Los químicos y los alimentos

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La inmortalidad del cangrejo

Por Lorena Durán Riveroll

La Paz, Baja California Sur (BCS). Cuando daba los cursos de Química I y II en bachillerato, una pregunta recurrente en el primer día de clase era: ¿A mí para qué me sirve saber química si quiero estudiar (y aquí puede ir casi cualquier carrera: diseño, arquitectura, contabilidad, administración, turismo y un enorme etcétera)?. La respuesta, una y otra vez, era: ¡saber química sirve para la vida!

Tener conocimiento fundamental de química puede evitar que seamos engañados por vendedores de productos milagro, así como caer en lo que se conoce como quimiofobia, que es el temor hacia los químicos. Este temor es cada vez más común; la mercadotecnia y un cúmulo de personas mal informadas, pero con mucha iniciativa y una conexión a internet, han popularizado el miedo hacia las sustancias que en el imaginario popular son toxinas o venenos. Pero ¿Qué es una toxina? ¿Qué es un veneno? Y más importante, ¿Qué es un químico?

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Toxinas, venenos y químicos (y químicas)

Empecemos por las toxinas. Aunque está muy de moda decir que todo es tóxico, esto no tiene mucho que ver con la realidad. Las toxinas son sustancias producidas por algunos organismos que resultan nocivas para otros porque se unen a proteínas en algunas células. Esto hace que esas células no puedan realizar las acciones necesarias para la vida normal.

Por ejemplo, la tetrodotoxina, producida en la piel y el hígado de algunos peces globo, se une a unas proteínas de las neuronas y células musculares. Al hacerlo, impide la transmisión de señales para que los músculos puedan generar movimiento, y entre los músculos afectados están los que facilitan la respiración. Esta situación produce rápidamente la muerte por parálisis respiratoria. Esta es la toxina presente en el famoso platillo japonés fugu. Para preparar un fugu correctamente, los chefs se entrenan por muchos años y aprenden a poner en las láminas del filete solo una cantidad pequeñísima de toxina, que toman apenas rozando con el cuchillo el hígado del pescado. Quienes lo han consumido dicen que se sienten flotar y cosquilleos por todo el cuerpo. Sin embargo, si durante la preparación se agrega un miligramo de toxina, algo así como la mitad de la cabeza de un alfiler, el resultado puede ser la muerte en pocos minutos.

Los venenos, por otro lado, son sustancias también producidas por organismos, pero en este caso, se fabrican en glándulas específicas y con fines específicos. Por ejemplo, las arañas, los alacranes y algunas serpientes producen veneno para cazar a sus presas. No son toxinas porque el veneno se produce con el fin de hacer daño o matar. La toxina resulta ser tóxica más bien de manera accidental.

También existen toxinas y venenos que no son producidos por organismos. Una sustancia se considera tóxica cuando hace daño al organismo de manera no intencional. Los venenos se producen siempre con el fin de envenenar.

Finalmente, los químicos. Un químico, como una química, son hombres y mujeres que han estudiado la carrera de química. La confusión se ha dado por una mala traducción del inglés de la palabra chemical. En ese idioma sí existe la diferencia sencilla entre chemical – sustancia química –, y chemist – persona que ha estudiado la carrera de química. Entonces, cuando hablamos de chemicals, la traducción correcta es sustancias químicas, ya que, de otra manera, se puede cometer una injusticia con las personas que nos hemos dedicado al estudio de la química cuando dicen, por ejemplo, elimina a los químicos de tu vida.

La maldad de las sustancias químicas

Una vez que hemos establecido que hablaremos sobre sustancias químicas y no sobre químicos, surge la pregunta: ¿son malas las sustancias químicas? La respuesta es sí y no. Y es así porque absolutamente todo lo que nos rodea es sustancia química. Nosotros mismos somos sustancias químicas: proteínas, grasas, azúcares, vitaminas, minerales, o sea, átomos. Todo lo que podemos ver, tocar, sentir u oler, son sustancias químicas porque todo está formado por átomos. En ese aspecto, los venenos son sustancias químicas, tanto como la fruta fresca que comemos por la mañana.

Ahora hablemos de los alimentos. No hay alimentos sin sustancias químicas, porque todos los alimentos son eso, sustancias químicas. Son, como toda la materia, una serie de átomos que se unen en moléculas que se unen para formar compuestos. Lo mismo la lechuga que los caramelos. Lo mismo un pepino que una lata de tomates.

