gas difunden en la dirección en que tiende a igualarse su cantidad a ambos lados (como el agua que tiende a encontrar su propio nivel, ya sea que corra hacia abajo como un arroyo, o que burbujee hacia arriba desde el subsuelo, como un manantial. Inmediatamente detrás de la alveolar, hay otra membrana, la cual no es más gruesa que la primera, y constituye la pared de un pequeño vaso sanguíneo llamado capilar. Existe una red capilar abrazando el "lado corporal" de cada alvéolo. La pared capilar es, asimismo, una membrana semipermeable. Las moléculas de oxígeno atraviesan. la segunda membrana también, siempre procurando igualar la cantidad de oxígeno a ambos lados de ella. Una vez que la molécula de exígeno difunde a través de la pared capilar, se encuentra en la corriente sanguínea y ha realizado una etapa más de su viaje. Si el lector está preguntándose si la corriente sanguínea simplemente arrastra las moléculas de oxígeno a todas las partes del cuerpo sin mayor complicación, y si después el gas difunde hacia fuera de los capilares y entra a las células de todo el cuerpo, la respuesta es un "¡No!'' rotundo. Llevar oxígeno en las cantidades que el cuerpo necesita no es

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tan sencillo, y se ha desarrollado, para ese fin, una maquinaria química compleja. Antes de continuar el estudio de los problemas de transportar oxígeno y de sus soluciones, quiero definir algunas otras unidades métricas. El litro es la unidad métrica de volumen, y es igual a un decímetro cúbico. Un mililitro es la milésima parte de un litro y es igual a un centímetro cúbico. El gramo es la unidad métrica de peso y el miligramo es igual a una milésima de gramo. Si se burbujea oxígeno puro a través de un litro de agua helada, parte del gas, aunque no mucho, se disuelve en el agua. En un litro de agua helada se disuelven sólo 70 miligramos de oxígeno. Esto, insisto, es cuando se hace pasar oxígeno puro a través del agua. Si se burbujea aire atmosférico, que sólo contiene un quinto de oxígeno, únicamente se disolverá una quinta parte de oxígeno, o 14 miligramos del gas. También se disuelve nitr6geno del aire, pero de momento esto no nos preocupa. Puede parecernos que 14 miligramos por litro es una cantidad tan insignificante que podríamos despreciarla, sin embargo hay muchos seres cuya vida depende de esa pequeña cantidad. Los peces y otros animales que respiran a través de branquias, obtienen el oxígeno de esa pequeña cantidad de gas disuelto en el agua y no del que abunda en el aire (en realidad, se asfixian si se les saca al aire) . Desde luego, tampoco debemos menospreciar el oxígeno disuelto en el océano. La cantidad de gas por litro de agua es pequeña, pero hay muchos litros de agua en el mar. Un kilómetro cúbico de agua marina a la temperatura de congelación contiene 15,000 toneladas de oxígeno en solución y hay centenares de millones de kilómetros cúbicos de mar en nuestro planeta. Me refiero siempre al agua helada, porque la cantidad de gas que puede disolverse en agua depende de la temperatura de ésta. Cuanto más caliente se halla el agua, menos gas se disuelve. Un litro de agua a 37° c, (la temperatura del cuerpo humano) sólo disuelve como la mitad de oxígeno que el agua helada; es decir, unos 7 miligramos. Dejemos el océano a un lado y volvamos a ocuparnos de la sangre. ¿Cuánto oxígeno se disuelve en la sangre? Para poder contestar, debemos saber antes cuánta sangre hay en el cuerpo humano. Esto último no es fácil determinar. La manera más directa de hacerlo sería extrayendo toda la sangre de un hombre recién muerto. Sin

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embargo, es casi imposible sacarle toda la sangre al cuerpo. Una cantidad no determinable se queda atrapada siempre en los capilares microscópicos. Un método menos directo, pero mucho mejor, es inyectar una cantidad conocida de un colorante en una vena. El colorante es transportado por el sistema circulatorio y va mezclándose con la sangre. Después de dejar pasar bastante tiempo para que el colorante se mezcle completamente con la sangre, se toma, una muestra de ésta. Por el color de la sangre puede detenninarse el grado en que el colorante se ha diluído (el color de la sangre con colorante debe compararse con el de la sangre original y con el del colorante puro. Esta comparación no se hace a simple vista, sino con instrumentos sensibles, colorímetros fotoeléctricos, en los que se emplean fotoccldas y filtros especiales o prismas de cuarzo, que permiten que sólo luz de determinados colores incidan sobre foto. celdas) . Si la intensidad del color del tinte después de · mezclarse en la sangre, es sólo de una milésima de la original, quiere decir que la cantidad inyectada de colorante se habrá mezclado con mil tantos de sangre. Puesto que se conoce la cantidad inyectada de colorante, resulta fácil calcular el volumen de sangre. Sin embargo, también este método tiene errores. Parte del colorante siempre se sale de la corriente sanguínea, por ejemplo. A pesar de esto, con este y otros métodos similares se ha encontrado que la sangre representa del 6 al 8 por ciento del peso corporal. Varía un poco de una persona a otra y es mayor en los hombres que en las mujeres. En otras palabras, por cada kilógramo de peso corporal hay 77 mililitros de sangre en el hombre y 66 en la mujer. Un hombre de 70 kilos tiene 5.4 litros aproximadamente. Una mujer de 50 kilos tiene 3.3 litros de sangre. S6lo el 80 por ciento de la canti.dad total de sangre es agua, y el oxígeno se disuelve fundamentalmente en la porción acuosa. En los vasos sanguíneos de nuestro "hombre promedio" de 70 kilogramos, hay 4.3 litros de agua. A la temperatura del cuerpo, esa cantidad de agua disolvería 4.3 X 7 miligramos de oxígeno, o sea unos 30 miligramos. La cantidad de oxígeno que el hombre adulto promedio necesita, suponiendo que yace quietamente en un cuarto caliente, sin realizar actividad alguna, es por lo menos de 23,400 miligramos por hora o sea 390 miligramos por minuto. El sistema parece funcionar bien. Con cada respiración, nuestro cuerpo absorbe alrededor de 20 mililitros de oxígeno. En condiciones ordinarias de reposo se respira unas 16 veces por minuto y, por lo tanto, se absorben unos 450 miligramos de oxígeno por minuto (un mililitro de oxígeno pesa 1.43 miligramos). Esto es suficiente para permitirnos hacer algo más que simplemente estar tranquilamente acostados.

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Desde luego, si un hombre empieza a trabajar, su necesidad de oxígeno aumenta y también comienza a respirar más deprisa. Por otra parte, las mujeres, que tienen menos agua en sus vasos sanguíneos, absorben menos oxígeno, pero también necesitan menos de ese gas que el hombre, debido a que, en primer lugar, las mujeres son de menor talla y, en segundo término, tienen un mayor porcentaje de grasa en el cuerpo, la cual necesita menos energía derivada del oxígeno para mantenerse. Compárese, sin embargo, la cantidad de oxígeno disuelta en la sangre del hombre promedio (30 miligramos) con su requisito mínimo de 390 miligran10s de oxígeno por minuto. Aun suponiendo que la sangre puede desplazarse de los pulmones a las demás células lo bastante deprisa, en un momento dado la sangre sólo contiene el suministro de oxígeno necesario para cuatro segundos y medio. Si éste fuera el caso realmente, querría decir que cualquier detención de la respiración causaría la muerte en cuestión de segundos. PeX"()..,.precisarnente, ese no es el caso. Se puede detener la respiración durante/ un minuto, o esforzándose, durante dos minutos, sin siquiera perder el conocimiento. Hay gente que ha estado bajo el agua o que ha detenido la respiración, por diversas razones, durante periodos considerablemente más largos que eso y que han podido recobrar la conciencia mediante respiración artificial. Es evidente que debe haber más oxígeno en la sangre del que se encuentra en ella en estado de simple disolución. En realidad, si se toma una muestra de sangre y se la somete al vacío para que todo el gas que contiene salga burbujeando de ella, se puede medir cuánto de ese gas es oxígeno. Se ha visto de esa forma que un litro de la sangre que acaba de pasar por los pulmones donde ha recogido oxígeno, lleva no menos de 285 miligramos de ese gas; es decir, la sangre contiene aproximadamente cincuenta veces más oxígeno del que podría esperarse encontrar disuelto en el agua de la sangre. ¿De dónde sale todo ese oxígeno?. Sólo dos por ciento estaba en solución, el 98 por ciento restante debe haberse encontrado combinado en la sangre de alguna otra forma. Si se coloca una gota de sangre bajo el microscopio, se ve que contiene pequeños cuerpos distribuidos en la matriz líquida. A estos cuerpos se les llama elementos figurados porque tienen una forma definida comparados con la informe masa líquida. Si se coloca una muestra de sangre en un tubo de ensayo y al tubo se le dan vueltas rápidamente, utilizando para ello un instrumento llamado centrifugadora, los elementos figurados de la sangre quedan comprimidos contra el fondo del tubo, por la fuerza centrífuga. Al sacar el tubo de ese aparato, se observa que la mitad

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inferior de su contenido es una masa rojo oscura de elementos figurados apretados unos contra otros. La capa superior carece de elementos figurados y lo que queda es un líquido pajizo llamado plasma sanguíneo y, a . menudo, simplemente plasma. Más exactamente, los elementos figurados constituyen aproximadamente el 45 por ciento del volumen sanguíneo y el plasma líquido el 55 por ciento restante. (El que se haya dicho antes que la sangre contiene 80 por ciento de agua puede ser motivo de confusión, pero no se olvide que los elementos figurados están constituidos a su vez por una proporción considerable de agua. Por otra parte, el plasma no es agua por completo. Los elementos figurados tienen entre 65 y 70 por ciento de agua y el plasma 92 por ciento. Toda la sangre o, como se la llama a menudo, la sangre entera, tiene, como se dijo, 80 por ciento de agua.) Hay tres clases de cuerpos figurados en la sangre. En orden decreciente de tamaño, son: l. Los leucocitos o gl6bulos blancos

2. Los eritrocitos o gl6bulos rojos 3. Los trombocitos o plaquetas. Habrá ocasión de hablar de cada una de estas células a su B.~mpo, pero ahora quiero referirme al eritrocito, en cuyo seno se encuen'tra la maquinaria para transportar oxígeno. Los glóbulos rojos ("eritrocito" quiere decir "célula roja" en latín), son células incompletas. Una célula completa contiene una región central separada del resto de ella por una delgada membrana y a la que se llama núcleo celular. La parte de la célula fuera del núcleo se llama protoplasma. El protoplasma lleva a cabo buena parte del trabajo químico de la célula pero el encargado de los procesos que conducen a la reproducción de la c~lula, es decir, a su división en dos células nuevas, es el núcleo. El eritrocito humano, que es incompleto porque no tiene núcleo, se forma en la médula ósea, especialmente en la que hay en los extremos de los huesos largos de brazos y piernas. Se inicia como una célula nucleada (el eritroblasto), pero a medida que el eritroblasto se divide una y otra vez, el núcleo se pierde. La célula final, sin núcleo, sale a la corriente sanguínea. El eritrocito lleva a cabo su trabajo allí, pero, por carecer de núcleo, no puede crecer ni dividirse más. Cuando está gastado, se rompe sin dejar descendientes y es rempla.7..ado por nuevos glóbulos rojos recién fabricados. Debido a la falta de núcleo, a veces se le niega el nombre de "célula" y se le llama corpúsculo rojo. El eritrocito es también de menor tamaño que las células ordinarias. Por ejemplo, los leucocitos (que son células nucleadas completas) tienen

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un diámetro de 10 a 20 micras, en tanto que el de~ los glóbulos rojos es s61o de 7.5 n1icras. Este diámetro no es mucho mayor que el del núcleo de las células com11nes; en realidad, es menor que el de algunos núcleos. El eritrocito tiene f01·1na de disco o de moneda y tiene un grosor de unas 2 m·icras. El disco es bic6ncavo, es decir, el centro de los lados planos está deprimido, como un cara1nelo ''Salvavidas'' que no esté perforado por completo de lado a lado (en ocasiones a los eritrocitos se les llama discos

rojos). Cada glóbulo rojo por separado no es realmente rojo, sino de un color pajizo. Sin embargo, cuando los eritrocitos se amontonan en gran núme1..o, el color parece rojo oscuro. Y normalmente se amontonan, ya que, debido a su forma, tienden a apilarse en la sangre como si fueran fichas de poker~ I ...os glóbulos rojos se pueden contar diluyéndolos con una cantidad conocida de solución salina de cierta concentración y colocando una gota de la dilt1ción bajo el microscopio en una laminilla de vidrio dividida en pequeños cuadros. Al contar los eritrocitos que están dentro de un cierto número de cuadros, se puede calcular cuántos debe haber habido en la sangre antes de diluirla. . . ~.l . ,~ultado que se obtiene en la sangre de un l1omhre adulto es 5.400~·000 .eritrocitos por milímetro cúbi~o y 4.800,000 en la mujer adulta. Un milímetro cúbico es una unidad muy pequeña. Hay 1,000 milíme-tros cúbicos en un centírnetro cúbico y existen 4.600 centímetros cúbicos de sangre en un hombre promedio de 70 kilógramos. Ese hombre posee) por lo tanto, 25.000,000.000,000 (veinticinco billones) de glóbulos rojos. Cada ·h ombre tiene suficientes eritrocitos para repartir 8,000 de ellos a cada hombre, mujer y niño de la tierra. · Las mujeres pesan menos que los hombres y tienen menos sangre que elles incluso para su peso, y menos eritrocitos en cada gota de sangre. Una mujer promedio de 50 kilos tiene un total de 17.000,000.000,000 (diecisiete billones) de glóbulos rojos. Esto no es más que dos tercios d~ . . . I~ -:..que tienen los hombres.,. pero .p arecen ser suf.icientes para ellas (en realidad, la mujer norteameric.a na. promedio ''ive tres años más que el ,h ombre promedio y es mucho menos susceptible a afecciones del sisten1a circulatorio, a pesar de tener menos eritrocitos). .

'E l glóbulo rojo está formado en gran parte por hemoglo.b·ina y agua=conten·i das dentro de una membrana semipermea-ble. La hemoglobina es una proteína, como se .llama a ciertas · moléculas i11uy ·i mportantes y complejas del cuerpo. La molécula de hen.;.·~lobina es de gran tamaño y está formada. por miles de átomos de sei.s variedades distintas. El tamaño ·de cualquier molécula., y el ·d e la homogJobina tam-

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bién, se mide por una cifra llamada peso molecular. Esta es una comparación del peso de la molécula con el de un átomo de oxígeno, al que arbitrariamente se le ha asignado un peso de 16,000. Por ejemplo, una molécula de hidrógeno ( fo1·mada de dos átomos de hidrógeno, los menores que existen) tiene un peso molecular de solamente 2. Una molécula de agua ( for1nada de dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno) tiene un peso molecular de 18. El peso molecular de la hemoglobina es "de

68,000. Desde el punto de vista de su capacidad de transportar oxígeno, la parte más importante de la molécula de hemoglobina son los cuatro átomos de hierro que cada una tiene. Al colocar a una mol.écula de hemoglobina en la vecindad de moléculas de oxígeno puede atraerlas y atarlas a sí mismas sueltamente, para formar una nueva substancia llamada oxihemoglobina.. El punto de enlace está en los átomos de hierro, por lo que éstos son tan in1portantes. Puesto que cada molécula de hemoglobina tiene cuatro átomos de hierro, es capaz de transportar cuatro moléculas de oxígeno. Volvamos a los pequ.eños capilares que rodean a cada alvéolo pulmonar. Los capilares son tan delgados que hasta un eritrocito, a pesar de su pequeñez, tiene dificultad en transitar por ellos. Tiene que encogerse un poco para hacerlo (de igual forma que un ·hombre que se abre camino a gatas por un estrecho túnel) y está obligado a viajar lentamente. Las moléculas de oxígeno que han difundido a través de la membr.a na alveolar y de la pared capilar, tienen tiempo de difundir a través de la membrana semipermeable del eritrocito, cuando éste se esfuerza por proseguir su camino por dentro del capilar. Una vez dentro del g16bulo rojo, la molécula de oxígeno se engarza en su lugar, al lado de uno de los átomos de hierro de una de las moléculas de hemoglobina. · El eritrocito es tan pequeño que las moléculas de oxígeno tienen tiempo de encontrar su sitio en cualquier parte de su interior antes de que la célula haya podido alejarse de los alvéolos. Los eritrocitos que abandonan. los pulmones tienen el 95 por ciento de los á·tomos de hierro de· sus moléculas de hemoglobina ocupados por oxí-geno. De esta forma el oxígeno es transportado mucho más eficientemente que en dilución en el agua de Ja sangre. Un sólo eritrocito contiene unos 270.000,000 (doscientos setenta millones) de moléculas de hemoglobina. Puesto que cada molécula de hemoglobina puede llevar cuatro moléculas de oxígeno, un glóbulo rojo contiene un poco más de l,000.000,000 (mil millones) de moléculas .de oxígeno. Si el eritrocito est\lviese formado s6to de agua, podría transportar sólo 14.000,000 (catorce millones)~- .de mqléculas de oxígeno en solución. Por .lo ·tanto, el glóbulo rojo es muchas

