Agradecimientos

Este libro me ha supuesto enfrentarme a unos cuantos retos. He tenido que repasar todos los conceptos de biomedicina que estudié en su día, los que me sonaban, los que había olvidado y los que no conocía; condensarlo en apenas unas páginas; escoger si cuento esto o mejor lo otro; sintetizar en uno o dos párrafos conceptos que ocuparían capítulos enteros. Y a pesar de ello, esta es una de las partes que más me cuesta escribir.

Me cuesta porque, desde mis primeros pasos en la divulgación, estoy agradecida por tantísimas cosas que me da miedo simplificarlo demasiado y quedarme corta. Pero aquí va mi humilde intento.

Gracias a ti, por leer este libro y confiar en él y en mí.

Gracias a los que, desde el primer momento, quisisteis escuchar lo que tenía que decir, y a los que seguís haciéndolo cada día, en especial aquellos que optáis por contármelo en vuestros mensajes.

Gracias a mis compañeros, por inspirarme, por vuestro increíble trabajo, por hacer que la ciencia (y divulgarla con vosotros) sea infinitamente más divertida.

Gracias a Miriam, por darle vida a este libro con sus ilustraciones.

Gracias a mis amig@s, por aceptar que me divorciase de mi vida social durante los últimos meses, y recibirme con los brazos abiertos al final de este camino.

Gracias a mi familia, por todo su amor en los momentos fáciles y en los que no lo son tanto, por aguantar mis noches de llorera por miedo a un examen, y luego por miedo a hablar delante de cientos de personas.

Gracias a Ignacio, por haber hecho de este libro, de la divulgación y de todo lo demás un camino de muchas más rosas.

Este libro es también vuestro. ♥

Os quiero,

SANDRA

Introducción

Se habla mucho del milagro de estar vivos: por qué, de entre todos los planetas, surgió vida en este; de entre todas las especies, evolucionó la tuya; de entre todas las personas que pudieron haber nacido, naciste tú. A mí me gusta pensar en ello de modo un poco más literal. El cuerpo humano es un sistema increíblemente complejo formado por toda una red de células distintas que, mientras lees este libro despreocupadamente, captan nutrientes y los transforman, fabrican proteínas, secretan hormonas, transmiten impulsos nerviosos, se contraen e incluso nos defienden contra las amenazas de fuera, y que gracias a todo ello consiguen hacer funcionar un organismo entero. Es precisamente por eso, por su complejidad, por su enjambre de moléculas, por tantísimos elementos que lo componen y que interaccionan entre sí, que es fácil que alguno meta la pata. Desde el momento en que fuiste concebido hasta este preciso instante hay muchas cosas que podrían haber salido mal: una infección que comienza con una bacteria despistada y se nos va de las manos, una pequeña mutación que termina en un ejército de células inmortales, o un gen que se activa en un momento de tu vida y te la cambia para siempre. Y aun así, aquí estás. Para mí, ese es el verdadero milagro de la vida: que a estas alturas no hayas muerto.

Pero debo reconocer que, cuanto más conoces el cuerpo humano y cómo funciona, mejor entiendes que sea capaz de hacer frente a todo eso. Porque lejos de un milagro, lo que te salva es tu propia biología: no eres consciente de hasta qué punto tu organismo está preparado para enfrentarse a casi cualquier cosa, por muy mal que pinte. De que, a pesar de no ser siempre así, cuando un gen muta, lo reparas; cuando una bacteria entra con malas intenciones, la destruyes; y cuando una célula pierde el control, a veces, incluso se suicida por el bien del resto. La cuestión es que encontré en esta reflexión una excusa perfecta para hablar de lo que más me fascina: la biomedicina. Esta disciplina estudia lo que eres y cómo funcionas, tanto a pequeña escala (genes, proteínas o células) como en su conjunto, entendiendo el organismo como un todo. La biomedicina trata de comprender qué es lo que te hace estar vivo, cuál es la causa y el efecto de cada pequeña alteración en tu cuerpo, y de qué modo puede, o no, arreglarse. Y si podemos estudiar eso es porque, de algún modo, todos somos parecidos.

Entre tú y yo existe una enorme cantidad de diferencias, y sin embargo muchos de nuestros procesos biológicos se rigen por las mismas normas. Hay muchas formas de vida, pero todas utilizan los mismos bloques de construcción como base: los elementos que se encuentran en la naturaleza. Es como si tuvieses que construir una sociedad en miniatura con piezas de LEGO. Crearías árboles, ríos y personitas, pero utilizarías las mismas piezas fundamentales para todos. A lo largo del libro, a medida que pases de un capítulo al siguiente, te darás cuenta de que algunos conceptos se repiten, como esos bloques de LEGO.

De todos ellos, probablemente el concepto más importante sea el del equilibrio. Nuestro organismo es parecido a una receta de cocina: tiene las cantidades exactas de los ingredientes que necesita, y tanto la falta como el exceso de uno de ellos puede tener consecuencias importantes en el resultado final. Es por eso por lo que, como verás, muchas de las enfermedades a las que nos enfrentamos vienen dadas precisamente por un desequilibrio en nuestro cuerpo, porque rompemos esa estabilidad que lo hace funcionar. Porque este equilibrio es tan delicado que nuestra existencia parece peligrar a cada segundo, y sin embargo aquí seguimos.

Estudié Biomedicina porque quería comprender qué es lo que nos permite seguir con vida a pesar de todo esto y decidí escribir este libro porque me encantó la idea de poder compartir esas respuestas. Mi objetivo es mostrarte el mapa básico del funcionamiento de tu cuerpo para que entiendas de qué estás hecho, cómo funcionas y cómo interaccionas con tu entorno. Quiero darte una visión general de la biomedicina que te permita no solo saciar esa curiosidad que te llevó a leer este libro, sino que a partir de aquí seas capaz de entender mejor otras cosas que ni siquiera están escritas en estas páginas. Si consigo lo primero, estaré más que feliz. Pero si además logro lo segundo, habré hecho algo mucho más valioso. Este es un libro que va de principio a fin, no solo por sus páginas, sino en cuanto a su contenido: comienza por la molécula más esencial de la vida y avanza a través de innumerables obstáculos hasta el final de nuestros días, en los que el cuerpo se enfrenta a las secuelas del tiempo en una lucha consigo mismo. Pero no nos adelantemos. Empecemos por donde hay que empezar, por el principio: cuando aún nos queda una vida por delante. ¿Qué puede salir mal?

Despacito y buena letra

Antes de intentar sobrevivir al entorno, nuestro cuerpo tiene que sobrevivir a sí mismo y estar preparado para lo que pueda salir mal. Rara vez somos conscientes de la complejísima red de estructuras que nos conforma: lo que para ti es casual, lo que das por hecho (como dormir, comerte un pastel o caminar), viene dado por un conjunto de procesos que se complementan para llevar a cabo hasta las acciones más simples. En este primer capítulo quiero explicarte los mecanismos más básicos que nos hacen funcionar: el ADN, las proteínas o las células madre. No tendría sentido que en un curso de informática te explicasen cómo reparar un ordenador sin enseñarte antes cómo funciona.

Estamos hechos de millones y millones de células de muchos tipos distintos que, constantemente, se dividen y dan lugar a más células que renuevan nuestros órganos y tejidos. Todo esto lo pueden hacer gracias a que contienen unas moléculas que llevan las instrucciones genéticas que guían este proceso: el ADN. Por eso es importante que, cada vez que se forme una nueva célula, la dotemos de una copia de esta información. El problema es que el ADN es una molécula tan compleja que no podemos copiarla de cualquier manera. Es un proceso meticuloso, artesanal, hecho pasito a pasito. Pero hasta los mejores artesanos a veces se equivocan, y nuestro cuerpo, por muy bien que suela apañárselas, tampoco se libra de meter la pata de vez en cuando. Solo que, a diferencia de nuestro organismo, el artesano no tiene tanto en juego.

1

El ADN

¿Dónde empieza todo?

Es difícil establecer un punto de partida cuando quieres explicar algo tan complejo como el ser humano. Aun así, estarás de acuerdo conmigo en que tiene sentido empezar por uno de los elementos más pequeños que nos componen: la célula. Mientras que la mayoría de los seres vivos están formados por una sola célula (como las bacterias) otros organismos (como el nuestro) están formados por muchísimas más. Tu cuerpo es, a fin de cuentas, un conjunto organizado de células de distintos tipos que se agrupan para formar tejidos especializados en desempeñar una función concreta. Por ejemplo, las células de la retina captan la luz para que podamos ver; las del páncreas sintetizan sustancias que facilitan la digestión; y las de la piel nos protegen del medio que nos rodea. Pero toda esta orquesta sería imposible sin el que vendría a ser su director. ¿Te has parado alguna vez a pensar que, a pesar de los millones de células que te forman, surgiste a partir de una sola? ¿Quién le dijo a esa primera célula lo que tenía que hacer? Si queremos encontrar una respuesta, tenemos que mirar en el interior de la célula en busca de una molécula llamada ADN. En ella está escrita nuestra información genética, que define cómo funcionan nuestras células, cuándo se tienen que dividir o cómo responder a un estímulo externo. Básicamente, define cómo somos. Y es precisamente esta información genética, este ADN, el que se transmite de generación en generación y, por tanto, es el responsable de que te parezcas a tus progenitores y de que tus hijos se parezcan a ti.

Si tuvieses que buscar el ADN dentro de la célula, lo encontrarías en dos sitios: en las mitocondrias, unas estructuras celulares increíbles que ya conocerás más adelante; y en el núcleo, que actúa como el centro de control de la célula. Dentro de estos compartimentos, la molécula de ADN está constituida por dos cadenas de información unidas y enroscadas sobre sí mismas formando una doble hélice. Pero ¿qué hay escrito en estas cadenas que nos defina como individuos? Seguramente hayas oído decir que el ADN está formado por cuatro letras: A, T, C y G, pero ¿qué significa esto? ¿Tenemos literalmente letras dentro de nuestras células? En realidad, el ADN es algo más que eso. El ADN o ácido desoxirribonucleico es uno de los dos tipos de ácidos nucleicos que existen, junto con el ARN o ácido ribonucleico, del que hablaremos más adelante. Se llaman ácidos nucleicos porque están formados por una secuencia de moléculas más pequeñas denominadas nucleótidos. O sea, que los nucleótidos son las piezas a partir de las cuales se construye la cadena de ADN. Una forma fácil de imaginárselo sería pensar en un collar de perlas, colocadas en fila una tras otra, del mismo modo que la secuencia de nucleótidos forma el ADN. Pero el ADN no está hecho de una sola cadena, sino de dos cadenas enroscadas, por lo que el símil sería más acertado si imaginamos dos collares de perlas enrollados entre sí.

Esta analogía es bonita, pero los nucleótidos son algo más complejos que una perla. En realidad, cada uno de ellos está formado por tres elementos: una pentosa (un tipo de azúcar), un grupo fosfato (un átomo de fósforo unido a cuatro de oxígeno) y una base nitrogenada (que le da la «personalidad» al nucleótido, ahora entenderás por qué). La pentosa y el grupo fosfato se unen intercalándose entre sí (pentosa-fosfato-pentosa-fosfato...), formando el esqueleto de ADN, la base sobre la cual se construye la cadena. Volviendo a la metáfora anterior, vendrían a ser el hilo del collar de perlas. Pero un hilo sin perlas no es un collar, nos falta un elemento clave: las bases nitrogenadas, que se van a ir uniendo en secuencia sobre este esqueleto de pentosas y grupos fosfato. Siendo más precisos, podríamos decir que las perlas del collar son, más que los nucleótidos, las bases nitrogenadas. Existen cuatro tipos de bases, y son las que van a distinguir cada tipo de nucleótido: adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G). ¿Te suenan? Las cuatro letras que componen el ADN son, en realidad, el nombre de las cuatro bases que forman los nucleótidos, a los que llamamos por las letras A, T, C y G según la base nitrogenada que tengan. Nuestro ADN es una secuencia larguísima de estos cuatro nucleótidos (cada uno formado por su base nitrogenada, pentosa y grupo fosfato), en plan A-A-C-T-G-T-T-T-G-A...

Pero las bases cumplen, además, otra misión: mantener unidas las dos cadenas de ADN. Esto lo consiguen gracias a una propiedad muy peculiar, ya que las bases de ambas cadenas son capaces de unirse las unas con las otras, pero no de cualquier modo: las adeninas (A) se unen con las timinas (T), y las citosinas (C) se unen con las guaninas (G). Como un match de Tinder, pero por narices. Este es el motivo por el que ambas cadenas del ADN son complementarias, de modo que, si una cadena tiene la secuencia AATTCG, la otra cadena tendrá la secuencia complementaria TTAAGC.

La estructura del ADN y sus nucleótidos. El ADN es una secuencia de unas moléculas más pequeñas llamadas nucleótidos. Estos, a su vez, están formados por tres partes: una pentosa (un tipo de azúcar), un grupo fosfato (un átomo de fósforo unido a cuatro de oxígeno) y una base nitrogenada que da nombre al nucleótido (A, T, C, G).

EN RESUMEN... Un azúcar, un grupo fosfato y una base nitrogenada forman un nucleótido (A, C, T, G); la combinación de nucleótidos constituye cada una de las cadenas del ADN; ambas cadenas, con sus secuencias complementarias de nucleótidos, se unirán y enrollarán entre sí y darán lugar a la doble hélice de ADN.

Es posible que sientas cierta decepción. O sea, que la base de la vida, la información que contienen todas y cada una de tus células y que define quién eres, ¿está contenida en cuatro letras? ¿Cómo puede ser que a partir de esta secuencia de cuatro nucleótidos se forme un organismo entero y funcional? ¿Cómo es capaz la célula de leer esa información?

Sin genes no hay proteínas

Hay que entender el ADN como un libro de recetas que contiene las instrucciones para sintetizar las moléculas «obreras» de la célula: las proteínas. Suelen llamarse así porque lo hacen prácticamente todo: forman las estructuras de la célula, facilitan las reacciones químicas, transportan moléculas por el organismo, regulan la división celular y nos ayudan a defendernos contra las infecciones, entre tantas otras cosas. Por eso decimos que «el ADN contiene la información necesaria para el funcionamiento y desarrollo de la célula», porque sirve para sintetizar las proteínas que llevan a cabo estas funciones.

La secuencia de ADN se puede dividir en fragmentos más pequeños que sirven para producir un tipo de proteína: los genes. Si el ADN fuese aquel libro de recetas del que hablábamos, cada gen sería uno de sus capítulos, y contendría la información necesaria para sintetizar una proteína. Por eso, la pregunta que hay que hacerse es: ¿qué ingredientes lleva una proteína? Pues igual que el ADN está formado por pequeñas piezas llamadas nucleótidos, las piezas que forman las proteínas son los aminoácidos. Solo que, en lugar de cuatro (como los nucleótidos), existen ni más ni menos que veinte tipos de aminoácidos que se combinan de una forma u otra para dar lugar a todas las distintas proteínas de la célula. Existen miles y miles de ellas, y sin embargo cada una está formada por una secuencia única de aminoácidos. Como cada aminoácido tiene unas propiedades químicas distintas, es precisamente esta secuencia la que determina las características de una proteína, es decir, qué estructura tiene y cuál es su función.

Pero para cocinar una receta necesitas no solo saber qué ingredientes utilizar, sino qué hacer con ellos. Si un gen es un fragmento de ADN con la información para sintetizar una proteína, podríamos decir que la secuencia de nucleótidos del gen describe la secuencia de aminoácidos que tendrá la proteína. Pero aquí hay algo que no cuadra: ¿cómo pasamos del alfabeto de cuatro letras del ADN al alfabeto de veinte letras de las proteínas? Pues de la misma forma en que se pasa de un idioma a otro: traduciendo.

2

Las proteínas

Charlie y la fábrica de proteínas

¿Te imaginas una biblioteca sin libros? ¿Un museo sin obras de arte? ¿Un equipo sin sus jugadores? Sería igual de absurdo que una célula sin sus proteínas, y todavía más sin la molécula que la ayuda a construirlas. Gracias al ADN, la célula tiene a mano las instrucciones para sintetizar las proteínas que necesita en cada momento. La pregunta es: ¿cómo se «lee» esa información? ¿Cómo se «lee» el ADN? Pues siguiendo dos pasos: transcribir y traducir.

Como hemos dicho, la información genética de la célula consiste esencialmente en instrucciones para producir proteínas. Más concretamente, cada gen del ADN contiene la información necesaria para sintetizar un tipo de proteína. El primer paso para la síntesis de proteínas es convertir la secuencia de ADN del gen en una secuencia de ARN. ¿Y cuál es la diferencia entre el ADN y el ARN? El ARN es el otro tipo de ácido nucleico, como comentamos en el capítulo anterior. También está formado por una secuencia de nucleótidos, pero con dos ligeros cambios. El primero es que los azúcares de sus nucleótidos son algo distintos: en lugar de estar compuestos por una desoxirribosa como en el ADN, contienen una ribosa (por eso el ADN se llama ácido desoxirribonucleico y el ARN, ácido ribonucleico). El segundo cambio es que en lugar de timina (T) contiene el nucleótido uracilo (U), aunque el resto de las bases nitrogenadas son las mismas: adenina (A), citosina (C) y guanina (G). Por tanto, el ARN es una secuencia de los nucleótidos A, U, C, G y, de forma parecida al ADN, las bases tienen el poder de unirse con sus complementarias: las adeninas (A) se unen con los uracilos (U), y las citosinas (C) con las guaninas (G). Así, para pasar de un gen a una proteína, primero hay que generar una secuencia de ARN a partir de la secuencia de ADN, de forma que si tenemos una secuencia AATTCCGC, pasemos a la secuencia UUAAGGCG. Este primer paso de la receta se denomina transcripción y lo hace una proteína llamada ARN polimerasa, que desenrolla la doble hélice de ADN, se coloca sobre una de las cadenas y va leyendo el ADN nucleótido a nucleótido, construyendo una secuencia complementaria de ARN. Es decir, que si lee una A añade una U, si lee una G añade una C, y así con toda la secuencia del gen, hasta tener la molécula completa de ARN.

