domingo, 30 de noviembre de 2008

Regalo de risas

A mis viejos compañeros y amigos de Química en la PUCP.

De los mejores regalos de cumpleaños que he recibido. Fue un espectáculo sencillamente Pero debo rectificarme de un post anterior, en el que identifiqué mal a un miembro de Les Luthiers (me dí cuenta del gran error a mitad del espectáculo). No es Carlos Núñez "el químico" (el primero de la derecha en la imagen), el que nos hizo reír con las historias de Mastropiero, sino Daniel Rabinovich (en el centro), notario de profesión.

Proteínas

''The quintessential English Sunday lunch. w:Roast beef, roast potatoes, vegetables and w:yorkshire pudding. Actually, the beef was kind of tough.'' Photo from flickr: http://flickr.com/phEntre mis nutrientes favoritos, las proteínas están a la cabeza de la lista. Y no sólo porque soy adicta a la leche (fría y sin azúcar), al bistéc recién hecho o a un plato de arroz con arvejitas (guisantes), sino porque a nivel molecular son una maravilla de la naturaleza.
Comencemos por decir que las proteínas son una enorme familia de sustancias que están presentes en todo tipo de células. Tal es así su presencia en nuestro organismo, que alrededor del 50% de nuestro peso en seco es proteína. El cuerpo humano contiene cerca de 100.000 proteínas diferentes. Sirven como componentes estructurales en los tejidos, piel, uñas, músculos y tendones; como catalizadores en síntesis biológicas y reacciones de degradación (enzimas); como hormonas, anticuerpos y neurotransmisores. Transportan oxígeno en la corriente sanguínea, así como también parte de los productos de deshecho del metabolismo. Ningún otro tipo de compuestos tiene tal variedad de funciones en los seres vivos.
Pero, cualquiera que sea su función, todas las proteínas son químicamente similares al estar compuestas por los mismos bloques básicos (building blocks), llamados aminoácidos. La naturaleza del grupo R establece la diferencia entre uno y otro aminoácido.

En las proteínas, los aminoácidos se encuentran unidos unos a otros a través de enlaces amido (enlace peptídico), formando polímeros (polipéptidos) de gran tamaño. Lo que es sorprendente es que todas las proteínas en el cuerpo humano están constituídas por sólo 20 aminoácidos diferentes. Y lo que es aún más sorprendente es la preferencia exclusiva de la naturaleza por sólo el enantiómero L en todos los aminoácidos procedentes de los seres vivos (con la excepción de la glicina, que no es quiral).
La mayoría de las proteínas incluyen, además de moléculas de polipéptidos, pequeñas moléculas orgánicas y/o iones metálicos (grupo prostético), sin cuya presencia la proteína en su conjunto carecería de su función biológica característica.
El arreglo o secuencia de aminoácidos a lo largo de la cadena de una proteína (estructura primaria) le da su identidad única. El cambio en sólo un aminoácido puede alterar las funciones características de la proteína. Por otro lado, la naturaleza de los grupos R determina en gran medida el arreglo tridimensional de las proteínas (caracterizado por sus estructuras primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria), determinante para el adecuado funcionamiento de una proteína. Así, la molécuala se dobla o se pliega de tal forma que minimiza el contacto de grupos hidrofóbicos con el medio acuoso y maximiza los contactos de los grupos hidrofílicos con las moléculas de agua. El enlace de hidrógeno, los enlaces puentes disulfuro, y los enlaces iónicos son otros tipos de interacciones que afectan la disposición espacial de las proteínas.
La ingesta de proteínas a través de los alimentos es la forma que tiene el cuerpo de obtener aminoácidos para la síntesis de sus propias proteínas. Nuestros cuerpos pueden sintetizar 10 de estos aminoácidos en cantidades suficientes para cubrir nuestras necesidades. Los otros 10 (algunos hablan sólo hablan de 8, al excluir a la cisteína y la histidina) deben ser ingeridos y se les denomina aminoácidos esenciales porque son componentes necesarios de nuestra dieta. Pero tan importante como la cantidad es la calidad de proteína que se ingiere. Proteínas que no posean o que tengan sólo pequeñas cantidades de algunos aminoácidos se dice que son de bajo valor biológico. Es por ello que se necesitan en cantidades mayores. Muchas proteínas vegetales son pobres en lisina y metionina. Por ejemplo, proteínas de legumbres contienen sólo pequeñas cantidades de metionina, mientras que las proteínas del arroz, trigo y maiz son pobres en lisina, así que una combinación de arroz y arvejas (guisantes) proveerían de los aminoácidos esenciales. Por el contrario, en las proteínas animales, todos los aminoácidos se encuentran en una proporción balanceada. Una dieta que incluya carne, leche, huevos o queso provee de todos los aminoácidos esenciales.

