SUSTANCIAS QUÍMICAS PELIGROSAS

Muchas sustancias peligrosas se comercializan puras o formando mezclas que tienen características especiales, las cuales van asociadas a sus propiedades intrínsecas (densidad, viscosidad, presión de vapor, temperatura de ebullición, volatilidad, etc.); estas características las hacen potencialmente dañinas para la salud humana y animal, y en general para los componentes bióticos de los ecosistemas naturales. También estas sustancias pueden afectar a los materiales (infraestructuras) o a obras de arte expuestas al aire libre.

Existen diversos criterios para clasificar las sustancias peligrosas, pero actualmente se está difundiendo la que plantea el Sistema Globalmente Armonizado para la Clasificación y Etiquetado de Productos Químicos (SGA), que según la CEPE/ONU, considera tres grandes grupos, que engloban a los tipos de sustancias químicas conocidas hasta la fecha.

En el primer grupo están las sustancias químicas con peligros físicos, constituido por sustancias explosivas (como el trinitrotolueno), gases a presión (como el propano), sustancias inflamables (como las gasolinas), sustancias corrosivas para los materiales (como el ácido clorhídrico) y sustancias oxidantes o comburentes (como el peróxido de hidrógeno).

En el segundo grupo están las sustancias químicas con peligros para salud humana, constituido por las sustancias corrosivas, que producen daño a la piel o a las mucosas (como la soda cáustica que ocasiona corrosión cutánea); sustancias tóxicas, que producen daño a la salud e incluso la muerte (como el cianuro de hidrógeno); sustancias irritantes o sensibilizantes (aquellas que afectan a unas personas más que a otras), o que no efectan necesariamente a todos los expuestos por igual (como el ácido acético); sustancias CMR (Carcinogenic, Mutagenic, Toxic to Reproduction) que incluyen a las sustancias cancerígenas, mutagénicas o que pueden afectar a la reproducción, en este grupo también se encuentran las sustancias que pueden producir daños al feto o teratógenas (como el mercurio metilado); sustancias STOT (Specific Target Organ Toxicity) son aquellas que afectan a un órgano del cuerpo humano en particular (como el ácido nítrico).

En el tercer grupo están las sustancias que dañan al medio ambiente (o a los componentes bióticos de los ecosistemas), existe especial preocupación por aquellas que pueden ser disueltas o trasportadas por el agua y afectar al ambiente acuático, así como aquellas que pueden deteriorar la Capa de Ozono (como los clorofluorocarbonos en sus diversas estructuras).

Muchas sustancias químicas peligrosas se utilizan como materias primas o insumos en procesos industriales, como combustibles (por ejemplo gas natural), en agentes para el mantenimiento de equipos y maquinarias (por ejemplo, xilenos) o formando parte de los agentes limpiadores (por ejemplo, los alquilbencensulfonatos). También se pueden encontrar como parte de los productos químicos usados en el hogar (por ejemplo, blanqueadores como la lejía o hipoclorito de sodio) o en los aparatos eléctricos y electrónicos (por ejemplo, metales pesados como el cadmio y sus compuestos). Actualmente los residuos y desechos industriales también contienen sustancias peligrosas, los cuales los tornan peligrosos (por ejemplo, el aceite lubricante usado).

El manejo seguro de las sustancias químicas y de las sustancias químicas peligrosas en particular, es uno de los objetivos fundamentales de la IOMC -Inter-Organization Programme for the Sound Management of Chemical- (Programa Inter institucional para la Gestión Responsable de los Productos Químicos), que para el 2020 plantea “Asegurar que los productos químicos sean elaborados y utilizados de manera que se minimicen los impactos negativos significativos sobre la salud humana y el medio ambiente”.

Es por ello que, todos los que somos usuarios de sustancias químicas, debemos garantizar el manejo seguro (responsable) de dichas sustancias desde la producción, almacenamiento, transporte, consumo y post consumo, para prevenir la ocurrencia de accidentes industriales, accidentes laborales, enfermedades profesionales y contaminación ambiental (y sus consecuencias).