El segundo paso es la traducción, que se llama así porque consiste en traducir la secuencia de nucleótidos del ARN a la secuencia de aminoácidos de la proteína. Pero plantea un pequeño reto que resolver. La transcripción de ADN a ARN es relativamente fácil porque ambos son una secuencia de cuatro nucleótidos. Pero si existen veinte tipos distintos de aminoácidos..., ¿cómo se las apaña la célula? La clave para resolver este problema es que los nucleótidos, para formar aminoácidos, se van a leer de tres en tres, en tripletes. Es decir, las distintas combinaciones de tres nucleótidos darán lugar a un aminoácido específico (por ejemplo, AAA dará lugar a una lisina, AAC a una asparagina, AGC a una serina, etc.). Este código que utiliza la célula para traducir la información de nucleótidos a aminoácidos es el código genético, que define qué combinaciones de tres nucleótidos dan lugar a qué aminoácidos. Cada uno de los tripletes de nucleótidos del ARN que codifican un aminoácido se llama codón, y el responsable de traducir los nucleótidos a aminoácidos es una estructura dentro de la célula, denominada ribosoma. Cuando le toca traducir, el ribosoma se une al ARN y va leyendo los tripletes de nucleótidos o codones de este, añadiendo el aminoácido correspondiente a la cadena de la futura proteína, que va creciendo con cada aminoácido que se le añade. Cuando el ribosoma lee un codón UGC añade una cisteína, cuando lee un codón GCU añade una alanina, y así sucesivamente. Para que lo entiendas mejor, es como seguir una receta. Imagina que quieres cocinar una sopa y que cada ingrediente viene codificado por tres letras: AAC es agua, GCU es pollo y CAC es sal. El ribosoma vendría a ser el cocinero, que lee los ingredientes y los añade; el código genético sería la receta que sigue el cocinero; y los ingredientes, los aminoácidos. Solo que en este caso, en lugar de una sopa, cocinamos una proteína.

Cómo fabricar una proteína a partir del ADN. Este proceso requiere dos pasos: la transcripción (se pasa de ADN a ARN) y la traducción (de ARN a proteína). Después, la proteína se pliega adoptando su forma característica.

EN RESUMEN... El ADN nos dice cómo construir las proteínas, pero para ello se necesitan dos pasos: la transcripción (se pasa de ADN a ARN) y la traducción (de ARN a proteína).

Pero las proteínas son más que su secuencia de aminoácidos. Se trata, ni más ni menos, de una de las moléculas más complejas y sofisticadas que se conocen, pues cada proteína contiene una estructura tridimensional única. Por eso, una vez terminadas la transcripción y la traducción, la proteína debe plegarse sobre sí misma. Este plegamiento depende de los aminoácidos de la cadena, ya que, según cuáles tengamos, se unirán entre ellos de una forma u otra, haciendo que la proteína adopte su forma característica. Es parecido a la globoflexia, solo que en lugar de construir perritos a partir de globos, construimos proteínas únicas a partir de una cadena de aminoácidos que, una vez plegadas, están listas para la acción.

En resumen, la transcripción y la traducción son los mecanismos por los cuales las células leen la información genética de sus genes, pasando de ADN a ARN, y de este a proteínas. Esto es lo que se conoce como expresión génica; es decir, cuando un gen da lugar a la proteína que codifica, decimos que se está expresando. Al final, la célula es una fábrica de proteínas que, en lugar de producirlo todo en masa, consigue producir las proteínas que necesita en cada momento regulando qué genes se expresan, y cuáles no. Como si encendiese unas máquinas hoy y otras máquinas mañana.

¿Dónde se mete toda esta información?

Del mismo modo que el resto de los seres humanos, surgiste a partir de una sola célula. Eso significa que esa célula contenía toda la información genética necesaria para dar lugar a una persona como tú. De hecho, todas tus células contienen esa misma información, la misma copia de ADN en su núcleo. ¿Cómo puede caber en un espacio tan pequeño toda la información necesaria para desarrollar y mantener un organismo entero?

A pesar de que se habla mucho de la «molécula de ADN», no te la imagines como una larga estructura que contiene toda la secuencia de información. En realidad, el ADN está repartido en varios fragmentos dentro del núcleo de la célula llamados cromosomas. Cada cromosoma contiene una parte de la secuencia de ADN con unos genes concretos, como los libros de una saga completa. En total, las células humanas tienen 46 cromosomas en su núcleo. O mejor dicho, 23 pares, ya que en realidad tenemos dos copias de cada tipo de cromosoma: una heredada del padre y otra de la madre. De los 23 pares de cromosomas, hay 22 que son iguales para todo el mundo. La diferencia está precisamente en el último par, el 23. Se trata de una pareja de cromosomas sexuales: el famoso XX del sexo femenino y XY del masculino. Todos nuestros genes se reparten entre estos 23 pares de cromosomas. Puede que no te impresione, pero ¿eres consciente de la cantidad de información genética que supone eso? Es una locura: si sumáramos todos los fragmentos de ADN de los cromosomas, acabaríamos teniendo unos 2 metros de cadena. Y no solo eso, sino que si escribiéramos en papel toda la secuencia de nucleótidos del ADN, llenaríamos libros de miles de páginas. ¿Cómo narices consigue una célula, algo tan diminuto, meter 2 metros de ADN en su incluso más minúsculo núcleo? Pues de la misma forma en que guardamos el hilo de coser: en ovillos.

El ADN en la célula. Nuestras moléculas de ADN se encuentran empaquetadas en los 23 pares de cromosomas que se guardan en el núcleo de la célula.

Dentro de la célula existen unas proteínas llamadas histonas especializadas en empaquetar muchísimo el ADN, tanto que consiguen compactarlo ¡hasta diez mil veces más pequeño que su medida original! Es por eso por lo que, en realidad, los cromosomas no están formados solo por ADN, sino también por las proteínas que ayudan a mantenerlo empaquetado. Llamamos cromatina a este conjunto de ADN y proteínas del que está compuesto el cromosoma.

Así que ADN y proteínas, pero ¿cómo? O sea, si pudieras verlo directamente, ¿qué forma tendría un cromosoma? Estoy segura de que si lo buscas en Google, prácticamente todos los resultados te enseñarán una estructura en forma de X. Aunque esta es la forma típica en la que solemos imaginarnos los cromosomas, estos solo adoptan forma de X durante la división de una célula. Durante el resto del tiempo, la cromatina de los cromosomas está mucho menos compactada, más «suelta». Por eso, si echases un vistazo al núcleo de la célula, no verías más que un gurruño de material genético y no distinguirías unos cromosomas de otros. Como una mezcla de ovillos deshilachados.

EN RESUMEN... El ADN está empaquetado dentro de las células en 23 pares de fragmentos, los cromosomas. Por eso, cada cromosoma tiene una parte de la secuencia total del ADN, es decir, una parte de todos los genes.

Estas diferencias en la forma de los cromosomas, que a veces tienen forma de X y otras de gurruño, se deben a que son estructuras dinámicas. Es decir, los cromosomas se van enrollando y desenrollando según las necesidades de la célula. Por ejemplo, si la célula necesita transcribir un gen, los cromosomas deben estar preparados para desenrollarse y permitir así la lectura de ese fragmento. Si el ADN estuviese siempre superempaquetado, la célula no podría leer bien esa información, igual que tú tendrías dificultades para leer una hoja de instrucciones hecha una bola. Por eso, los cromosomas deben empaquetarse de tal modo que permita acceder fácilmente al ADN cuando se necesite, como una biblioteca siempre dispuesta a prestar sus libros.

El ADN es más que genes

Hay algo sobre el ADN que lleva tiempo desconcertando a la comunidad científica: nuestra información genética contiene, además de genes, fragmentos de ADN que no sabemos muy bien para qué sirven. Tanto es así que hasta se le llegó a llamar ADN basura. Hoy sabemos que parte de este ADN son secuencias reguladoras que permiten la expresión correcta de los genes, asegurándose de que se activan o desactivan cuando la célula lo necesita, se expresan en el nivel que toca y solo en el tipo de célula apropiada.

Pero ¿significa eso que conocemos nuestra secuencia de ADN? Pues sí. Desde 2004, gracias al Proyecto Genoma Humano, conocemos la secuencia genética de todo nuestro genoma, es decir, de todos nuestros genes. Pero, por desgracia, esto no significa que sepamos exactamente cuál es cuál y para qué proteína codifica cada gen, porque esto no es una tarea tan fácil. Es como descubrir un jeroglífico egipcio pero no saber qué significa. Por eso, seguramente se necesiten varias décadas más para que esta información genética sea analizada al completo y podamos desentrañar todo lo que todavía nos falta por conocer.

Es increíble la cantidad de información que conseguimos almacenar en estas moléculas y toda la maquinaria que se mueve a su alrededor con un objetivo final: hacer funcionar una célula. Pero una célula es mucho más que un saquito de ADN y proteínas, porque tiene una organización interna tan estructurada, tan coordinada y tan bien pensada que despertaría la envidia de más de un arquitecto.

3

La célula

Una célula es como una pequeña empresa

Es cierto que sin ADN no tendríamos las instrucciones que nos hacen funcionar, y sin proteínas no tendríamos a nadie que las llevase a cabo. Pero al final, la unidad que lo integra todo, la que constituye nuestros tejidos, órganos y sistemas, es la célula. Cada tipo de célula está especializada en realizar una o más funciones concretas: los glóbulos rojos transportan el oxígeno por la sangre, las neuronas transmiten los impulsos nerviosos, y las células hepáticas detoxifican los medicamentos que tomamos. Pero aunque las múltiples células del cuerpo puedan llegar a ser muy distintas entre sí, al fin y al cabo, son células, y como tales comparten una serie de características básicas. Cada una de ellas funciona como una pequeña empresa dividida en varios departamentos. Los orgánulos son los compartimentos dentro de la célula encargados de una o más funciones. Cada uno tiene su propio equipo de proteínas y moléculas indispensables para las reacciones químicas que ocurren en su interior. Del mismo modo en que una empresa funciona gracias al trabajo conjunto de todos sus departamentos, la acción coordinada de los distintos orgánulos permite a la célula estar viva.

La célula, y todo lo que contiene en su interior, está rodeada por la membrana plasmática, compuesta principalmente por lípidos que le dan una estructura elástica, fina y flexible. El hecho de que esta membrana sea lipídica no es casualidad, ya que aísla el agua del interior de la célula de la del exterior. El principio lo conoces, porque si alguna vez has intentado juntar una gota de agua y una de aceite, habrás visto que no se mezclan.

La célula es como un saquito acuoso formado por un 70-85 % de agua. El medio interno de la célula recibe el nombre de citoplasma y está formado por el medio acuoso y los orgánulos y proteínas suspendidos en él. Uno de los orgánulos principales es el núcleo, delimitado por su propia membrana, que contiene los cromosomas y es el lugar más importante de síntesis de ADN y ARN, por lo que funciona como el centro de control de la célula.

Si en el núcleo se sintetizan los ácidos nucleicos, la fábrica de lípidos y proteínas es el retículo endoplasmático. Se trata de una estructura membranosa que contiene en su superficie un montón de ribosomas. ¿Te acuerdas de ellos? Son los que sintetizan proteínas a partir del ARN, en la traducción. Una vez fabricados los lípidos y las proteínas, el retículo endoplasmático los envía a otro orgánulo: el aparato de Golgi. Aquí se les hacen algunos retoques finales y se envían a otros orgánulos que los necesiten. Aun así, llevar a cabo todos estos procesos no sale gratis, porque la célula tiene que consumir constantemente energía para poder mantener activa esta maquinaria. Los orgánulos que producen energía a partir de los nutrientes que llegan a la célula son las mitocondrias. Ya hablaremos de ellas más adelante.

La célula y sus partes. La célula se divide en compartimentos más pequeños rodeados por membrana, que se encargan de una o más funciones. Se llaman orgánulos y cada uno tiene su propio equipo de proteínas y moléculas indispensables para las reacciones químicas que ocurren en su interior.

Esto que te he contado es, en resumen, lo que vendría a ser el atlas de anatomía de una célula, con las pequeñas estructuras que la hacen funcionar. Pero tenemos tantos tipos de célula con funciones tan distintas entre ellas que es normal que su anatomía difiera un poco de unas a otras. Por eso, aunque cada orgánulo realiza las mismas funciones esté donde esté (las mitocondrias producen energía tanto en una neurona como en una célula del intestino), su proporción puede cambiar según el tipo celular. Por ejemplo, los glóbulos rojos no tienen núcleo, y los adipocitos (las células del tejido graso) no son saquitos acuosos, porque no están formados principalmente por agua, sino por grasa. Lo cual tiene sentido, ya que de otra forma no podrían aislarnos del frío tan bien como lo hacen.

¿De dónde salen nuestras células?

Omnis cellula e cellula. Es una expresión que significa «toda célula proviene de otra célula» y es la base de la llamada teoría celular, que afirma que la célula es la unidad estructural básica de todos los organismos y que cada célula proviene de otra célula preexistente. Vamos, que no surgen de la nada: la única forma de obtener una nueva célula es que otra ya existente duplique todo su contenido y luego se divida en dos. Este proceso en el que la célula crece, duplica su ADN, se divide y da lugar a dos células hijas se conoce como ciclo celular.

Cada célula nueva que se forma necesita tener una copia completa de las instrucciones genéticas para poder funcionar, por lo que la replicación del ADN es un proceso esencial y muy delicado. En realidad, se parece un poco a la transcripción del ADN al ARN. En este caso, la proteína ADN polimerasa va leyendo la secuencia de nucleótidos y construyendo una cadena complementaria de ADN (a la increíble velocidad de ¡1.000 nucleótidos por segundo!). Por tanto, cada una de las dos cadenas de ADN originales se utiliza como patrón para la síntesis de una cadena complementaria, de forma que las células hijas heredarán una doble hélice de ADN formada por una cadena original y la otra recién sintetizada. Aun así, la replicación del ADN es algo más que la copia de las cadenas. Como verás más adelante, se trata de un proceso tan delicado que requiere la constante supervisión y reparación de las secuencias, ya que la proteína ADN polimerasa, lejos de ser perfecta, comete errores y puede liarla con relativa facilidad. Y eso, teniendo en cuenta que el ADN contiene ni más ni menos que las instrucciones genéticas, no es algo que la célula pueda permitirse.

Pero si todo sale bien y conseguimos tener bien copiadas las cadenas de ADN de cada cromosoma, el siguiente paso será repartirlas entre las dos futuras células hijas. Este proceso se llama mitosis y, como tal vez recuerdes del instituto, está compuesto por cinco fases principales: profase, prometafase, metafase, anafase y telofase. El conjunto de todas ellas es algo parecido a un baile, pero un baile bastante a lo grande, tipo flashmob, con un vaivén de proteínas, cromosomas y estructuras de un lado para el otro de la célula, coordinados en una coreografía que, no importa cuántas veces se divida la célula, siempre es la misma. En el primer paso del baile, la profase, el ADN de los cromosomas se condensa, haciendo que adopten la clásica forma de X, y se comienzan a sintetizar unas estructuras filamentosas llamadas huso mitótico. Los filamentos del huso, que se extienden por todo el citoplasma como una telaraña y se adhieren a los cromosomas, sirven para poder desplazarlos de un lado a otro de la célula, más o menos como un titiritero que mueve el títere mediante sus hilos. Normalmente, los cromosomas están dentro del núcleo de la célula, es decir, rodeados por la membrana nuclear. Por tanto, para poder repartir los cromosomas por la célula, será necesario romper esa membrana, lo cual ocurre en el siguiente paso: la prometafase. Una vez desintegrada la membrana nuclear, los filamentos del huso mitótico se enganchan a los cromosomas para poder moverlos. En la metafase, los cromosomas duplicados se alinean en el centro de la célula para que, en la anafase, se desplacen hacia los polos de la célula, de forma que en cada uno haya una copia de cada cromosoma. En la última etapa de la mitosis, la telofase, se comienza a formar de nuevo el núcleo de las dos futuras células, rodeando los cromosomas que, ya en el sitio que les toca, pueden comenzar a descondensarse. Después de todas estas fases de la mitosis, tiene lugar la citocinesis, en la que se forma un anillo que estrangula la célula por la mitad y termina dividiéndola en dos células hijas, cada una de ellas con una copia completa del material genético dentro del núcleo.

La división de la célula. La única forma de obtener una célula es que otra se divida. Para ello, la célula duplica su ADN (replicación) y todo su contenido, se divide y da lugar a dos células hijas (mediante la mitosis y la citocinesis).

Quién iba a decir que un proceso que se repite tantísimas veces día tras día y por todo el organismo iba a ser algo tan complejo y sofisticado, ¿eh? Teniendo en cuenta lo fácil que es que en una coreografía con tantos actores alguno meta la pata, es un alivio que la célula cuente con toda una red de proteínas «patrulla» que la van guiando a través de las etapas del ciclo celular, asegurándose de que no se produzca ningún error y de que cada paso se complete correctamente antes de continuar con el siguiente. Es algo parecido a lo que ocurre en una fábrica, en la que se van haciendo controles de calidad y comprobando que los productos se fabriquen como es debido. Más allá de detectar errores, estas proteínas patrulla también están atentas a lo que pasa en el entorno de la célula, pendientes de si se necesitan más células para activar de inmediato la división celular (por ejemplo, cuando hay que reparar una herida). De esta forma conseguimos regular el número de células que nos componen, porque al final la división celular es necesaria no solo para formar un individuo desde cero, sino también para mantenerlo, lo que permite un perfecto equilibrio entre células que nacen y células que mueren.

EN RESUMEN... Para que una célula dé lugar a otra, debe duplicar todo su contenido y dividirse en dos. El ciclo celular son las distintas etapas en las que la célula crece, duplica su ADN (replicación), se divide y da lugar a dos células hijas (mediante mitosis y citocinesis).

Las mitocondrias son multitarea

Toda esta maquinaria que hace funcionar a nuestras células tiene un coste, ya que requiere energía que permita mover los engranajes. Es por eso que la célula cuenta con sus propias centrales de energía: las mitocondrias. A partir de los nutrientes que recibe la célula, las mitocondrias producen ATP (adenosín trifosfato), una de las moléculas más importantes del organismo y que utilizan las células para llevar a cabo las reacciones químicas que necesitan para funcionar. Aunque la mitocondria es algo más que una productora de energía: es el único orgánulo de la célula que, además del núcleo, contiene ADN en su interior. Este ADN mitocondrial representa solo un 1 % del total y sirve principalmente para sintetizar las propias proteínas de la mitocondria. Hasta ahora hemos dado mucho protagonismo al ADN y los cromosomas en la división celular, pero para que una célula pueda dar lugar a dos, necesita duplicar no solo su material genético, sino también todos sus orgánulos. Si no, ¡las células hijas se irían volviendo más pequeñas con cada división! Las mitocondrias, al igual que las células, nunca se sintetizan desde cero, sino que siempre surgen por crecimiento y división de otras ya existentes, que replican su ADN, duplican su masa y luego se parten en dos. Cuando la célula se divide, las mitocondrias se distribuyen de forma aleatoria entre las células hijas.

A pesar de representarse a menudo como cilindros alargados y rígidos, las mitocondrias son en realidad un orgánulo muy dinámico, ya que cambian constantemente de forma, se fusionan unas con otras y se vuelven a separar. Se cree que el hecho de que la mitocondria sea un orgánulo tan independiente (¡con su propio ADN!) es debido a que, originalmente, evolucionó a partir de una bacteria que fue incorporada dentro de una célula hace más de mil millones de años. Y tanto la célula como la bacteria se encontraron con que esa nueva relación favorecía a ambas. A fin de cuentas, la bacteria proporcionaba a la célula energía a cambio de cobijo, por lo que terminaron evolucionando de forma conjunta hasta volverse una parte integral de la célula que conocemos hoy en día: la mitocondria. ¡A eso lo llamo yo una relación estable!