domingo, 16 de noviembre de 2008

Antoine Lavoisier

Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794) fue un químico francés cuyas cuidadosas mediciones cuantitativas y precisos experimentos, convirtieron la química del siglo XVIII en ciencia. Lavoisier perteneció a la aristocracia parisina, y aunque estudió leyes, dedicó gran parte de su tiempo libre a la química. Sus mayores hallazgos fueron fruto de sus estudios en reacciones de combustión. La inclusión del peso de los gases en el balance de masas durante una reacción, le permitieron elaborar su famoso principio de que "nada se gana ni nada se pierde" en una reacción química. En su libro "Elementos de Química" publicado en 1789, Lavoisier enuncia su ley de la conservación de la masa de la siguiente manera: "Podemos establecer como un axioma incontestable que, en todas las operaciones del arte y la naturaleza, nada se crea; una cantidad igual de materia existe tanto antes como después del experimento".
Lavoisier supo interpretar la investigaciones realizadas por otros científicos, como los de Joseph Priestley y Henry Cavendish, que unidos a sus propios experimentos, lo condujeron a ser el primero en dar a conocer la existencia del gas oxígeno; a demostrar que el agua no era un elemento como se creía en ese entonces, sino que estaba compuesto por oxígeno e hidrógeno; y, a determinar que el aire esta formado principalmete por una mezcla de un gas inerte (ázoe o nitrógeno) y otro activo (oxígeno). Estos hallazgos lo llevarían a probar la participación del oxígeno del aire en la combustión, poniendo fin a la teoría del flogisto.
Sus estudios se extendieron al proceso de respiración de los seres vivos. En colaboración con el matemático Pierre Simon de Laplace, Lavoisier observó que el calor producido por una coballa al exhalar una cantidad determinada de CO2, es similar a la cantidad de calor producido por la combustión de carbón para dar la misma cantidad de CO2. Este resultado les permitió concluir que la respiración era en realidad un proceso de combustión. Aunque no llegaron a entender los detalles del proceso (supusieron que la reacción tenía lugar en los pulmones y no en las venas y arterias, como luego descubriría Magnus en 1837), este fue un paso importante en el desarrollo de la bioquímica.
Asimismo, se le reconoce como uno de los pioneros de la nutrición. Con la ayuda del químico Armand Séguin, Lavoisier midió el calor producido por el cuerpo cuando es sometido a esfuerzo físico y al consumo de diversas cantidades y tipos de alimentos. Un dibujo realizado por Madame Lavoisier, que se ilustra a sí misma tomando notas en una mesa cercana, muestra a Séguin sentado y presionando un pedal, con una máscara de cobre en su rostro que captura el aire expirado. Un médico toma el pulso de Séguin para determinar los efectos del ejercicio físico y el consumo de alimentos.

Sus descubrimientos científicos no lo pudieron proteger de la intolerancia del Reino del Terror de la Revolución Francesa. Su condición de inversionista en una compañia recaudadora de impuestos, le supuso la muerte por guillotina en 1794. A la petición de clemencia por parte de su esposa y sus colegas, alegando lo mucho que Lavoisier había hecho por la Revolución como químico, se les respondió con esta célebre frase: "La Revolución no necesita de científicos".

jueves, 6 de noviembre de 2008

Nutrición-Desnutrición

El 16 de Octubre se celebró el Día Mundial de la Alimentación. En un momento en que todos parecemos tener sólo ojos y oídos para la crisis financiera, la prensa ha sido capaz de encontrar un resquicio entre sus titulares para traernos la cruda realidad de más de 900 millones de personas que pasan hambre. Es más, en países como Perú, uno de cada cuatro niños de entre 1 y 5 años sufre desnutrición crónica.
Pero a primera vista, no parece lógico que países como la India, Ecuador o Perú sufran problemas de desnutrición cuando son de los mayores productores y exportadores mundiales de algunos alimentos (arroz, plátano y espárragos, respectivamente). Y es que saciar el hambre no implica necesariamente librarse de la desnutrición.
Se define nutrición al proceso mediante el cual el organismo incorpora, transforma y utiliza diversas sustancias (nutrientes) necesarias para el buen funcionamiento del cuerpo. Los alimentos contienen además de los nutrientes, otras sustancias sin valor nutritivo, que pueden condicionar el aspecto físico, textura, olor y gusto del alimento.
Los nutrientes son, entonces, compuestos químicos que participan activamente en las reacciones metabólicas para mantener las funciones del organismo. Todos ellos contribuyen al funcionamiento celular. Hay seis grandes clases de nutrientes: proteínas, carbohidratos, lípidos o grasas, minerales (en los que se incluye el agua), y vitaminas. Las grasas y los carbohidratos son nuestras mayores fuentes de energía. En tiempos de ayuno o hambruna, el cuerpo es también capaz de generar energía a partir de las proteínas. Las membranas que envuelven todas las células de nuestro cuerpo están hechas principalmente de moléculas de lípidos, aunque también están presentes moléculas de proteínas y carbohidratos. Todos los catalizadores celulares (enzimas) son en esencia proteínas, pero muchas de ellas no pueden funcionar sin la presencia de moléculas relativamente pequeñas de vitaminas.
Debido a que no existe un único alimento que contenga todos los nutrientes necesarios, o de tenerlos no están presentes en cantidades suficientes, es indispensable ingerir periódicamente una amplia variedad de alimentos.
Un informe sobre desnutrición materno infantil (2008) realizado por la revista médica The Lancet, alerta sobre la importancia de una nutrición adecuada los dos primeros años de vida. Las consecuencias de la desnutrición infantil, principalmente por deficiencia de hierro y micronutrientes como vitamina C, zinc y calcio, se traducen en menor peso y talla, así como en daños irreversibles en el desarrollo físico, intelectual y emocional.
Las políticas económicas de los años 80 fomentaron la rentabilidad económica de los alimentos, de tal forma que los países en desarrollo "abandonaron los cultivos orientados a la alimentación de la población y se centraron en la producción destinada a la exportación". Para que países como la India, Ecuador o Perú erradiquen el hambre y la desnutrición, es necesario tomar una amplia batería de medidas (e. g. mayor acceso a la asistencia médica, eliminar las barreras del comercio, evitar la especulación con los alimentos, etc.), pero hay una que es indispensable, "el regreso a las políticas agrarias diseñadas en función de las necesidades de la población".
Y para terminar, quisiera incluir una frase dicha por un responsable del Programa Mundial de Alimentos: "si los gobiernos tienen recursos para rescatar sus bancos, seguro que también deben tenerlos para dar de comer a los hambrientos".
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