BIBLIOGRAFÍA

Loayza Jorge, Boletín Informativo sobre productos y residuos químicos N° 63 (julio, 2010), 64 (agosto, 2010), 65 (septiembre, 2010), 66 (octubre, 2010) y 67 (noviembre, 2010). www.unmsm.edu.pe/quimica/

UNECE. Sistema Globalmente Armonizado para Clasificación y Etiquetado de Productos Químicos. Traducción oficial al español de la segunda revisión publicada en el año 2007. Actualizaciones: www.unece.org

MSc. JORGE E. LOAYZA PÉREZ <jeloayzap@yahoo.es>

Dpto.de Procesos. Fac. de Química e I.Q.- U. Nac. Mayor de San Marcos

CARBONO-14: EL RELOJ BIOLÓGICO

El carbono es un elemento esencial en la química de la vida y está presente en gran cantidad en todos los organismos vivos, en el suelo y en la atmósfera de nuestro planeta. Como su número atómico es 6, todos sus átomos tienen 6 protones en su núcleo y éste determina sus propiedades. Sin embarbo, existen tres isótopos naturales del carbono porque la cantidad de neutrones puede variar. Así, unos tienen 6 (C-12 o ¹²C) , otros 7 (C-13) y unos pocos tienen 8 neutrones (C-14). Ellos difieren en su número de masa o peso atómico (suma de protones y neutrones) y con este número se los diferencia y designa.

La estabilidad de los isótopos también es diferente: mientras el núcleo del C-14 (o radiocarbono o 14C o ¹⁴C) es inestable, se desintegra, emite “radiación beta” y se transforma en un átomo de nitrógeno, los núcleos de los otros 2 isótopos son estables (no son radiactivos). Además, la cantidad en que se encuentran es muy diferente: por cada 1000 átomos de carbono de la naturaleza, unos 989 son de C-12, unos 11 son de C-13 y una ínfima cantidad es de C-14 (se calcula que hay un átomo C-14 por cada 10¹² átomos de C-12). A pesar de estas diferencias, los tres isótopos tienen idénticas propiedades y se comportan de la misma manera en las reacciones químicas y biológicas, pudiendo pasar a formar parte de los tejidos de los seres vivos.

La técnica de “fechamiento por radiocarbono”, descubierta en 1947 por el químico norteamericano Willard Frank Libby (Premio Nobel de Química, 1960) y sus colaboradores de la Universidad de Chicago, utiliza el C-14 como un reloj “atómico” o “biológico” que, desde hace tiempo, se ha convertido en una herramienta importante para establecer la antigüedad (datación) de restos biológicos, útil en el estudio de nuestro pasado y también para estudios sobre el metabolismo y sobre las reacciones químicas.

El C-14 se forma en las capas superiores de la atmósfera cuando los “rayos cósmicos” (radiación de alto contenido de energía) actúan sobre los átomos de nitrógeno atmosférico, les extrae un protón y los transforma en C-14, el que se combina con 2 oxígenos (forma ¹⁴CO₂) y se incorpora al ciclo natural del carbono. Se considera que, en los últimos 60 mil años, la cantidad de C-14 que se ha formado ha sido constante y, por el intercambio permanente de moléculas que hay entre los seres vivos y el ambiente (en la fotosíntesis el CO₂ ingresa a las plantas, pasa a los animales por sus alimentos y éstos eliminan moléculas por la respiración, orina y heces), en unos miles de años se ha alcanzado un equilibrio, en el que la proporción de los 3 isótopos del carbono es constante en todos los seres vivos y en la atmósfera.

Al morir un animal o planta se activa su reloj biológico o atómico: como ya no ingresa C-14 la cantidad de éste empieza a disminuir (por su desintegración) en forma constante e inexorable a una velocidad dada por su vida media (5730 años). La antigüedad de una muestra se determina comparando la cantidad (o la radiactividad) actual del C-14 con la que tenía al morir o comparando la actual proporción de C-14/C-12 con la que tenía cuando estaba vivo, ya que éstas disminuyen proporcionalmente con el tiempo transcurrido.

Esta técnica sólo es aplicable a muestras que han sido materia viva en el pasado (carbón vegetal, huesos, conchas de moluscos, etc.) e implica la destrucción de la muestra o parte de ella. No es aplicable a la cerámica, vidrio, metales, fósiles o rocas que también son importantes para el arqueólogo. Además, los restos de una antigüedad mayor a 50 mil años tienen un contenido de C-14  tan bajo que no se puede medir con precisión. La edad de objetos muy antiguos como las rocas se puede calcular usando radioisótopos de vida media más larga, como el uranio-238 (vida media 4,5 x 10⁹ años).