EN RESUMEN... Las mitocondrias son los orgánulos que producen energía para la célula. Lo hacen al sintetizar una molécula llamada ATP (adenosín trifosfato), que utilizan las células para llevar a cabo las reacciones químicas que necesitan para funcionar.

¿Por qué son especiales las células madre?

Me parecería injusto hablar sobre la célula sin mencionar unas de las células más fascinantes que tenemos en el organismo: las células madre. Llevan años despertando el interés de la comunidad científica debido a su increíble capacidad de dar lugar a todo tipo de células. Es gracias a esta habilidad que las células madre de nuestro cuerpo se encargan de aportar nuevas células a los tejidos que las necesitan, ya sea renovándolos de forma periódica o reparándolos cuando se produce un daño.

Las células madre son especiales porque comparten una serie de características que las hacen únicas. Para empezar, son lo que llamamos células indiferenciadas, es decir, células que no tienen las características específicas de un tipo celular concreto. No se parecen a un hepatocito, ni a una neurona, ni a un glóbulo blanco. Cuando un tejido necesita células, estas células madre indiferenciadas se dividen para dar lugar a nuevas células destinadas a formar parte de ese tejido. Progresivamente, las células hijas irán adoptando cambios físicos y adquiriendo las funciones y especialidades del tipo celular que necesita el tejido, o, dicho de otra forma, se irán «diferenciando». Por eso, las células que forman nuestros tejidos son células diferenciadas, es decir, tienen una morfología y una función concretas. Imagina un muñeco de Mr. Potato al que podemos ponerle las piezas de plástico que queramos, como unos ojos, un bigote, un sombrero o una nariz, entre otras. Podríamos decir que el muñeco sin complementos estaría indiferenciado, mientras que, a medida que le fuéramos dando unas características u otras, se iría diferenciando en distintos tipos de personaje. Pues algo parecido pasa con las células.

La indiferenciación es un concepto muy importante porque es el que distingue a los distintos tipos de células madre, ya que cuanto más indiferenciadas estén, a más tipos celulares podrán dar lugar. Esto es lo que se conoce como potencial de diferenciación. Una célula con muchísimo potencial de diferenciación (como el cigoto, la célula que se forma con la unión del óvulo y el espermatozoide) puede dar lugar a cualquier tipo de célula, ¡incluso a un organismo humano entero! En cambio, habrá otras células madre que solo puedan dar lugar a uno o varios tipos celulares concretos, como las células madre que renuevan los tejidos. Generalmente, una célula normal puede dividirse un número limitado de veces en su vida, pero si esto se aplicase a todas nuestras células no tendría mucho sentido, porque duraríamos dos telediarios. En cambio, las células madre, que tienen que estar constantemente dividiéndose y aportando nuevas células a los tejidos, tienen la increíble capacidad de dividirse ilimitadamente, tantas veces como sea necesario. Pero para poder aportar nuevas células necesitamos no solo que se dividan sin parar, sino que existan de forma ilimitada. Por eso, cuando una célula madre se divide en dos hijas, una de ellas puede quedarse como «célula madre», con las mismas propiedades que tenía antes de la división, y la otra adquirir las características del tejido, es decir, diferenciarse. Esto es lo que llamamos capacidad de autorrenovación, y es lo que permite a las células madre dar lugar a nuevas células constantemente, pero sin agotarse.

Las células madre más poderosas son aquellas que tenemos cuando todavía somos un embrión. Un ejemplo sería el cigoto, que es una célula madre totipotente, ya que tiene la capacidad de dar lugar a un organismo entero con todos sus tipos celulares. Cuando el embrión se desarrolla y se encuentra en forma de blastocisto (apenas un agregado de células) contiene células madre pluripotentes, que no pueden dar lugar a un organismo, pero sí diferenciarse en todos los tipos celulares de nuestros tejidos y órganos. A medida que dejamos de ser un embrión y nos desarrollamos, nuestras células madre van perdiendo el poder que tenían al principio de nuestra vida.

Cuando somos adultos, tenemos células madre capaces de dar lugar a más de un tipo de célula, como las células madre hematopoyéticas (que dan lugar a las células de la sangre: eritrocitos, leucocitos y plaquetas), mientras que otras, como las células madre de la piel, solo dan lugar al tipo de célula del tejido que regeneran (en este caso, células de la piel).

Es gracias a todas estas propiedades únicas que las células madre están en el punto de mira de muchas terapias, tanto es así que ya se utilizan para regenerar la piel en personas con quemaduras extensas, o para restaurar el sistema sanguíneo en pacientes con leucemia (un cáncer de células sanguíneas). Hoy en día incluso contamos con una técnica que nos permite transformar células normales adultas en células madre pluripotenciales (¡como las que teníamos siendo embriones!). Esta técnica consiste en activar la expresión de algunos genes que hacen que la célula «rebobine», desdiferenciándose de nuevo y, volviéndose, por tanto, mucho más poderosa.

EN RESUMEN... Las células madre son capaces de dar lugar a muchos tipos diferentes de células en el cuerpo, por eso sirven para renovar y regenerar nuestros tejidos. Dependiendo de lo diferenciada que esté una célula madre, será capaz de dar lugar a muchos tipos celulares (como el cigoto), o más bien a pocos (como las células madre de los adultos).

Somos seres increíblemente dinámicos, y nuestro cuerpo está mucho más vivo de lo que somos conscientes. Sin siquiera notarlo, cuando te cortas el pelo, crece; cuando te haces una herida, se cura; cuando te rompes un hueso, se repara. Pero todo tiene un coste. Tener millones de células dividiéndose a cada instante, con todas sus moléculas, proteínas y orgánulos trabajando sin parar, supone que sea relativamente fácil que en algún punto se nos escape algo. Hasta en las mejores fábricas, a veces se obtiene un producto defectuoso. La diferencia es que la fábrica lo tiene más fácil para deshacerse de él, porque a nosotros más nos vale repararlo si no queremos pagarlo caro.

4

Mutación

¿Qué es una mutación?

Hasta aquí todo ha ido de perlas. Entiendo que pueda dar la sensación de que he exagerado un poco y que nada puede torcerse, que el cuerpo se las apaña bastante bien y que todo está pensado al detalle, milimetrado. En parte es cierto, pero hasta las cosas mejor planeadas a veces salen mal, y el ADN lo sabe bien.

Todos los organismos somos susceptibles de sufrir cambios accidentales en nuestro ADN, ya sea debido al propio metabolismo de la célula o a causas ambientales que no podemos controlar. Los cambios en nuestros genes se denominan mutaciones (del latín mutare, que significa «cambiar»), y pueden deberse tanto a una variación de la secuencia del ADN como de la forma en la que esta se lee. El problema de que se produzca un cambio en un gen es que la proteína para la que codifica también cambia, lo cual puede tener consecuencias muy graves para la célula, y ya ni te cuento para el individuo. El resultado de una mutación es como una lotería. Dependiendo del sitio donde se produzca, puede ser inocuo y dejarte igual, o que te toque el gordo y sea mortal.

En contra de lo que se suele pensar, por mucho que una mutación sea un cambio en nuestra información genética, no tiene por qué transmitirse a la descendencia. Todo depende del tipo de célula en la que se produce la mutación. Básicamente, nuestras células pueden ser de dos tipos. Por un lado están las células germinales o sexuales (los óvulos y los espermatozoides), que transmiten la información genética de padres a hijos y, al unirse, forman el cigoto, la primera célula del individuo. Por otro lado, están las células somáticas, que son todo el resto, es decir, las que forman nuestros tejidos y órganos, las mainstream.

Nuestras células somáticas tienen un total de 46 cromosomas o, mejor dicho, 23 pares. Esto es así porque los óvulos y los espermatozoides tienen solo 23 cromosomas, de forma que cuando se fusionan en la fecundación dan lugar a una célula con su «pack» completo de cromosomas: los 46 totales. Por eso decimos que la mitad de nuestra información genética la heredamos de nuestro padre y la otra mitad de nuestra madre. La fecundación da lugar al cigoto, que se irá dividiendo y desarrollando para formar un organismo completo. Pero no siempre es todo tan idílico. Si una de esas dos células que se unen en la fecundación lleva consigo una mutación, la transmitirá irremediablemente al cigoto y podría dar lugar a una enfermedad en el futuro individuo. Es decir, las mutaciones que se transmiten a la descendencia son aquellas que se producen en las células sexuales.

En cambio, cuando la mutación tiene lugar en una de las células somáticas, se queda en el individuo y muere con él. Pero, aunque no se transmita a la descendencia, la mutación pasará a las células que se originen a partir de la célula mutada. El clásico ejemplo de mutación somática es el cáncer, en el cual se produce una mutación en alguno de los genes que regulan la proliferación de la célula, dando como resultado una división descontrolada y la formación de un cúmulo anormal de células, lo que denominamos tumor. En fin, tanto si se trata de células somáticas como sexuales, es vital conservar el material genético intacto, ya sea para protegernos a nosotros mismos o a los que están por venir.

EN RESUMEN... Una mutación es un cambio en nuestro ADN. Cuando se produce en las células somáticas (las que forman los órganos y tejidos) se queda en el individuo, pero si se produce en las células sexuales (óvulos y espermatozoides), se transmite a la descendencia.

¿Todas las mutaciones son iguales?

No hay una única forma de que se produzca una mutación. Mientras unas tienen consecuencias fatales, otras pasan desapercibidas. Un ejemplo de estas últimas son las «mutaciones silenciosas», en las que, a pesar de que cambie un nucleótido en la secuencia del ADN, la secuencia de aminoácidos resultante no se altera. O sea, que la proteína se forma sin problemas y aquí no ha pasado nada. ¿Cómo es posible? Esto se debe a que en el código genético hay varios tripletes de nucleótidos (o codones) que dan lugar a un mismo aminoácido. Por ejemplo, tanto el codón UUA como el UUG dan lugar a un aminoácido llamado leucina. Por tanto, si el codón UUA mutase a UUG, el resultado sería el mismo y la célula seguiría tan pancha. Es como si a una receta le echases edulcorante en lugar de azúcar: el resultado seguiría siendo dulce. Pero no siempre tenemos tanta suerte, porque como el nuevo codón codifique un aminoácido totalmente distinto, se alterará la secuencia y dará lugar a una proteína defectuosa. Ahora sí que sería como echarle sal a la receta en lugar de azúcar. Por eso, una mutación en uno de nuestros genes, por mucho que afecte a uno solo de los miles que tenemos en nuestro ADN, puede dar lugar a enfermedades tan graves como la fibrosis quística, en la que los afectados producen un moco mucho más espeso de lo normal que se acumula en zonas como el pulmón o el intestino y provoca infecciones mortales. Otro ejemplo de enfermedad producida por una mutación es la enfermedad de Huntington, en la que algunas neuronas del cerebro degeneran, lo que produce al principio movimientos descontrolados y problemas de equilibrio, y termina causando dificultades para caminar, hablar o incluso tragar.

Pero las mutaciones pueden ser todavía más bestias y afectar no solo a un gen, ¡sino a partes enteras de un cromosoma! Por ejemplo, puede pasar que un cromosoma pierda un fragmento que, al soltarse, acabe adherido a otro cromosoma. Este tipo de mutación, que a priori puede parecer algo sin mucha importancia, es causante de enfermedades como el síndrome de Prader-Willi, que se relaciona con la discapacidad intelectual y problemas en el comportamiento, entre muchas otras cosas. Pero a veces las mutaciones van incluso más allá y se dan cambios en cromosomas enteros, o dicho de otro modo: en el número total de cromosomas. El caso más conocido es probablemente el síndrome de Down, en el que existe una triploidía del cromosoma 21: tres cromosomas 21 donde debería haber dos. El resultado es, por lo general, problemas en el desarrollo intelectual y enfermedades del corazón, sistema digestivo y sistema endocrino, debido al exceso de proteínas sintetizadas por el cromosoma extra.

Hay muchos motivos por los que se puede producir una mutación. No quiero alarmarte, pero a tu alrededor, e incluso dentro de tu propio cuerpo, existen elementos capaces de modificar el ADN de las células e incrementar la frecuencia con la que ocurren las mutaciones. Estos elementos se denominan mutágenos, y los hay de muchos tipos. Pueden ser agentes químicos, como algunos fármacos o partículas presentes en el tabaco; agentes físicos, como en el caso de las radiaciones; o incluso agentes biológicos, como algunos virus capaces de mutar tu ADN. Sea como sea, una mutación es un billete de lotería que es mejor no jugar, aunque la elección no siempre esté en tus manos.

Cuando tu mayor enemigo eres tú mismo

Te sorprendería la gran cantidad de sustancias mutágenas a las que, sin darte cuenta, expones tus células cada día. Podrías incluso pensar que, si consiguiésemos aislar completamente una célula, impedir que cualquier mutágeno del exterior la encontrase, la célula estaría segura y exenta del peligro... Pero no es así. Incluso en un entorno libre de mutágenos, nuestro ADN sufrirá mutaciones de forma inevitable. ¿Cómo es posible?

Dentro de la propia célula también ocurren procesos y reacciones químicas que pueden inducir cambios en el ADN. Un ejemplo es el de la ADN polimerasa, la proteína que construye una nueva cadena de ADN en la replicación. Trabaja a una velocidad y precisión sorprendentes, sí, pero no es perfecta: cada 100.000 nucleótidos que incorpora a la nueva cadena, comete un error y coloca uno que no toca. Por suerte, la célula está al tanto y cuenta con proteínas que, a medida que se replica el ADN, van comprobando que los nucleótidos que se añaden a la nueva cadena sean los mismos que los de la cadena molde, de forma que si se produce un error, se detiene la replicación, se elimina el nucleótido erróneo y se añade el correcto. Gracias a estos sistemas de verificación que van revisando y corrigiendo los cambios que sufre el ADN, la mayoría de los errores se arreglan, y pasamos de un error cada 100.000 nucleótidos a tan solo uno cada 10.000.000. No está mal la reducción, pero ese error quedará de forma permanente como una mutación. Al final, los cambios que sufre la célula son el resultado del equilibrio entre mutación y reparación. Cuanto más se divide una célula, más probabilidades tiene de sufrir una mutación en su ADN. Por eso es más frecuente un cáncer de piel que un cáncer de corazón.

Necesitamos células que se repliquen constantemente, que renueven nuestros tejidos, que nos aporten nuevas células sanguíneas cuando las necesitemos o que reparen una herida cuando nos hagamos daño. De algún modo, que se cometan errores es un precio que pagar. Pero quien no arriesga no gana, y lo que te explico a continuación me viene como anillo al dedo para demostrártelo.

¿El oxígeno es peligroso?

¿Te has parado a pensar alguna vez en lo dependientes que somos de la comida? ¿En la loquísima cantidad de nutrientes que necesitamos ingerir al año? Para que las células puedan llevar a cabo todas las funciones que te he explicado hasta ahora necesitan un aporte constante de energía. Así que, lo menos que podemos hacer por ellas, ya que nos mantienen vivos, es darles de comer.

Para obtener energía, nuestro organismo degrada en moléculas más pequeñas los azúcares, grasas y proteínas que contienen los alimentos que comemos gracias a la ayuda de unas proteínas llamadas enzimas, que ayudan a que tengan lugar las reacciones químicas del cuerpo. El objetivo final de degradar todo esto es producir ATP (adenosín trifosfato), una molécula formada por enlaces químicos que contienen mucha energía. Esto significa que, cuando la célula los rompe, esos enlaces liberan energía que se puede aprovechar para otras reacciones químicas. El ATP es clave para la vida, ya que es la principal fuente de energía de la célula y permite que se realicen funciones en nuestro cuerpo como la contracción de los músculos, la digestión o el impulso nervioso entre neuronas. La pregunta es: ¿cómo se obtiene ATP a partir de la comida que ingerimos? La respuesta tiene lugar en las mitocondrias.

Cuando los nutrientes se han degradado lo suficiente en moléculas más pequeñas, estas entran en la mitocondria, donde son sometidas a una serie de reacciones químicas que, en su conjunto, se llaman fosforilación oxidativa, y que servirán para dar lugar a grandes cantidades de ATP. Para que estas reacciones ocurran, la célula necesita utilizar oxígeno (por eso respiramos, misterio resuelto), lo cual tiene cosas buenas y cosas malas. Por una parte, el oxígeno nos permite que tenga lugar la fosforilación oxidativa, que extrae la máxima energía de los alimentos, lo cual es bueno. Pero, por otra parte, en las reacciones en las que se utiliza oxígeno se producen de forma inevitable unas sustancias tóxicas para la célula llamadas especies reactivas de oxígeno, comúnmente conocidas como ROS (reactive oxygen species). Cuesta creer que algo tan natural como respirar sea un arma de doble filo, ¿verdad?

Pero ¿por qué son tan dañinas estas sustancias? Las ROS son moléculas que tienen un electrón (una partícula con carga eléctrica) desapareado, lo cual las hace extremadamente inestables. Para ganar estabilidad y que el electrón deje de darles dolores de cabeza, las ROS necesitan aparearlo con otro. Podría compararse con un niño pequeño que da la lata cuando se aburre. ¿Cómo podemos tranquilizarlo? Pues buscándole un amiguito. Decimos que las ROS son altamente reactivas porque, con tal de robarles el electrón que les falta, reaccionan prácticamente con cualquier molécula con la que se encuentran: ADN, proteínas, lípidos... lo que caiga. El proceso por el cual una molécula pierde un electrón se llama oxidación, por eso decimos que las ROS son agentes oxidantes, porque hacen que otras moléculas se oxiden. El problema es que el robo de un electrón resulta bastante dañino para la molécula oxidada, ya que produce un cambio en su estructura y por tanto en su función. Y si te cuento esto en un capítulo sobre mutaciones es porque a las ROS les encanta robar electrones a las bases nitrogenadas del ADN, igual que a los matones robar el dinero del almuerzo. Por ejemplo, con frecuencia oxidan la guanina y la convierten en una base defectuosa que llamamos oxoguanina. En condiciones normales, la guanina se aparearía con la citosina, pero esta oxidación la deja un tanto confusa y termina uniéndose de forma incorrecta con la adenina, generando ni más ni menos que una de las mutaciones más comunes en el cáncer.

Es cierto que las ROS son un producto natural del metabolismo de la célula, pero hay factores que pueden estimular su formación, como la radiación ultravioleta del sol o algunas sustancias tóxicas como los contaminantes, el tabaco o las drogas. Por suerte, la célula está preparada para prácticamente cualquier cosa que le echen encima. Lejos de dejar que las ROS se salgan con la suya, la célula guarda en la recámara unas enzimas especializadas en combatir a estas pequeñas ladronas. Son los antioxidantes, que reaccionan químicamente con las ROS, cediéndoles el electrón que les falta y evitando así que ataquen a otras moléculas y las oxiden (¡por eso se llaman antioxidantes!). Son como pequeños superhéroes enfrentándose al villano para salvar al pueblo.