El peligro en los alimentos

A lo largo de la historia humana, el mayor peligro de los alimentos ha sido su consumo cuando están en malas condiciones. Un alimento en mal estado contiene una elevada cantidad de bacterias; muchas de ellas producen toxinas y pueden causar infecciones intestinales graves e incluso la muerte. De hecho, hasta hace un par de siglos, la muerte por infecciones e intoxicaciones alimentarias era algo muchísimo más común que ahora.

¿Y cómo podemos deshacernos de las bacterias en los alimentos? Una opción es darles un tratamiento térmico. Pero si el alimento ya está putrefacto, aunque matemos a las bacterias con el calor, las toxinas producidas permanecen y nos pueden enfermar. Lo mejor es evitar que proliferen las bacterias y los hongos en los alimentos. Pero ¿cómo?

Antes de tener acceso a sistemas de refrigeración o congelación, o a conservadores artificiales, algunos métodos como el secado al sol o el salado fueron de enorme ayuda. Tanto así, que estos métodos se siguen utilizando, de manera que encontramos la deliciosa carne seca, el bacalao tan navideño y la exquisita cecina, por ejemplo. Sin embargo, ahora existen una serie de procesos, como el enlatado y el liofilizado, y sustancias como el benzoato de sodio, que pueden aumentar la seguridad y la vida de anaquel de muchos alimentos.

Desde que se empezaron a utilizar procesos y sustancias para proteger a los alimentos de la putrefacción, la esperanza de vida humana ha aumentado significativamente. Por supuesto que este aumento se debe a una serie de factores y no solo a los procesos de conservación de alimentos, pero, sin duda, estos han tenido mucho que ver.

Sin embargo, también es cierto que se han asociado ciertos riesgos al uso de algunos conservadores y procesos, incluyendo procesos tradicionales, como el asado o el ahumado. Y aunque vivimos en una época en la que los alimentos son más seguros que jamás en la historia, siempre surgen nuevos riesgos asociados a estos, así como a las maneras de cocinarlos y conservarlos.

Si bien los alimentos enlatados, en conserva, salados o congelados son una excelente opción para algunas ocasiones y para disminuir el desperdicio al aumentar la vida de anaquel, tampoco debemos consumir únicamente alimentos conservados y procesados. No, no son alimentos tóxicos; no contienen toxinas. No obstante, aunque los procesos para la producción de alimentos tienen muchos mecanismos de seguridad alimentaria, durante estos procesos se les agregan sal y/o azúcares en cantidades excesivas para potenciar el sabor. Y el riesgo proviene, esencialmente, de estos excesos. También pueden contener altas cantidades de grasas saturadas y perder algunas vitaminas solubles en agua. Los excesos de algunos nutrientes y las pérdidas de otros podrían implicar un riesgo para la salud si únicamente se consumen alimentos procesados.

La dosis hace al veneno

Theophrastus Phillippus Aureolus Bombastus von Hohenheim, quien se autonombró Paracelso (¡y qué bueno!) fue un médico suizo de finales del siglo XV, y es considerado el primer toxicólogo. Él fue el primero en entender y explicar cómo ciertas sustancias pueden ser curativas en dosis bajas y letales en dosis altas. A él se atribuye la frase dosis sola facit venenum, “la dosis hace al veneno”. Y sabemos que es cierto porque, en altas dosis, cualquier cosa que nos digan que es buena, puede causar la muerte.

¿Alguna vez has escuchado que el agua potable es tóxica? Bueno, no lo es. No, al menos en las dosis que consumimos comúnmente. Pero en el 2007, en un (absurdo) concurso en California, una mujer de 28 años murió por intoxicación hídrica. Jennifer Strange participó en un concurso que consistía en beber mucha agua y no orinar, a cambio de ganar un Nintendo Wii. Poco después de terminar, sintió un dolor de cabeza y se retiró a su casa, donde un poco más tarde, fue hallada muerta. Esta historia triste confirma que cualquier exceso puede ser mortal.