Para esta técnica se ha supuesto que el contenido de C-14 en la atmósfera ha sido constante, pero esto no siempre ha sido así: han habido períodos en que su concentración ha sido mucho mayor y otros en que fue mucho menor y ello pone en duda los resultados obtenidos. Esta técnica ha producido notorios errores de datación pero también aciertos verificables por otros medios o usando objetos de antigüedad conocida como restos de árboles que murieron en períodos conocidos o con los anillos de crecimiento de árboles que alcanzaban edades de 2 mil años o más.

El C-14 también se obtiene artificialmente y con él se preparan compuestos “marcados” que sirven como rastreador radiactivo. Así, usando ¹⁴CO₂ Mervin Calvin pudo estudiar detalladamente el proceso de fotosíntesis. Otras sustancias (como glucosa) marcadas con ¹⁴C han permitido estudiar el metabolismo de azúcares y lípidos o la síntesis de colesterol en el hombre.

BIBLIOGRAFÍA

-   Atkins-Jones. “Principios de Química” (2006). Edit. Médica Panamericana.

-   http://www.comoves.unam.mx/articulos/fechamiento.html

Q.F. JUAN JOSÉ LEÓN CAM <jjleon@lamolina.edu.pe>

Departamento de Química. U. Nacional Agraria La Molina. PERÚ.

RADIOISÓTOPOS: TEMIDOS PERO ÚTILES

Todos los átomos de un elemento tienen el mismo número de protones (o número atómico), el que identifica al átomo y sirve para ubicarlo en la Tabla Periódica. Sin embargo, algunos átomos pueden diferir en su número de neutrones y se les ha llamado isótopos (del griego isos = igual y topos = lugar) porque están en el mismo casillero de la Tabla Periódica a pesar de su diferente número de masa o peso atómico (suma de protones y neutrones).

La mayoría de elementos de la naturaleza son mezclas de isótopos y para referirnos a un isótopo en particular se añade el número de masa al símbolo o al nombre del elemento. Por ejemplo, los 3 isótopos del hidrógeno son: el H-1 (99,985% de abundancia), H-2 o deuterio (0,015 %) y H-3 o tritio (artificial). Unos elementos tienen un solo isótopo natural (como el flúor-19), otros tienen varios isótopos (el estaño tiene 10). La masa atómica del elemento es el promedio de todos sus isótopos, considerando su abundancia y su masa.

En la naturaleza hay 88 elementos y unos 330 isótopos. Artificialmente se han fabricado unos 20 elementos y más de 1000 isótopos. Los isótopos tienen idéntico comportamiento químico y biológico, pero unos son radiactivos y otros no. La radiactividad se debe a que los núcleos de algunos isótopos son inestables, por lo que sufren una “desintegración espontánea”, emitiendo unas partículas nucleares o “radiación” y se transforman en núcleos más estables. Los isótopos radiactivos pueden ser rastreados por la radiación que emiten.

La radiactividad es un proceso espontáneo e inevitable: la radiación se seguirá emitiendo hasta que todos los núcleos radiactivos se desintegren. La velocidad con que se produce este proceso es característica de cada núcleo y es muy variable. Se llama vida media al tiempo necesario para que la mitad de una muestra radiactiva se desintegre en sus productos.

ISOTOPO	Yodo-131	Cobalto-60	Estroncio-90	Radio-226	Carbono-14
V. MEDIA	8 días	5,27 años	28 años	1600 años	5730 años

La radiactividad contiene una gran cantidad de energía y es peligrosa para los seres vivos. Según la cantidad y tipo de radiación, pueden romperse enlaces y dañar moléculas de proteínas y ácidos nucleicos, afectar las células, producir mutaciones o células que se multiplican sin control (cáncer).

La radiactividad está formada por 3 tipos distintos de rayos llamados: “alfa”,  “beta” y “gamma”. Los rayos alfa son partículas de carga positiva formadas por 2 protones y 2 neutrones. Por su gran masa tienen muy poco poder de penetración y causan daños graves sólo a distancias muy cortas. Los rayos beta tienen carga negativa porque son electrones que viajan a alta velocidad. Son menos dañinos pero de mayor poder de penetración que los rayos alfa. Los rayos gamma son radiación electromagnética de alta energía, son menos dañinos pero muy penetrantes y siempre acompañan a los rayos alfa o beta.