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veces más eficiente para transportar oxígeno que el agua sola, lo cual explica que podamos aguantar la respiración ror tanto tiempo. Sin embargo, debe recordarse que la hemoglobina de la sangre representa toda la reserva de oxígeno del cuerpo. Aunque todas las moléculas de hemoglobina estén cargadas de oxígeno, sólo hay suficiente para unos pocos minutos. De manera que debemos continuar respirando día y noche, todo el tiempo. Antes de proseguir con la historia del oxígeno, debo referirme brevemente al corazón y los vasos sanguíneos. El corazón es un músculo hueco. La cavidad está dividida verticalmente en dos mitades, una derecha y otra izquierc-i.. A su vez, cada mitad está separada horizontalmente, de manera que el corazón está dividido en cuatro compartimientos. Los compartimientos superiores se llaman aurículas y los inferiores, ventrículos. El corazón está formado por una aurícula derecha y otra izquierda y por dos ventrículos, uno derecho e izquierdo el otro. Comencemos por el ventrículo derecho. Cuando el corazón se contrae, expulsa la sangre fuera del ventrículo derecho. La sangre no puede pasar a la aurícula que está encima, porque las auríc•1las tienen válvulas unidireccionales. La sangre puede pasar con facilidad de la aurícula al ventrículo, pero qp en sentido opuesto, a menos que el corazón esté enfermo. La sangre expulsada del ventrículo derecho pasa a un vaso sanguíneo llamad0 arteria pulmonar. Se llama "arteria" a todos los vasos por los que la s.-:...1gre sale-del corazón. La arteria pulmonar lleva la sangre hacia los pulmones. Se divide una y otla vez hasta terminar dentro de los pulmones formando la fina red de capilares de la que ya hablé. En estos capilares es donde la hemoglobina de los eritrocitos recoge el oxígeno y se convierte en oxihemoglobina. sangre va pasando lentamente de los capilares y comienza su viaje de retomo al corazón. Los capilares van reuniéndose de nuevo para formar vasos cada vez mayores, hasta que al cabo constituyen la vena pulmonar. Se llama vena a los vasos grandes que llevan la sangre hacia el corazón. / La sangre se precipita hacia el corazón, a través de la vena pulmonar, cargada de oxihemoglobina y llega a la aurícula izquierda. De la aurícula izquierda, la sangre pasa al ventrículo correspondiente, a través de una válvula unidireccional: Cuando el corazón vuelve a contraerse, Ja sangre es expulsada hacia la aorta., que es la mayor arteria del cuerpo. La aorta se subdivide repetidamente, hasta formar una fina red de capilares en todo el cuerpo, excepto los pulmones.

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Nuevamente, los eritrocitos discurren con lentitud a lo largo de capiEn esta ocasi6n, del otro lado de la pared capilar lares muy estrechos. . no hay moléculas de oxígeno en abundancia, sino que se encuentran células ávidas de oxígeno. El enlace entre la oxihemoglobina y las moléculas de oxígeno es muy débil y éstas lo abandonan y difunden a través de la membrana celular del eritrocito, de la pared capil~~ de la membrana sen1ipermeable que rodea a cada célula y, finalmente, penetran a éstas obedeciendo a la fuerza ciega que obliga a las moléculas·,,de oxíge110 a igualar su cantidad a ambos lados de una membrana. De esta forma, la oxihemoglobina del interior de los glóbulos rojos se convierte gradualmente en hemoglobina de nuevo. La sangre va perdiendo poco a poco su contenido de oxígeno. Cuando la sangre termina de atravesar los capilares, el oxígeno casi ha desaparecido. Los capilares vuelven a reunirse para formar vasos cada vez mayores, hasta que la sangre ''gastada'' llega a la vena cava inferiM (por la que regresa al corazón la sangre del torso y las extremidades inferiores) y a la vena cava superior (que lleva la sang1·e de la cabeza y las extremidades superiores de vuelta al corazón). Estas dos venas se juntan y vierten la sangre en la aurícula derecha. Una vez en la aurícula derecha, la sangre prosigue al ventrículo derecho, de donde es expulsada hacia la arteria pulmonar y regresa a los pulmones, con lo que se reinicia el viaje. La sangre se mueve en círculo, y por eso hablamos del ''sistema circulatorio'' y de la ''circulaci6n de la sangre''. Sin embargo, no debe suponerse que toda la hemoglobina de la sangre se convierte en oxíhemoglobina en un instante, ni que toda ella vuelve a transformarse en hemoglobina de golpe; es decir, que en un momento estemos llenos de oxígeno y vacíos en otro. Cada molécula de hemoglobina individual se con\'ierte en oxihemoglobina e11 el pulmón y otra vez en hemoglobina en los tejidos, pero la situación general de la corrier1te san . ínea permanece constante. Algunos eritrocitos están siempre en los pu mones recogiendo oxígeno, en tanto qt1e otros se encuentran siempre en los tejidos, descargando el gas. Siempre hay nuevos glóbulos rojos esperando turno en los capilares pulmonares, pa1"a recoger oxígeno. Siempre existen más eritrocitos cargados de oxígeno agolpados detrás de aquellos que acaban de ceder su oxígeno a los tejidos. Se puede co1nprender · mejo1· esta situación imaginando carros de carga que llevan carbón desde una mina a la fábrica. Cada carro va a la fábrica cargado de carbón y regresa vacío, pero siempre hay otros caITos viajando en ambas direcciones, de modo que, en conjunto, la mina '~proporciona un flujo constante de carbón y la fábrica lo recibe indepen..

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. dientemente de los percances qtte ocurran a cada tlno de los carros en .particular 4

Se denomina sangre arterial a la qt1e tiene toda o casi toda stt l1emoglobina cargada de oxígeno, es decir, en forma de oxihen1oglobina. Se la llama así porqt1e esta sangre se encuentra de ordinario en las arterias, por las que se aleja del corazón sin haber llegado todavía a los tejidos ávidos de oxígeno. La sangre de la arteria pt1l111onar es la excepción, ya que ha regresado de los tejidos y se dirige a los pulmones. Se denomina sangre venosa a la que ha perdido su oxígeno y que contiene poca oxihemoglobina o nada. Como st1 nombre indica, generalmente se la encuentra dentro de las venas que llevan el torrente sangl1Íneo hacia el corazón, después de haber pasado por los tejidos. La sangre de la vena pulmonar que va al corazón cargada de oxígeno desde los pulmones, es también una excepción a esa regla. Las sangres arterial y venosa difieren en otras cosas, además de en el contenido de oxígeno. Por eje111plo, no son del misn10 color. La sangre arterial es de color rojo brillante y la venosa es az\1lada. La que reconocemos como ''del color de sangre'' en la arteria, porque es la que mana de una herida. Aunaue se haya seccionado tina vena y salga sangre venosa p& la lesión, ésta se volvería arterial tan pronto como estuviera en contacto con el aire. Rápida1nente se cargaría de oxígeno )' adquiriría el color rojo brillante de la oxihemoglobina. Si quiere verse verdadera sangre venosa, obsérvense las venas del dorso de la mano o de la cara interna de la muñeca de una persona de piel clara. Las venas deberían ser azules, pero se las mira a través de una capa de piel que general·m ente contiene cierta cantidad de pign1ento amarillo llamado caroteno. Ese color amarillo agregado, da a las venas un tinte verdoso. · : . La oxihemoglobina que se ve a través de la piel semitransparente P.s lo que da a las personas de piel muy blanca, el a,specto rosado. En las regiones en que la piel es muy del8@:da, como en los labios o la boca, el color es propia.m ente rojo. La vasodilataci6n de la piel aumenta el color rojo, al ¡Jern1itir· qt1c entre más sangre a los capilares. Esto es lo que da lugar al rubo1~ en una zona infectada, o después de una bofetada, o cuando se tier1e vergüenza. Cuando se corta el suministro de oxígeno de modo que la cantidad de oxihemoglobina disminuye, el color rojo de la piel también se desvanece. Realmente, empieza a manifestarse el propio color de la hemoglobina y la tez .adquiere un tinte azulado. Esto se .o bserva en individuos que se han asfixiado y .se denomina. cianosis, que deriva de la palabra griega que significa ''azul''.

4 Incidentes en la ruta del oxígeno LA HEMOGLOBINA es específica sólo para el oxígeno, entre los gases que normalmente hay en la atmósfera. Es decir, los otros gases que hay en el aire de ordinario, no la afectan en absoluto; esto incluye al nitrógeno, al bióxido de carbono, al vapor de agua o al argón. La hemoglobina se dedica a recoger maléculas de oxígeno nada más. Sin embargo, hay gases qc1e pueden interferir con esa labor cuando están presentes. Por ejemplo, si se quema carbono o alguna substancia que contenga carbono, como el carbón o la gasolína, en condiciones de relativa escasez de oxígeno, se forma una cierta cantidad de monóxido de carbono. La molécula de este compuesto está formada por un átomo de carbono y uno de oxígeno. Cuando el oxígeno se encuentra en abundancia, se forma bióxido de carbono, cada una de cuyas moléculas está compuesta de un átomo de carbono y dos de oxígeno. El mon6xido de carbono es una substancia bastante activa. Se quema al combinarse con el oxígeno, transformándose en bióxido de carbono, que tiene sus valencias más satisfechas y es menos activo. El monóxido de carbono es lo bastante activo para combinarse con otras substancias, además del oxígeno: por ejemplo, con hierro. Si en el aire existe una pequeña cantidad de monóxido de carbono, es aspirada adentro de los pulmones y algunas de sus moléculas difunden, a través de las diversas membranas, hasta el interior de la sangre. Una vez allí, el monóxido de carbono se pega a los átomos de hierro de las moléculas de hemoglobina. Cualquier molécula de hemoglobina que lleva monóxido de carbono en lugar de oxígeno, es inútil desde el punto de vista de la respiración. Si se inutiliza una pequeña proporción de la hemoglobina de esta forma, los resultados no son graves, debido a que el cuerpo tiene más hemoglobina de la que se necesita estrictamente (en cualquier momento se puede donar medio litro de sangre a la Cruz Roja, sin siquiera notarlo). Sin

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embargo, el monóxido de carbono tiene una característica dañina que lo .·h~pe particularmente peligroso. Una vez que se ha pegado a los átomos de hierro de la hemoglobina, se agarra a ellos fuertemente. No se suelta con la gran facilidad con que lo hacen las moléculas de oxígeno. Debido a lo anterior, cuando la sangre pasa por los tejidos y regresa a los pulmones, lo hace con toda la hemoglobina cargada de monóxido de carbono intacta. Si todavía hay algo de ese ga.c; ·en el aire, otras moléculas de hemoglobina lo recogen y quedan inutilizadas también. El proceso es acumulativo y aunque el contenido de monóxido de carbono del aire sea escaso, al poco tiempo una gran parte de la hemoglobina sanguínea queda inutilizada. La hemoglobina cargada de monóxido de carbono no puede recoger oxígeno y el organismo se asfixia lentamente. Con sólo medio por ciento de monóY.ido de carbono en el aire, la muerte sobreviene antes de media hora. Debido a esto, las hornillas de carb6n mal ventiladas pueden ser peligrosas, y puede haber accidentes mortales cuando se deja el motor de un automóvil funcionando en un garage cerrado. El gas de cocina, a menudo contiene monóxido de carbono, por lo que también es peligroso. La hemoglobina cargada de monóxido de carbono es de un color rojo cereza y la gente que muere intoxicada con ese gas tienen un rubor cru-acterístico. Si una persona está intoxicada con monóxido de carbono, pero todavía no ha fallecido, debe ser colocada en un lugar en donde haya aire fresco y debe dársele respiración artificial; de ser posible, debe ponérsela en una tienda de oxígem>. El mon6xido de "brbono se desliga de la hemoglobina lentamente y, si no hay otras moléculas del gas esperando a substituirlas, existe la posibilidad de que los eritrocitos recuperen su utilidad antes de que la asfixia haya acabado con el individuo: Los átomos de hierro que se encuentran formando parte de un compuesto, pueden existir en una de dos formas: como ión ferro so o como iónfértico. Ambos difieren en la cantidad de cai·gas eléctricas que tienen. El ión férroso tiene dos cargas positivas y el férrico tiene tres. El hierro de la hemoglobina se encuentra como ión ferroso y la adición de una molécu.la de oxígeno no lo modifica. El hierro de la oxihemoglobiná. tani})ién está en forma ferrosa. En cierta forma, esto es un hecho sorprendente, porque los iones ferrosos son menos estables que los férricos y tienden aJran'$fprmarse en los segundos en presencia de oxígeno. Si. se ob~erva la situación con cuidado, deja de ser tan sorprendente. En realidad,el ión ferroso de lá fü~moglobina está convirtiéndose continuamente e:n ión f érric:o en la sa,ngre. El eambio de ión ferroso a. férrico es un ejemplo de una clase de conversiones químicas llamada oxidación. La

INCIDENTES EN LA RUTA DEL OXÍGENO

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hemogldbina oxidada resultante se denomina metahemoglobina. Por forturia, .fa sangre ·contiene una substancia que es capaz de volver a. convei'tit en ferroso al ión férrico, tan pronto como éste es formado. Erc~p~o . de la forma férrica a la ferrosa es un ejemplo de las reaccio• nes quíiriicas llamadas reducciones. Por ello, a la substancia que efectúa ese tañíoio se la llama reductasa de metahemoglobina. Es ifuPrtante que el organismo se preocupe de que el hierro de la hemoglobina permanezca en forma ferrosa, porque el ión férrico es incapaz _dé captar oxígeno. Desde el punto de vista de la respiración, la metahemoglobina es totalmente inservible. Este es un bue.1 ejemplo de lo:' estréCha que es la base para la vida. Con una carga positiva de más en··fos 'átomos de hierro, nos morimos todos; más aún, se trata de una carga adicional que contínuamente está en peligro de añadirse y a la que él cuerpo debe mantener alejada mediante un mecanismo especial. La base para la vida no se ensantha nada por el hecho de que el organiSmó es capaz de desarrollar dispositivos de diversa índole para mantener favorable a su medio interno. Un acróbata puede ser enormemente hábil para andar por la cuerda floja, pero eso no da lugar a que la cuerda sea ni un pelo más ancha. Algunas veces, los niños nacen con un defecto en su sistema de la reductasa de metahemoglobina. No pueden evitar por completo la formación de metahemoglobina en su sangre y van por la vida con 10 a 45 por ciento de su hemoglobina en esa forma química inútil. Esto r:~ les impide necesariamente llevar una vida bastante normal, aunque a menudo tienen dificultad para respirar después de un esfuerzo muscular (cuando el cuerpo necesita más oxígeno y requiere toda la hemoglobina de que pueda disponer) . A esta enfermedad se la conoce como rnetahemoglobinemia congénita. La palabra "congénito" proviene de las voces latinas que significan "nacido junto con" y se aplica a las enfermedades o trastornos presentes en un individuo desde el momento del nacimiento. La terminación "emia" se emplea para señalar algo en la sangre que normalmente no debería estar en ella; de modo que "metahemoglobinemia" quiere decir "una cantidad anormal de metahemoglobina en la sangre". Los médicos y científicos no usan raíces latinas y griegas para formar los términos técnicos con el objeto de ser confusos. El empleo del latín y el griego se remonta a la época en que esas eran lenguas cultas de Europa y las entendían y hablaban todos los hombres instruidos. El sistema sigue usándose en la actualidad, aunque pocos científicos entienden latín o griego propiamente dichos, porque el carácter internacional de la ciencj~ obliga a utilizar palabras que la gente de todos los países entienda igi.talmen te bien, o igualmente mal.