En la actualidad, existen un sinnúmero de vendedores de vitaminas, suplementos con proteínas vegetales o animales y, recientemente, los nuevos llamados superalimentos. Estamos bombardeados de información, por un lado, sobre las míticas toxinas en algunos alimentos y lo milagroso de otros. Pero, al final, todo es un truco publicitario. El secreto de una alimentación adecuada consiste en no caer en los excesos, cosa difícil, sobre todo con el azúcar, las grasas y la sal. Una dieta equilibrada debe basarse principalmente en alimentos frescos, sin embargo, consumir alimentos conservados no es un problema, siempre que no sean la base cotidiana de la dieta ni se consuman en exceso.

Dicho de otra manera, en realidad nada es inofensivo. Cualquier cosa puede ser, potencialmente, un veneno. El secreto está en la dosis.

Gracias, como siempre a mis lectores de prueba: Esteban y Fernando Sánchez y la participación especial del Dr. Eduardo Fócil Némiga. Muchísimas gracias por sus comentarios para mejorar este texto.

Páginas de consulta:

https://verificiencia.com/

https://www.bbc.com/mundo/noticias-44854542

https://revistas.ecosur.mx/ecofronteras/index.php/eco/article/view/1836/1827

AVISO: CULCO BCS no se hace responsable de las opiniones de los colaboradores, esto es responsabilidad de cada autor; confiamos en sus argumentos y el tratamiento de la información, sin embargo, no necesariamente coinciden con los puntos de vista de esta revista digital.

La emocionante temporada de mareas rojas

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La inmortalidad del cangrejo

Por Lorena Durán Riveroll

A veces, el mar parece lleno de sangre. Desde tiempos bíblicos se ha observado este fenómeno, pero ¿Qué es?

La Paz, Baja California Sur (BCS). Desde mi ventana, a lo lejos se ve el mar. Y de unos días para acá, tiene un color extraño, con grandes franjas rojizas o ligeramente cafés. Y es que estamos presenciando una marea roja, como se les llama a estos fenómenos que hacen que el mar cambie de color, y a mí me emociona verlo. La primera vez que vi una marea roja en todo su esplendor, me quedé boquiabierta. El mar tenía un color tan impresionante, que parecía la escena brutal de una película; parecía que habían matado a alguna enorme bestia marina y el mar se había teñido con su sangre. Y cuando lo vi, quise saltar al agua. Y salté.

Es extraño que se les llame mareas rojas, porque lo que sucede no se relaciona con las mareas y tampoco son siempre rojas; pueden ser verdes, anaranjadas, amarillas o incluso pueden estar ocurriendo sin que haya un cambio de color. También hay algunas que provocan una cantidad sorprendente de espuma, como se puede ver en este impresionante video. Por lo que, ahora sé que, ese cambio de color en el mar es causado por la acumulación de millones y millones de células tan pequeñas como el punto de la pluma más fina, llamadas microalgas. Donde cada célula es un organismo completo, y tienen pigmentos que les sirven para absorber la luz del sol.

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FOTO: Hugo Pérez. Noctiluca scintillans, uno de los dinoflagelados causantes de la marea roja y la bioluminiscencia nocturna. Muestra de la Bahía de Todos Santos, Ensenada, B.C., marzo 2022.

¿Quiénes son y qué hacen las microalgas?

¿Has escuchado cuando dicen que todo el oxígeno que respiramos proviene de las selvas y los bosques? Bueno, pues eso no es del todo cierto. La principal fuente del oxígeno del planeta en realidad son las microalgas, que son como plantas microscópicas que flotan en el mar. Y flotan porque no tuvieron otra opción evolutiva, pues el poco espacio para establecerse en las zonas costeras, la enorme profundidad de los océanos y la pobreza de nutrientes en los suelos marinos, no les permitieron evolucionar como plantas con raíces. Entonces, permanecieron como pequeñas células flotantes que absorben el dióxido de carbono y los nutrientes del agua y flotan para tener acceso a la luz solar. Y es así, como con estos ingredientes, producen la energía para vivir y reproducirse.

Las microalgas son el alimento de todos los pequeños animales del mar. Y estos animalitos son el alimento de otros más grandes, como las sardinas. Y las sardinas son, a su vez, el alimento de otros organismos más grandes. Es decir, las microalgas son la base de la red trófica.

Las grandes guerras microscópicas

Las microalgas son transportadas por las corrientes a todo el planeta, y están presentes en todos los mares y océanos del mundo. Pero, no se encuentran todas las especies en todos los lugares, pues su supervivencia depende de las condiciones ambientales, como la temperatura, los nutrientes disueltos en el agua y la salinidad. Por lo tanto, en distintos lugares, encontraremos distintas especies.