Los principales usos de los radioisótopos son de 2 tipos: como rastreadores, en las que el objetivo es detectar su presencia y como fuente de energía (irradiación). La medicina utiliza sustancias preparadas con un radioisótopo el que sirve como rastreador para detectar anormalidades. Por ejemplo, los problemas de la tiroides se estudian suministrando al paciente un yoduro de sodio que tenga yodo-123 (radiactivo), el que es captado por la tiroides y, por la cantidad de yodo incorporada, se deduce si la tiroides está sana o no. Los desórdenes circulatorios se detectan usando una solución de cloruro de sodio que tenga sodio-24 (radiactivo). Midiendo la radiación emitida, se puede saber si la circulación de la sangre es anormal. Las embolias (coágulos de sangre) y algunas anormalidades pulmonares se detectan usando xenón-133.

El tecnecio se concentra en áreas de crecimiento celular descontrolado y el tecnecio-99m (isótopo artificial, la “m” indica meta-estable), ayuda a localizar tumores en el cerebro, tiroides y riñones. La “Tomografía de emisión de positrones” o PET utiliza radioisótopos que emitan positrones (como flúor-18 o carbono-11) para estudiar desórdenes cerebrales. El paciente recibe glucosa que tenga carbono-11 y la emisión de positrones va disminuyendo conforme es metabolizada la glucosa marcada. Así se sabe que el cerebro de un esquizofrénico metaboliza sólo un 20% de la glucosa metabolizada por un cerebro normal. El fósforo-32 ayuda a detectar cáncer a los huesos y la radiación gamma del cobalto-60 destruye los tejidos cancerosos. Los pacientes con cáncer de tiroides reciben yoduro de sodio que tenga yodo-131. La radiación emitida por este radioisótopo (que es captado por la tiroides), destruye las células cancerosas sin afectar el resto del organismo.

La irradiación destruye bacterias, mohos y levaduras y son éstos los que hacen que los alimentos se deterioren. Con la irradiación los alimentos pueden conservarse durante años en buen estado (a temperatura ambiente y adecuadamente empacados). También se usa en la esterilización de productos médicos desechables (inyectables, mascarillas, batas quirúrgicas y otros).

BIBLIOGRAFÍA

- Química. (2005) Edición GenChem. ACS. Editorial Reverté. España.

- http://dora-javier.blogspot.com/2010/11/aplicaciones-de-los-isotopos.html

Q.F. JUAN JOSÉ LEÓN CAM <jjleon@lamolina.edu.pe>

Dpto. de Química. U. Nacional Agraria La Molina. PERÚ.

PERIPECIAS DE LA FENILALANINA

Las proteínas son consideradas las moléculas más importantes de los seres vivos por desempeñar funciones muy variadas e importantes en el organismo. Son moléculas muy grandes formadas por cientos o miles de moléculas pequeñas, los aminoácidos. Durante la digestión, las proteínas de nuestros alimentos, son separadas en aminoácidos y éstos se utilizan para elaborar nuestras propias proteínas y también para elaborar otras moléculas. Los aminoácidos siguen una ruta metabólica que depende de su estructura.

La fenilalanina se encuentra en la mayoría de alimentos y es considerado uno de los aminoácidos “esenciales” para el hombre porque debe estar presente en su dieta ya que no puede ser elaborada a partir de otros compuestos. Es necesaria para la síntesis de neurotransmisores, tirosina y otras sustancias.

La fenil-alanina contenida en nuestros alimentos, es convertida en tirosina por acción de la “fenil-alanina-hidroxilasa” una enzima que introduce un –OH en posición “para”. Luego, la “tirosina-transaminasa” (otra enzima) convierte su grupo –NH₂ en C=O (“transaminación”) transformándola en el ácido p-hidroxi-fenil-pirúvico, que continúa el metabolismo.

La fenilcetonuria o PKU (del inglés “phenylketonuria”) es una enfermedad genética y hereditaria descubierta por Fölling en 1934, al comprobar la presencia de gran cantidad de ácido fenil-pirúvico en la orina de pacientes con retardo mental. Todos los pacientes que eliminan este ácido en su orina presentan cierto grado de deficiencia mental. Ellos carecen o tienen deficiencia de la “fenil-alanina-hidroxilasa” y, por ello, no metabolizan con normalidad la fenilalanina (no la convierten en tirosina) y ésta se va acumulando en la sangre. Cuando su concentración es alta, también sufre la “transaminación” dando ácido “fenil-pirúvico” y otras fenil-cetonas que se eliminan por la orina.  Sin tirosina el organismo no puede elaborar compuestos muy importantes (nor-adrenalina, adrenalina, dopamina, melanina, etc.) y, si esto continúa, pueden producirse daños cerebrales e incapacidad intelectual.