EN RESUMEN... Las mitocondrias, para darle a la célula energía en forma de ATP, degradan las moléculas de los nutrientes en una serie de reacciones químicas. Como utilizan oxígeno, estas reacciones producen de forma inevitable unas moléculas muy dañinas y reactivas llamadas ROS, que atacan a moléculas de la célula como el ADN y las proteínas.

El mundo es un lugar hostil

Como si para la pobre célula no fuese suficiente tener que lidiar con todas las cosas que se le desmadran a diario, ya sea la metedura de pata de una proteína o una especie reactiva de oxígeno con muy mala baba, ahí fuera hay todo un ejército de mutágenos que aprovecharán la mínima oportunidad para infiltrarse entre sus estructuras hasta llegar al ADN, y no precisamente para hacerle mimitos.

Muchos de estos mutágenos son sustancias químicas que reaccionan con el ADN de mil formas distintas. Por ejemplo, los análogos de bases son moléculas que tienen una estructura química tan parecida a nuestras bases nitrogenadas que la célula no distingue entre unas y otras. Si alguno de estos análogos se infiltra en la célula durante la replicación, puede que la ADN polimerasa la incorpore a nuestras moléculas de ADN sin darse cuenta. Si por lo menos estas bases fake se apareasen con la base complementaria correcta, pues todavía, pero lo cierto es que se enlazan con la base que les da la gana y, al final, terminan provocando una mutación. Es como si en una obra de teatro necesitases reemplazar a la actriz principal y cogieses a una persona que se parece mucho físicamente, pero que no se sabe el guion: probablemente acabaría liándola.

Otros mutágenos químicos increíblemente dañinos son los agentes intercalantes, que se llaman así por su capacidad de intercalarse entre las bases del ADN, lo que distorsiona su estructura tridimensional y provoca que la ADN polimerasa se líe durante la replicación. Es decir, que elimine o añada nucleótidos de más, lo que da como resultado una proteína totalmente distinta a la que debería ser. Por desgracia, estos mutágenos están presentes en productos bastante comunes. Un ejemplo es el benzopireno, una sustancia que se encuentra en los gases de escape de los automóviles, en el humo del tabaco o en alimentos demasiado tostados, como el café o la carne a la parrilla.

Aun así, no todos los mutágenos nos los encontramos en forma de sustancias químicas. Otros, por ejemplo, son agentes físicos, como la radiación ionizante. El término ionizante es importante porque sirve para explicar por qué no toda la radiación es mala, a pesar de que nos asuste esta última palabra. Las radiaciones ionizantes son aquellas que contienen suficiente energía como para ionizar las moléculas con las que se encuentran. O dicho de otra forma: arrancarles electrones, cambiando su estructura y causándoles un daño.

Algunos ejemplos de radiación ionizante son los rayos X (los de las radiografías) y los rayos gamma. Son mutagénicos porque causan roturas en la doble cadena del ADN, algo que puede ser letal para la célula. Es más, este tipo de radiaciones puede incluso interactuar con otras moléculas de la célula, como las moléculas de agua, y convertirlas en ROS, que también dañan el ADN. Teniendo en cuenta que la célula está compuesta principalmente por agua, la probabilidad de que se generen ROS en presencia de radiación ionizante es bastante elevada. Un ejemplo tristemente célebre protagonizado por este tipo de radiaciones es el del accidente de Chernóbil, en el que la explosión de una central nuclear dejó expuesto material radioactivo que afectó a la salud de muchísimas personas, produciendo mutaciones de muy distinta gravedad en su ADN, y que dio lugar a una de las mayores catástrofes por radiación de la historia.

Puede ser que este caso te suene como algo lejano e improbable, pero hay un tipo de radiación también dañina que forma parte de nuestro día a día y a la que nos sometemos incluso con gusto: la radiación ultravioleta que emite el sol. Si bien es cierto que la radiación ultravioleta tiene menos energía que la ionizante, aun así es altamente mutagénica. Los rayos ultravioleta atraviesan las estructuras de la célula hasta llegar a nuestro ADN, donde son absorbidos por las bases nitrogenadas, lo que da lugar a lesiones como, por ejemplo, la fusión de dos bases de timina, lo que se conoce como dímero de timina. El problema de estos dímeros es que distorsionan la estructura del ADN, lo cual puede suponer un cambio mortal para la célula. Tal vez a partir de ahora ya no te sorprenda tanto la cantidad de campañas que se hacen en verano para que, de una vez, nos protejamos del sol.

Las radiaciones no ionizantes, en cambio, no tienen energía suficiente como para alterar la estructura de la materia con la que interaccionan, y por tanto no son peligrosas. Radiaciones de este tipo son las que emiten el wifi, la radio o el microondas. Así que, en contra de lo que (por desgracia) mucha gente cree, las ondas del wifi y del microondas no son cancerígenas, básicamente porque son demasiado débiles como para producir alguna alteración en tus células. Siempre me resultará paradójico ver a personas que se alejan del microondas cuando lo ponen en marcha pero que luego compiten por ver quién consigue la piel más morena en verano.

Más allá de las sustancias químicas y las radiaciones, a veces son otros seres los que se meten con nuestro ADN. Un ejemplo serían los retrovirus, un tipo de virus que se aprovecha de la propia maquinaria de nuestras células para fabricar con ellas copias de sí mismos. Los retrovirus insertan su material genético en nuestro ADN, de forma que, a la hora de la transcripción, nuestra célula no distinguirá entre su propio ADN y el ADN viral, y lo transcribirá todo por igual, lo que da lugar a proteínas víricas que formarán nuevos virus e infectarán más células. Son pequeños «hackers genéticos».

EN RESUMEN... Los mutágenos son sustancias que incrementan la frecuencia con la que ocurren las mutaciones, y los encontramos en forma de sustancias químicas (como el benzopireno), agentes físicos (radiación ultravioleta) u otros seres (retrovirus).

Con la cantidad de retos que nos presenta el peligroso mundo en el que vivimos, me parece increíble que sobrevivamos a ellos cada día. Al final, nuestras células necesitan estar preparadas para enfrentarse a todas estas amenazas si quieren evitar que nos aparezcan mutaciones cada dos por tres. Pero no te preocupes, porque incluso cuando se produce una mutación en nuestro ADN, la célula guarda un par de ases en la manga que no dudará en usar si el juego lo requiere.

5

Reparación

Un as en la manga

La molécula de ADN recibe por todos lados. Ya sean errores en la replicación, radiaciones ionizantes o sustancias tóxicas del medio ambiente, sufre lesiones constantemente. Teniendo en cuenta la tremenda importancia de mantener el ADN intacto, estas lesiones deben repararse de inmediato: un solo cambio en la secuencia puede ser muy dañino e incluso letal. La importancia de esta reparación es tal que, cuando no se produce de forma correcta, surgen enfermedades como la Xeroderma pigmentosum (XP), que provoca que los individuos sean supersensibles a la radiación ultravioleta, precisamente porque no son capaces de reparar los daños que esta causa en el ADN. Este defecto en la reparación hace que las mutaciones sean más frecuentes, lo que produce lesiones graves en la piel y una mayor predisposición a algunos tipos de cáncer.

Para evitar que las mutaciones vayan a más, la célula cuenta con todo un equipo de proteínas reparadoras del ADN que permiten corregir de inmediato la mayoría de los errores. ¿Te has preguntado alguna vez por qué el ADN tiene dos cadenas en lugar de una? Pues porque a la hora de reparar un error es muy práctico contar con dos cadenas, ya que, si una de las dos resulta dañada, la otra mantendrá una copia intacta de la secuencia de nucleótidos. Si se produce un cambio de nucleótido, la célula tiene dos formas de corregirlo: una más precisa y otra un poco más bruta. Por ejemplo, la célula puede eliminar tan solo la base nitrogenada del nucleótido alterado e introducir la correcta utilizando la otra cadena como patrón. Sería como si te equivocases en una letra al escribir una carta, la borrases con típex y escribieses la correcta encima. Este método es bastante preciso porque se elimina la base incorrecta, sí, pero también se puede ir un poco más a saco. A veces, en lugar de eliminar una sola base, se corta un fragmento de la cadena en la que se ha producido la alteración, lo que deja un hueco que es rellenado por la ADN polimerasa. Es como si, en vez de eliminar la letra incorrecta con típex, arrancases la página entera y la escribieses de nuevo. Este último mecanismo es útil para eliminar lesiones que generan un cambio importante en la estructura del ADN, como los dímeros de timina (la unión de dos timinas producida por la radiación ultravioleta) o la inserción de un benzopireno en la cadena (el agente intercalante presente en el tabaco y en los alimentos tostados).

El problema viene cuando la lesión en el ADN es más aparatosa y, en lugar de una cadena, se ven afectadas las dos, como ocurre en las roturas de doble cadena causadas por las radiaciones ionizantes. Aquí el marrón está en que no tenemos una cadena patrón que se pueda usar de molde, porque ambas están rotas. Pero lejos de quedarse sin hacer nada, en esos casos la célula todavía cuenta con dos mecanismos de reparación que, aunque no den lugar a resultados perfectos, consiguen hacer un apaño. El más sencillo es la llamada unión de extremos no homólogos, en la cual los extremos rotos de la cadena vuelven a unirse con la pérdida inevitable de algunos nucleótidos. Es como si partieses una barra de pan y volvieses a pegarla, se perderían algunas migas de por medio.

En casos como el anterior, al haberse roto ambas cadenas, no quedaría ninguna cadena de referencia para la reparación. Sin embargo, en la vida de la célula hay un momento, justo después de la replicación del ADN, en el que esta contiene una copia entera de cada una de las cadenas. Por eso, si se produce una rotura de doble cadena, las proteínas tienen que aprovechar antes de que la célula se divida en dos y reparta cada copia entre sus células hijas. Este tipo de reparación en la que se utiliza la copia de la doble cadena para corregir el error se llama recombinación homóloga, y a diferencia de la anterior es bastante más precisa y no conlleva la pérdida de nucleótidos. ¡Un punto para ella!

Si se produce un error en el ADN, la célula manda parar las rotativas enseguida y detiene el ciclo celular. Así se asegura de que todo se repare correctamente antes de dividirse y transmitir una mutación a las células hijas. Es lo mismo que cuando hay que retocar el maquillaje de un actor en mitad del rodaje: se detiene la grabación, los maquilladores se encargan de que no queden brillos, y se reanuda el rodaje en cuanto estos hayan terminado su trabajo. Nuestra información genética se mantiene de forma estable a lo largo de la vida gracias a toda esta compleja maquinaria, que garantiza que nada se vaya de madre. Existen proteínas reparadoras que actúan como una patrulla, desplazándose a lo largo de la cadena en busca de alteraciones que deban ser reparadas, y activando las alarmas en caso de encontrar alguna incidencia. Más vale prevenir que curar.

EN RESUMEN... La célula cuenta con todo un equipo de proteínas reparadoras del ADN que permiten corregir de inmediato la mayoría de los errores que se produzcan, como una mutación en una base o la rotura de la doble cadena.

La guardiana del genoma

Ya que nos hemos puesto a hablar de patrullas, no podía tratar este tema sin mencionar la proteína que se ha ganado el nombre de guardiana del genoma. Ella es p53 y es la encargada de detener el ciclo celular cuando se produce un daño en el ADN, para dar tiempo a que se repare antes de reanudarlo. La función de p53 es vital para nuestro organismo, porque si no reaccionase ante las lesiones en el ADN, la célula iría transmitiéndolas a sus hijas, que con el tiempo acumularían daños y mutaciones que podrían dar lugar a una célula cancerosa. Tanto es así que la mitad de los cánceres humanos tienen p53 defectuosa, de forma que no cuentan con una proteína que les «pare los pies» ante todas las aberraciones que acumulan en el ADN.

Reparar la lesión del ADN y que todo siga su curso normal es una situación idílica, pero ¿qué pasa si el daño es tan grave que no se puede solucionar? Curiosamente, cuando algunos organismos unicelulares como las levaduras sufren una lesión en su ADN, detienen su división e intentan reparar el daño, pero si no pueden, reanudan su ciclo celular a pesar de todo. Al tratarse de organismos de una sola célula, les vale más vivir con mutaciones antes que no vivir, así que siguen hacia delante.

En cambio, cuando hablamos de organismos como el nuestro, con miles y miles de células, la cosa cambia. En este caso se antepone la salud del individuo a la vida de una sola célula. Total, tenemos muchas más y, dado que una célula con daños genéticos graves corre el riesgo de provocar un cáncer si se sigue dividiendo, lo mejor es eliminarla. Por eso, las células pasan de liarla y se autoeliminan en un proceso de suicidio celular llamado apoptosis. Cuando p53 detiene el ciclo celular, primero comprueba que no haya forma de reparar el daño que se ha producido en el ADN, y entonces activa la apoptosis para que la célula se suicide y muera con ella la mutación. Y es precisamente a través de esta función activadora de la apoptosis como p53 nos protege de la aparición de un cáncer, ganándose una vez más el nombre de la guardiana del genoma.

EN RESUMEN... Una proteína muy importante para la célula es p53, que detiene el ciclo celular cuando se produce un daño en el ADN y, en caso de no poder repararse, induce la muerte de la célula. Por eso, su papel es vital para evitar la formación de células cancerosas.

Somos lo que somos gracias a todos estos mecanismos, que trabajan en equipo para cumplir sus funciones, coordinándose con el fin de alcanzar un objetivo: mantener vivo el organismo con todas sus células. Al menos hasta que la muerte las separe, claro.

Antes muerta que chunguilla

A veces, cuando la cosa se pone fea, la célula prefiere suicidarse antes que liarla. La apoptosis es también conocida como muerte celular programada, ya que las células activan todo un protocolo que concluye con su autoeliminación de una forma limpia y ordenada. Cuando una célula muere por apoptosis, experimenta una serie de cambios físicos muy característicos. La célula se encoge y se condensa, la membrana que recubre su núcleo se desensambla, la cromatina que contiene el ADN se condensa para luego romperse en pedacitos y, finalmente, la célula se descompone en unos fragmentos llamados cuerpos apoptóticos. Para asegurarse de que se trata de un proceso impoluto, la célula emite señales al exterior para reclutar unas células del sistema inmunitario denominadas macrófagos, encargadas de engullir los cuerpos apoptóticos antes de que derramen su contenido y monten un cristo. En realidad, esto es esencial, porque si la célula expulsase su contenido al exterior, provocaría una inflamación importante.

Precisamente esto es lo que pasa en la necrosis, otro tipo de muerte celular bastante menos pulcra. Es el caso de las células que mueren de forma súbita y accidental a causa de una lesión, como un golpe, o por la falta de riego sanguíneo, ya que necesitan un aporte constante de sangre que les lleve el oxígeno necesario para vivir. Las células que mueren por necrosis se hinchan y se rompen liberando todo su contenido al exterior y provocando inflamación y dolor.

EN RESUMEN... Nuestras células pueden morirse principalmente de dos maneras: una tiene lugar de forma natural y es ordenada (apoptosis), mientras que la otra se produce accidentalmente y es caótica y dañina (necrosis).

Lo cierto es que es de agradecer que el organismo tenga un sistema tan limpio y organizado para eliminar sus células. Sin reacciones ni efectos colaterales indeseados (como la inflamación) y que nos permita mantener nuestros tejidos en orden. Aunque, en realidad, la apoptosis va más allá de evitar la propagación de mutaciones: gracias a ella, las células de nuestro cuerpo se mantienen en equilibrio. Cuando somos adultos, nuestro número de células se mantiene relativamente constante gracias a que existe un equilibrio entre las células que se multiplican y las que mueren para dejar hueco a las nuevas. Al final, nuestro cuerpo funciona como una sociedad de células que trabajan en conjunto para mantenerse con vida, creciendo, dividiéndose o muriéndose siempre que sea necesario para el bien del organismo. ¿A que no sabías que le debíamos tanto a la muerte?

Mejor fuera que dentro

Hasta ahora te he contado algunos de los mecanismos más fundamentales que permiten que nuestro cuerpo funcione. Sin embargo, toda máquina necesita energía para mover sus engranajes, igual que nosotros necesitamos el agua, el oxígeno o la comida para sobrevivir. Dicho de otro modo, necesitamos obtener recursos del exterior que van a entrar en nuestro cuerpo, y aunque nuestro interior es un entorno más o menos seguro, el mundo de ahí fuera es otra historia. Al final, actividades tan vitales como comer o respirar conllevan el riesgo de dejar entrar en nuestro organismo cosas que no nos hacen tanta gracia. Podríamos decir que es «el precio que pagar».

De todos modos, no solo se trata de qué entra en nuestro cuerpo, sino de la cantidad en la que lo hace. Ya lo dijo el alquimista Paracelso: «Todo es veneno y nada es veneno, solo la dosis hace el veneno». Alimentarse es necesario para seguir con vida, pero comer demasiado puede traerte problemas de salud como el sobrepeso, del mismo modo en que un paracetamol te hace más llevadero el resfriado, pero tomarte cien es sinónimo de no contarlo. Nos exponemos constantemente a sustancias que pueden ser perjudiciales para nuestra salud, ya sean cantidades exageradas de comida, alcohol, tabaco o incluso toxinas producidas por otros seres vivos que, como nosotros, solo buscan sobrevivir. Algunas son sustancias que no vienen a hacernos precisamente cosquillas, pero no siempre podemos controlar cuándo entran y cuándo no, y al final, qué quieres que te diga: mejor tenerlas fuera que dentro.

1

Metabolismo y nutrición

¿De qué estamos hechos?

Ser organismos tan complejos, con tantas funciones y capacidades está bien, pero para mantenernos como tales necesitamos sustento del exterior. Por eso, nos nutrimos constantemente de las sustancias de nuestro entorno, como el agua o los alimentos. De ellos extraemos las moléculas que nos sirven tanto para obtener la energía que hace funcionar nuestra maquinaria celular como para construir nuestras propias estructuras. Sea del modo que sea, necesitamos nuestro entorno para sobrevivir.

Pero para entender cómo usamos estas moléculas, necesitamos saber de qué estamos hechos y por qué las necesitamos. Existe una inmensa cantidad de formas de vida, y sin embargo todas ellas están constituidas por combinaciones de los mismos bloques de construcción. Todos los seres vivos son un conjunto de moléculas formadas principalmente por carbono (el mismo elemento que forma la mina de los lápices, el carbón o los diamantes), y en menor medida también por hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo. A partir de estos elementos, se construyen los cuatro tipos de moléculas principales que forman las células de los organismos: los azúcares, los ácidos grasos, los aminoácidos y los nucleótidos. Estas moléculas hacen dos cosas: por una parte, actúan como pequeñas «unidades de construcción», ya que las utilizamos para formar las estructuras de las que estamos hechos (los aminoácidos dan lugar a proteínas, los nucleótidos forman los ácidos nucleicos, etc.); pero por otra parte también nos sirven como fuente de energía, especialmente los azúcares y los ácidos grasos.