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Hay unª serie de campuestos quínúcos (incluso algunos medicamentos) cuya ingestión favorece la conservación de hemoglobina a metahemoglobina, a una velocidad que sobrepasa la capacidad de la reductasa de :rnetahemoglobina de realizar el cambio inverso. Esta situación es muy grave cuando el agua de bebida contiene pequeñas cantidades de tafos compuestos. En general ello no afecta a los adultos y niños mayores, aunque en su sangre llega a formarse algo de metahemoglobina. Sin embargo, los niños menores de dos años tienen menor capacidad de luchar contra la metahemoglobinemia y pueden enfermar gravemente. Empero, con el objeto de señalar que las cosas casi nunca son negras o blancas, permítaseme indicar la posibilidad de que, bajo determinadas condiciones, la metahemoglobina deje de ser inconveniente y se convierta, al contrario, en salvadora para la vida. Hay algunos compuestos químicos que reaccionan muy fácilmente con el hierro, cuando éste se encuentra en su estado férrico. Entre otros se cuentan el ácido cianhídrico (el gas que se usa para ejecutar criminale~ en la cámara de gases) y el ácido sulfhídrico (el gas con olor a huevos podridos que todos los que han pasado por un laboratorio de química en lá escuela reconocen) . Ambos gases son muy venenosos porque se combinan con algunas substancias especiales de las células. Estas substancias ( citocromos) contienen átomos de hierro en el estado férrico y ocurren en cantidades minúsculas. Incluso un poquito de cualquiera de esos ácidos, cianhídrico o sulfhídrico, se combina con el hierro e inutiliza a bastant~ citocromos para poner al cuerpo al borde de la tumba. . Una persona que está intoxicada con tales substancias, pero que todavía no ha muerto, puede ser tratada dándole compuestos que conviertan parte de su hemoglobina en metahemoglobina. Una vez que los átomos de hemoglobina se hayan convertido a la forma férrica, competirán por las moléculas de ácido cianhídrico o sulfhídrico y liberarán de ellas por lo menos algunos citocromos. ~l cuerpo puede pasarse sin la pequeña cantidad de hemoglobina ql.le se piei:de en esa forma y la sulfohemoglobina o la cianohemoglobin:i fófrtlad# e~ la reacción con los grupos sulfhídrico o cianhídrico, son rela,tiv;alilen~e · inofensivas. Mientras tanto los citQtido fue degradado, para formar cadenas más pequeñas y, a la postre, unidades de ácidos aminados. Estos se separaron y se analizaron y, al cabo de un trabajo extenuante, se demostró que los nueve ácidos aminados de la mancha cuatro de la hemoglobina A estaban arreglados en el siguiente orden: ºd( 1.1 1 { 1 t · (. íl. bistl ma-va ma- eucma- eucma-treonma-pro maácido glu támico-ácido gl u t"ámico-lisifia (todoa los cuales son nombres de ácidos aminados), en tanto que en la hemoglobina S el arreglo era el siguiente:

bistidm'a-valirfu-leu9ifia-leu~a-treon'iila-pr0Íina-

valina-ácido glutáibico-lisina.

·1

'Si: se comparan las listas se puede observar que sólo difieren en que la Mmoglobina S tiene una valina en el lugar donde la hemoglobina A tiene un · .Id.do glutámico. Hasta donde sabemos en la actualidad, esa es la única diferencia que hay entre ambas moléculas: de los seiscientos ácidos ~ que constituyen la molécula, sólo dos (uno en cada una de las ~es idénticas de la hemoglobina) son distintos. :'.~ Hunt, uno de los colegas del doctor Ingram, intentó lo mismo en','~ · hemoglobina e y encontró que, otra vez, la mancha cuatro era ~te. En realidad, se había partido en dos. Resultó que en la hemog~ C había una lisina en lugar del ácido glutámico de la variedad A (o de la valina de la forma S) . Puesto que la tripsina, la enzima que le babia usado para romper la molécula original, actuaba en donde había gnapbs lisina, la mancha cuatro de la hemoglobina e se partió en dos ~iiidos, uno de siete ácidos aminados y otro de dos. ·; ,hesde el punto de vista electroforético, todo es muy lógico. El ácido gl'' ~co de la hemoglobina A tiene una carga negativa. La valina :Ja..hemoglobina S no tiene carga. La lisina de la variedad C tiene una ~ positiva. El patrón de las cargas eléctricas es diferente en cada ~ · y, por lo tanto, es natural que su comportamiento en un campo ~trico sea diferente . .·'. Como ocurre con todas las soluciones espectaculares a problemas ~tíficos, enseguida se plantean nuevas dudas. ¿A qué se debe que un ~?io tan pequeño en la receta para constituir la molécula de hemo~a, dé lugar a tan gran diferencia en la solubilidad, la resistencia

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al paludismo y las demás características de la hemoglobina S? ¿En qué forma dictan los genes la receta exacta para preparar la molécula? ¿De qué forma controlan la unión de seiscientos ácidos aminados para formar una cadena? ¿Qué puede haberse estropeado en un gene, para que éste se equivoque en la colocación de solamente uno de los ácidos aminados? Estoy seguro de que algún día se responderá a esas preguntas pero aún tenemos que esperar.

8 Eliminando a los indeseables UNA VEZ QUE, gracias a la hemoglobina y la comente sanguínea, el oxígeno está a salvo dentro de las células, se combina (mediante una serie de numerosas reacciones químicas diferentes, cada cual regulada por una enzima adecuada) con los átomos de las moléculas que, de uno u otro modo, se han obtenido de los alimentos. En la comida hay innúmeras clases de moléculas, pero, en general, todas están formadas de cuatro tipos distintos de átomo: carbono, hidrógeno, oxígeno y nitr6geno. Los cuatro juntos constituyen aproximadamente el 99 por ciento de los átomos de los alimentos que ingerimos. Los átomos de hidrógeno presentes en los compuestos orgánicos (es decir, compuestos que tienen carbono, como los que se encuentran en los tejidos vivos y, por tanto, en los alimentos) se combinan fácilmente con oxígeno en las condiciones corporales, formando agua (la molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno) . Los átomos de carbono de los compuestos orgánicos se combinan con el oxígeno, con igual facilidad, para formar bióxido de carbono (el bióxido de carbono está constituido por un átomo de carbono y dos de oxígeno) • En ese proceso de transformación, se libera energía. Una mezcla de compuesto orgánico y oxígeno tiene más energía que la mezcla de bióxido de carbono y agua, que se produce al reaccionar los primeros entre sí. La energía que sobra al pasar de ia primera mezcla a la segunda, se manifiesta en forma de calor. Cuando se quema carbón, aceite, gas natural, madera, papel, etcétera, el carbono y el hidrógeno contenidos en ellos se combinan con oxígeno y se produce energía, que utilizamos, llenos de agradecimiento. Si la reacción es lo bastante rápida, además del calor se produce luz. Las combinaciones que tienen lugar en el cuerpo son mucho más lentas Y se controlan con mayor cuidado que las que ocurren en una' hoguera. En el organismo no se produce luz e incluso la formaci6n de calor se mantiene al mínimo; en general, la energía se almacena en forma de

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compuestos químicos, cuyo contenido de energía es elevado. A su vez, estos dan potencia a los músculos, echan a andar los nervios, proporcionan la energía necesaria para construir complicadas moléculas, como las proteínas, etcétera. El oxígeno que se encuentra presente en las moléculas de alimentos no permite convertir más que una pequeña porción del carbón y el hidrógeno en bióxido de carbono y agua. El organismo necesita mucho más oxígeno y lo toma de la atmósfera. Sin embargo, el oxígeno de la comida realiza su labor y también acaba formando parte de moléculas de agua y de bióxido de carbono. La química celular realiza todo lo anterior. Las células almacenan o usan cuanto pueden de la energía producida y se deshacen del resto en forma de calor. La eficiencia del cuerpo es aproximadamente del 40 por ciento, la que, aunque puede parecer muy baja en realidad es más alta que la de las máquinas construidas por el hombre, como las de vapor o de combustión interna, que también funcionan a base de energía obtenida de la combustión de átomos de carbono e hidrógeno. Una vez realizado todo ese trabajo, el cuerpo debe eliminar los compuestos químicos sobrantes, como si dijéramos las cenizas; es decir, el agua y el bióxido de carbono. El agua no constituye problema alguno. Como al conjunto de las reacciones químicas que ocurren en los tejidos vivos se le llama metabolismo, el agua producida en tales reacciones recibe el nombre de agua metabólica, para diferenciarla del agua de bebida, que se introduce al cuerpo, como tal, desde un primer momento. El cuerpo humano puede usar el agua de mil diferentes formas y, en general, padecemos por su escasez más que por su exceso. El agua metabólica, junto con el agua que contiene la comida (incluso un alimento "seco" como el pan está formado por agua en una tercera parte de su peso, lo que sería rápidamente evidente si se intentase comer pan realmente seco) constituyen sólo la mitad del agua que necesitamos. Si no tomásemos más agua que la contenida en los alimentos sólidos, sufrirfamos la agonía de la .sed en un par de días. Por esa razón, bebemos uno o dos litros de agua al día, ya sea como agua propiamente dicha o como líquidos con un contenido de agua muy alto, como la leche, los jugos de fruta o la cerveza. La necesidad de reponer contínuamente nuestra dotación de agua se debe a que el cuerpo pierde agua inevitablemente por diferentes vías. El aire espirado se lleva una parte de agua consigo, lo que puede verse cuando el vapor de la respiración se condensa en .forma de niebla en los días fríos. Otra parte se pierde por las heces fecales; esta porción es considerable cuando se padece de diarrea, lo que . explica la gravedad

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de este síntoma en los niños, cuya reserva corporal de agua es pequeña. Otra cantidad más se pierde constantemente en la perspiración, incluso en días fríos. Finalmente, se elimina una cierta cantidad en la orina. El cuerpo puede conservar algo de agua, si lo necesita. Si la ingestión de agua es menor que los requerimientos, la orina se hace más concentrada; el cuerpo emplea menos agua para disolver los productos excretados. El volumen de orina eliminado cada día oscila alrededor de 1300 mililitros y, en caso necesario, puede reducirse hasta un límite de 500 mililitros. Aunque uno estuviese muriéndose de sed, el organismo continuaría perdiendo parte del agua que se necesita tan deseperadamente. En realidad, esa es precisamente la ramn por la que uno estaría muriéndose de sed. La orina también es la válvula de seguridad que evita que nos ahogue111os en nuestro propio líquido en las raras ocasiones en que tenemos más agua de la que necesitamos. Por ejemplo, si nuestro entusiamo por la cerveza nos lleva al extremo de ingerir tanta que suministramos al cuerpo una cantidad de agua indeseable, el organismo puede deshacerse de ella fácilmente y con rapidez a través de los riñones. Como los bebedores de cerveza saben muy bien, se produce abundante orina diluída. Algunos animales y, en· especial, los que viven en el desierto, han desarrollado métodos de conservar agua superiores al nuestro. El agua contenida en la comida que ingieren y la que producen en el metabolismo es suficiente para reponer las gotas que pierden. Estos animales pueden ser descritos en "Aunque Usted no lo Crea" como organismos que "nunca beben". El problema que plantea la eliminación del bióxido de carbono es considerablemente mayor que el del agua. El cuerpo emplea bióxido de carbono, pero no todo el que se produce, y necesita eliminar el exceso, a medida que se forma, o muere. Las células resuelven su propio problema individual, permitiendo al bióxido de carbono difundir hacia la corriente sanguínea. La sangre hace las funciones de vía de entrada y vía de salida simultáneamente, lo cual cumple bien el objetivo por poco eficiente que parezca. Una vez que la sangre llega a los pulmones se deshace del bióxido de carbono excesivo que, como el oxígeno, es un gas. A medida que la sangre va pasando por los alvéolos pulmonares, las moléculas de bióxido de carbono difunden hacia las bolsas aéreas del pulmón, a la vez que las moléculas de oxígeno difunden hacia la sangre. En ambos casos, la difusión se realiza desde el lado donde la concentración del gas es mayor hacia donde es menor. El resultado es que el aire inspirado contiene 20

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por ciento de oxígeno y 0.03 por ciento de bióxido de carbono y el aire espirado sólo tiene 15 por ciento del primer gas y 5 por ciento del segundo. En ambos casos el resto del gas es nitrógeno. Enseguida se plantea el problema de cómo se transporta el bióxido de carbono en la sangre. En cierta forma, el problema no es tan grave como el del transporte de oxígeno. El oxígenos es poco soluble en agua, por lo que el transporte de este gas depende de la hemoglobina. Por otra parte, el bióxido de carbono es muy soluble en agua. Para decirlo exactamente, en 100 mililitros de agua a la temperatura corporal, lle disuelven sólo 2.5 mililitros de oxígeno y 53 mililitros de bióxido de carbono. Esto sería bastante para resolver el problema de transportar el gas carbónico si no se tratara más que de eliminarlo. Sin embargo, las propiedades químicas del bióxido de carbono dan lugar a. otras complicaciones, y el cuerpo utiliza esas complicaciones para retener una cantidad considerable de ese producto de desecho, con objeto de permitirle desempeñar ciertas funciones vitales. Para explicar esto necesitaremos hacer una pequeña digresión. Las moléculas de bióxido de carbono no se disuelven simplemente en agua, sino que reaccionan con ella para formar ácido carb6nico. Esto puede representarse mediante una ecuación química en la que se usan la C, la H y la O para simbolizar el carbono, al hidrógeno y al oxígeno, respectivamente: C02

+

bióxido de carbono

H20 ~ H2COs agua

ácido carbónico

De ordinario, esta reacción se llava a cabo muy despacio, pero en la sangre hay algo que la acelera. El bióxido de carbono que entra al plasma desde las células, puede penetrar la membrana de los eritrocitos fácilmente, de manera que algunas de las moléculas del gas se encuentran inevitablemente dentro de los glóbulos rojos. Dentro de estos se halla una enzima cuya función específica es acelerar la combinación del bióxido con el agua (en general, el papel de las enzimas es acelerar reacciones químicas que, en ausencia de ellas, progresan muy despacio) . Esta enzima especial se llama anhidrasa carbónica y llama la atención porque su molécula contiene por lo menos un átomo de zinc. Hay otras enzimas que contienen zinc, pero basta la anhidrasa carbónica para comprender por qué el zinc es un metal esencial para la vida humana. Desde luego, sólo se necesita en cantidades miúsculas, que están presentes en cualquier dieta razonable. En presencia de anhidrasa carbónica, el ácido carbónico se

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forma deprisa y difunde de nuevo hacia el plasma, a través de la membrana del eritrocito. · El ácido carbónico también tiene la tendencia a aescomponerse en bióxido de carbono y agua. Por esto, la ecuación anrr.rior tiene una flecha en cada dirección. La anhidrasa carbónica acelera tanto la formaci6n como la destrucción del ácido carbónico. El resultado de esta acción bidireccional es que se alcanza un punto de equilibrio en el que el ácido carbónico se forma a igual velocidad que se destruye. Por lo tanto, en Ja sangre hay bióxido de carbono y ácido carbónico. En Jos pulmones, sólo el bióxido de carbono difunde hacia el aire a través de las membranas alveolares. El ácido carbónico no puede hacerlo, porque no es un gas. Sin embargo, a medida que e! bióxido se escapa de la sangre, el delicado equilibrio que existe entre él y el ácido carbónico se rompe. Parte del ácido carbónico se descompone en bióxido de carbono y agua, para restaurar el equilibrio, y el bióxido formado también puede escapar hacia los pulmones. Por lo tanto, el ácido carbónico no interfiere en modo alguno con el mecanismo corporal de eliminación de bióxido de carbono. Además, el ácido carbónico puede descomponerse de otra forma. Como su nombre indica, es un ácido. Un ácido es una substancia cuya molécula tiene la tendencia de perder una porción de uno o más de sus átomos de hidrógeno. Esta porción del átomo de hidrógeno carece de un electrón y recibe el nombre de i6n hidrógeno. La parte restante contiene un electrón de más, el que se perdió del átomo de hidrógeno, y se le llama ión bicarbonato. Esta degradación también procede de ambas direcciones y asimismo alcanza un equilibrio. La ecuación química que representa la reacción es:

Los iones que se forman están cargados eléctricamente (que es lo que los caracteriza como iones) . El ión bicarbonato tiene carga negativa y el ión hidrógeno la tiene positiva, lo cual se indica en la fórmula c?n los pequeños signos aritméticos correspondientes en la esquina superior derecha de los símbolos. De lo anterior se deduce que el bióxido de carbono descargado a la sangre se encuentra en ella en forma de tres substancias distintas: bióxido de carbono como tal, ácido carbónico e ión bicarbonato. Los tres se enc~entran en un estado de equilibrio entre sí. Al añadir un poco de cualquiera de ellos, éste se convierte parcialmente en los otros dos. Al extr~er un poco de uno de los tres, los otros dos se convierten en él, parcialmente, para remplazar Ja mayor parte de lo que se extrajo. Por