FOTO: Fernando Sánchez. Diatomea del género Chaetoceros con sus espinas de sílice. Muestra de la Bahía de Todos Santos, Ensenada, B.C., marzo 2022.

Pero su vida no transcurre tranquilamente. Las microalgas se defienden de sus depredadores y compiten con otras, y para ello han desarrollado diversas estrategias. Algunas crecen con espinas afiladas, hechas de sílice, es decir, de vidrio. Otras, se reproducen extremadamente rápido, de manera que el número de sobrevivientes siempre es muy superior al número de muertas por haber sido consumidas, y también, así compiten para aprovechar más nutrientes y usarlos rápidamente. Mientras que otras, producen toxinas, siendo estas últimas, las que personalmente, considero son las más interesantes.

Mareas rojas y toxinas

Normalmente, en el mar hay una mezcla de muchas especies de microalgas. Pero en algunas ocasiones, sobre todo (pero no únicamente) en los meses de primavera y verano, una sola especie prolifera sobre todas las demás. Todavía no sabemos por qué sucede, pero hay estudios que apuntan a que la contaminación que vertimos al océano puede estar relacionada, pues nuestros desechos, sobre todo los orgánicos como las aguas negras y los fertilizantes que se escurren con las lluvias, son nutrientes para ellas. Y puede ser que la especie que prolifera sea productora de toxinas.

FOTO: Lorena Durán. Marea roja de Noctiluca scintillans en el Golfo de California, 2016.

Las toxinas de las microalgas, pueden causar graves intoxicaciones en humanos y en diversos animales marinos como lobos, ballenas, delfines, peces y aves. Pues, estos compuestos se acumulan principalmente en moluscos como mejillones, ostiones y almejas, pero también en algunos peces, que cuando son consumidos, acarrean las toxinas y algunas de ellas pueden ser mortales.

Existen diversos registros de la muerte de personas y fauna marina por toxinas producidas por microalgas. En México, un caso emblemático se presentó en las costas del Pacífico en 1995, en el cual se reportó la intoxicación de casi 200personas, de las cuales, tres fallecieron. También, se reportó la muerte de 129 tortugas y seis delfines (más datos aquí). Actualmente, cuando se observa una marea roja se emiten alertas y las autoridades sanitarias realizan análisis de toxinas en los pescados y mariscos. Cuando se detectan toxinas, se impide su pesca y venta, con el fin de impedir intoxicaciones humanas.

Sin embargo, a pesar de varios años de estudios en todo el mundo, todavía no entendemos por qué producen estas toxinas. Existen hipótesis sobre su uso para defenderse de sus depredadores; otras mencionan que pueden ser sustancias relacionadas con procesos celulares, y otras, que son desechos que, por mala suerte para nosotros, nos resultan tóxicos. La verdad es que, para entenderlo, necesitamos investigar mucho más.

El lado bueno

Casi todas las historias tienen un lado bueno, y las microalgas que producen toxinas, no son la excepción. Aunque algunos compuestos producidos por ellas pueden causar daños graves o la muerte, otros se están investigando como agentes terapéuticos contra diversas condiciones y enfermedades. En el Laboratorio de Ecología Química del CICESE, estudiamos justamente estos compuestos, tanto los que dañan como los que podrían, en un futuro no muy lejano, ser utilizados para tratar enfermedades como el cáncer.

Nuestra colección de cultivos tiene más de 200 cepas, casi todas ellas de dinoflagelados, un tipo particular de microalgas con una maquinaria biosintética extraordinaria. En algunas especies su genoma es más de 50 veces mayor que el del humano, y llegan a tener hasta 220 cromosomas (los humanos tenemos 46).

FOTO: Lorena Durán. Dinoflagelado en cultivo del género Amphidinium, en el que se observa el núcleo y los cromosomas (flecha).

Por eso, cuando me asomo por la ventana y veo que el mar ha cambiado de color, me preocupo y me emociono, porque me apasionan las microalgas que forman mareas rojas y que producen compuestos cuya función y potencial aún no conocemos. Y entonces, salimos a tomar muestras para cultivarlas y seguirlas estudiando. (Aquí te comparto, una breve historia de cómo decidí dedicarme al estudio de estos organismos).