Los azúcares se conocen también como carbohidratos, ya que su estructura está formada sobre todo por carbono e hidrógeno. Probablemente, la molécula de azúcar más importante para la célula sea la glucosa, su principal fuente de energía. La célula degrada la glucosa a través de una serie de reacciones químicas que liberan energía, y la aprovecha para realizar otras funciones. Pero hay más, porque las células tienen un truco para asegurarse de tener siempre glucosa a mano: unen las moléculas de glucosa entre sí formando largas cadenas ramificadas a las que llamamos glucógeno. Este glucógeno, que se almacena dentro de las células, sirve como reserva de energía, de forma que a medida que se necesite irá soltando moléculas de glucosa. Es por eso que algunas células que requieren mucha energía, como las del músculo, tienen grandes reservas de glucógeno.

Del mismo modo en que las moléculas de glucosa se almacenan en glucógeno, los ácidos grasos lo hacen en forma de pequeñas gotas de grasa formadas por moléculas de triglicéridos, que se encuentran sobre todo en el interior de unas células llamadas adipocitos, en el tejido graso. Cuando se necesita energía, los triglicéridos liberan las cadenas de ácidos grasos. Realmente se trata de una reserva de energía bastante más útil para la célula, ya que ocupan mucho menos espacio que los azúcares y liberan más energía (un gramo de grasa libera seis veces más energía que uno de glucosa). Imagina que tuvieses que sobrevivir una semana con la comida que te cupiese en un solo bol. ¿Qué meterías? Tendría más sentido llenarlo de mantequilla (que es compacta y muy calórica) que de palomitas (que ocupan demasiado para la poca energía que aportan). Pero los ácidos grasos no solo sirven para la producción de energía, sino que además tienen una función muy importante: formar las membranas de la célula, tanto la plasmática que la rodea como las que envuelven sus pequeños orgánulos.

Los que tienen una función principalmente estructural son los aminoácidos y los nucleótidos. Los aminoácidos se unen para formar cadenas de proteínas que se pliegan sobre sí mismas en una estructura tridimensional característica, como si fuera papiroflexia. Todos los organismos, sean bacterias, plantas o animales, forman sus proteínas a partir de los mismos veinte aminoácidos. De todos ellos, aproximadamente la mitad son lo que llamamos aminoácidos esenciales, es decir, necesitamos obtenerlos a través de las proteínas de la dieta, ya que nuestro cuerpo es incapaz de producirlos. Algunos alimentos muy ricos en proteínas, como la carne, la leche, los huevos o el pescado, contienen todos los aminoácidos esenciales que necesitamos. En cuanto al resto de los aminoácidos, llamados aminoácidos no esenciales (qué sorpresa), no tenemos que preocuparnos, ya que nuestro cuerpo puede sintetizarlos a partir de otras moléculas.

A estas alturas ya conoces la función de los nucleótidos de construir las moléculas que contienen la información genética: los ácidos nucleicos (el ADN y el ARN). Pero hay un nucleótido diferente, que funciona como transportador de energía: el adenosín trifosfato o ATP. Esta molécula está formada por unos enlaces químicos que tienen mucha energía. Esto significa que, cuando se rompe uno de sus enlaces, se libera energía que la célula puede utilizar para impulsar muchas de las reacciones químicas que necesita.

Las principales moléculas que forman las células. Nuestras células están formadas esencialmente por cuatro tipos de moléculas: azúcares (entre los cuales el más abundante es la glucosa), ácidos grasos, aminoácidos y nucleótidos. Con ellas construimos moléculas todavía más grandes (glucógeno, triglicéridos, proteínas y ácidos nucleicos) que nos sirven para obtener energía y para construir las estructuras que nos forman.

Debido a que todos los seres vivos estamos compuestos por el mismo tipo de moléculas, no es de extrañar que nos alimentemos principalmente de otros organismos, sobre todo de animales y de plantas. De este modo, la célula aprovecha estas pequeñas moléculas que formaban parte de otro organismo para construir sus propias estructuras celulares. ¡Considéralo una forma de reciclaje!

EN RESUMEN... Las células de los seres vivos están formadas principalmente por cuatro tipos de moléculas: azúcares (la glucosa es el más frecuente), ácidos grasos, aminoácidos y nucleótidos. Se obtienen a partir de los alimentos y se utilizan para construir las estructuras que nos forman y para obtener energía.

¿Qué come una célula?

Los azúcares, las grasas y las proteínas constituyen la mayor parte de los alimentos que ingerimos. En el tubo digestivo y en las células, la comida se descompone en moléculas cada vez más pequeñas gracias a la acción de las enzimas, las proteínas que dirigen la mayor parte de las reacciones químicas que tienen lugar en nuestro cuerpo. El conjunto de todas las reacciones químicas que ocurren en un organismo, tanto para degradar como para construir moléculas, se llama metabolismo y se divide en dos grandes grupos de reacciones: las que fragmentan las moléculas para obtener energía y las que utilizan esa energía liberada para construir los componentes de las células, como las proteínas y los ácidos nucleicos. ¡Las células se pasan el día montando y desmontando moléculas!

Unas de las reacciones químicas más abundantes de la célula son aquellas que degradan su alimento principal: la glucosa. En estas reacciones, la glucosa se va descomponiendo en moléculas cada vez más y más pequeñas, hasta quedar reducidas a dióxido de carbono (CO2, que expulsamos por los pulmones al exhalar) y agua. El objetivo de todas estas reacciones es, en última instancia, generar moléculas de ATP.

Existen dos grandes rutas por las que se obtiene energía de la glucosa: la fermentación y la respiración. Podemos imaginarlas como dos viajes diferentes en los que la glucosa acaba siendo transformada en energía. Ambos viajes comienzan con el mismo paso llamado glucólisis, en el que la glucosa se divide en partes más pequeñas: 2 moléculas de piruvato. A partir de aquí es cuando los dos viajes se separan. El camino más «sencillo» que puede escoger el piruvato es la fermentación, porque no tiene demasiado intríngulis: la molécula de piruvato se degrada en una de lactato y ciao. En total, con la glucólisis y la fermentación, se producen 2 moléculas de ATP a partir de la glucosa inicial.

Aunque no es mucho, hay células que utilizan esta ruta en bucle para obtener energía, produciendo ATP en pequeñas cantidades, pero de forma constante y rápida. Como si en lugar en comer un plato fuerte tres o cinco veces al día, fueses comiendo un cacahuete cada pocos minutos. En humanos, la fermentación tiene lugar en algunas células sin mitocondrias (como los glóbulos rojos) o que necesitan mucha energía de forma inmediata (como las células del músculo).

La ventaja de la fermentación es que nos permite obtener ATP de manera rápida. El problema es que no nos da mucho. O sea, que, a pesar de que este mecanismo puede ser útil en algunos casos, no es la forma más eficiente de obtener energía a partir de la glucosa. ¿Tanto lío para solo 2 moléculas de ATP? La mayoría de las células le dan todavía más vueltas al piruvato para exprimirlo al máximo, hasta obtener no 2, sino 38 moléculas de ATP a partir de una sola molécula de glucosa.

Esto ocurre si el piruvato, en vez de seguir por el camino de la fermentación, escoge el de la respiración, que tiene lugar en el interior de las mitocondrias. En ese caso, el piruvato pasa por una sucesión de reacciones químicas que, al final, terminan con un proceso llamado fosforilación oxidativa, en el que se producen muchas moléculas de ATP. Si lo recuerdas, en el apartado sobre mutaciones te comenté que el motivo por el cual respiramos es porque las células utilizan el oxígeno para realizar la fosforilación oxidativa y obtener así ATP de los alimentos. Esta es la ventaja y la desventaja de la respiración: produce mucho más ATP, pero depende del oxígeno para llevarse a cabo. Ahora bien, ¿qué pasa si la célula necesita energía y no está recibiendo el oxígeno suficiente, por ejemplo, al huir de un depredador? Nuestros músculos necesitan seguir funcionando, haya oxígeno o no. En ese caso, no queda otro remedio que utilizar la fermentación, que, por suerte, no depende del oxígeno. Pero son situaciones excepcionales, porque en la mayoría de los casos a las células les sale más a cuenta utilizar la respiración.

La degradación de la glucosa. Para obtener energía a partir de la glucosa, primero tiene lugar la glucólisis, que produce 2 moléculas de piruvato. A partir de aquí, el piruvato puede seguir dos rutas: la fermentación (se obtienen 2 ATP)[1] o la respiración (se producen 38 ATP en el último paso, la fosforilación oxidativa).

EN RESUMEN... La degradación de la glucosa comienza con la glucólisis, que da lugar a 2 moléculas de piruvato. A partir de aquí, el piruvato puede seguir por la fermentación (se obtienen 2 ATP) o por la respiración (se producen 38 ATP en el último paso, la fosforilación oxidativa).

Todo esto está genial si acabamos de comer y tenemos glucosa en el cuerpo. Pero, sabiendo que las células necesitan ATP sí o sí para funcionar, ¿qué ocurre durante la noche cuando nos pasamos horas sin comer? ¿O cuando no tenemos los alimentos tan accesibles? No te preocupes, tu cuerpo está más preparado para estas cosas de lo que crees: la respuesta está en las reservas de azúcares y grasas. Para poder disponer de energía inmediata cuando se necesite, las células almacenan los azúcares en forma de glucógeno, que liberará moléculas de glucosa para metabolizarlas. El problema es que este mecanismo funciona muy bien a corto plazo, pero las reservas de glucógeno se terminan en un plis plas.

Si quiere sobrevivir a períodos de inanición más largos, nuestro cuerpo necesita un sistema de almacenamiento más eficiente: el de las grasas. Para que te hagas una idea, si una persona estuviese mucho tiempo sin poder comer, las reservas de glucógeno se acabarían en un día, mientras que las de grasas durarían casi un mes. La idea de estas reservas es poder guardarnos el exceso de comida para cuando lo necesitemos (aunque eso suponga tener que pagar un gimnasio). Si tras una ingesta tenemos más azúcares de los que el cuerpo necesita, estos se utilizan para llenar las reservas de glucógeno o grasas. En cambio, cuando los niveles de glucosa están bajos, sucede lo contrario: se activa la degradación de las grasas. Es decir, los triglicéridos almacenados en los adipocitos (las células del tejido graso) liberarán ácidos grasos a la sangre, que los transportará hacia el resto de las células. Hay que imaginar la sangre como una carretera que conecta todos los tejidos del cuerpo y transporta moléculas de un sitio para otro. Una vez en las células, los ácidos grasos se terminan fragmentando en moléculas idénticas a las que obtenemos cuando degradamos glucosa, por lo que terminan en las mismas rutas metabólicas de la mitocondria para producir energía.

Gracias a este sistema de almacenamiento de grasas, nuestro cuerpo cuenta con reservas de energía incluso durante la noche, cuando nos pasamos horas sin comer. Por eso, cuando nos despertamos por la mañana, la mayor parte de la energía que obtienen las células viene de los ácidos grasos. ¿Te has preguntado alguna vez por qué por las mañanas tenemos ese aliento tan... característico? Pues lo causan los cuerpos cetónicos, unas de las moléculas en las que se degradan los ácidos grasos. Como ves, este sistema de reserva de grasas es extremadamente útil, y lo fue especialmente en momentos de la historia en los que no era tan fácil acceder a los alimentos. Por aquel entonces, un día podía tocarte un banquete, y luego estar comiendo bayas durante semanas (¡eso si comías!). Pero nuestra forma de vida ha dado un giro espectacular en los últimos siglos, y ese sistema que hace tiempo nos permitió sobrevivir como especie hoy se convierte en uno de nuestros mayores problemas de salud a nivel mundial. Esto de la evolución nos ha jugado una mala pasada, ¿eh?

Todo es cuestión de equilibrio

El equilibrio entre lo que ingerimos y lo que metabolizamos nos permite mantener nuestro peso corporal estable a lo largo del tiempo. Romper ese equilibrio supone mover la balanza (nunca mejor dicho) hacia un peso insuficiente o hacia uno excesivo. Si una persona se alimenta de forma prolongada excediendo el gasto energético, casi todo ese exceso se almacenará en forma de grasa, lo que aumentará el peso corporal. Si por el contrario el aporte no basta para satisfacer las necesidades metabólicas del organismo, se pierde masa corporal. Pero la cosa no es tan sencilla porque, para colmo, cada tipo de alimento libera una cantidad de energía distinta, por lo que no es lo mismo comer 200 g de carbohidratos que de grasas, que aportan mucha más.

Debido a que es imprescindible para las células obtener energía suficiente y de forma sostenida para sobrevivir, nuestro cuerpo tiene sistemas de regulación que ayudan a mantener un aporte de energía adecuado. ¿Cómo regula nuestro cuerpo el hambre? ¿Qué nos impulsa a buscar comida? La respuesta está en el cerebro. Concretamente, en unas zonas llamadas hipotálamos, situadas más o menos detrás de las orejas, que contienen algunas de las redes de neuronas encargadas de controlar el apetito. Un ejemplo son los «centros reguladores del hambre» (que al activarse impulsan la búsqueda de alimento) y los «centros reguladores de la saciedad» (que dan sensación de placer al comer e inhiben los centros del hambre). Lo cual tiene sentido, porque si no seguiríamos comiendo hasta salir rodando.

Para regular la cantidad de alimento que comes, los hipotálamos reciben señales de varias regiones del cuerpo a través de unas moléculas llamadas hormonas (ya tendrás tiempo de conocerlas), que viajan por la sangre hasta llegar a esta región del cerebro. Estas hormonas son liberadas por distintos tejidos y llevan información sobre la cantidad de alimento que hay en el cuerpo, ayudando a estimular o inhibir el apetito. Por ejemplo, cuando estamos en ayunas nuestro estómago secreta la hormona grelina para anunciar que está vacío y que toca llenarlo. En cambio, al ingerir alimentos se liberan hormonas como la insulina (producida por el páncreas), que suprimen las ganas de comer. Las células adiposas (que almacenan la grasa del cuerpo) también tienen algo que decir en todo esto, ya que a medida que aumentan de tamaño, producen más y más hormona leptina, que inhibe la ingesta de alimentos. Es su forma de decirle al cerebro que ya han almacenado suficiente grasa y que puede dejar de picar cacahuetes.

Pero los hipotálamos no solo reciben información de las hormonas. También lo hacen a través de señales nerviosas que vienen del tubo digestivo e informan de cuánta comida hay en el estómago; o a través de los nutrientes que circulan por la sangre (azúcares, aminoácidos y ácidos grasos) después de una ingesta, que dan datos sobre qué y cuánto hemos comido. Gracias al conjunto de todas estas señales, los centros del hambre y la saciedad de los hipotálamos se coordinan para modular nuestra conducta alimentaria. El problema es que estos mecanismos se desregulan con más frecuencia de la que nos gustaría. A medida que leas este libro, te darás cuenta de que muchísimas de las enfermedades que conocemos se dan por una pérdida del equilibrio, por un fallo de los mecanismos que deberían de mantener estables nuestras funciones vitales.

Cuando se pierde el equilibrio en la regulación de lo que comemos, surgen problemas como la obesidad. Por ejemplo, puede ser que alguna de las hormonas que regulan el apetito falle, aunque no siempre del mismo modo. Algunas personas con obesidad nacen con mutaciones que impiden a sus adipocitos sintetizar leptina, mientras que en otros casos se produce leptina perfectamente, pero los receptores de esta hormona no funcionan bien, por lo que los hipotálamos son incapaces de detectarla. En resumen, todo esto lleva a una ingesta descontrolada y, al final, a la aparición de problemas de salud como la obesidad.

La obesidad consiste en un exceso de grasa corporal debido a que se consume un aporte de energía superior al necesario. Cuando esto pasa, la mayor parte de la energía que sobra se acumula en forma de grasa, principalmente en los adipocitos, que aumentan tanto en tamaño como en número. Para que te hagas una idea, por cada 9,3 kcal que se ingieren de más se deposita 1 g de grasa. Es por eso que el mejor método para definir la obesidad es medir el porcentaje de la grasa corporal total (se considera obesidad a partir de un 25 % de grasa corporal total en hombres y un 35 % en mujeres), mientras que el IMC (el índice de masa corporal) nos da tan solo una aproximación al problema.

La obesidad no tiene una única causa, es multifactorial. Por mucho que algunos defectos en los genes que regulan el apetito y el metabolismo pueden contribuir a su aparición, los factores ambientales, como los hábitos de vida, son también muy importantes. Esto explicaría el reciente aumento en el número de personas obesas en los países industrializados, por ejemplo, debido a una vida más sedentaria o a un mayor consumo de alimentos muy energéticos. Incluso los factores psicológicos, como las situaciones de estrés, pueden contribuir a la obesidad de algunas personas que intentan aliviar la tensión aumentando la ingesta.

EN RESUMEN... El cuerpo tiene mecanismos para regular el hambre y la saciedad, como la liberación de hormonas o la detección de nutrientes en sangre. A veces, alguno de estos mecanismos falla y se producen problemas como la obesidad, porque el cuerpo consume más alimentos de los que necesita y se produce un exceso de peso corporal.

Quién nos iba a decir que algo tan vital como comer, tan esencial para sobrevivir, podía volverse en nuestra contra de esta forma y terminar dando lugar a una de las enfermedades más prevalentes en el mundo.

2

Fármacos

¿Por qué me afectan las drogas?

Nuestro entorno no es inofensivo, eso ha quedado claro. Existe una infinita variedad de sustancias químicas capaces de interaccionar con nuestro cuerpo, de producir cambios en él y modificarlo. Algunos cambios son positivos y otros dañinos. A veces se producen de forma temporal y otras veces son para siempre. Probablemente sea algo que no te venga de nuevo, porque cuando hablamos de mutágenos ya vimos que existen sustancias capaces de introducir cambios permanentes en el ADN, las mutaciones. Pero no hace falta ser mutágeno para alterar algo en nuestro cuerpo.

Hay muchísimas sustancias químicas capaces de producir un efecto en nuestras células, ya sean fármacos, medicamentos, drogas o tóxicos. Entonces, ¿en qué se diferencian estas sustancias? Nos referimos con fármaco a toda sustancia química que al interaccionar con un organismo vivo produce una respuesta (beneficiosa o tóxica). Cuando un fármaco se utiliza para prevenir, diagnosticar o tratar enfermedades, lo llamamos medicamento. Utilizamos el término droga para denominar las sustancias psicoactivas, es decir, aquellas que modifican factores psicológicos como la conciencia, el estado de ánimo o los procesos de pensamiento, y que son susceptibles de crear dependencia. Por último, un tóxico es una sustancia capaz de producir una respuesta nociva en nuestro organismo. Se utilice el término que se utilice, todas ellas son sustancias intrusas que modifican moléculas de nuestro cuerpo, el cual luchará por desarmarlas y deshacerse de ellas lo antes posible.