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tanto, cuando el bióxido de carbono se escapa por los pulmones y el ácido carbónico se degrada para formar más bióxido, algunos iones de bicarbonato se unen a otros tantos de hidrógeno, para formar más ácido carbónico. El cuerpo no hace todo esto con un propósito determinado: simplemente, sigue las frías y exactas leyes del equilibrio químico. Como quiera que sea, el resultado es que culquier cambio que ocurre se distribuye en una zona más amplia y su magnitud se reduce. Esto es de la mayor utilidad para los tejidos vivos, cuya delicadeza y fragilidad ne les permite tolerar cambios bruscos. La frase anterior no debe interpretarse erróneamente. Nosotros, entanto que organismos, podemos soportar cambios bruscos. Podemos salir de una casa sobrecalentada, a la calle, en un crudo día invernal, sin mayores problemas; pero esto es posible sólo porque, al hacerlo, nuestra temperatura corporal no cambia. U na gran parte de la actividad química del cuerpo se ocupa precisamente de la tarea de evitar que los cambios externos alteren la calma en que se encuentra el medio interno de los tejidos. Tomemos el recién mencionado equilibrio entre ácido carbónico y bicarbonato, como ejemplo. Representa uno de los dispositivos químicos más importantes con que cuenta el organismo para proteger a nuestras células contra los cambios, y es la razón por la que el cuerpo no puede permitirse eliminar todo el bióxido de carbono producido, sino que guarda una parte de este "desperdicio" para mantener la vida. Volvamos a empezar con el agua. La molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno y tiene una ligerísima tendencia a descomponerse espontáneamente de modo que pierda un ión hidrógeno (en la forma descrita antes para el ácido cabónico) . Lo que queda (el átomo de oxígeno, más un átomo de hidrógeno, más el electrón que dejó detrás el ión hidrógeno liberado) recibe el nombre de ión oxhidrilo. Esta ionización del agua también es una reacción bidireccional, de modo que se alcanza un equilibrio. En el punto de equilibrio, la mayor parte de las moléculas de agua, en el agua pura, permanecen intactas en un momento determinado. De cada sesenta mil millones de moléculas de agua sólo una se ioniza. Por tanto, hay un ión hidrógeno y uno oxhidrilo por cada sesenta mil millones de moléculas hídricas. El hecho de que haya cantidades iguales de cada ión hace del agua una substancia neutra. Estos dos tipos de iones mantienen un equilibrio inverso (es decir, a la manera de un balancín). Cualquier cosa que se haga para aumentar la concentración del ión hidrógeno, disminuye correspondientemente la del ión oxhidrilo. Se dice entonces que la solución es ácida: a mayor prepon-

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derancia del i6n hidr6geno, mayor acidez. Por otra parte, cualquier cosa que se haga para reducir la concentración del ión hidrógeno, eleva la del i6n oxhidrilo. Entonces se dice que la solución es básica o alcalina (ambas palabras son sinónimas): cuanto mayor sea la deficiencia de iones hidrógeno, mayor es la alcalinidad. En tanto haya agua presente, ninguno de los dos iones desaparece por completo. El ión hidrógeno es una de las substancias químicas más activas que hay. Casi cualquier reacción quimica procederá más deprisa o más despacio, según la concentraci6n de iones hidrógeno que haya alrededor de ella. El organismo depende de miles de reacciones químicas cuyas velocidades son precisamente las convenientes y debe procurar que la concentración de iones hidrógeno en sus tejidos sea la más adecuada. La concentraci6n deseable de estos iones en la sangre está un poco del lado alcalino de la neutralidad. Sólo hay una cuarta parte de los iones de hidrógeno que serían necesarios para que la sangre sea. completamente neutra; es decir, un ión hidrógeno por cada doscientos cuarenta mil millones de moléculas de agua. ·. Es necesario mantener esa pequeña cantidad constante. Si la concentración de iones de hidrógeno se eleva un 35 por ciento o se reduce un 25 por ciento, la química corporal se altera lo suficiente para que sobrevenga la muerte. Sin embargo, en el curso de esa química corporal ie están produciendo o consumiendo continuamente compuestos que son de naturaleza ácida o alcalina en sí mismos. Estos compuestos pueden agregarse a la sangre o extraerse de ella. En cualquier caso, cambian la concentración de iones hidrógeno en uno u otro sentido y es preciso conseguir que ese cambio sea mínimo. Los químicos representan la concentración del ión hidrógeno mediante un valor llamado pH. En el punto neutro, el pH vale 7.O. En las solucioaea ácidas, el pH es más bajo; tanto más bajo cuanto mayor sea la acidez. Los valores de pH mayores de i.O implican que la solución es alcalina y son tanto más altos cuanto mayor es la alcalinidad. Más aún, la variación es logarítmica. Es decir, una solución de pH 6.0 tiene una concentración de iones hidrógeno diez veces mayor que otra de pH 7.0. Un pH de 5.0 representa una concentración de iones hidrógeno todavía diez veces mayor. De igual forma, una solución con pH 8.0 tiene una concentración de iones de hidrógeno de una décima parte que la de otra con pH de 7.O. En esa escala, el pH de la sangre es 7.4 y no debe permitirse que baje a menos de 7.32 o suba a más de 7.46. La combinación de bióxido de carbono/ ácido carbónico/ ión bicarbonato en la sangre constituye una de las principales defensas contra cambios mortales de pH.

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Supongamos, por ejemplo, que en el curso de las reacciones químicas del cuerpo se libera una cantidad de substancias ácidas a la sangre. Esto da lugar a que la concentración de ión hidrógeno en ésta empiece a subir y, por tanto, el pH a descender. Tan pronto como aparecen estos iones de hidrógeno adicionales, se combinan con el bicarbonato presente y forman ácido carbónico, el que, a su vez, se convierte en bióxido de carbono y agua, que son eliminados por los pulmones. De esta forma, se captan los iones hidrógeno excesivos y el cambio de pH es mínimo. Supóngase, por otra parte, que se libera a la sangre una cantidad de substancias básicas; es decir, substancias que tienen una marcada tendencia a combinarse con iones de hidrógeno, retirándolos de la solución y reduciendo su concentración más allá del nivel de peligro. Antes de que tal cosa ocurra, sin embargo, el sistema de bióxido de C"\rbono entra en funciones de nuevo, pero esta vez en sentido opuesto. El ácido carbónico libera iones de hidrógeno, para substituir a los que se han perdido y queda convertido en ión bicarbonato. Para evitar que el ácido carb6nico se consuma de esa manera, parte del bióxido de carbono que de ordinario se habría escapado por los pulmones, se retiene y se combina con agua para formar más ácido carbónico. De manera que el sistema del bióxido de carbono protege a la sangre de cambios deletéreos de pH en ambos sentidos. El ión bicarbonato funciona a modo de una esponja vacía, que enjuga iones de hidrógeno cuando estos se encuentran en exceso. El ácido carbónico actúa como una esponja llena, que libera iones hidrógeno cuando hay escasez de ellos. Por la acción de ambos, el pH se mantiene constante. El sistema ácido carb6nico/ión bicarbonato es un ejemplo de lo que los químicos llaman un buffer o amortiguador. La sangre contiene otros amortiguadores, pero el sistema ácido carbónico/ ión bicarbonato es el más útil, porque está sujeto a una regulación más precisa que los demás. Sólo él está en equilibrio con un gas que puede ser eliminado más deprisa (aumentando la frecuencia de las respiraciones) o más despacio (reduciendo la velocidad ventilatoria) . En realidad, es la concentración del bióxido de carbono en la sangre y no la magnitud de la dotación de oxígeno, lo que gobierna la frecuencia de la respiración. En condiciones habituales éste es un dispositivo adecuado porque, en general, cuando se tiene un exceso de bióxido en la sangre, también hay escasez de oxígeno. Si se respira rápidamente para eliminar más bióxido, automáticamente se aumenta el suministro de oxígeno. Lo contrario también es cierto. Puesto que la velocidad de la ventilación pulmonar puede regular el pH de la sangre, se puede cambiar el segundo modificando la primera.

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Por ejemplo, uno puede obligarse a respirar rápida y profundamente par un tiempo. Esto elimina el bióxido de carbono del cuerpo y da lugar a que el ácido carbónico se degrade demasiado deprisa en un esfuerzo por reponer el bióxido perdido; a su vez, esto último determina que el bicarbonato capte demasiados iones hidrógeno al procurar reponer el ácido carbónico. El resultado final es que disminuye la concentración de iones hidrógeno y aumenta el pH, produciéndose alcalosis respiratoria. En esas condiciones uno está "embriagado de oxígeno" y se siente mareado. Si se prolonga la respiración rápida, acaba por perderse la conciencia pero, antes de llegar a ese extremo, suele perderse la capacidad para seguir respirando así. Se "abandona" el esfuerzo y se respira muy lentamente (o se deja de respirar incluso) hasta que el bióxido de carbono se normaliza. También se puede aguantar la respiración durante un par de minutos, y permitir que se acumule el bióxido de carbono, con lo que se acumula asimismo ácido carbónico, el cual, a su vez, libera más iones hidrógeno a la sangre. El resultado final es que se eleva la concentración del ión hidrógeno y se reduce el pH sanguíneo, produciéndose acidosis respiratoria. De nuevo, antes de que sobrevenga la inconsciencia, suele estarse obligado a suspender el esfuerzo y a jadear durante un rato para eliminar el exceso de bióxido de carbono. El bióxido de carbono no sólo se transporta disuelto en la sangre. En realidad, la hemoglobina, que tiene por función principal llevar oxígeno, también sirve para acarrear bióxido. El bióxido de carbono puede combinarse con uno de los ácidos aminados (el llamado lisina) presentes en las moléculas proteicas. La combinación recibe el nombre de compuesto carbamino. Se da el caso de que la hemoglobina no sólo es la proteína más abundante de la sangre, sino que, además, contiene mayor cantidad de lisina que cualquier otra proteína sanguínea. Debido a esto, aproximadamente una quinta parte del bióxido presente en la sangre venosa está en forma de carbaminohemoglabina. Además, la hemoglobina no se limita a servir como transporte. Contribuye activamente a eliminar el bióxido de carbono del organismo a los pulmones . . , Consideremos más de cerca los sucesos en la sangre de la arteria ~onar azul, privada de oxígeno, cargada de bióxido de carbono en solución, combinado con agua para formar ácido carbónico y bicarbonato Y combinado en parte con la hemoglobina- a medida que se aproxima a los capilares alveolares.

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Lo primero que ocurre es que el oxígeno difunde a través de la membrana alveolar, entra a la sangre y transforma a la hemoglobina en oxihemoglobina. Después, pasan dos cosas: en primer lugar, la oxihemoglobina no forma compuestos carbamino con tanta facilidad como la hemoglobina. En consecuencia, aproximadamente dos terceras partes de los grupos carbamino de la hemoglobina se degradan y liberan el bióxido de carbono. En segundo término, la oxihemoglobina es un ácido más fuerte que la hemoglobina y deja libres más iones de hidrógeno. Todas las proteínas son ácidas hasta cierto punto; todas tienden a ionizarse y a liberar iones hidrógeno. A medida que la sangre absorbe oxígeno de los pulmones, su dotación de iones hidrógeno aumenta súbitamente. Los sistemas buffer entran en acción inmediatamente. El ión bicarbonato entra en combinación con el exceso de ión hidrógeno, para formar ácido carbónico, el que, a su vez, se degrada en bióxido de carbono. De esta forma el cambio de hemoglobina a oxihemoglobina facilita la formación de bióxido de carbono en la sangre de dos formas, de modo que -por así decirlo- el bióxido es empujado en su paso hacia el aire através de la membrana alveolar. Entonces es expelido y el organismo se encuentra libre de él. El bióxido de carbono y el agua metabólica son los desperdicios formados de los átomos de carbono e hidrógeno de los alimentos. Falta considerar Jos átomos de nitrógeno que están presentes principalmente en las proteínas, en las que se encuentran en proporción de un átomo de cada doce. Sería conveniente que estos átomos de nitrógeno pudiesen convertirse en algún producto gaseoso que pudiera eliminarse por los pulmones, igual que el bióxido de carbono. Quizá lo primero que pensaría alguien que se plantease el problema sin ideas preconcebidas, es que el nitrógeno podría combinarse con oxígeno y ser eliminado por los pulmones, de igual forma que el carbono y el hidrógeno se combinan con oxígeno y se excretan. Al fin y al cabo, los diversos óxidos de nitrógeno son gases. Por desgracia existe una dificultad. Cuando el hidrógeno y el carbono se combinan con oxígeno, pasan a un estado de menor energía y la energía liberada queda a la disposición del organismo. Por otra parte, cuando el nitrógeno se combina con oxígeno pasa a un estado de mayor energía, de manera que, para formar óxido de nitrógeno, es preciso añadir energía al sistema. Esto es afortunado, porque evita que el nitrógeno y el oxígeno del aire se combinen para dar una sonora explosión. La situación energética no les permite combinarse incluso cuando un bosque arde amenazadoramente o cuando el escape de un horno calienta intensamente

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el aire. Se necesita la energía de un relámpago para combinar el nitrógeno el oxigeno y, aun en ese caso, sólo lo hacen los gases que están inmediata-

~ente en contacto con la descarga eléctrica. El cuerpo no puede permitirse gastar energía del orden de magnitud de la del relámpago, simplemente para eliminar los desperdicios. ,. Sin embargo, ¿qué impide liberar el nitrógeno como gas nitrógeno? Aunque no hay objeciones de tipo energético a esto, es un hecho que ningún organismo, con excepción de las bacterias (las cuales son mucho más \rersátiles desde el punto de vista químico, que los organismos multic:elulares) , ha desarrollado la maquinaria necesaria para llevar eso a cabo. La segunda mejor posibilidad sería convertir el nitrógeno en amoníaco, cuya molécula está formada por un átomo de nitrógeno y tres de hidrógeno. · Esto representa un desperdicio de energía, porque se produce menos energía al transformar una proteína en agua, bióxido de carbono y amoníaco que al convertirla en agua, bióxido de carbono y nitrógeno. Sin embargo, el desperdicio es menor del 2 por ciento y, al parecer, a los org!Ulismos no les ha merecido la pena desarrollar la maquinaria necesaria para obtener esa pequeña ganancia energética. El amoníaco es un gas, pero se disuelve enormemente en agua. En cien µüli,!itros de agua fría se pueden disolver 110,000 mililitros de gas ~níaco. El amoníaco se disuelve en el agua corporal tan deprisa como .se produce. Al instante surge un problema en esta situación. El amoníaco es una sub•t.ancia muy venenosa. Una concentración tan pequeña como una milésima de milígramo por litro de sangre sería bastante para causar la muerte. Por lo tanto es necesario eliminar el amoníaco del cuerp tan pronto como se forma. La única manera en que el organismo puede llevar a cabo eso es rodeándose de una cantidad de agua en la cual pueda echarse el amoníaco, lo bastante grande para que el gas quede instantáneamente diluido a una concentración menor que la peligrosa. Esto implica que sólo las criaturas que viven en los mares u otras masas ~uosas grandes pueden permitirse el lujo de deshacerse del nitrógeno en forma de amoníaco. Si el lector se pregunta si los océanos podrían llenarse, o debían haberse llenado ya, de amoníaco, hasta alcanzarse, a la postre, la concentración peligrosa, debido a todo el amoníaco descargado en ellos durante miles de millones de años, deje de preocuparse. Las plantas unicelulares que infestan la superficie del océano usan el amoníaco y lo reincorporen a las proteínas de que se alimentan los animales marinos, los que, a su vez, lo convierten de nuevo en amoníaco. Esto

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forma parte del ciclo del nitrógeno, a consecuencia del cual la concentración de amoníaco del mar se mantiene baja. Cuando la vida empezó a desarrollarse en la tierra firme tuvo que adaptarse a un medio en el que escaseaba el agua. Se apropió de una pizca de océano para formar el torrente sanguíneo, pero esto era una pequeña cantidad de agua. Descargar el amoníaco en la dotación hídrica de un individuo elevaría su concentración a los niveles tóxicos casi inmediatamente y no hay manera de eliminar el agua del cuerpo lo bastante deprisa para mantener la concentración de amoníaco baja, a menos que el organismo hallase la forma de renovar s11 dotación de agua con la misma velocidad. Esta renovación rápicl~ ,_\;} agua no puede realizarse en la tierra seca o, por lo menos, no lo ha sido hasta ahora. Por lo tanto, era necesario excretar el nitrógeno en una forma menos tóxica que el amoníaco; de otra forma, la tierra firme estaba destinada a permanecer deshabitada. Por fortuna, se encontró una solución al problema. Se podían combinar dos moléculas de amoníaco y una de bióxido de carbono para formar un compuesto llamado urea, constituido por un átomo de carbono, uno de oxígeno, dos de nitrógeno y cuatro de hidrógeno. La urea es una substancia sólida, pero es aproximadamente dos veces más soluble en agua que la sal de mesa, de modo que no es difícil para el organismo tenerla en la sangre. Más aún, comparada con el amonio es muy poco dañina. Aunque en un litro de sangre no puede haber impunemente ni una milésima de miligramo de amoníaco, puede haber cuarenta miligramos de urea sin efectos indeseables. Como resultado, los renacuajos, por ejemplo, cambian de sistema de eliminación de nitrógeno al transformarse en ranas y excretan urea en lugar de amoníaco. Este es un aspecto de su metamorfosis que escapa a la simple vista. La pérdida de la cola y el crecimiento de las patas son cambios más evidentes. El paso de branquias a pulmones es sólo un poco menos obvio. Sin embargo, aunque la transformación en la qufmica corporal no es aparente, es más trascendental que cualquiera de los otros cambios mencionados. La urca tiene más energia que el amoníaco, por lo que los animales que la emplean como medio de eliminar nitrógeno desperdician parte de la energía que podían haber utilizado. Sin embargo, las ventajas que adquieren valen mucho más que la pequeña pérdida de energía. Algunos insectos, aves y reptiles pasan los primeros días o semanas de su vida dentro de huevos colocados sobre la tierra seca. Dentro de esos huevos la dotación de agua no sólo está limitada, sini:- que no puede lier renovada ni siquiera por un método tan restringido como la ingestión de agua. De manera que se hace preciso cambiar otra vez el procedimien-