Desde hace varios años se dispone de pruebas simples para detectar el ácido fenil-pirúvico en la orina o la fenil-alanina en la sangre. Cuando se halló que este mal es genético, se dirigió la atención hacia los recién nacidos para detectar a los afectados con este mal y lograr su normal desarrollo. En muchos países, es obligatorio someter a los recién nacidos a una prueba de detección temprana para descartar la existencia de PKU. Esta fue la primera enfermedad genética que dispuso de una prueba de rutina y se está analizando la posibilidad de tratarla mediante terapia genética.

Al bebé se le extrae una muestra de sangre para determinar si la cantidad de fenilalanina es mayor a la normal. Un nivel mayor a 8,0 mg/dl es considerado alto y, para prevenir los daños, el bebé debe ser alimentado con una dieta especial baja en fenilalanina (sólo lo necesario para su crecimiento normal) y alta en tirosina. Idealmente el tratamiento debe iniciarse en los primeros 7 a 10 días de vida y mantenerse durante toda la vida, aunque es posible flexibilizar un poco la dieta después de la adolescencia sin daños graves.

Durante sus primeros meses de vida, los niños nacidos con PKU parecen normales, pero si no reciben tratamiento alguno, comienzan a perder interés en su alrededor y pueden tardar en aprender a sentarse, gatear o caminar. Los niños no tratados tienen la piel más pálida y el cabello más claro que los otros miembros de su familia porque sin tirosina no pueden sintetizar melanina, que es el pigmento oscuro de la piel.

Para heredar la enfermedad, es preciso que el niño reciba 2 genes anormales, uno de cada progenitor. Un portador es aquel que tiene un gen normal y uno anormal. Los portadores no tienen problemas de salud, pero pueden trasmitir la enfermedad a su descendencia. Si ambos padres son portadores, el hijo puede nacer con PKU, puede ser portador o puede nacer sano.

A pesar que existen medicamentos para controlar el PKU, el mejor tratamiento consiste en disminuir la cantidad de fenilalanina en la dieta. El paciente no debe comer ningún tipo de carnes, huevos, leche, leguminosas, pan, galletas y derivados. Tampoco debe consumir "aspartamo" (Equal ®  o NutraSweet ®) un edulcorante sintético que contiene una elevada cantidad de fenilalanina. Los alimentos que lo contienen deben llevar esta advertencia en su etiqueta.

BIBLIOGRAFÍA

- Yurkanis B., Paula (2008). Química Orgánica. 5º Edición. Pearson Educación.

- http://www.nacersano.org/centro/9388_9977.asp

Q.F. JUAN JOSÉ LEÓN CAM <jjleon@lamolina.edu.pe>

Departamento de Química. Universidad Nacional Agraria La Molina. PERÜ

TRADICIÓN del AYER... DROGAS del MAÑANA (I)

NOTAS SOBRE LA CHANCAPIEDRA y LAS UÑAS DE GATO

LA CHANCAPIEDRA.- Las especies del género Phyllanthus (del griego phyllon, hoja, y anthos, flor), Familia Euphorbiaceae son arbustos que crecen en la Amazonía alta y baja. Algunas especies son conocidas como chanca piedra o piedra con piedra, porque son utilizadas desde la antigüedad para eliminar cálculos biliares y renales, para el tratamiento de infecciones urinarias y como diurético, principalmente. Se sabe que contienen lignanos, flavonoides, alcaloides, entre otros metabolitos.

En la década de los noventa grupos de investigación brasileros aislaron de P. sellowianus un nuevo alcaloide que se denominó filantimida con moderado efecto antiespasmódico, y se usó como prototipo para la obtención de varios análogos (como fenil-succinimidas y fenil-malemidas), los que presentaron una actividad antiespasmódica más potente que la misma filantimida, además de propiedades analgésicas y antifúngicas. Además, aislaron tres fitoesteroides muy comunes en las plantas, como el estigmasterol, β-sitosterol y campesterol que nunca habían sido evaluados como analgésicos y cuyos resultados farmacológicos indicaron también una acción analgésica equivalente a la de la aspirina. Estos resultados plantean que el efecto analgésico encontrado se debe al sinergismo de varios compuestos, actuando probablemente por mecanismos diferentes. 