El paso de un fármaco por nuestro cuerpo es toda una aventura y se divide en cuatro fases: la absorción, en la que la sustancia pasa a la sangre; la distribución del fármaco por todo el organismo; el metabolismo o transformación del fármaco; y, por último, la excreción, en la que se elimina del cuerpo.

Todo empieza con la entrada del fármaco a nuestro organismo. La vía en que es administrado es un factor importante que tener en cuenta, ya que de ella va a depender que se absorba en mayor o menor medida, o que llegue más o menos intacto a su lugar de acción. Normalmente se administra por vía oral, aunque también se utilizan otras como la respiratoria (por inhalación) o la intravenosa (por inyección, que permite que su efecto sea más inmediato). Una vez administrado, el fármaco se absorbe y llega al torrente sanguíneo, que utilizará como vía de transporte para distribuirse por todos los tejidos del cuerpo... hasta encontrar su diana.

De paseo por el cuerpo

Si los fármacos producen un efecto en nuestro organismo es porque interaccionan con algo dentro de él. Llamamos diana a aquella molécula de nuestro cuerpo sobre la que actúa un fármaco para producir su efecto. Las moléculas diana suelen ser proteínas, como por ejemplo las enzimas que intervienen en las reacciones químicas, o los llamados receptores de membrana. Son unas estructuras en la membrana de las células que, cuando se activan, desencadenan una serie de reacciones hacia el interior. Pero para que se activen, se les tienen que unir unas moléculas llamadas ligandos. Como una llave con su cerradura, los ligandos encajan a la perfección con sus receptores, y cuando lo hacen, los activan. Y en resumen, la célula responde.

Los ligandos y sus receptores. Los receptores de membrana son unas estructuras de la membrana de las células que, cuando se les une su ligando, se activan y desencadenan una serie de reacciones hacia el interior: activan o inhiben ciertos genes o proteínas. El ligando es una molécula que puede ser un fármaco, una hormona o una proteína, entre otras cosas.

Este sistema de receptores y ligandos es la forma en la que las células se comunican entre ellas y con su entorno. Por ejemplo, tras una ingesta de alimentos, las células del páncreas liberan insulina, una hormona que estimula que las células del músculo y del tejido adiposo capten las moléculas de glucosa que circulan por la sangre, y las usen para llenar las reservas de grasa y glucógeno. Esto ocurre gracias a que estas células musculares y adiposas tienen en su membrana receptores para la insulina, de forma que cuando se les une esta hormona (su ligando), se activan y captan azúcar hacia su interior. Con este método, el cuerpo se asegura de aprovechar bien los alimentos que ingerimos. Pero aparte de este pequeño ejemplo, existen miles de receptores en la superficie de cada célula, para muchísimas sustancias distintas, lo cual permite recibir señales del entorno y actuar en consecuencia.

Muchas veces, los fármacos son capaces de activar o inhibir estos receptores, a menudo porque tienen una estructura similar a la de su ligando, lo que les permite hacerse pasar por él. Por ejemplo, los antihistamínicos son medicamentos que impiden la acción de la histamina, una molécula que interviene en las reacciones alérgicas. Lo hacen uniéndose a sus receptores, bloqueándolos, de forma que la histamina no pueda cumplir su función y disminuyan los síntomas de alergia.

EN RESUMEN... Los fármacos interaccionan con una molécula diana dentro del organismo, que suele ser una enzima o un receptor de membrana. Cuando se les une su ligando, los receptores de membrana activan una serie de reacciones químicas dentro de la célula. De esta forma, las células reaccionan al fármaco.

Aun así, la mayoría de los fármacos que tomamos no vienen solos. Por ejemplo, un jarabe para la tos puede contener agua, azúcar y aroma de naranja. Pero de entre todo ese mejunje, habrá una sustancia que interaccione con los receptores adecuados para calmar la tos. A esta sustancia la llamamos principio activo: es la que interactúa con nuestras moléculas, y, por tanto, la responsable del efecto de un fármaco. Y para que no te quedes con la curiosidad: el principio activo del jarabe de la tos es, a menudo, un componente que recibe el nombre de dextrometorfano.

Por suerte, por mucho efecto que nos produzcan, los fármacos no se quedan en nuestro cuerpo para siempre: al final, nos las apañamos para echarlos fuera. Esto es así gracias a nuestras enzimas, que a través de varias reacciones químicas transforman los fármacos en sustancias más fáciles de expulsar. La familia de enzimas más importante en el metabolismo de los fármacos se encuentra en el hígado, nuestro órgano detoxificador por excelencia. En conjunto, llamamos a estas enzimas citocromo p450, y su objetivo es modificar el fármaco lo suficiente como para que sea más fácil expulsarlo del cuerpo. El problema es que el resultado no es ideal, porque a través de las reacciones químicas que realizan para transformar los fármacos, los citocromo p450 liberan especies reactivas de oxígeno (las ROS, ¡esas viejas conocidas!) y otros productos tóxicos para la célula. ¿Te suena lo de que el paracetamol es malo para el hígado? Eso es porque su toxicidad, como la de otros fármacos, se asocia a la formación de estas sustancias dañinas al metabolizarse.

¿Y qué pasa cuando el fármaco ya está listo para ser expulsado? A partir de aquí, podrá seguir por dos caminos: el del riñón, que lo eliminará a través de la orina (la vía más común); o el del hígado, que produce la bilis, un líquido verde que envía los fármacos hacia el intestino para que sean expulsados con las heces.

Podría hablarte de muchos fármacos distintos, pero sus aventuras por el cuerpo terminarían siendo muy parecidas. Al final, nuestro organismo cuenta con las mismas herramientas para absorberlos, metabolizarlos y eliminarlos. Es lo mismo que le ocurre a una cocinera: por muchos platos diferentes que prepare, utiliza los utensilios que tiene a mano. Por eso no es ninguna sorpresa que las distintas sustancias que entran en nuestro cuerpo puedan interaccionar entre sí en cualquiera de los procesos mencionados anteriormente (motivo por el que la sección de «Interacciones medicamentosas» en los prospectos es tan importante). Por ejemplo, algunos fármacos tienen un efecto mucho mayor cuando se administran juntos, como el alcohol y los antihistamínicos. Estos últimos (además de utilizarse para tratar alergias, como te he mencionado antes) se usan para el insomnio ocasional porque tienen un efecto sedante. Cuando se mezclan con alcohol, se potencia mucho más ese efecto depresor en nuestro sistema nervioso, con lo que nos da una bajona importante.

Pero también se da el caso contrario, en el que dos fármacos producen efectos totalmente opuestos. Cosa que podemos, incluso, usar a nuestro favor. Por ejemplo, la intoxicación por barbitúricos (un tipo de fármacos sedantes) produce una bajada de la tensión muy grave, pero podemos contrarrestarla con la norepinefrina, una sustancia que causa la contracción de nuestros vasos sanguíneos, y que por tanto aumenta de nuevo la tensión.

Otras veces administramos fármacos que bloquean la absorción de otros, como el carbón activo (que se administra cuando has tomado algo tóxico, para evitar que se absorba), o los diuréticos (que estimulan la eliminación de otros productos a través de la orina).

Como ves, por muchos beneficios que nos traigan algunos fármacos, hay que andarse con ojo. Estamos acostumbrados a tomarlos a la ligera y olvidamos que, a fin de cuentas, siguen siendo fármacos. Y como tales, desde el momento en que entran en el organismo, tienen el poder de cambiar las cosas... y no siempre a nuestro favor.

Mismo fármaco, distintos efectos

En realidad, no todos respondemos igual a un mismo fármaco. Quieras que no, tenemos pequeñas diferencias genéticas que nos hacen tolerar más o menos ciertos tipos de alimentos, de fármacos, e incluso de personas. Por ejemplo, el nivel en que expresas algunas enzimas, como los citocromo p450, tiene un impacto directo en cómo metabolizas los fármacos, y por tanto en la dosis que necesitas. Si produces más enzimas, es probable que metabolices más rápido algunos fármacos y, por tanto, también que necesites dosis más grandes para un mismo efecto.

Pero no todo es cuestión de genética, porque la edad, por ejemplo, también influye en la respuesta a los fármacos. Los neonatos todavía tienen los sistemas de detoxificación inmaduros, mientras que en la vejez estos se vuelven imperfectos, por lo que es más frecuente que en ambos casos los fármacos causen toxicidad. Por eso es tan importante adaptar el tipo de medicamento y la dosis según la persona. Y si estas diferencias existen entre individuos de la misma especie, ya ni te cuento entre especies distintas. ¿Sabías que el ibuprofeno es tóxico para los perros? Puede que para nosotros sea un antiinflamatorio muy útil, pero a ellos les causa daños graves en el riñón y úlceras en el tracto digestivo, nada que tomarse a la ligera.

Pero bueno, seas de la especie que seas, el recorrido de un fármaco por tu cuerpo desde que entra hasta que es expulsado es un largo camino en el que se deconstruye y se transforma una y otra vez. Es cierto que nuestro cuerpo está expuesto a miles de sustancias que tienen todo tipo de efectos sobre él, buenos o malos, pero también es cierto que cuenta con el apoyo de todo un ejército de enzimas e incluso órganos enteros que, juntos, conseguirán expulsar al intruso. Siempre dependiendo del tipo de fármaco, claro, porque el panorama cambia cuando hablamos de tóxicos.

3

Tóxicos y toxinas

¿A cuántos tóxicos estamos expuestos?

«Todo es veneno y nada es veneno, solo la dosis hace el veneno.» Lo dijo Paracelso hace unos quinientos años y no le faltaba razón. Se refería a que todas las sustancias químicas que conocemos tienen el potencial de hacernos daño, a veces de forma irreversible si se toman en una cantidad suficientemente alta. El agua es imprescindible para la vida, pero si la tomamos en cantidades exageradas, puede causar hiperhidratación y desencadenar un daño cerebral, coma, e incluso la muerte.

Un tóxico es toda sustancia que produce un efecto dañino en el organismo. Muchos de los tóxicos que nos rodean son resultado de la actividad humana, como los pesticidas, la contaminación atmosférica o algunos metales. Otros, como las toxinas, son producidos por organismos como plantas, animales, hongos y bacterias. Si piensas en todo lo que necesitas consumir de tu entorno para vivir (como el oxígeno que respiras o la comida que ingieres), no te sorprenderá que sea relativamente fácil para un tóxico encontrar una forma de entrar en tu organismo, y una vez dentro, liarla parda.

El efecto más rápido y potente de un tóxico se obtiene cuando este se introduce directamente en el torrente sanguíneo, por ejemplo a través de la mordedura de un animal venenoso. De esta forma consigue distribuirse rápidamente por todo el cuerpo y llegar antes a su órgano diana. Pero las vías de entrada más comunes son a través del tubo digestivo (por ingestión), de los pulmones (por inhalación) y de la piel (por contacto). Así es como adquirimos constantemente pequeñas cantidades de tóxicos, especialmente en los países industrializados.

Muchos países llevan una forma de vida industrializada que, a pesar de tener muchas ventajas, supone una exposición inevitable a un sinfín de sustancias tóxicas. Un ejemplo son los plaguicidas, sustancias que nos han permitido controlar mejor las plagas y tener alimentos más seguros. Sin embargo, consumirlos en grandes dosis puede traer problemas serios que afecten a la fertilidad, a las defensas o a nuestro sistema nervioso, o incluso aumentar el riesgo de cáncer. Pero cuando digo «grandes dosis» me refiero a una exposición muy alta, como la que experimentan las personas que trabajan con ellos en el campo o viven cerca de esas zonas.

De entre todos los plaguicidas, la intoxicación más común se debe a los organofosforados. Estos insecticidas inhiben la enzima que degrada la acetilcolina, una molécula con la que se comunican algunos tipos de neuronas. Al no haber nada que la degrade, los niveles de acetilcolina aumentan y esta se queda mucho más tiempo entre las neuronas, alargando su efecto. Es como si un peluquero te pusiese tinte por todo el pelo y lo dejase un rato para que actuara. Si de repente alguien secuestrase a ese peluquero, ya no habría nadie que te lo retirara, por lo que el tinte se quedaría mucho más tiempo en tu pelo y haría mucho más efecto. El resultado de toda esa acetilcolina sin degradar es una sobreestimulación de las neuronas que produce todo tipo de problemas: vómitos, visión borrosa, ansiedad, convulsiones e incluso una insuficiencia respiratoria que, a pesar de no ser frecuente, suele ser la causa de la muerte. Por suerte, ahora los plaguicidas son más seguros y se utilizan con más cuidado que antes. Es normal que algunas personas se preocupen por los plaguicidas que puede haber de forma residual en alimentos y agua, pero las cantidades son tan pequeñas que no suponen un peligro.

Pero, a pesar de que algunas intoxicaciones son debidas a grandes dosis, hay otras en las que el tóxico se adquiere poco a poco y se acumula de forma crónica. Es el caso de los metales pesados, los tóxicos más antiguos conocidos por el ser humano. Aunque ya estaban de forma natural en la superficie terrestre, el uso que les hemos dado ha provocado que se encuentren todavía en mayor cantidad. Algunos de los metales pesados más comunes son el plomo, el mercurio, el cadmio y el arsénico. En una cantidad suficientemente alta, prácticamente todos los metales son tóxicos, ya que se unen a distintas proteínas de nuestro cuerpo y alteran su función.

Es cierto que el cuerpo humano contiene de forma natural pequeñas cantidades de minerales, como el calcio, el hierro o el zinc, necesarios para distintas funciones vitales (el calcio para la contracción de los músculos, el hierro para el transporte de oxígeno por la sangre, etc.). Pero cuando un metal como el plomo se nos acumula en el cuerpo, comienza a ocupar los huecos preparados para nuestros propios minerales. Esto hace que se alteren los procesos celulares que dependen de ellos, afectando a tejidos como el sistema nervioso, la médula ósea y los riñones. Es como si quitases a una persona de su puesto de trabajo y pusieras a otra que no tiene ni idea: además de estorbar, entorpecería la faena.

El problema de los metales pesados es que se van acumulando de forma gradual en los organismos vivos (proceso llamado bioacumulación), como sucede con el metilmercurio, que se bioacumula en los peces, con lo que pasa a nuestro organismo al consumirlos. Así, ingerimos metales pesados a través de la comida, el agua o incluso el aire, y pueden terminar dando problemas en nuestros sistemas nervioso, gastrointestinal, cardiovascular y renal. Los efectos tóxicos dependen de varias cosas, como el tipo de metal, la concentración en la que se ingiere e incluso la edad de la persona expuesta, ya que los niños son mucho más susceptibles a los metales pesados que los adultos.

Aun así, de todos los tóxicos que podríamos comentar, existe uno incluso más cotidiano y, sin duda, mucho más conocido: la contaminación atmosférica. La contaminación del aire se ha relacionado con una gran variedad de efectos adversos, como infecciones respiratorias, enfermedades cardiovasculares y cáncer de pulmón, por lo que es indiscutible que representa un riesgo para la salud humana. Ni más ni menos, se estima que la contaminación atmosférica es responsable cada año de más de tres millones de muertes prematuras en todo el mundo.

Algunos contaminantes presentes en el aire son gases, como el monóxido de carbono. Este gas tiene la capacidad de unirse a nuestra hemoglobina, la proteína encargada de transportar el oxígeno a través de la sangre por todo el organismo. El problema es que el monóxido de carbono ocupa el hueco en el que debería estar el oxígeno, por lo que la hemoglobina se vuelve incapaz de realizar su función. La hemoglobina podría compararse con un coche que tiene un asiento reservado para el oxígeno, pero en el que se sienta antes el monóxido de carbono, por lo que el coche queda completo y ya no puede transportar el oxígeno.

A pesar de que el monóxido de carbono es emitido por los motores de combustión de los automóviles, es mucho más peligroso cuando se emite en un medio cerrado, por ejemplo por las estufas de gas en el interior de una casa mal ventilada. En estos casos sus efectos son bastante más dramáticos, tanto que pueden producir una intoxicación mortal. Pero no toda la contaminación atmosférica está formada por gases, sino que también hay partículas suspendidas en el aire, que, al inhalarse, se acumulan en los pulmones y causan irritación, inflamación y un aumento del riesgo de cáncer.

EN RESUMEN... Debido a nuestra forma de vida, estamos inevitablemente expuestos a sustancias tóxicas para nuestro organismo, como los plaguicidas (los organofosforados son los más comunes), los metales pesados (plomo, mercurio, cadmio y arsénico) o la contaminación atmosférica (gases y partículas en suspensión).

Es increíble la de sustancias tóxicas y contaminantes que, como fruto de la actividad del ser humano, se han extendido por nuestro planeta. No son para nada despreciables, pero ¿y si te digo que la propia naturaleza también cuenta con todo un catálogo de tóxicos? Existe una gran variedad de especies capaces de generar toxinas increíblemente potentes, rápidas y letales. Incluso si decides alejarte de los tóxicos presentes en las ciudades industrializadas, optar por vivir rodeado de naturaleza no significa que te espere un camino de rosas. Sí, la naturaleza también puede ser un lugar hostil.

La naturaleza no se queda corta

Sean organismos más simples o más complejos, los seres vivos sintetizan todo tipo de sustancias con el objetivo de zafarse de más de un depredador con malas intenciones. Se trata de toxinas que pueden darnos molestias leves, como una picadura de mosquito, pero también ser mortales. La toxina botulínica es producida por la bacteria Clostridium botulinum y es capaz de inhibir la transmisión nerviosa en las neuronas que estimulan y contraen el músculo, provocando una parálisis. El peligro está en que esta parálisis puede afectar incluso a los músculos que nos permiten respirar, lo que se traduce en una parada respiratoria y por tanto en la muerte por asfixia. Pero hay mucho más, porque esta toxina tiene un currículum increíble. Es la responsable de algunas intoxicaciones alimentarias (¡nunca consumas la comida de una lata hinchada!), pero es que además se utiliza como arma biológica e incluso para fines cosméticos. Sí, sí, ¡lo que lees! La toxina botulínica es el principio activo del famoso bótox, que se inyecta en el músculo por debajo de la piel para reducir las arrugas. El mecanismo de acción es simple: al impedirse su contracción, los músculos de la cara se relajan temporalmente produciendo un efecto de piel más tersa.

Parece mentira que algo tan diminuto como una bacteria sea capaz de producir algo tan potente. Pero es que por muy pequeños que sean, los microorganismos son los responsables de la mayoría de las intoxicaciones alimentarias, aunque no los únicos. Algunos hongos producen toxinas que causan desde una simple indigestión hasta la muerte del comensal. Si alguna vez has ido a buscar setas al bosque, y tenías intención de cocinarlas luego, es posible que te haya dado un poco de mal rollo la posibilidad de coger la seta equivocada y no poder contarlo. Aunque haya setas tóxicas que se ven a la legua, como la Amanita muscaria (roja con puntitos blancos, igual que la seta de Super Mario Bros.), hay otras menos llamativas que engañan a más de uno, como la Amanita phalloides. La toxina de esta seta inhibe nuestra ARN polimerasa II, la proteína que sintetiza el ARN a partir del ADN para producir proteínas. Las células, al no poder sintetizar proteínas, mueren a las pocas horas. Estos efectos son fulminantes para el riñón y el hígado, que se deterioran, y suelen dar lugar a complicaciones fatales como la hemorragia cerebral y, finalmente, el paro cardíaco.