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to de eliminar nitrógeno. Si se formase urea en los huevos, su concentración alcanzaría niveles tóxicos antes de que estos madurasen, ya que incluso la urea puede ser venenosa si se acumula en exceso. Por lo tanto, el nitrógeno se excreta en forma de ácido úrico, un compuesto bastante más complicado que la urea que contiene partes de cuatro moléculas de amoníaco y de tres de bióxido de carbono. El ácido úrico es muy insoluble, de manera que sólo se incorpora al agua en cantidades despreciables. En cambio, se almacena en cualquier rincón del interior del huevo, en donde no estorbe al organismo en desarrollo. El ácido úrico supone una pérdida de energía, incluso cuando se le compara con la urea, pero nuevamente las ventajas que se obtienen hacen que la pérdida de energía merezca la pena. Los mamíferos, incluido el hombre, cuyos hijos se desarrollan durante semanas o meses dentro del cuerpo de la madre, utilizan el sistema más primitivo de la urea. La urea formada en el feto difunde a través de las membranas placentarias hacia la sangre materna, de manera que su dotación de agua es suficiente para sus necesidades. En consecuencia, los mamíferos nunca han tenido que desarrollar el sistema del ácido úrico. Las plantas, carentes del líquido circulante de los animales, tienen también el problema de deshacerse del nitrógeno. Algunas lo resuelven formando complejos compuestos nitrogenados, llamados alcaloides, que almacenan en la corteza, raíces, semillas u hojas. En general, estos tienen poderosos efectos sobre la química de los animales cuando son ingeridos y algunos de ellos han resultado verdaderas bendiciones o venenos mortales, según la dosis. Si las células no tuviesen más que descargar la urea en la sangre, lá cantidad de ese compuesto en ésta alcanzaría niveles venenosos rápidamente. Sin embargo, en el curso de sus viajes por el cuerpo la sangre pasa por dos órganos con forma de frijol situados en la parte baja de la espalda, uno a cada lado de la espina dorsal, que reciben el nombre de riñones.

Igual que los pulmones, los riñones son masas esponjosas de tejido, en 16* que la sangre se encuentra separada del mundo exterior por unas nlembranas microscópicamente delgadas. En tanto que los pulmones te Subdividen en pequeñas vacuolas por cuyos bordes pasa la sangre, los rifiones tienen diminutos tubos. A medida que la sangre pasa al lado de los tubitos, una cantidad de agua junto con todas las pequeñas moléculas disueltas en ella, incluyendo la urea, difunden a través de la membrana tt.tbular hacia el mundo externo. ;:: Sin embargo, a medida que la solución se desplaza por el interior de . ~· tubos, parte del agua y prácticamente todas las substancias útiles

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para el cuerpo, son reabsorbidas; es decir, difunden de regreso a la sangre. Los productos de desecho, como la urea, y la suficiente cantidad de agua para mantenerlos en soluci6n, no se reabsorben. Esta soluci6n de productos de desecho es la orina. A lo larg!, por lo que las substancias que hay en él, no están propiamente dentro del cuerpo, de la misma forma que un objeto dentro del agujero central de una rosquilla no está en el interior de ella y que el agua que pasa por una cañería, no se encuentra en el interior de sus paredes metálicas. Cuando comemos, los alimentos entran al tubo digestivo y pasan por la boca, el cuello y el esófago (o tragadera) en rápida sucesión, para penetrar al estómago, en donde puede permanecer varias horas. El cuerpo no puede utilizar la comida en su forma sólida. Solamente las substancias en forma gaseosa o líquida (incluyendo, desde luego, las partículas sólidas en solución) puede difundir a través de una membrana y entrar al cuerpo. Debido a esto, masticamos los alimentos y los mezclamos con saliva antes de tragarlos. En el estómago la comida se mezcla aún más con cierta cantidad de jugo gástric.o; éste es un líquido secretado por · pequeñas glándulas situadas en la membrana que tapiu el est6mago, de la misma forma que la saliva es producida por glándulas algo mayores que están en las mejillas y entre las mandíbulas. Tanto la saliva como el jugo gástrico contienen enzimas que aceleran la ruptura de algunas de las moléculas mayores presentes en los alimentos en padazos más pequeños. El resultado final es que cuando la comida ya está lista para salir del estómago y entrar al intestino delgado (en el que se lleva a cabo la HASTA AHORA HEMOS

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principal función del tubo digestivo) , tiene la consistencia de un líquido espeso. Algunos animales, como la vaca, que se alimentan de substancias bastas como pasto, mastican durante largo tiempo. Los animales carnívoros, como gatos y perros, que comen carne (la que se licúa en el estómago más fácilmente que los vegetales) carecen de saliva y engullen pedazos enteros de comida. Las aves, que también tragan los alimentos enteros, suelen tener molleja o buche que a veces están llenos de pequeñas piedras, que el pájaro traga deliberadamente y que funcionan como mandíbulas internas, para romper parcialmente los alimentos. De cualquier forma, la comida abandona el estómago en forma líquida en todos los casos. El intestino delgado es la parte más importante del tubo digestivo. Es un tubo muy largo de seis o más metros, que cabe dentro de un ser humano merced a que se dobla una y otra vez de todas formas y, prácticamente, llena la cavidad abdominal. En la primera porción del intestino delgado (el duodeno) se vierte más líquido proveniente de dos grandes glándulas: el hígado y el páncreas. La secreción del hígado, o bilis, no contiene enzimas, pero ayuda a degradar las grasas de la comida en gotas pequeñas que se utilizan fácilmente. En cambio, el jugo pancreático contiene muchas enzimas. A medida que los alimentos viajan a lo largo del intestino, se les va agregando más líquido, proveniente de glándulas sitas en la propia pared intestinal. Este es el llamado jugo intestinal. Todos estos líquidos consiguen transformar la comida en un líquido diluido, a la vez que las diferentes enzimas consiguen romper la mayoría de las moléculas grandes de los alimentos y formar otras moléculas lo bastante pequeñas para que puedan difundir a través de una membrana, lo que constituye el objetivo de todo este proceso al que denominamos digesti6n. El interior de un tubo de seis metros de longitud como el intestino delgado presenta una superficie lo bastante grande para que las moléculas puedan penetrar al organismo a su través, pero esa superficie es aún mayor debido a que todo el interior del tubo está cubierto por pequeñas proyecciones de paredes delgadas llamadas vellocidades. Quepa la comparación de una toalla de baño, que absorbe más agua que un paño de cocina del mismo tamaño, porque la primera tiene una multitud de pequeñas asas de hilo que sirven para absorber. Dentro de cada vellosidad hay un capilar sanguíneo, de manera que se repite la situación presente en el pulmón y el riñón. A un lado de una membrana delgada está el capilar y del otro lado está el mundo externo. El agua puede pasar a través de la membrana, desde el intestino hacia la sangre y en sentido contrario. Junto con el agua se desplazan pequeñas

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moléculas de diversas substancias producidas por la degradación de las moléculas mayores de la comida durante la digestión. El paso de esas substancias desde el tubo digestivo hasta la sangre se conoce como absorci6n. Cuando la comida pasa del delgado al intestino grueso, más corto pero de mayor calibre, está formada fundamentalmente por agua (la de todo el líquido agregado a lo largo del tubo) y por substancias que no han sido digeridas y que permanecen en forma de grandes moléculas que no pueden atravesar la membrana. Estas substancias no digeribles están formadas principalmente por materiales fibrosos de las plantas y, algunos, de animales. Aunque no contribuyen al trabajo del organismo, puesto que nunca se absorben, son útiles porque forman parte importante de la dieta y le dan al intestino algo en qué sostenerse, por así decirlo, mientras está absorbiendo lo que puede. En el intestino grueso se absorbe el agua, que ya ha llenado sus funciones, pero que no tiene objeto desperdiciar. De manera que, en su progresi6n por el intestino grueso, el contenido intestinal va haciéndose menos acuoso y cuando lo que sobra de la comida llega al recto, al final del tubo digestivo, se encuentra nuevamente en estado sólido o pastoso y está listo para ser eliminado al exterior en forma de heces fecales. Cuando el agua no se absorbe normalmente en el intestino grueso, y las heces se eliminan en forma semilíquida, decimos que hay di.arrea. Esto da por resultado una pérdida anormal del agua corporal y, junto con ella, algunas substancias disueltas en el agua, que no pueden evitar acompañarla hasta su destino final. Esta pérdida de agua y substancias disueltas es lo que hace que la diarrea debilite tanto al organismo y, en el caso de los niños, que tienen una reserva mucho menor de tales substancias, la diarrea es muy grave y, en ocasiones, puede ser mortal. Entre una cuarta parte y la mitad del peso de las heces está formado por bacterias que se han alimentado de la comida que pasa a lo largo del intestino y que se han multiplicado enormemente en el calor y la seguridad de lo que, para ellas, es un hogar ideal rebosante de leche y miel. No obstante, las bacterias que habitan en nuestro intestino comúnmente no son pat6genas, es decir, no causan enefermedad y no nos hacen más daño que privarnos de parte de la comida que, si no lo hicieran ellas, podríamos aprovechar nosotros. Con objeto de acelerar el crecimiento de los animales domésticos, se añaden antibióticos a su dieta; el efecto de esos medicamentos puede deberse a que reduzcan el desarrollo bacteriano y conserven para el animal la parte de los aLiuientos que antes consumían los microbios.

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A cambio de la parte de nuestra comida que utilizan, las bacterias del intestino fabrican para su propio uso una serie de vitaminas que nosotros mismos no podemos hacer, como, por ejemplo, la vitamina B12 que se mencion6 en un capítulo ·anterior. Fabrican estas vitaminas en mayor cantidad de la que necesitan y nosotros absorbemos el exceso, alimentándonos así con sus sobras, igual que ellas utilizan las nuestras. Esta asociación mútuamente útil entre dos tipos de organismo se conoce como simbiosis. Para el ganado la asociaci6n simbiótica es todavía más importante que para nosotros. El ganado se alimenta fundamentalmente de pasto y otros vegetales bastos, que están formados en gran parte por celulosa, la cual no puede ser digerida por animales multicelulares, inclusive el ganado. Si el ganado no contase más que con su propio aparato digestivo, se moriría de hambre pronto. Sin embargo, esos y otros animales que se alimentan de pasto, tienen un tubo digestivo complejo (incluyendo cuatro estómagos separados en el caso del ganado) , en el que la comida se almacena periodos extraordinariamente largos. Las bacterias del tubo digestivo pueden degradar la celulosa en fragmentos utilizables y tienen tiempo para hacerlo. Probablemente, nuestras bacterias podrían hacer otro tanto, pero el tubo digestivo humano es más corto y les falta tiempo. Las bacterias aprovechan parte de esos fragmentos y el animal absorbe el resto. El hecho de que el ganado pueda convertir el pasto en leche y carne, se debe enteramente a las bacterias. De esa manera, estos microorganismos no sólo permiten medrar al ganado, sino que prestan un gran servicio a la humanidad. Por otra parte, el mismo principio puede causamos grandes daños. Las termitas se alimentan de madera, la cual está formada en gran parte por celulosa que, igual que nosotros, las termitas no pueden digerir. Sin embargo, en el intestino de las termitas habitan unos protozoarios en una situación muy eficiente de simbiosis. Los protozoarios digieren la celulosa y se alimentan a sí mismos y a las termitas con sus productos. De manera que, mientras las termitas recogen la materia prima y los protozoarios la procesan, nuestras casas se desmoronan. Qué puede decirse de las substancias que se absorben hacia el cuerpo durante el paso de la comida por el intestino. Estos productos pueden dividirse en dos categorías: 1) substancias que pueden absorbene directamente (de ordinario en el intestino, pero también en el est6xnago e incluso en la boca) sin que su estado en la comida original sufra cambio alguno; 2) compuestos que deben ser modificados (digeridos) antes de absorberse.

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En la primera categoría se incluye, desde luego, al agua, la que ya ha sido considerada con detalle. También quedan incluidos en ella los minerales. Estos reciben ese nombre porque se encuentran presentes en el organismo esencialmente en la misma forma en que se hallan en el reino mineral no viviente. También puede llamárseles substancias inorgánicas, porque no se necesita el concurso de un organismo vivo para su fabricación. En contraste con ellas, existen otras substancias, llamadas orgánicas, que en la época anterior a la de la química moderna, sólo podían hacerse mediante el esfuerw de un ser vivo, y las que estaban presentes en el reino mineral eran restos de organismos que habían vivido alguna vez. Hoy día es posible sintetizar las substancias orgánicas en el laboratorio, así como miles de compuestos parecidos que no se encuentran en la naturaleza, en el mundo mineral ni entre los organismos vivos. En virtud de que las substancias que originalmente se consideraron orgánicas tienen moléculas con uno o más átomos de carbono, los quími· cos han acordado extender el concepto denominando orgánicos a todos los compuestos que tienen carbono, se encuentren o no en los seres vivos a en el reino mineral. De igual forma, cualquier substancia cuyas moléculas no contienen carbono es inorgánica, aunque, como el agua, forme parte indispensable de los seres vivos. Esto es un ejemplo de algo que a menudo se pasa por alto. En la naturaleza no existen clasificaciones. Todas las clasificaciones están hechas por la mano del hombre. En primer término, es posible que una clasificaci6n determinada se ajuste a lo que parece ser una línea divisoria lógica y que se establezca una nomenclatura según esa lógica. Sin embargo, a medida que los conocimientos aumentan, las clasificaciones se modifican para ajustarse a la conveniencia de los científicos. ¡ Mala suerte si en ese momento los nombres se vuelven ilógicos! El caso es que las clasificaciones representan la conveniencia con C mayúscula y no la verdad con V mayúscula. Los componentes minerales o inorgánicos de la comida están presentes en forma de iones. Como ya quedó explicado antes, los iones son átomos o grupos de átomos que tienen un exceso o un defecto de electrones. Los que tienen un defecto de electrones tienen carga positiva y entre ellos se cuentan, principalmente, los iones sodio, potasio, calcio y magnesio. Cada uno de estos está formado por un solo átomo. Los dos primeros carecen de un electrón cada uno, por lo que sólo tienen una carga positiva. A cada uno de los dos últimos le faltan dos electrones, por lo que tienen doble carga positiva. Los principales iones con carga negativa son el cloro, que está formado por un solo átomo con un electrón en exceso, y el bicarbonato, del que

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se habló en el capítulo anterior y es un compuesto orgánico y no mineral. Además, tenemos el i6n fosfato que está formado por un átomo de fósforo, cuatro de oxígeno y dos átomos de hidrógeno más un electrón excesivo o un solo átomo de hidrógeno y dos electrones adicionales, y el i6n sulfato, formado por un átomo de azufre y cuatro de oxígeno con dos electrones en exceso. Además, hay compuestos orgánicos sencillos con una carga negativa o positiva, más a menudo negativa, y proteínas que poseen cargas tanto positivas como negativas, aunque en las condiciones corporales predominan las segundas. Todos estos iones, y otros más, presentes en cantidades minúsculas que podemos pasar por alto, son absorbidos de la comida o formados de ella, y se encuentran en la sangre. El contenido total de los iones menores (es decir, iones formados por menos de seis átomos ) de la sangre, es aproximadamente 10 gramos por litro. De estos, los más abundantes son el sodio de los positivos y el cloro de los negativos. La sal de mesa ordinaria está formada por estos dos iones solamente y, por tanto, su nombre correcto es cloruro de sodw. Así se explica que la sangre tenga sabor salado. Es importante recordar que los iones tienen propiedades muy distintas de las que poseen los átomos de los cuales se formaron por cambios electrónicos. A veces, la gente se sorprende de que un compuesto necesario como la sal, esté formada por "sodio" y "cloro" que son, respectivamente, un metal y un gas venenosos. Pero, en realidad, estos no son los componentes de la sal. Esta está hecha de iones sodio y cloro, que son substancias inofensivas, no venenosas en cantidades habituales y necesarias para el organismo. La sangre actúa como un depósito de los diversos iones del que las células pueden tomar lo necesario, o al que pueden verter sus excedentes. Como siempre, es preciso mantener un delicado equilibrio en la sangre: ni demasiado, ni demasiado poco. El equilibrio del i6n bicarbonato se mantiene mediante variaciones en la velocidad de la respiración, como se describió en el capítulo precedente. El riñón mantiene el equilibrio de los otros iones. Igual que ocurre con el agua, los iones difunden a . través de la membrana tubular y luego son reabsorbidos. Si hay escasez de un ión particular, se reabsorbe más y viceversa. El riñón retiene algunos iones con mayor eficiencia que otros. Por ejemplo, si el suministro de sodio escasea, el riñón puede cerrarse y no permitir que se pierdan más de diez miligramos de ese ión al día. Sin embargo, en el caso del potasio, la situación es peor. Aunque no ingrese nada de potasio al organismo, los riñones siguen permitiendo que se escape un mínimo de 240 miligramos cada día.