LAS UÑAS DE GATO.- Se calcula que hay unas 60 especies de Uncaria a nivel mundial. Durante el boom de estas especies, en la década de 1990s, varias especies de otras familias botánicas también se conocían como “Uña de gato”, como la Bauhinia aculeata (Cesalpinaceae), Byttneria hirsuta (Esterculiaceae), Doxantha unguiscatti (Bignoniaceae), Chondodendrum aculeatum (Verbenaceae), Mimosa acantholoba (Fabaceae), Zanthoxyllum  fagara (Rutaceae), entre otras y, para referirse a las Uncarias se las llamaba “uñas de gato verdaderas”. En esta nota, usaremos el nombre común de “uña de gato” para las dos únicas especies del género Uncaria que crecen el Perú: Uncaria tomentosa y Uncaria guianensis, de la Familia Rubiaceae.  Además, la U. tomentosa también se conoce como garabato amarillo, mientras que a la U. guianensis como garabato colorado por la coloración de su corteza.

En la obra “La Uña de Gato y su Entorno” (1994), Cabieses nos recordó que, aunque no hay registros de su uso, se sabe que se han utilizado desde la antigüedad por las tribus. Narra también en esa obra cómo el ciudadano peruano Luis Schuler, hijo de padres austriacos, estaba afectado de varias dolencias, entre ellas un severo cáncer pulmonar, que no era superado aún con el “tratamiento con cobalto” al que era sometido en Lima. A su regreso a Pozuzo (a 80 km de Oxapampa), una indígena, ama de llaves de la familia, le recomendó que usara una corteza que se llamaba “Toront” que su padre, un curandero de la tribu campa, utilizaba como anticonceptivo y para curar “bultos” y otras tumoraciones. Ese tratamiento permitió al paciente vivir quince años más.

Aunque publicaciones en los años 1970s reportan diversos componentes químicos de estas Uncarias y de otras especies del género, no ha sido hasta el año 1986 con los estudios de Wagner, de la Universidad de Munich, Alemania, que se demostró el efecto inmunomodulador de los alcaloides oxindólicos tetracíclicos y pentacíclicos y posteriores estudios conjuntos de los grupos de investigación de Lock y de Pizza, de la Pontificia Universidad Católica del Perú y de la Universidad de Salerno, Italia, respectivamente, así se fue conociendo la presencia de otros componentes químicos como los glicósidos del ácido quinóvico, que presentaron propiedades antiinflamatorias. En los últimos años los estudios están orientados a los compuestos fenólicos por su propiedad antioxidante.

REFERENCIAS

Yunes R., Calixto J. ed. 2001. Plantas Medicinais, Argos – Editora Universitaria, Santa Catarina.

Lock, O. 2003. Tesis para optar el Grado de Doctor en Ciencias Químicas, PUCP.

Dra. OLGA LOCK SING <olock2006@yahoo.es>

Sociedad Química del Perú

UNA 'GOTA' DE ÁCIDO ÚRICO

Se conocen como “purinas” a un grupo de compuestos que tienen el núcleo de la purina. Entre ellos tenemos algunos alcaloides estimulantes como cafeína (café, té, yerba mate, guaraná y bebidas gaseosas), teofilina (té y algunos medicamentos) y teobromina (cacao); las bases “purínicas” (guanina y adenina) que forman parte de los ácidos nucleicos (ADN y ARN) que se encuentran en el núcleo de las células animales y vegetales; el ácido úrico (en la sangre, orina, deposiciones de pájaros, guano) y otros.

El ácido úrico (antiguamente llamado ácido lítico) es un sólido cristalino que no tiene el grupo funcional típico de los ácidos, pero puede formar sales (uratos) mediante un hidrógeno de propiedades “ácidas”. Tiene un origen interno o “endógeno” (por las reacciones de degradación de las células) y otro externo o “exógeno” (por el metabolismo de las purinas de los alimentos). Más de los 2/3 partes del ácido úrico que circula en nuestra sangre es producido por nuestro hígado a partir de nuestros alimentos. Su principal vía de eliminación es por la orina. Tanto el ácido úrico como los uratos son muy poco solubles en el agua y tienen propiedades “antioxidantes”. Se cree que a ellos se debe casi la mitad de la capacidad antioxidante de la sangre.