Aunque, por supuesto, esta no es la única toxina que ingerimos por comer lo que no debemos. El fugu es un tipo de pez globo muy apreciado en la cocina japonesa, pero hay que saber manipularlo bien. Si te comes la parte del pez que no toca, puedes envenenarte con la tetrodotoxina. Esta potente toxina inhibe el impulso nervioso en las neuronas, afectando a la contracción muscular y produciendo una parada respiratoria o cardíaca. Cuesta creer que un pez con un aspecto tan cómico iba a ser uno de los más tóxicos del mundo, ¿verdad?

Sin embargo, otras veces nos intoxicamos por meternos con el animal equivocado, por ejemplo con una serpiente venenosa... o con un ornitorrinco macho. Este último es algo menos conocido por ello, pero produce una toxina muy dolorosa, aunque ni de lejos tan peligrosa como el cóctel tóxico que sintetizan algunas serpientes, como las del género Vipera (las conocidas víboras): su mezcla de toxinas destruye los glóbulos rojos de la sangre y puede incluso dañar nuestro sistema nervioso.

Otras que imponen menos que una serpiente venenosa, pero que no se quedan precisamente atrás en cuanto a toxinas, son las plantas. Solo hace falta nombrar la planta que mató a uno de los filósofos más conocidos de la historia: la cicuta. Esta planta produce, entre otras, una toxina llamada coniína, que bloquea la transmisión nerviosa en las neuronas que contraen los músculos, provocando una parálisis progresiva que se extiende hasta llegar a los pulmones y asfixia al envenenado. Sócrates, condenado a beber una copa de cicuta, sufrió los efectos de esta toxina hasta la muerte.

EN RESUMEN... En la naturaleza se encuentran un sinfín de toxinas que pueden dañar nuestro cuerpo. Las producen otros organismos, como las bacterias (Clostridium botulinum), los hongos (Amanita phalloides), los animales (víboras o peces globo) y las plantas (cicuta).

La naturaleza produce una infinidad de sustancias altamente tóxicas para el ser humano, que pueden terminar con consecuencias fatales para quien las ingiere. La mayoría de estas intoxicaciones ocurren de forma accidental: un alimento en mal estado, una seta que parecía inofensiva, la picadura de un animal cabreado. Pero otras veces el ser humano se intoxica por su propia voluntad, buscando los efectos de las sustancias psicoactivas que le da la naturaleza o que sintetiza con sus propias manos: las drogas.

4

Drogas

¿Qué tienen las drogas de especial?

Si te intoxicases por alguna de las sustancias que hemos comentado hasta ahora, dudo que quisieras repetir la experiencia. Sin embargo, hay un tipo de tóxicos con el que pasa justo lo contrario. Por mucho daño que hagan, por mucho que deterioren cada vez más nuestros tejidos, se siguen consumiendo una, y otra, y otra vez. Las drogas, precisamente, se distinguen del resto de los tóxicos por su capacidad de volver adicto al que las consume. Pero ¿qué las hace tan adictivas?

La respuesta está en la dopamina, un neurotransmisor de nuestro cerebro que interviene en un montón de procesos como el aprendizaje, el control de los movimientos, la memoria, el humor o el sueño. Pero, además, la dopamina tiene un papel fundamental en nuestro sistema de recompensa, ese conjunto de circuitos del cerebro que nos hace desear y buscar las cosas que nos gustan, como la comida o el sexo. Este sistema de recompensa fue una táctica de la evolución para «asegurarse» de que buscábamos lo que necesitábamos para sobrevivir, es decir, que si por ejemplo teníamos sed, fuéramos a buscar agua. Por eso, aquello que es necesario para sobrevivir o perpetuar la especie (como comer o tener sexo) nos aporta placer, porque va a hacer que queramos repetir la experiencia. El sistema de recompensa funciona a través de la dopamina, que nos hace sentir el impulso de satisfacer nuestros deseos.

Las drogas, en realidad, se aprovechan de este mecanismo: generan adicción porque activan descaradamente nuestro sistema de recompensa, ya que producen una liberación de dopamina mucho mayor que aquella a la que nuestro cerebro está acostumbrado. Con el tiempo, esta liberación constante y exagerada de dopamina termina generando una tolerancia, de forma que el cuerpo se va adaptando a la droga. Por eso los adictos a algunas drogas necesitan cada vez dosis más altas para obtener el mismo efecto.

Volverse adicto es un proceso complejo en el que intervienen muchas variables, como la disponibilidad de la droga de abuso, las propiedades de la sustancia en sí (hay drogas más adictivas que otras) y factores que dependen de la propia persona, ya que no todos respondemos igual a una misma dosis.

Puede parecer que la adicción a las drogas tiene una solución fácil: dejar de consumirlas. Pero el cerebro es mucho más complejo que eso. Cuando eres adicto, interrumpir de golpe y porrazo el consumo de una droga desencadena un conjunto de desagradables síntomas físicos y psicológicos conocidos como el síndrome de abstinencia. Básicamente produce ansia por conseguir la sustancia, dolor de cabeza y en el cuerpo, ansiedad, náuseas, sudores fríos, temblores y convulsiones. Es por eso por lo que desintoxicarse de una droga es un proceso largo, porque el cuerpo necesita ir deshabituándose progresivamente de la sustancia.

EN RESUMEN... Las drogas crean adicción porque estimulan una liberación de dopamina en nuestro cerebro mucho mayor de la normal, produciendo sensación de placer y deseo de repetir la experiencia.

Las drogas nos generan todo tipo de efectos psicoactivos, por lo que se suelen clasificar en depresoras del sistema nervioso central (como la heroína, el cannabis y el alcohol), estimulantes del sistema nervioso central (cocaína, MDMA, tabaco, cafeína) o alucinógenos (LSD, mescalina).

De todas ellas, la droga ilegal más consumida en el mundo es el cannabis. Proviene de la planta Cannabis sativa, que contiene unas sustancias llamadas cannabinoides, entre las que destacan el tetrahidrocannabinol o THC (que tiene efectos psicoactivos) y el cannabidiol (con efectos ansiolíticos y sedantes). El THC se puede consumir de forma oral, aunque es más común hacerlo mediante cigarrillos de marihuana, que son las flores y hojas secas y troceadas de la planta del cannabis; o cigarrillos de hachís, un preparado más elaborado y con mayor concentración de sustancias psicoactivas, que suele mezclarse con el tabaco. Cuando el THC se inhala, se absorbe por las vías respiratorias y alcanza rápidamente nuestro cerebro. Una vez allí, se une a nuestros receptores cannabinoides y los activa, produciendo sus conocidos efectos. Como te comenté en un apartado anterior, los fármacos producen un efecto en nuestro cuerpo porque interaccionan con alguna molécula dentro de él. Las drogas, concretamente, activan distintos tipos de receptores de nuestras neuronas, motivo por el que tienen efectos psicoactivos.

¿Y qué hace nuestro cerebro teniendo receptores para el THC? Lo cierto es que nosotros también producimos sustancias cannabinoides de forma natural, que intervienen en el apetito, el humor o el dolor. Por eso el consumo de marihuana o hachís produce efectos como la euforia y el bienestar, pero también incoordinación motora, pérdida de memoria, disminución de la capacidad de concentración, enlentecimiento de las reacciones y aumento del apetito.

Es posible que una de las preguntas más comunes respecto a este tema sea: ¿fumar cannabis es peligroso?. Pues lo cierto es que sí. Fumarlo habitualmente, sobre todo si se comienza en edades tempranas, se ha relacionado con el síndrome amotivacional (que se caracteriza por la falta de motivación, el desinterés por el trabajo o los estudios y por el cuidado personal), un deterioro cognitivo (que afecta sobre todo a la memoria) y la aparición de brotes psicóticos y esquizofrenia, especialmente en personas susceptibles.

Del mismo modo que el cannabis, el resto de las drogas producen sus efectos porque se unen a algún tipo de receptor natural de nuestro cuerpo, por ejemplo haciéndose pasar por su ligando, y generan una respuesta más exagerada y prolongada de lo normal. ¿Te suenan las endorfinas? Son sustancias producidas por nuestro cerebro que participan en la sensación de placer (al tener sexo o al comer algo rico) y en el alivio del dolor. Pues algunas drogas como la morfina o la heroína tienen una estructura química parecida a nuestras endorfinas, por lo que son capaces de hacerse pasar por ellas y unirse a sus receptores, produciendo sus efectos. Por eso llevan utilizándose desde hace años como analgésico para el tratamiento del dolor y como droga recreativa por sus efectos eufóricos y adictivos.

Aun así, existen otras drogas que no imitan necesariamente las sustancias de nuestro cuerpo, sino que alteran su actividad normal. Un ejemplo es la cocaína, la droga que se obtiene principalmente a partir de las hojas de Erythroxylum coca, un arbusto que crece espontáneamente en América del Sur. La cocaína interfiere en la actividad de varios neurotransmisores como la dopamina, la serotonina y la noradrenalina. Verás, un neurotransmisor es una molécula que permite la comunicación entre neuronas, es decir, la transmisión de información de una neurona a otra. El espacio que separa los extremos de ambas neuronas se llama sinapsis, y es por donde fluyen los neurotransmisores: una neurona libera un neurotransmisor que será captado por los receptores de la siguiente, transmitiéndose así la señal. Cuando se quiere cesar la señal, los neurotransmisores son captados de nuevo por unas proteínas especializadas, proceso conocido como recaptación. La cocaína se une a las proteínas transportadoras de la dopamina, la serotonina y la noradrenalina, bloqueando su recaptación en la sinapsis y provocando que aumenten los niveles de estos neurotransmisores, que se quedan más tiempo activos y producen los efectos psicoestimulantes típicos de esta droga.

El impulso nervioso y las neuronas. Las neuronas se comunican a través de unas moléculas llamadas neurotransmisores. Para transmitir el impulso nervioso, una neurona libera los neurotransmisores a la sinapsis, el espacio que separa los extremos de ambas neuronas. Una vez en la sinapsis, los neurotransmisores son captados por los receptores de la siguiente neurona, transmitiéndose así la señal.

Pero, a pesar de que conocemos relativamente bien los mecanismos de algunas drogas, hay otras que siguen siendo un misterio. Unas de las drogas más complejas y difíciles de entender son las alucinógenas, que actúan a muchos niveles distintos en el cerebro y consiguen distorsionar lo que vemos, oímos y sentimos, cambiando por unos instantes nuestra percepción del mundo. El alucinógeno más conocido es el LSD (lysergic acid diethylamide, de ahí las siglas). Se obtiene del hongo Claviceps purpurea y produce sensaciones como mareos, ansiedad, distorsiones visuales, síntomas de parálisis, risa y, por supuesto, alucinaciones. Pueden ser de varios tipos, pero las alucinaciones más comunes son las visuales, e incluso llegan a darse casos de sinestesia, en que los sentidos se mezclan y se empiezan a ver los sonidos y a sentir los colores. A pesar de que se han asociado algunos receptores del cerebro con el efecto alucinógeno del LSD, explicar el mecanismo molecular por el cual produce esta miscelánea de sensaciones es tremendamente complejo, así que, de momento, el LSD nos gana la partida.

EN RESUMEN... Las drogas nos producen todo tipo de efectos psicoactivos debido a su capacidad de interferir con la actividad de nuestras neuronas, por ejemplo activando nuestros receptores (cannabis, morfina, heroína o LSD) o potenciando la actividad de algún neurotransmisor (cocaína).

Es posible que lo que acabas de leer en este apartado lo percibas como algo lejano, y que sientas que el consumo de drogas, la dependencia y la adicción a sustancias sean algo ajeno a ti. Que no va contigo, vamos. El problema está en que hay otras drogas cuyo consumo forma parte de nuestra vida cotidiana (y si no de la nuestra, de algunos de los que nos rodean), pero no las percibimos como tales. Y como drogas que son, también generan dependencia y adicción. Pero entonces ¿cuál es la diferencia?

¡Invito a una ronda!

Es sorprendente la influencia que tiene la cultura sobre aquello que percibimos como bueno o malo, aquello que aceptamos como válido o rechazamos como incorrecto. A pesar de ser las drogas más consumidas en todo el mundo, el tabaco, la cafeína y el alcohol no se perciben como tales porque están socialmente más que aceptadas. Estoy segura de que a la mayoría de la gente le resultaría muy impactante ver a alguien pinchándose heroína, pero no metiéndose tres cubatas y fumando cuatro cigarrillos en una noche. También tengo que decir que el grado en que las distintas drogas generan adicción varía considerablemente (la heroína es con diferencia la más adictiva), pero el tabaco y el alcohol no dejan de ser drogas, lo cual significa que modifican nuestro cerebro a largo plazo, que generan dependencia y tolerancia, y que si se toman a la ligera, producen una adicción como el resto de las drogas, por no hablar de los daños a tantísimos niveles en el organismo.

Si bien está aceptado lo perjudicial que resulta consumir tabaco (prácticamente todo el mundo sabe que se relaciona, por ejemplo, con el cáncer de pulmón), con el alcohol la cosa cambia, porque la percepción general de la sociedad suele ser que, si no abusas de él, el alcohol no hace daño. Por no hablar del extendido mito según el cual «una copita de vino al día es beneficiosa para el corazón». Spoiler: no lo es. En 2018 se publicó en la revista médica The Lancet uno de los estudios sobre el efecto del alcohol en la salud más extensos y exhaustivos hasta la fecha, que afirmó tajantemente que el nivel más seguro de consumo de alcohol es... ninguno.

Gráfico de la dependencia y del daño físico de las drogas más comunes. El grado en que las drogas generan adicción varía considerablemente de unas a otras. La más adictiva y perjudicial es la heroína. El tabaco y el alcohol, a pesar de consumirse ampliamente, generan más dependencia y daño físico que otras drogas ilegales, como el cannabis o el éxtasis (MDMA).

Está claro que su consumo está más que extendido, pero ¿qué tiene el alcohol que lo hace tan deseado? Al igual que el cannabis, el alcohol es una droga depresora del sistema nervioso central, es decir, reduce el ritmo de la actividad cerebral. Esto lo consigue porque es capaz de modificar la actividad de algunos receptores de nuestro cerebro: por una parte, reduce la acción del receptor del glutamato, un neurotransmisor que tiene un efecto excitatorio en las neuronas; y por otra, incrementa la actividad de los receptores del GABA, otro neurotransmisor pero con efectos inhibitorios en la actividad cerebral. Al reducir la excitación y aumentar la inhibición, el alcohol produce un efecto depresor del sistema nervioso, en el que se pierde la coordinación de movimientos, se vuelve difícil articular las palabras, disminuye la capacidad de atención, se alteran las emociones y, ocasionalmente, se pierde la memoria. Pero ahora me dirás: «¿Cómo podemos llamarlo “depresor” si el alcohol te desinhibe y te hace más sociable?». Lo cierto es que el alcohol también actúa sobre otros neurotransmisores, como la dopamina y la serotonina.

Tal como pasaba con otras drogas, la dopamina tiene un papel clave en la adicción al alcohol, ya que nos genera una sensación de placer al tomarlo y ganas de beber más. Además, el alcohol potencia el efecto de la serotonina, que a su vez estimula la actividad de la dopamina en las áreas de recompensa del cerebro, lo que favorece todavía más esa sensación de placer que nos da el alcohol. Estos efectos son genéricos para los consumidores de alcohol, pero, sin duda, no a todos les afecta por igual una jarra de cerveza.

EN RESUMEN... El alcohol es una droga que reduce el ritmo de la actividad cerebral al modificar algunos de los receptores de nuestro cerebro: reduce la actividad del neurotransmisor glutamato (que tiene un efecto excitatorio) e incrementa la actividad del GABA (que tiene efectos inhibitorios). El resultado es un efecto depresor en nuestro sistema nervioso.

¿Por qué el alcohol sube más a unas personas que a otras? La respuesta está en nuestro hígado, que contiene la enzima principal que metaboliza el alcohol: la alcohol deshidrogenasa. Algunas personas tienen más niveles de esta enzima y otras menos, lo cual influye directamente en la sensibilidad al alcohol. Tener más niveles de esta enzima supondrá que se metabolice más rápido y por tanto que los efectos duren menos, mientras que unos niveles bajos de esta enzima (algo muy común en la población asiática) harán que los efectos del alcohol duren más.

Hasta aquí todo resulta probablemente bastante familiar e incluso poco alarmante, pero la otra cara del alcohol ya no es tan conocida. Su consumo excesivo a lo largo del tiempo termina generando tolerancia y dependencia física, es decir, la necesidad de consumir a diario para evitar el síndrome de abstinencia. Y agárrate, porque a diferencia de otras drogas, el síndrome de abstinencia del alcohol puede ser mortal. Comienza con inquietud, temblores, sudoración, ansiedad e insomnio, y en algunos casos, convulsiones y alucinaciones, pero a los dos o tres días de abstinencia se exacerban y aparecen otros más peligrosos como fiebre y deshidratación, lo cual se conoce como delirium tremens.

De todos modos, incluso si no se genera dependencia, el consumo habitual de alcohol tiene una infinidad de efectos perjudiciales en distintos órganos y sistemas, especialmente en el hígado y en el tracto gastrointestinal, que dan lugar a una deficiencia de la absorción de lípidos, minerales, ácido fólico o las vitaminas B6 y B12. Estos déficits nutricionales provocan alteraciones que van desde una anemia hasta el deterioro del sistema nervioso. Con el tiempo, el daño progresivo que causa el alcohol en nuestros órganos favorece la aparición de enfermedades como el cáncer de hígado, esófago u orofaringe.

Sea como sea, el grado al que uno se expone al alcohol es decisión de uno mismo. Mi intención con este apartado no es hacer que dejes de tomarte una cerveza de vez en cuando, no me meteré en ese jardín. Haz lo que quieras, pero recuerda: la cantidad de alcohol diaria que se puede beber sin poner en riesgo la salud es cero. Que no te digan lo contrario.

¿Tienes fuego?

«De algo hay que morirse» es probablemente la frase que más he escuchado de la boca de fumadores. Lo cual refleja, claro está, que por muchas campañas de concienciación y fotos desagradables en las cajetillas de tabaco, el riesgo real del tabaquismo se percibe más bien poco.