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. A pesar de lo anterior y de que el cuerpo necesita más potasio que

sodio, el peligro de la deficiencia del segundo es mayor que el de la de potasio. Esto se debe a que, en general, el reino vegetal es más rico en potasio y más pobre en sodio que el animaL La mayor parte de. la dieta de la mayoría de los hombres es de origen vegetal, de modo que pueden obtener todo el potasio, pero no todo el sodio que necesitan. Por esa razón, se acostumbra agregar sal de mesa a la comida para "darle sabor". Desde luego, la sal mejora el sabor y existe la tendencia de agregar más de la que realmente necesitamos. Sin embargo, añadir sal tiene mayor importancia que el sabor que proporciona. Es una necesidad vital. Cuando Jesucristo quiso alabar a sus oyentes durante P.! Sermón de la Montaña (San Mateo 5: 13), les dijo: "Sois la sal de la Tierra". La necesidad de sal es aún mayor en los animales estrictamente herbívoros, que se alimentan únicamente de vegetales. Estos animales buscan acumulaciones naturales de sal llamados "chupaderos de sal", y viajan grandes distancias y corren graves peligros para encontrarlos, con igual determinación con la que buscan agua. Siempre que el cuerpo pierde agua por cualquier vía, una cierta cantidad de iones la acompaña. Estos son los iones a los que hice referencia antes, al hablar de las substancias que se pierden, junto con el agua, en la diarrea. También están presentes en las lágrimas y en el sudor, por lo cual ambos tienen sabor salado. Las pérdidas por el sudor pueden ser graves. El trabajo físico intenso en condiciones de calor, como en minas, calderas o bajo el ardiente sol de verano, da lugar a sudación copiosa y, por tanto, a pérdidas de iones sodio, a la vez que de agua. El agua se repone fácilmente, porque su pérdida produce sed y, siempre y cuando haya agua disponible, el hombre sudoroso beberá sin pedírselo dos veces. Sin embargo, el agua pura que ingiere no contiene iones de sodio, de modo que la pérdida de éste no se repone. Para evitar debilidad y postración por el calor, deben tomarse tabletas de sal junto con el agua, y a veces se coloca una provisión de ellas junto al bebedero. Desde luego, el exceso de ión sodio que pueda haber en el cuerpo se elimina por los riñones. Por cada miligramo de sodio excretado se necesita una cierta cantidad de agua para transportarlo y, aunque el cuerpo esté escaso de agua, el líquido se pierde. Por esta razón la gente que sufre las agonías de la sed en un bote a la deriva, de hecho se priva cíe agua, si en su desesperación trata de beber agua de mar puede vivir más tiempo que si no bebe nada. Debido también a esto, los alimentos salados, como se sabe bien, producen sensación de sed. Es la salvaguarda del organismo para reponer la pérdida inevitable de agua que se avecina.

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Estudios recientes han demostrado que algunas aves y reptiles, que pasan sus vidas en el mar pero que descienden de antepasados terrestres, pueden beber agua de mar y medrar. Para conseguir esto deben deshacerse del exceso de i6n sodio, ya que sus tejidos no son más salados que los nuestros. Afortunadamente para ellos, están dotados de unas pequeñas "glándulas de sal" situadas en la base de la nariz, que excretan un líquido salino muy concentrado. Esencialmente, lo que hacen es beber agua de mar, extraerle la sal por medio de esas glándulas y conservar el agua dulce que queda. Es una lástima que nosotros no estemos equipados de la misma forma. ¿Por qué son tan importantes los minerales? El cuerpo no los utiliza como fuente de energía y no forman parte importante de la estructura de los tejidos blandos, aunque hay un tejido --el hueso- que no es blando. El hueso está contituido principalmente por iones de calcio y de fosfato en forma de minúsculos cristales, que se depositan desde la sangre en la superficie del hueso en crecimiento, o del hueso que esta siendo reparado después de una ruptura. El resultado final es que el 85 por ciento del ión fosfato y más del 99 por ciento del i6n calcio del cuerpo de un adulto, se encuentran en los huesos y dientes. Sin embargo, esto no es todo ni mucho menos. Los iones también llenan algunas funciones en los tejidos blandos. Por lo pronto diremos que no están distribuídos uniformemente. Cualquier trozo de materia lo bastante grande para ser visible bajo el microscopio, debe tener partículas no cargadas, o exactamente igual cantidad de partículas con cargas positiva y negativa. En cualquiera de los dos casos, no existe carga neta y se dice que el pedazo de materia es eléctricamente neutro. Esto también es cierto para los tejidos vivos. Sin embargo, esta regla de la electroneutralidad no especifica qué iones particulares positivos o negativos deben estar presentes para mantener el equilibrio. Por ejemplo, el líquido que está dentro de las células (líquido intracelular) tiene iones de potasio (positivos) y fosfato (negativos) en abundancia, en tanto que el líquido de fuera de las células (líquido extracelular) es rico en iones de sodio (positivos) y de cloro (negativos). Esto quiere decir que si consideramos una fibra nerviosa, por ejemplo, y nos fijamos de momento sólo en los iones positivos, veremos que del lado celular de la delgada membrana limítrofe hay mucho potasio y poco sodio, en tanto que del lado líquido extracelular de la misma membrana hay mucho sodio y poco potasio. Dentro de la célula, la proporción es aproximadamente de 40 a 1 a favor del potasio, y fuera de ella de 7 a 1 a favor del sodio.

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Esto es extraño, porque la membrana es permeable a ambos iones y se pensaría que los dos debían estar a igual cancentración en ambos lados. Realmente, si se mata a la célula nerviosa, la concentración de ambos iones, en efecto, se iguala. Sin embargo, mientras que la célula esté viva, mantiene esa situaci6n de desequilibrio, para lo cual tiene que gastar energía. Es similar a que se mantuviese una pelota en lo más alto de la pendiente de una montaña y otra en lo más alto de otra montaña parecida. La situación permanece como está siempre y cuando se gaste energía para sostenerlas en esos lugares. Sin embargo, si se deja de sostenerlas por un instante, ambas pelotas rodarán hacia el valle que existe entre las dos colinas. ¿Por qué había de trabajar tanto el nervio para mantener el desequilibrio? La respuesta es que, mientras el desequilibrio (que, se recordará, involucra partículas cargadas eléctricamente) persista, la membrana misma se encuentra en un estado de desequilibrio eléctrico. Es decir, un lado de la membrana tiene un exceso de carga positiva y el otro lado un excedente de la carga negativa. La membrana está polarizada. Cuando el nervio se estimula, ocurre un cambio químico en él que interrumpe temporalmente el desequilibrio i6nico. El ión de potasio se precipita fuera de la célula y el de sodio dentro de ella (en otras palabras, ambas pelotas ruedan hacia el valle de aba jo) . La punta del nervio está despolarizada. Inmediatamente el nervio se pone a trabajar, para restablecer el equilibrio original y, para cuando lo consigue, la despolarización ha podido despolarizar i.1n pedazo vecino del mismo nervio. De esta forma, una onda de despolarización progresa a lo largo de la fibra nerviosa, y con ella viaja el impulso nervioso, que el cerebro interpreta de alguna manera, como sonido, luz, presión, dolor o como cualquiera de los diversos tipos de información obtenidos del mundo exterior. La manera exacta en que se las arregla el organismo para mantener concentraciones desiguales de iones a ambos lados de una membrana, especialmente de la membrana de un nervio, y la forma en que se produce la despolarización momentánea son desconocidas y, hasta el momento, sólo son motivo de especulación. Lo que interesa sañalar por ahora es que los iones inorgánicos no s6lo participan en la formación del hueso, lo cual es evidente, sino que también están involucrados en diversos fen6menos eléctricos corporales, particularmente en la actividad nerviosa, lo que es mucho menos evidente. Para llevar a cabo su función apropiadamente los distintos iones deben guardar determinadas proporciones de unos a otros. Si la proporción cae fuera de ciertos límites bastante estrechos, los nervios y los músculos

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no pueden responder adecuadamente a las necesidades del medio. En un extremo, los músculos entran en una contracción espasmódica (la llamada tetania) y en el otro yacen flácidos. ¿De qué manera mantiene el organismo los niveles, cuidadosamente equilibrados, de iones en la sangre y los tejidos? Al final del capítulo anterior se mencionó una hormona llamada vasopresina producida por un órgano denominado glándula pituitaria, la cual regula el nivel del agua corporal al controlar la reabsorción de agua en los tubos renales. Este puede servir como ejemplo de lo que es un sistema general. El organismo produce muchas hormonas, cada una de las cuales parece regular uno o más aspectos del equiribrio químico corporal y algunas de ellas participan en el control del equilibrio iónico. Comencemos por considerar qué es una glándula. Una glándula es un órgano del cuerpo que produce un líquido. Los diversos órganos que fabrican los jugos digestivos mencionados antes, son glándulas. Sin embargo, no lo son en el mismo sentido en que lo es la hipófisis o glándula pituitaria. Algunas glándulas descargan su líquido fuera del cuerpo a través de tubos llamados conductos. Las glándulas sudorípadas y las mamarias (que por cierto son glándulas sudorípadas modificadas) que forman leche en el pecho de las mujeres durante la lactancia, son de este tipo. Las glándulas digestivas pertenecen a esta categoría también, puesto que poseen conductos y descargan sus líquidos en el tubo digestivo, que realmente está fuera del cuerpo (igual que el agujero de las rosquillas, si lo recuerda el lector, está fuera de la rosquilla). Hay, además, otro tipo de glándulas a las que pertenece la hipófisis, que producen líquidos que se mantienen dentro del cuerpo. Estas glándulas no tienen conductos; los líquidos formados difunden a través de las membranas celulares directamente al torrente sanguíneo y circulan en él a todo el cuerpo. A estas glándulas sin conductos se las llama también endocrinas. Las hormonas que regulan al organismo están contenidas en el líquido secretado por estas glándulas endocrinas. Los testículos, que son los órganos productores de espermatozoides en los hombres, y los ovarios, que producen los óvulos en las mujeres, también forman hormonas. Estas son glándulas productoras de células y, a la vez, de hormonas. Por esta razón, el término "glándula" es sinónimo de "órgano genital" en ciertos sectores. Este uso de la palabra es erróneo, y se debe a sentimientos de delicadeza que son innecesarios, puesto que existen nombres respetables para cada parte del cuerpo humano. Algunas hormonas, como la vasopresina, son proteínas de pequeño peso molecular. Es necesario que sean pequeñas, ya que las hormonas

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tienen que atravesar las membranas para ir desde la glándula hasta la sangre, cosa que una proteína grande no podría hacer. En realidad, algunas de estas hormonas no son otra cosa que ácidos amincldos individua. les modificados. Una segunda clase de hormonas son esterina, la cual cambia al fibrinógeno en fibrina y se forma el coágulo. Esto parece una forma bastante larga y tortuosa de hacer que la sangre se coagule y, en realidad, los bioquímicos continuamente encuentran nuevas complicaciones. Se ha vuelto un asunto tan complicado que

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ya s6lo se habla de factores de coagulación y se les denomina con un número romano. Las substancias que ya he mencionado son los factores principales. El fibrinógeno es el factor de coagulación 1, la protrombina el factor 11, la tromboplastina el factor 111 y el ión de calcio el factor IV. Además, hay diversas proteínas entre las globulinas plasmáticas, que pertenecen al grupo del tromboplastinógeno, o que ayudan a acelerar uno u otro paso. Hoy dí!' ya se conocen por lo menos diez factores, y para cuando este libro salga de las prensas, es probable que ya haya más. La razón de que haya tantas complicaciones en la cadena no está clara, a menos que sea para poner de malhumor a los bioquímicos. De todas formas, es evidente que la sangre tiene una labor difícil; tiene que ser capaz de formar coágulos sin aviso previo, cuando se exponga al aire, y sin embargo, no ser tan sensible como para formar coágulos dentro del cuerpo. Es evidente que si las plaquetas son lo bastante frágiles para reventarse al mero contacto con el aire, tampoco pueden tolerar el golpeteo continuo contra las paredes de los vasos sanguíneos. En realidad, se piensa que la vida promedio de las plaquetas no pasa de tres a cinco días. De alguna forma, la complicada cadena de elementos involucrados en la coagulación debe hacer posible que el organismo evite accidentes, como podría ser la ruptura de plaquetas dentro del cuerpo. No sabemos exactamente cómo lo hace, pero sabemos que a veces sí se forman coágulos dentro de los vasos sanguíneos, especialmente cuando las paredes son rugosas, como en la arteriosclerosis, y supuestamente las plaquetas se rompen más fácilmente contra ellas. Esto no ocurre a menudo, y debe de ser porque el mecanismo de la cadena de la coagulación lo evita. Desde luego, la deficiencia o ausencia completa de cualquiera de esos factores de coagulación interrumpirá la cadena y causará hemorragias prolongadas o continuas de las heridas. Por ejemplo, ocasionalmente sucede que un ser humano nace con una deficiencia de fibrinógeno o de protrombina. En este caso, el tiempo de coagulación está prolongado, en ocasiones peligrosamente. Ya que el fibrinógeno se forma en el hígado, las enfermedades graves de este órgano dan lugar a baja concentración sanguínea de fibrinógeno y, en consecuencia, a una tendencia a las hemorragias. En algunos casos, las plaquetas son escasas (ya sea de nacimiento o debido a que son desplazadas por los abundantísimos leucocitos en la leucemia) o, lo que es igual de malo, son insuficientemente frágiles, de ¡panera que pocas se rompen al contacto con el aire. También en esta ~unstancia la coagulación se entorpece. .

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Sin embargo, la más conocida de las enfermedades hemorrágicas es la hemofilia (de las palabras griegas que significan "amor por la sangre"). Un hemofílico sangra indefinidamente, incluso por pequeñas heridas, y está en peligro de morir por un arañazo, y una extracci6n dentaria es una operaci6n mayor, que no debe llevarse a cabo sin la más cuidadosa preparaci6n. La hemofilia es la consecuencia de una incapacidad hereditaria que tiene el organismo para formar globulina antihemofílica, a la que también se llama factor VIII de coagulación. Este es uno de los principales componentes del tromboplastin6geno. Sin él, aunque las plaquetas se rompan, no tienen nada sobre qué trabajar. La insuficiencia de otros componentes del tromboplastin6geno producen enfermedades muy parecidas a la hemofilia. Hoy día se reconoce todo un grupo de estados hemofiloides. La hemofilia ordinaria (también llamada "hemofilia clásica") recibe el nombre de hemofilia A. Otra variedad relativamente bien estudiada es la hemofilia B, que se debe a la deficiencia congénita del factor IX de coagulación. El nombre adecuado de este factor es componente tromboplástico del plasma, que a menudo se abrevia PTC. Forma parte de la fracción beta 2 de las globulinas plasmáticas. Por una circunstancia rara, el primer caso de hemofilia B que se estudió por completo fue el de un muchacho de apellido Christmas. 2 Debido a eso y con una falta de sensibilidad notable, los médicos empezaron a llamar a este padecimiento enfermedad de Christmas; este nombre se está popularizando y a menudo se llama factor Christmas al PTC. La hemofilia se hereda de una forma poco común, que implica una diferencia entre los sexos y que requiere ser explicada. En el capítulo 6 se consideró la herencia de los grupos sanguíneos y se describió la forma en que un niño obtiene sus genes de ambos padres. Sin embargo, hay algunos casos en los que un gene especial se hereda s6lo de la madre; esto ocurre de la siguiente forma: En las células del cuerpo humano los genes están agrupados en cadenas. Cada cadena de genes forma una estructura llamada cromosoma, que absorbe mucho ciertos colorantes, con lo que puede hacerse visible a simple vista y ser estudiada intensamente. Estos cromosomas están presentes en parejas. .Cada cromosoma de una pareja particular contiene genes para una serie de características idénticas. Por ejemplo, un gene en una posición determinada en uno de los cromosomas de una pareja, da lugar a la herencia de color de los ojos; también lo hace el gene en la misma posición del otro crosmosoma 2

En inglés, Christmas quiere decir Navidad. (N. del T.).