Muchas especies animales transforman el ácido úrico en una sustancia mucho más soluble en agua (alantoína). Como el hombre no tiene esa capacidad sus niveles de ácido úrico en sangre son mucho mayores que los de la mayoría de mamíferos y, habitualmente, muy próximo al límite de su solubilidad, pudiendo precipitar (cristalizar) aún con un pequeño incremento.

Los efectos más comunes que se originan por tener niveles elevados de ácido úrico en la sangre (hiperuricemia) son la gota y los cálculos renales (litiasis renal úrica), mientras que los niveles bajos están relacionados con la ausencia de la esclerosis múltiple. Un estudio de 20 millones de registros médicos de pacientes del Reino Unido mostró que, curiosamente, casi siempre la esclerosis múltiple y la gota son mutuamente excluyentes.

El ácido úrico de nuestra sangre se mantiene en solución cuando su concentración es menor a 7,0 mg/dl. A mayor concentración, las posibilidades de cristalizar aumentan y, como la solubilidad casi siempre aumenta con la temperatura, la cristalización ocurre especialmente en las zonas de menor temperatura como las articulaciones del primer dedo (pulgar) de los pies (puede llegar a 32 ºC) y en las rodillas. Si la concentración es mayor, la cristalización puede ocurrir incluso en tejidos más calientes, como la piel.

La gota es una enfermedad muy antigua, conocida desde la época del médico griego Hipócrates. Se consideraba propia de la aristocracia porque, en su mayoría, la sufren los ricos por sus excesos en comida y alcohol. Sin embargo, también puede presentarse en personas de baja condición económica e incluso en vegetarianos. Víctimas famosas de gota son Alejandro Magno, Enrique VIII, Cristóbal Colón, Leonardo da Vinci, Isaac Newton y John Milton.

Es una enfermedad hereditaria originada por un trastorno en el metabolismo, en el que aumenta el nivel de ácido úrico sanguíneo (por una menor eliminación o por una mayor producción debido a un excesivo consumo de alimentos ricos en purinas como vísceras, mariscos y legumbres). Al formarse cristales de urato de sodio, éstos se depositan en las articulaciones, ocasionando intensas y dolorosas inflamaciones que se llaman “ataque agudo de gota”. En hombres se presenta generalmente a partir de los 40 años. En mujeres sólo ocurre después de la menopausia porque las hormonas femeninas (estrógenos) potencian su eliminación por la orina. La gota no tiene cura, pero puede ser bien controlada con medicamentos anti-inflamatorios y manteniendo bajo el nivel de ácido úrico en la sangre. Si no es tratada por años se forman “tofos”, que pueden deformar las articulaciones.

Las heces de aves, reptiles y murciélagos tienen elevadas cantidades de ácido úrico y, por ser ácidas, pueden dañar la pintura de los vehículos. El guano contiene casi un 25 % de ácido úrico, por lo que es una de las principales fuentes para obtenerlo comercialmente. Existe una amplia gama de pigmentos de insectos que son producidos a partir del ácido úrico y se los llamó “pterinas” (del griego pteron = ala), por haber sido hallados en las alas de las mariposas. Por ejemplo xantopterina, eritropterina y drosopterina.

BIBLIOGRAFÍA

http://www.saludysintomas.com/2009/09/gota-y-acido-urico.html

http://www.chm.bris.ac.uk/motm/motm.htm.- The molecule of the month.

 Q.F. JUAN JOSÉ LEÓN CAM  <jjleon@lamolina.edu.pe>

Departamento de Química. U. Nacional Agraria La Molina.

LAVOISIER Y LA NUTRICIÓN

El químico francés Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794), fue un gran teórico pero también un hombre eminentemente práctico: fue un científico, un inventor, un innovador y un hombre de negocios. Se ha escrito bastante sobre su aporte a la Química, pero muy poco de su contribución a la Nutrición.

Al empezar el siglo XVIII, la combustión y la calcinación de minerales no podían ser explicadas por la teoría del flogisto vigente ya que, contrario a lo que predecía dicha teoría, el sistema en combustión ganaba peso. Lavoisier se puso a estudiar dichos fenómenos, pero ¿cómo estudiarlos si el fuego no se puede aislar ni pesar?. Si se pudiera observar directamente los átomos y moléculas, no habría ningún problema, pero como eso no era posible fue necesaria la teoría y teorizando Lavoisier era un genio.

Para entender su pensamiento, es preciso conocer qué se pensaba en esa época acerca del aire común y corriente. Los partidarios de la teoría del flogisto pensaban que el aire era un elemento, pero Lavoisier pensó que en el aire atmosférico había dos tipos de aire: uno el “aire extra puro” que servía para la respiración y el otro el “aire mefítico” que no servía para la respiración o la combustión. Para probar esta idea, hizo un experimento: separó los dos tipos de aire, luego volvió a unirlos y produjo la combustión. Razonó que si ésta no se realizaba, entonces faltaba el flogisto, pero si la combustión se producía, entonces era la fijación o la liberación del “aire extra puro” (oxígeno) la que causaba la ganancia o la pérdida de peso y no el fuego.

Probablemente, Lavoisier estableció una similitud entre la combustión de la madera y la respiración de un organismo animal ya que en ambos casos hay un material comburente (madera y alimento), ingresa oxígeno, sale dióxido de carbono y producen calor. Así llegó a la conclusión que ambos procesos eran oxidaciones y que había una semejanza entre el fuego y la vida: Lavoisier estableció que los nutrientes del alimento pasan por un proceso de combustión interna y que la nutrición era básicamente una combustión.

Lavoisier era abogado, pero más era hombre de negocios y científico. Invirtió una herencia familiar en adquirir una concesión para cobrar impuestos: le prestaba dinero al estado y luego se cobraba con la recaudación de impuestos. Esta afición probablemente lo llevó a ser un hombre eminentemente práctico y a formular la ecuación de balance energético:

A partir de esta ecuación contable, Lavoisier pensó que si se pudiese medir la oxidación en el alimento (calor de combustión o Energía bruta) y la oxidación en el organismo animal, se podría saber cuánto de alimento necesita el organismo animal. Probablemente, esta es la primera idea de requerimiento nutritivo. Lavoisier quien antes había inventado la balanza, se propuso medir la oxidación e introdujo la caloría como unidad de medida y, junto con Laplace, inventó el calorímetro tal como lo conocemos hoy en día para medir el calor de combustión. Con la calorimetría demostró que la respiración es el origen de una combustión lenta, análoga a la combustión directa del carbón.

Con la ecuación de balance energético Lavoisier demostró la validez de la ley de la conservación de la energía en el organismo animal y por eso en Nutrición cuando analizamos el lado izquierdo de la ecuación, estamos estudiando el valor nutritivo de los alimentos y al analizar el lado derecho, estudiamos los requerimientos del organismo animal. Sin embargo, Lavoisier estaba convencido que la respiración sólo se daba en los pulmones y eso retrasó el conocimiento de la respiración celular. Después se encontró que había alimentos que no daban energía al organismo. Se requirió el enfoque de la Estadística Mecánica en Termodinámica y la introducción de los isótopos en el estudio del metabolismo intermediario para entender el metabolismo energético en términos de las reacciones bioquímicas.

En 1789 Lavoisier publicó el libro Traité élémentaire de chimie, donde propuso nuevos conceptos y una nueva notación para la química. Por los años 1960, en un Congreso donde se le rendía homenaje, uno de los conferencistas recordó el libro y afirmó que se parecía a una edición antigua de un libro de Química Orgánica moderno. Es el más grande elogio que se le haya podido dar a un científico. En 1794 Lavoisier murió en la guillotina, durante la Revolución Francesa. El haber hecho negocios con la monarquía lo llevó a la muerte y, con su desaparición, Francia perdió a un genio, finalizó su Siglo de Oro de la Química y perdió su supremacía en la Química y la Nutrición.

Lavoisier fue uno de los primeros científicos en combinar la reflexión racional (formación de la hipótesis y la deducción) con la observación y verificación de la realidad. Con eso sentó las bases de la Nutrición y la Química moderna ya que estableció que la nutrición del organismo es básicamente una combustión y demostró que los seres vivos están sometidos a las mismas leyes físico-químicas que se aplican al resto de la naturaleza.

BIBLIOGRAFÍA

Jean-Pierre Poirier, Antoine-Laurent de Lavoisier (1743-1794): Life and Works

http://historyofscience.free.fr/Lavoisier-Friends/a_contents_lavoisier.html

DR. VÍCTOR GUEVARA CARRASCO <vguevara@lamolina.edu.pe>

Departamento de Nutrición.- Universidad Nacional Agraria La Molina.