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de la pareja. Los genes mismos pueden no ser idénticos -uno puede determinar que los ojos sean cafés y el otro que sean azules-- pero ambos tienen que ver con la misma característica: el color de los ojos, en este caso. Tal parece que cada gene (con algunas excepciones, a las que me referiré enseguida) tiene una refacción. Esto es muy útil, ya que si, por alguna razón, uno de los genes es defectuoso, lo probable es que su pareja sea normal y, en la mayoría de los casos, el organismo se las puede arreglar bien con un solo gene normal. Al formarse ias células sex1• ~les, las parejas de cromosomas se separan. La célula espermática de los hombres sólo contiene uno de los cromosomas de cada una de las parejas generalmente presentes en las células masculinas. La célula del óvulo s6lo contiene un cromosoma de cada pareja de las generalmente presentes en las células femeninas. Cuando el e~~rmatozoide y el óvulo se combinan para formar el huevo fertilizado, nuevamente están presentes las parejas complementarias completas. Sin embargo, un miembro de cada pareja proviene de la madre y el otro del padre. El resultado de esta mezcla de genes en cada generación se describió en el capítulo 6 en lo referente a los grupos sanguíneos. Lo mismo que para éstos, ocurre para la mayor parte de las demás características humanas que están determinadas genéticamente. Hay, sin embargo, una diferencia importante entre los sexos, en lo que se refiere a los cromosomas. Las células de una mujer tienen veintitrés pares de cromosomas. Hasta 1957 se tenía la idea general de que había veinticuatro pares, pero un recuento más cuidadoso, realizado por científicos japoneses ese año, demostró que sólo hay veintitrés pares en la mayoría de los casos. Las células del hombre también tienen veintitrés pares, pero uno de ellos está formado por dos cromosomas enteramente diferentes. El vigesimotercer par consiste en un cromosoma normal y un tronquito de cromosoma que no contiene genes. Al vigesimotercer cromosoma normal se le llama cromosoma X y al tronquito, cromosoma Y. Las células femeninas contienen dos cromosomas X, en tanto que las masculinas tienen uno X y otro Y. Obsérvese cuál es el resultado al formarse las células sexuales. Cuando una mujer produce óvulos, cada uno de ellos tiene un cromosoma de cada par. Cada uno contiene el complemento de veintitrés cromosomas incluyendo a uno X. Esto no es así en las células espermáticas producidas por el hombre. Cuando las parejas de cromosomas se dividen, una serie está formada por veintitrés cromosomas normales incluyendo uno X. La otra serie

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está constituida por veintidós cromosomas normales más el inútil cromosoma Y. La mitad de los espermatozoides contienen una serie y la otra mitad contienen la otra. De modo que hay dos clases de células espermáticas a las que podríamos llamar "espermatozoide X" y "espermatozoide Y". Naturalmente, hay igual cantidad de cada uno, puesto que cada mitad obtiene un cromosoma de cada par. En el proceso de la fertilizaci6n, las probabilidades de que un óvulo sea fertilizado por un espermatozoide X o por uno Y son aproximadamente iguales. En realidad, el espermatozoide Y, que contiene .22 cromosomas más un pedazo, es un poquito más ligero que el espermatozoide X, con sus veintitrés cromosomas completos, y puede nadar un poco más deprisa y llegar al óvulo un poco antes. Por esta razón, las fertilizaciones por espermatozoides Y ocurren un poco más frecuentemente que las de espermatozoides X. Una fertilización por espermatozoide X da lugar a un huevo con dos cromosomas X, y el cual se desarrolla para dar lugar a una hembra. Una fertilización por espermatozoide Y, da lugar a un huevo con un cromosoma X y uno Y, y se desarrolla para formar un macho. El hecho de que las probabilidades de una y otra fertilización sean iguales es el responsable de que haya aproximadamente tantos bebés niños como niñas, con un pequeño margen a favor de los varones, debido a la ligereza del espermatozoide Y. Ahora bien, si un gene de un óvulo (o de un espermatozoide) es defectuoso, el gene correspondiente del espermatozoide (o del óvulo) probablemente es normal y el niño generalmente nace sin defectos graves en esa característica particular. La única excepción a esta regla ocurre cuando el gene defectuoso se presenta en el cromosoma X. Llamemos a tal gene un X-defectuoso. Sup6ngase que una madre tiene un X-defectuoso y un gene normal (X-normal) formando una pareja. La mitad de los óvulos que produzca s6lo tienen un X-defectuoso y la otra mitad s6lo un X-normal. Una vez que son fertilizados, los óvulos X-normales están perfectamente bien y no es necesario que nos ocupemos más de ellos. Los óvulos X-defectuosos pueden ser fertilizados de una de dos formas. Si la fertilización se hace por un espermatozoide X, el gene en él es probablemente normal y el huevo fertilizado contiene un X-defectuoso y un X-normal. Por lo tanto, la niña que nace (tiene que ser mujer puesto que hay dos genes X), suele tener deficiencias graves en esa característica particular. Sin embargo, como tiene el X-defectuoso, puede traspasarlo a otras generaciones. Es una portadora. Las probabilidades de que una hija en particular sea portadora como su madre son una de cada dos. Esto no quiere decir que si una madre

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X-defectuosa tiene dos hijas, una tenga que ser portadora y la otra no. Simplemente, quiere d'~c:r que es más probable que así sea, y no que ambas sean portadoras o que ninguna lo sea. Una madre X-defectu0sa puede tener diez hijas y que todas sean defectuosas o todas normales, aunque las probabilidades de que tal cosá ocurra (suponiendo que tiene las diez hijas, por principio de cuentas) son sólo de 1 eu 1,024. ¿Qué ocurre si un 6vulo X-defectuoso es fertilizado por un espermatozoide Y? Tal célula masculina no tiene gene para contrarrestar al X-defectuoso. El niño que nace (tiene que ser var6n, porque sólo tiene un cromosoma X) viene al mundo con un defecto. Las probabilidades de que un hijo en particular de tal mujer, nazca con un defecto, también son del 50 por ciento, ya que puede tener un hijo como resultado de la fertilizaci6n de un 6vulo X-normal por un espermatozoide Y y la mitad de sus 6vulos son X-normales. Podría tener diez hijos todos los cuales podrían ser normales o todos defectuosos, aunque las posibilidades de tal fenómeno son también de 1 en 1,024, suponiendo que, en efecto, nazcan diez varones. Sin embargo, al observador lego que no está preocupado por los genes y los cromosomas, le parece simplemente que una madre (que no manifiesta signos de defecto alguno en una característica determinada) tiene hijas, todas las cuales no manifiestan defecto alguno, e hijos, algunos de los cuales sí son defectosos. S6lo los hijos parecen estar afectados. A tal característica humana, que es defectuosa ocasionalmente, pero s6lo en un sexo (generalmente en el masculino), se la llama característica ligada al sexo. Supóngase ahora que un hombre X-defectuoso se casa con una mujer normal. Desde luego todos los óvulos producidos por la madre son X-normales. En cambio hay dos clases de espermatozoides, unos son Xdefectuosos y otros Y. Si una célula espermática X-defectuosa fertiliza a un óvulo X-normal, resulta una niña que no manifiesta defectos, pero es portadora. Si un espermatozoide Y fertiliza a un 6vulo X-normal, resulta un var6n normal que no es siquiera portador, ya que no recibe genes X-defectuosos en absoluto. En resumen: en una característica ligada al sexo, el hombre puede tener el defecto, pero no procrear hijos defectuosos; en cambio, la mujer puede no manifestar el defecto, pero tener hijos defectuosos. Desde luego, si un varón X-defectuoso se casa con una mujer portadora, puede resultar un huevo con dos genes X-defectuosos, de modo que se dé lugar a una mujer enferma. Esto ocurre con extraordinaria rareza. El hecho de que los varones no estén protegidos contra defectos en los genes de los cromosomas X, significa que, en general, están . sujetos a imperfeccic•es más frecuentemente que las mujeres. Algunos de estos

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defectos son tan grandes que se notan a simple vista. Otros son tan pequeños que no son apreciables por las técnicas más modernas, a pesar de lo cual, pueden cobrar su diezmo a la larga. Probablemente debido a esas imperfecciones, grandes y pequeñas, se abortan más varones que hembras y mueren más niños que mujeres, en el primer año de la vida y en todos los años subsecuentes; de modo que, a pesar de que nacen más varones que niñas (debido a que el espermatozoide Y viaja un poco más deprisa que el X), en conjunto las mujeres pueden esperar vivir por lo menos tres años más que los hombres, en los Estados Unidos. Volviendo a nuestro tema, la hemofilia es un ejemplo de característica ligada al sexo. Los enfermos son casi invariablemente hombres y los portadores son siempre mujeres. En el siglo xx la hemofilia recibió mucha publicidad, porque apareció en dos familias reales diferentes. El Zarevitch Alexis, hijo único del Zar Nicolás 11, nació, en 1904, con hemofilia. Esto tuvo un efecto importante en la historia. Gregorio Rasputín, el "monje loco'', tenía la habilidad de detener las hemorragias de Alexis, mediante cierto acto teatral hipnótico, después de que los médicos habían fracasado. Por lo menos, la madre de Alexis, la Zarina Alejandra, creía que Rasputín podía hacerlo. Esto dio a Rasputín gran influencia en la Corte y, como era un tipo de mala reputación, esto produjo escándalos que, añadidos a la corrupción y la intriga, jugaron un papel importante en el desencadenamiento de la Revolución Rusa. Unos años después del nacimiento de Alexis, el Rey de España Alfonso XIII también tuvo un hijo hemofílico. Ahora bien, no se tiene noticia de la existencia previa de hemofílicos en ninguna de las dos familias reales (y las genealogías reales se llevan con casi tanto cuidado como la de los caballos pura-sangre) . Aparentemente, la enfermedad surgió porque, en una de sus numerosas dup1icaciones (cada vez que se forma una nueva célula debe sintetizarse un nuevo gene), un gene X-normal permitió que se introdujera una imperfección, dando como resultado un gene X-defectuoso. En otras palabras, ocurrió una mutación. Estas son cosas que ocurren continuamente, como en el caso del desarrollo de ge!les defectuosos que dan lugar a la formación de hemoglobinas anormales (véase el capítulo 7). Sin embargo, es sumamente improbable que dos mutaciones del mismo y dramático tipo ocurriesen simultáneamente en dos familias reales. Es mucho más probable que la mutación ocurriese en una rama común de los antepasados de ambas familias; además, en un punto no muy lejano en el pasado, ya que, de otra forma, se habría manifestado antes.

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En vista de que sólo las mujeres trasmiten las características ligadas al sexo como la hemofilia, debemos ocuparnos exclusivamente de las madres respectivas. La madre del Zarevitch era Alej..ndra de HesseDarmstadt, hija de Alicia, la segunda hija de la Reina Victoria de Inglaterra. La madre del príncipe español era Victoria de Battenberg, hija de Beatriz, la hija más joven de la Reina Victoria de Inglaterra. Ambas familias reales se unen, por la rama materna, nada menos que en la Reina Victoria. Ahora bien, ésta s6lo tuvo hijos no hemofílicos (con la posible excepci6n de uno que murió en la infancia, de cuya salud no podemos estar seguros) , quienes desde luego sólo tuvieron descendientes no hemofílicos. Sin embargo, esto no quiere decir que la Reina no fuese una portadora. Una portadora, con tres hijos tiene una probabilidad en 8 de que los tres sean normales, y Victoria tuvo suerte. Sin embargo, parece seguro que la Reina Victoria procre6 por lo menos dos hijas eran portadoras de hemoflilia. Las posibilidades son que estas dos hijas hayan desarrollado la mutaci6n independientemente o, lo que es mucho más probable, que la hayan heredado de su madre o, desde luego, quizá de la madre de la Reina Victoria. Debido a todo esto, estuvo de moda durante algún tiempo el llamar a la hemofilia "enfermedad real"; por lo menos estuvo de moda entre las señoritas cursis de los periódicos de "sociales". Desde luego, esto no estaba justificado. Miles de plebeyos no registrados, han padecido hemofilia, en tanto que la realeza la ha sufrido durante sólo veintiocho años desde 1904, cuando nació Alexis, hasta 1931, cuando la familia real española siguió los pasos de la rusa hacia la oscuridad y el olvido. Hay otras enfermedades que han atacado a la realeza europea durante mucho más tiempo y con mayor frecuencia que la hemofilia y que, por tanto, tienen mucho más derecho al nombre de "enfermedad real": por ejemplo, la locura. Hay ocasiones en que la coagulaci6n puede constituir un problema grave. Por ejemplo, la formaci6n de coágulos en el lugar en el que el cirujano está trabajando durante las intervenciones quirúrgicas, es una complicaci6n enojosa. Por fortuna, existen substancias anticoagulantes. El organismo mismo produce una de ellas lla~ada heparina, que se distribuye en todo el cuerpo, pero está más concentrada en el hígado y los pulmones. En realidad, la palabra "heparina" se deriva de la misma raíz griega que "hígado". La heparina detiene la coagulación del todo, interfiriendo con el proceso por lo menos en tres sitios. Sin duda, el cuerpo la usa como una de sus protecciones contra la coagulación interna y el cirujano la puede emplear con el mismo ·objeto. La adici6n de un poco de heparina puri-

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ficada en el lugar de la operación hace que la sangre no se coagule, y el cirujano puede trabajar. La sanguijuela, un animal chupador de sangre, tiene una substancia anticoagulante parecida, llamada hirudina, que emplea para atacar, más que como defensa. Por lo menos la inyecta mientras se ocupa de chupar sangre, ya que la formación de coágulos evidentemente interferiría con su alimentación. No cabe duda de que otros animales comedores de sangre Jlevan a cabo prácticas semejantes. La coagulación también puede evitarse interfiriendo con una vitamina. Se trata de la vitamina K que, por alguna razón mal comprendida, es esencial para la coagulación. La mejor hipótesis hasta ahora es que puede ser necesaria para la producción de protrombina en el hígado y que, .en su ausencia, la protrombina se forma con demasiada escasez para mantener la coagulación normal. Esta vitamina recibe el nombre de K por la manera de escribir coagulación en alemán: Koagulation. De ordinario no hay problemas a causa de la vitamina K. Las bacterias de nuestro intestino la forman, de manera que generalmente tenemos un suministro adecuado, independientemente de la naturaleza de nuestra dieta. Hay un grupo ·de seres humanos que no tienen bacterias intestinales; se trata de los niños recién nacidos. Antiguamente, antes de que se impusieran las normas modernas de higiene y antisepsia, esto no era grave, porque habia tal abundancia de gérmenes que el niño recién nacido no tardaba en obtener su propia dotación. Sin embargo, hoy día los hospitales están tan limpios y a los niños, se les mantiene en un ambiente esterilizado de tanta pureza, que las bacterias necesitan unos tres días para arraigarse. Durante esos primeros tres días, es posible que el niño tenga problemas graves si, por cualquier causa, empieza a sangrar. En otras palabras, es un hemofílico temporal- . mente. Desde luego, no debe abandonarse la limpieza (esto acarrearía demasiadas dificultades), de modo que se administra sistemáticamente una inyección de vitamina K al niño después de n:icer. O bien, se le puede dar a la madre una buena dosis inmediatamente antes del parto, para que pase suficiente a la circulación del feto, a través de la placenta, pata protegerlo. Hay un compuesto que se parece a la vitamina K lo bastante para · que interfiriera con su actividad. Las enzimas del hígado que forman protrombina y que emplean vitamina K para ello, tomarán a este otro compuesto en su lugar y se encontrarán ocupadas e inermes. Este compuesto inhibidor se llama dicumarol, y se le encuentra en el heno podrido. El ganado que como de ese heno, ·desarrolla enfermedades hemorrágicas que pueden ser mortales.

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Como los seres humanos no comen heno podrido ni de otra forma. el dicumarol no representa un problema para nosotros. Realmente, puede ser ventajoso. A diferencia de fa heparina, no actúa enseguida, de modo que es inútil en situaciones de urgencia como, por ejemplo, en el curso de una operación. En cambio tiene una acción lenta que empieza unas 24 horas después de la inyecci6n y persiste durante un buen rato. Si se le da a un enfermo después de una operaci6n, le proporciona temporalmente una sangre de difícil coagulación. Esto tiene la ventaja de evitar ljl coagulación interna en aquellos puntos en donde inevitablemente se dañarán vasos sanguíneos durante la operación. Evidentemente, ayuda a conservar la vida. Otra circunstancia en la que definitivamente no se desea que la sangre se coagule es cuando se recoge ésta para ser transfundida posteriormente. La sangre coagulada no puede transfundirse. Hay una manera sencilla de resolver esto. El frasco en el que se recoge la sangre contiene una solución diluida de un citrato o un oxalato estéril. Los iones citrato u oxlato se combinan fuertemente con casi todos los iones de calcio que haya a mano. Una vez retirado el i6n calcio de la sangre, la coagulación es imposible. Como ya se dijo, el calcio es el factor IV de coagulación y es indispensable para convertir protrombina en trombina. Sin ese paso, la cadena del mecanismo de coa~lación se interrumpe. De esta sencilla forma se mantiene líquida la sangre colectada. Si alguna vez el lector ha donado sangre y la ha visto caer gota a gota dentro de un frasco como ésos, puede haber mirado con curiosidad el líquido rojo oscuro, que él mismo ha producido y que puede significar la diferencia entre la vida y la muerte para otra persona. Se la está manteniendo líquida para volver a emplearla y en las venas de un desconocido asumirá todas las funciones que desempeña tan capazmente. Porque la sangre, como dijo Goethe en la cita que di al principio del libro, es un líquido muy especial. Es el infatigable sistema de tránsito del organismo, con dispositivos especiales para llevar oxígeno de los pulmones a las células y el bióxido de carbono de las células a los pulmones; para conducir desperdicios nitrogenados a los riñones y los productos de la digestión al hígado; para ·transportar azúcares, lípidos y proteínas a todas las células; para llevar iones, homonas y vitaminas adonde sean necesarios; para distribuir el calor según los requisitos; para traer a las reservas de defensa a los lugares de invasión por peligros externos. Y para coronar todo eso, es un líquido que sella automáticamente y tapa los escapes posibles.

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Es difícil imaginar otro líquido tan venátil y tan útil; un fluído que tenga tantos deberes y tan diversos que realizar y que los haga tan bien. La pr6xima vez que done el lector sangre o que se haga un arañazo y le salga sangre, no deje de echarle otro vistazo al rojo líquido: merece una segunda mirada. No hay nada en el mundo como él.

lndic@ alfabético

A, substancia, 62 Aceites, 151, 157 Acetoacético, 6cido, 159 Acetona, 159 Acido, 90 Acido cianhldrico, 40 Acido clorhldrico, 58 Acido sulfhídrico, 40 Acidos grasos, 156 ciclo oxidativo de los, 159 esenciales de la dieta, 158 no saturados, 156 saturados, 156 Acidosis diaMtica, 160 respiratoria, 95 Aclorhidria, 58 Addison, enfennedad de, 113 Adrenales, glándulas, 113 Adrcnocorticotr6fica, honnona, 114 A/G, cociente, 169 Agamaglobulinemia, 170 Aglutinina, 61 vegetal, 65 Aglutinógeno, 62 Agua, 17 ss. calor especffico del, 23 ionización del, 92 pérdida de calor y, 21 ss. propiedades de solvente del, 18 reabsorción del, 100, 105 requisitos corporales de, 88 solubilidad del oxigeno en el, 28 Agua metabólica, 88 Aire, 25 espirado, 90 Albúmina plasmática, 168 sérica, 183 Alcaloide, 99 Alcalosis, 95 Alcohol etHico, 145

Aldosterona, 113 Alele, 70 Alergia, 180 Alfa, globulina, 169 Alfa, lipoproteina, 163 Almidón, 117 Almidón animal, 1'22 Altitud elevada, 41 Alv~lo,

26

Amilasa, 118 Aminado, ácido, 82, 134 esencial de la dieta, 139 Amino, grupo, 133 Amoniaco, 97 Amonio, sulfato, 167 Amortiguador, 95 Anaerobias, bacterias, 43 Anafiláctico, choque, 179 Anemia, 42 de células falcifonnt:s, 78 perniciosa, 51 por deficiencia de cobalto, 58 por deficiencia de cobre, 5 7 por deficiencia de hierro, 49 Anhidrasa carbónica, 146 Anti-A, 62 Antianémico, factor, de la perniciosa,

52

Anti-B, 62 Anticuerpo, 174 Antfgeno, 174 Antihemofflica, globulina, 186 Antisuero, 71 Antitoxina, 178 Aorta, 34 Araquidónico, ácido, 158 Arginina, 82 Arteria, 34 Arteriosclerosis, 164 Auriculas, 34

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Azúcar, 119 de fruta, 120 de la leche, 120 de uva, 120 sangulnea, 121 B, complejo vitamlnico, 54 B, rubttancia, 62 Bacteria, 58, l 05 Bacterias intestinales, 106 Bacteriana, toxina, 175 BAN11NO, F. G., 125 Benedict, solución de, l '27 BEBT, c. H., 125 Beta, globulina, 169 Beta-hidro:iu'butlrico, ácido, 159 Beta-lipoprotelna, 163 Bicarbonato, ión, 91 Biliares, ácidos y tales, 155 Bilis, pigmentos, 45, 104, 155 Bióxido de carbono, 89 u. frecuencia respiratoria y, 95 solubilidad del, 90 BoYD, Wll.LIAM c., 65 Bronquios, 26 Buffer, 94 Cadena lateral, 133 Calcio, ión, 167 coagulación y, 183 Calor, conservación del, 20 Calor especifico, 23 Calor latente de evaporación, 23 Capilar, 27 Carbaminohemoglobina, 95 Carbohidratos, véase Hidratos de carbono Carbónico, ácido, 90 Carbonos, fragmentos de dos, 159 Carboxilo, grupo, 133 CASTLE, w. B., 59 Catepsinas, 135 Cava inferior, vena, 35 Cava 1uperior, vena, 35 Celulosa, 119 Centrifuga, 30 Cepa resistente, 177 Cerebro, colesterol en el, 162 agua en el, 1 7 Cetonemia, 160 Cet6nicos, cuerpos, 159 Cetonuria, 160 Cianocobalamina, 55 Cianohemoglobina, 40 Cianosis, 36

Circulatorio, sistema, 35 Citocromos, 40, 43 Citoplasma, 31 Citrato, ión, 193 Cloro, ión, 107 Clorofila, 149 Cloruro de sodio, 108 Coagulación, factores de la, 185 tiempo de, 186 Coágulo sangulneo, 181 Cobalaminas, 55 Cobalto, 55 Cobre, 57 sulfato de, 127 CoHN, E. J., 52, 145 Colesterol, J62 dieta y, 165 Compuestos marcados, 17 Conducto, 112 linfático, 142 torácico, 142 Coraz6n,34 Corteza aupnU"renal, 113 Corticoides, 113 Cromatografla, 88 en papel, 84 Cromosoma, 186 CHRISTMAS, enfermedad de, 186 Deshidrogenasa de glucosa, 127 Dextrán, 146 Diabetes inalpida, 100 Diabetes mellitus, 168 tabletas contra la, 130 Diabética, acidosis, 160 Diálisis, 53 Dializado, 53 Diarrea, 105 Dicumarol, 192 Difusión, 27 Digestión, 105 de carbohidratos, 118 11. de grasas, 155 de proteínas, 136 Du VroNEAUD, V1NCENT, 101 Dulzura, 119, 120 Duodeno, 104 Eficiencia corporal, 88 Electroforesis, 76 en papel, 76 proteínas del plasma y, 169 Electrón. 56 Electrónica. densidad, 56 Elemento raro esencial, 55

ÍNDICE ALPABÉnco

Elementol figurados, 30 Embaruo, 49 Emulsi6n, l!i5 Endocrinas, glúdulas, 112 Energia, comumo corporal de, 122 producci6n corporal de, 87 •· c:arbohidratos y, 151 llpidos y, 151 Enzimas, 57 digestivas, 118 Epidemia, 177 Equilibrio, punto de, 91 Eritroblasto, 31 Eritroblaato1ia fetal, 74 Eritrocito, 31 E1peetr6grafo de mua, 47 Espenna, 66 Este6rico, wdo, 156 Eateroides, 113 Eatómago, 103 Estroma, 51 Extracelular, liquido, 110 Extrb11eco, factor, 59 Factor inü:imeco, 59 Fagocitosis, 172 Fase, limite de, 153 Fues, IÍltema de d01, 153 Fase acuosa, 153 Fase llpida, 153 Fenotipo, 68 Férrico, i6n, 38 Ferritina, 44 Ferroso, i6n, 38 Feto, 76 Fibrina, 182 Fibrino-péptido, 182 'Fibrin6geno, 182 Fiebre del heno, 180 Fosfátidos, 160 Fosfato, iones, 108 Fosfollpido1, 160 F~tosíntesis, 149 Fructosa, 119 Fuerza centrífuga, 165 Galactosa, 120 Galactosemia, 123 Gama, globulina, 169 Gelatina, 138, 146 Genes, 67, 186 dominantes, 70 Genotipo, 68 Glándulas, 101 endocrinas, 11 '2 sin conductos, 112

199

Glidrido, 156 Glicerol, 156 Glicina, 46 Globina, 44 Globulina, plasmática, 168 shica, 183 Gl6bulos blancos, 31, 171 Gl6buloa rojot, 31 aglutininu y, 62 bióxido de carbono y, 90 cantidad de, 32 estallamiento de loa, 51 moléculas de hemoglobina en los, !U tamafio y forma de los, 32 vida de loa, 46 •· Glucagon, 126 Gluc6seno, 122, 150 enfermedad por almacenamiento d 123 e, Gluconcogéneail, 137 Glucoquinaa, 131 Glucosa, 118 u. almacenamiento de, 123 contenido de, en la orina, 126 contenido sangulneo de, 120 a. determinación de, 126 energfa formada por, 121 prueba de tolerancia a la, 128 Glucosa-6-fosfatua, 1'23 Glucosa-6-fosfato, 131 Gramo, 28 Grasa, 151. 157 funciones de la, 152 simple, 160 subcutánea, 152 H, substancia, 62 HACT, 114 Heces fecales, 105 cianocobalamina en las, 58 Heme, 42 Hemocromatosia, 45 Hemofilia, 186 herencia en la, 187 u. realeza, y, 189 Hemofilia A, 186 Hemofilia B, 186 Hemofilioides, estados, 186 Hemoglobina, 32 ácido cianhldrico y, 40 ácido sulfhldrico y, 40 anormal, 77 u. átomos de nitrógeno en la, 46 bióxido de carbono y, 96 estructura qulmica de la, 81 u. glicina y, 46

200

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hierro en la, 38 mon6xido de carbono y, 38 peso molecular de la, 33 10lubilidad de la, 78 variedades de, 75 u. Hemoglobina A, 75 ácidos aminados en la, 84 Hemoglobina e, 81 wdos aminados en la, 84 Hemoglobina D, 80 Hemoglobina E, 81 Hemoglobina F, 76 Hemoglobina fetal, 76 Hemoglobina S, 77 ácidos aminados en la, 85 Hem6lisia, 62 Hemorragia, 49 Hemosiderina, 45 Heparina, 191 Hepático, extracto, 52 HE1Ut.1c1t, ]AKl!.8 B., 77 Hidratos de carbono, 117 11. almacenamiento de, en las plantas, 150 contenido de energ[a de, 151 fonnaci6n de, por los vegetales,

149u. Hidr6geno, i6n, 91 u. concentración del, 92 Hidrólisis, 118 Hierro, anemia y, 42 alimentos que contienen, 50 almacenamiento en el cuerpo de, 45 cantidad corporal de, 44 deficiencia de, 49 u. hemoglobina y, 32, 38 nutrición y, 49 Higado, 104 anemia perniciosa e, 52 formaci6n de proteinas plasmáticas por el, 138 glucógeno en el, 122 Hip6fiai1, 100, 114 H.. .:.dina, 192 Hooo1t1N DoaOTHY, 56 Hormona, 100, 112 ss. Hueso, 109 HoNT, J., 85 Ictericia obstructiva, 45 Impulso nervioso, 111 Infancia, dieta durante, 49 INORAM, VERNON N., 82 Inhalación, 26, 29 Jnhibici6n, competitiva, 123 lnmun61ogos, 71

Inmunidad, 175 Inorgánicas, substancias, 107 Insulina, 125, 179 acci6n de la, 131 tratamiento con, 128 Insulinaaa, 130 lnsuHnico, choque, 128 lntenticial, Hquido, 142 Intestino delgado, 103 Intestino grueso, 105 Intracelular, líquido, 110 lonizaci6n, 92 Islotes de Langerhanl, 125 Isótopos, 46 radiactivos, 48 }ENNER,

EnwAJW, 178

Jugo gástrico, 58, 103 Jugo intestinal, 104 Jugo pancreático, 104 Kilogramo, 29 Lactescentes, linfáticos, 158 Lactosa, 120 LANDSTEINER, KARL, 62, 71 LANGERHANS, PAUL, 125 Leche, 120 Lectinas, 65 Leucemia, 173 Leucocitos, 31, 172 LEVINE,

P., 71

Linfa, 142, 158 Linfáticos, ganglios, 172 Lipasa pancreática, 155 Llpidos, 117, 151 simples, 160 solubilidad de loa, 152 Lipoprote!.na, 162 Lisina, 82, 95 Litro, 28 M, substancia, 72 Magnesio, i6n, 107 Maltasa, 118 Maltosa, 118 Médula suprarrenal, 113 Membrana semipermeable, 27 Membranas celulares, 160 Menstruación, 49 Metab6licas, alteraciones, 127 reacciones, 88 Metahemoglobina, 39 reductasa de la, 39 Metahemoglobinemia congénita, 39 Micra, 26

ÍNDICE ALFABÉTICO

Micromicrogramo, 54 Miligramo, 28 Mililitro, 28 MiUmetro cúbico, 32 Mineral, 107 Mineralocorticoide, 113 MJNOT, G. R., 51 Mioglobina, 44 Mitocondria, 161 Molkula no polar, 154 Molkula polar, 154 Mon6xido de carbono, 37 Mucoproteínas, 59 MuaPHY, W. P., 51 Mutación, 78, 176 N, substancia, 72 Negros, 77 Neutra, substancia, 92 Nitrógeno, ciclo del, 98 Nitrógeno, equilibrio de, 140 Nitrógeno, balance negativo de, 140 Nitr6geno, balance positivo de, 140 Nitr6geno, 46 Nitr6geno, 46 Nitrogenados, desechos, 96 a. N6be1, Premio, 51, 101, 125 Núcleo celular, 31 Oleico, ácido, 157 Orgánicos, compuestos, 87, 107 Orina, 88, 100 determinaci6n de azúcar en la, 126 glucosa en la, 126 volumen de, 89 Orto-tolidina, 12 7 Osm6tica, presi6n, 143, 168 Ovarios, 112 Ovulo, 67 Oxalato, i6n, 193 Oxaloacético, ácido, 159 Oxhidrilo, ión, 92 Oxidación, 38 Oxido cuproso, 127 Oxihemoglobina, 33 bióxido de carbono y, 96 5?lubilidad de la, 78 Oxigeno, 26 ss. absorción de, 26 aire espirado y, 89 altitud y, 41 feto y, 76 hemoglobina y, 32 ss. requisitos humanos de 29 solubilidad del, 27 '

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Palmitico, ácido, 156 Paludismo, 80 Páncreas, 104, 124 Parásito, 170 Paternidad dudosa, 69 ss. PAULINO, LINUS,

77

Péptido, 82 Peptídico, enlace, 134 Perniciosa, anemia, 51 Peroxidasa, 127 Peróxido de hidr6geno, 127 Peso molecular, 33

pH, 93 Pituitaria, glándula, 100, 114 Placenta, 73 Plaquetas, 31, 184 Plasma, albúmina del, 168 Plasma, componente tromboplástico del, 186 Plasma, expanaoret, 146 Plasmaféresis, 145 Plasma aangu(neo, 31 aglutininas en el, 62 globulina gama en el, 169 proteínas del, 136 transfusión de, 66 Policitemia, 41 Polimorfonuclear, leucocito, 172 Polivinilpirrolidona, 146 Porfirínico, anillo, 45 Porta, vena, 121 Potasio, ión, 107 distribución corporal del, 110 Presión arterial, 35, 141 Presión osmótica, 143, 168 Proteaaa, 135 Proteínas, 3'2, 117, 133 carga eléctrica de las, 75 del plasma, 136 hidrólisis de las, 134 ss. Proteínas plasmáticas, 136 electroforesis de las, 169 separación de, 167 Protrombina, 183 PTC, 186 Pulmonar, arteria, 34 Pulmonar, vena, 34 Pulmones, bióxido de carbono y, 91 oxigeno y, 25 as. Pulso, 141 Pus, 172 Quimotripsina, 135 Radiación, enfermedad por, 48 Radiactivost isótopos, 48

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Rasgo de c~lulas falciformes, 79 Rayos X, difracción, 56 Reducción, 39 . Rh, gri.tpo, 72 Re~, umbral, 126 Riliones, 99 regulación i6J\Íca por los, 109 Resi~ de intercambio i6nico, 85 Respiración, frecuencia de la, 95 Respitatoria, acidoais, 95 Reaplnltoria, alcalosis, 95 ReticulPcitos, 52 Retroalimentación, mecanismo de, 114 Sacarasa, 119 Sa