Los efectos del tabaco y, entre ellos, su capacidad adictiva se deben a su principal compuesto psicoactivo: la nicotina, la segunda droga más consumida después del alcohol. La nicotina activa los receptores del neurotransmisor acetilcolina, que se encuentran en el cerebro y en otras zonas del cuerpo. La acetilcolina interviene en procesos como la excitación mental y física, el aprendizaje, la memoria y algunos aspectos de la emoción, además de afectar a otras partes del cuerpo, como el movimiento muscular o el ritmo cardíaco. Como la nicotina tiene una estructura parecida a la acetilcolina, se hace pasar por ella, uniéndose a sus receptores y activándolos.

Cuando comienzas a consumir nicotina una y otra vez, se produce una estimulación de estos receptores por encima de lo normal, ya que se están activando a la vez por la acetilcolina intrínseca y por la nicotina. Esto hace que al cerebro le «sobre» acetilcolina y reaccione reduciendo la cantidad de receptores de las neuronas y liberando menos acetilcolina por su parte. Es por eso que el fumador necesitará compensar esta pérdida con un aporte constante de nicotina, y este es el motivo por el que el tabaco genera dependencia.

Al fumar se reduce el estrés y la ansiedad, se mejora el ánimo y se incrementa el estado de alerta, además de otros efectos como sudoración, aumento de la presión arterial y taquicardia. Asimismo, la activación de los receptores por parte de la nicotina estimula la liberación de dopamina (¡qué sorpresa!) en las áreas de recompensa del cerebro, lo cual produce placer e induce a la persona a volver a fumar para obtener de nuevo esa sensación. El consumo repetido termina generando tolerancia a estos efectos y dependencia física, de forma que dejar el tabaco de golpe lleva a un síndrome de abstinencia que provoca un intenso deseo de fumar, irritabilidad, ansiedad, dificultad para concentrarse, agitación, dolor de cabeza, insomnio e incluso alteraciones del apetito (por eso muchos fumadores, al dejarlo, suben de peso). De ahí los preparados de nicotina para gente que quiere dejar de fumar, como los parches transdérmicos, los chicles o los comprimidos para chupar.

EN RESUMEN... El efecto del tabaco es debido a su principal compuesto psicoactivo, la nicotina. Esta sustancia activa los receptores del neurotransmisor acetilcolina, reduciendo el estrés y la ansiedad, mejorando el ánimo y aumentando el estado de alerta, pero también provocando sudoración, aumento de la presión arterial y taquicardia.

Sobre los daños que ocasiona el tabaco podría escribir un libro entero. Además de la nicotina, el tabaco contiene muchas sustancias perjudiciales presentes en el humo del cigarrillo que aumentan el riesgo de sufrir enfermedades del corazón, el hígado y los pulmones, además de cáncer, entre otros. Algunos de estos compuestos, como el cianuro o el monóxido de carbono, hacen que a largo plazo se pierda la elasticidad en los alvéolos de los pulmones, unas estructuras en forma de bolsita donde se intercambian el dióxido de carbono y el oxígeno al respirar. Al perder la elasticidad de los alvéolos, aparece la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). Con esta enfermedad, los pulmones tienen menos capacidad respiratoria, lo cual produce falta de aliento, sibilancias, tos continua con esputos, y daños en los pulmones como enfisema y bronquitis crónica. Pero aparte del daño pulmonar per se, el peligro popularmente más asociado al tabaco es el cáncer de pulmón, y no sin razón: el tabaquismo es el responsable del 90 % de las muertes por este tipo de cáncer. Pero no solo el de pulmón, sino que el tabaco aumenta el riesgo de otros tipos de cáncer, como el de laringe y boca, el de vejiga y el de páncreas. En total, el humo del tabaco contiene más de 7.000 productos químicos, entre ellos cientos de tóxicos, y de ellos unos setenta potencialmente cancerígenos. Los agentes cancerígenos del tabaco tienen la capacidad de intercalarse en nuestro ADN, causando una mutación (¡o incluso la muerte de la célula!). Si esta mutación se produce en alguno de los genes que regula el ciclo celular, puede dar lugar a una célula cancerosa. Un ejemplo es el benzopireno (que ya vimos en el apartado sobre los mutágenos), una sustancia que también se encuentra en los gases de escape de los automóviles y en alimentos tostados, como el café o la carne a la parrilla. Otros de los compuestos cancerígenos más potentes y abundantes del humo del cigarrillo son las nitrosaminas, que aparecen al curar las hojas del tabaco con humo, y también se encuentran en los alimentos ricos en proteínas cocinados a altas temperaturas. Inhalar o ingerir cosas quemadas es, por lo general, mala idea.

Más allá de los pulmones y el cáncer, el tabaco también tiene un impacto en el sistema cardiovascular, ya que produce varios efectos en el corazón, en los vasos sanguíneos y en la sangre. Fumar aumenta la presión arterial, estrechando los vasos sanguíneos y aumentando el riesgo de sufrir un taponamiento debido a un coágulo, lo cual daría lugar a un infarto cardíaco o cerebral. Además, fumar tabaco aumenta la producción de plaquetas, responsables de la coagulación, por lo que la sangre se vuelve más espesa y aumenta todavía más el riesgo de formarse un coágulo y taponar los vasos. ¿Y cómo afecta el tabaco a nuestra sangre? Como ya explicamos en el apartado sobre tóxicos, el monóxido de carbono presente en el humo del tabaco se une a nuestra hemoglobina, impidiendo que pueda transportar bien el oxígeno por la sangre.

EN RESUMEN... El tabaco tiene efectos perjudiciales a muchos niveles, sobre todo en los pulmones (favorece tener EPOC y cáncer de pulmón) y en el sistema cardiovascular (aumenta el riesgo de infarto cardíaco o cerebral).

¿Lo peor de todo? Es muy difícil librarse del peligro. Incluso aunque no fumes, la exposición ambiental al humo del tabaco tiene también un impacto en la salud, ya que, como todo humo, contiene sustancias muy puñeteras. El tabaco, que en el siglo XX causó unos cien millones de muertes, todavía es hoy en día una de las causas más importantes de muerte evitable: interviene en el 10 % de los fallecimientos y es responsable del 90 % de las muertes por cáncer de pulmón. Que una sustancia se haya popularizado y extendido de este modo debido a que la sociedad no fue consciente del peligro en su momento no significa que nosotros debamos seguir por la misma línea. Ahora tenemos la información, y es hora de usarla.

El mundo es un lugar lleno de sustancias peligrosas: de tóxicos que se encuentran en nuestro entorno y que entran en nuestro cuerpo al comer, al respirar o al beber agua; de organismos que, grandes o pequeños, son capaces de producir sustancias increíblemente venenosas; y de un ser humano que, pese a todo el daño que pueden causarle, decide exponerse él mismo a sustancias tóxicas, buscando sus efectos estimulantes, pero sin pararse a pensar en todas sus consecuencias. Y para que tantas sustancias nos causen todo este lío, sinceramente, mejor tenerlas fuera que dentro.

¡Quita, bicho!

Si a estas alturas del libro el mundo te parece un lugar un tanto hostil, espera a leer este capítulo. Hemos hablado de sustancias químicas como tóxicos, toxinas o drogas capaces de producir mutaciones en nuestro ADN, de provocar la muerte de las células o incluso de destruir órganos y tejidos enteros. Pero no todas las amenazas son así. A veces, nos enfrentamos a otros organismos que luchan por su supervivencia y que son capaces de acabar contigo en cuestión de días. El problema es que se camuflan mejor que nadie, básicamente porque la gran mayoría de ellos son miles de veces más pequeños que tú.

El mundo está poblado y repoblado de microorganismos que conviven con nosotros. Imagina la revolución histórica que supuso en su momento descubrir que, a pesar de no verlas, existían millones de especies microscópicas a nuestro alrededor. Y no solo eso (que ya es bastante sorprendente de por sí), sino que además eran las responsables de muchas de las enfermedades que por entonces no tenían explicación. Ponte en su lugar por un instante: imagina que un día enciendes la tele y en el telediario anuncian que se acaban de descubrir unos organismos invisibles que llevan toda la vida entre nosotros.

Lo bueno es que gracias a este hallazgo del siglo XVII se han podido conocer muchísimas enfermedades infecciosas y encontrarles una cura, como el descubrimiento de los antibióticos, que hizo que las infecciones dejasen de ser la primera causa de muerte en muchos países. Pero eso no quita que sean seres microscópicos, y que por tanto haya muchas cosas que todavía se nos escapen. Desde luego, no es tan fácil estudiar algo que no puedes ver con tus propios ojos y manipular con las manos.

Por suerte no estamos indefensos. Es cierto que existen muchísimas especies de estos seres minúsculos, unas más peligrosas que otras, pero espero que a estas alturas no te sorprenda que tu cuerpo sea capaz de hacerles frente, que tenga todo un ejército organizado de células que no dudarán en plantarles cara y defenderte. Pero no nos apresuremos: para entender cómo contraatacar, primero debemos saber a qué nos enfrentamos.

1

Infecciones bacterianas

¿Todas las bacterias son malas?

Si pensases en la casa de tus sueños, probablemente imaginarías una con la cocina grande, un par de baños y habitaciones luminosas con camas anchas. Si fueses un microorganismo, tu paraíso sería un lugar calentito, húmedo, con un aporte regular de nutrientes y con una temperatura constante. Una descripción que encaja perfectamente con el cuerpo humano, por lo que muchos microorganismos encuentran en él un lugar perfecto para instalarse.

Esto lo saben bien los millones de seres microscópicos que viven en nuestro organismo. En conjunto se denominan microbiota, y se encuentran habitualmente en zonas concretas como la piel, la boca, el intestino grueso o la vagina. Son mayoritariamente bacterias, aunque también conviven otras formas de vida como hongos, virus o levaduras. Pero que no cunda el pánico. Antes de que te vayas corriendo al médico a que te saque todos esos bichos, déjame contarte que forman parte de ti tanto como cualquiera de tus células. A diferencia de otros microorganismos que entran a colonizar nuestros tejidos, la microbiota realiza funciones vitales para el organismo, por lo que desempeña un papel crucial en nuestra salud. En realidad, estos seres diminutos hacen una especie de «trato» con nosotros o, dicho científicamente, una simbiosis. A cambio de ofrecerle un lugar protegido donde vivir, la microbiota nos ayuda a digerir la fibra alimentaria (ya que nuestro cuerpo no dispone de las enzimas necesarias para hacerlo), sintetiza vitaminas esenciales que nosotros no somos capaces de producir (como la vitamina K, que interviene en la coagulación de la sangre) y evita la infección de microorganismos patógenos. ¿Cómo? Pues siendo muchos más microorganismos en número: compiten con los microorganismos patógenos por el alimento o el espacio. Si un patógeno intenta instalarse en nuestros tejidos lo tendrá difícil para encontrar un hueco, además de tener que competir con todo nuestro séquito de seres microscópicos si quiere conseguir nutrientes. Pero, además, la microbiota cuenta con otra táctica: es incluso capaz de secretar sustancias que impiden el crecimiento de otras bacterias. ¿A que ya no te las quieres quitar de encima?

Una bacteria es una célula, pero algo distinta

¿Cómo puede una cosa tan diminuta hacer todo eso? ¿De qué está hecha para conseguirlo? Una bacteria es bastante distinta de las células que forman el cuerpo humano, pero al fin y al cabo es una célula. Con esto me refiero a que tiene su propio metabolismo: construye y deconstruye moléculas según le conviene, fabrica las proteínas que necesita y replica su propio ADN cuando tiene que dividirse. Entonces, ¿en qué se diferencian de nuestras células?

Pues, para empezar, son bastante más pequeñas. Es cierto que las hay de muchos tamaños, pero la mayoría de las especies bacterianas miden 1 micrómetro (µm), es decir, una milésima parte de 1 milímetro (mm). Si comparásemos una bacteria con una de nuestras células, por ejemplo una célula del hígado, la diferencia de tamaño sería la misma que la que hay entre una canica y un aro de baloncesto. Y aunque esta diferencia es enorme, no es ni mucho menos la única.

Lo que realmente distingue a las bacterias es que no tienen núcleo. Decimos que las células que forman a los animales, plantas y hongos son eucariotas porque tienen un núcleo en el que almacenan su material genético de forma ordenada, mientras que llamamos a las bacterias procariotas porque no lo tienen. Pero no es solo cuestión de núcleo porque, en realidad, el interior de una bacteria es algo más simple que el de nuestras células.

Por ejemplo, organizan su material genético de forma distinta. Gran parte de su ADN (de doble cadena, como el nuestro) lo tienen ordenado en un único cromosoma circular, en lugar de en 23 pares como nosotros. Pero, además, las bacterias tienen fragmentos más pequeños de material genético llamados plásmidos, que andan sueltos por su interior.

Vale, puede que su interior te suene algo basic, pero su exterior ya es otra cosa. Además de la membrana plasmática parecida a la de nuestras células, también están rodeadas por una pared celular, más rígida, que les confiere protección. Pero la bacteria, que tiene que moverse por el mundo, necesita algo más. Por eso muchas tienen uno o más flagelos, unas estructuras supergraciosas que parecen una colita hiperactiva. Al moverse permiten a la bacteria desplazarse, por ejemplo para huir de algún tóxico o para ir a buscar nutrientes. Pequeñas soluciones para grandes problemas, ¿eh?

Tamaño y estructura de una bacteria. Las bacterias son más pequeñas y simples que nuestras células. No tienen núcleo, por lo que su ADN se encuentra en el citoplasma, ordenado en un único cromosoma circular. En su interior también contienen plásmidos (fragmentos sueltos de ADN) y ribosomas (para la síntesis de proteínas). Las bacterias están rodeadas por una membrana plasmática, una pared celular (más rígida, que les confiere protección) y, algunas, por una cápsula (que les confiere una protección adicional). Algunas también contienen pili (que les permite intercambiar material genético o moverse, dependiendo del tipo) y uno o más flagelos (para desplazarse).

Puede que te vayas haciendo a la idea de cómo es una bacteria, pero ¿qué forma tienen? Muchas veces las imágenes que vienen en los libros de texto (e incluso en este mismo libro) nos muestran una bacteria con forma cilíndrica, como la de una barra de pan. Pero si pudieses ver a simple vista todos los millones de bacterias que se encuentran en tu piel, en el aire que respiras o incluso sobre las páginas de este libro, te aseguro que alucinarías: verías bacterias con aspecto de bola, de bastón, de filamento, e ¡incluso de espiral! Por ejemplo, los llamados cocos son bacterias en forma de bolita, como las del género Staphylococcus, que suelen unirse de dos en dos o en ramificaciones parecidas a los racimos de uvas. Otras, como los bacilos, tienen forma de bastón, como por ejemplo la Escherichia coli, una bacteria que vive de forma natural en la piel y el intestino.

Las bacterias tienen un sinfín de formas, estructuras y configuraciones, y lo que te he contado es solo una pequeña parte. ¿Cómo crees que se quedaron los científicos que las vieron por primera vez? Dudo mucho que imaginasen todo lo que pueden llegar a hacer.

¿Hay alguien en casa?

Sí, las bacterias pueden ser muy monas, pero te recuerdo que son capaces de infectar organismos miles de veces más grandes que ellas y hasta matarlos, así que es hora de ver la parte chunga del asunto. Imagina que eres una bacteria que quiere infectar a un humano. Lo primero que tendrás que hacer es conseguir entrar en él, pero te aseguro que no va a ser tarea fácil: el cuerpo humano tiene barreras de defensa naturales que dificultan que los microorganismos accedan al interior, como la piel, la mucosidad, los ácidos del estómago o las secreciones de las lágrimas y la saliva. El problema es que algunas bacterias son resistentes a estas barreras. Por ejemplo, las enterobacterias resisten las secreciones ácidas del estómago, por lo que pueden llegar vivas a nuestro tracto digestivo y causar una gastroenteritis.

Otras veces, nuestras barreras se dañan y dejan abierta una vía por la que pueden colarse las bacterias, como cuando nos hacemos un corte en la piel. Y teniendo en cuenta que estamos rodeados de millones y millones de bacterias, es probable que alguna consiga infiltrarse. Un ejemplo en el que las barreras naturales están alteradas es el de la fibrosis quística, enfermedad en la que los pacientes tienen la mucosidad de sus pulmones alterada, por lo que esta barrera no actúa como es debido y sufren constantemente infecciones respiratorias.

Por suerte, estas barreras de defensa son solo el primer paso de bloqueo contra los intrusos, porque, una vez dentro, al cuerpo todavía le quedan cartas que jugar. Si la bacteria supera la primera prueba, le estará esperando todo un ejército de células del sistema inmunitario preparadas para expulsar a la invasora. El problema es que la intrusa no se dejará echar tan fácilmente.

Las bacterias poseen mecanismos para «escaparse» de nuestras células de defensa, por ejemplo al liberar sustancias que inhiben la respuesta del sistema inmunitario. Es lo que hace la Neisseria gonorrhoeae (la bacteria que causa la gonorrea), que degrada uno de nuestros anticuerpos, haciendo que las células inmunitarias lo tengan más difícil para eliminarla. Si esto puede hacerlo una sola bacteria, ya ni te cuento si se ponen de acuerdo unas cuantas. A veces, las bacterias forman lo que se llama un biofilm (o biopelícula). Se trata de una población de bacterias recubierta por una matriz viscosa muy resistente, que las mantiene unidas entre sí y adheridas a un tejido. Esta matriz es bastante puñetera, ya que protege las bacterias del exterior, impidiendo que nuestras células inmunes accedan a su interior para destruirlas. Tanto es así que muchas veces las infecciones en las que se genera un biofilm son tan difíciles de tratar que se alargan en el tiempo y se vuelven crónicas. Al final, el biofilm es como una pequeña ciudad bacteriana protegida por un gran muro, uno muy resistente.

EN RESUMEN... Nuestro cuerpo tiene mecanismos de defensa contra las infecciones, como las barreras naturales (piel, mucosidad, secreciones ácidas) o nuestro sistema inmunitario. Pero las bacterias, a su vez, tienen estrategias para zafarse de él, como la producción de sustancias que lo bloquean o la formación de biofilms, pequeñas poblaciones bacterianas recubiertas por una matriz muy resistente.

Vale, stop. Hay una cosa que no cuadra en todo esto. Si al final lo que buscan las bacterias es un lugar donde crecer y vivir, ¿qué necesidad tienen de cargárselo? Lo cierto es que a veces hacer daño es inevitable. Las bacterias patógenas, como consecuencia de su crecimiento y metabolismo, producen sustancias como ácidos, gases y toxinas que dañan las células y los tejidos. No queda duda de que, sea cual sea su intención, es mejor sacárselas de encima cuanto antes.

¿Es fácil matar una bacteria?

Por suerte, la ciencia nos ha facilitado el camino para hacer frente a las infecciones bacterianas y echar un cable a nuestro sistema inmunitario. Desde que se descubrieron en el siglo XX, los antibióticos han revolucionado por completo el mundo de la medicina: han aumentado la esperanza y calidad de vida de la población y han hecho que las infecciones dejasen de ser la primera causa de muerte en los países desarrollados.

Los antibióticos son sustancias que inhiben el crecimiento de los microorganismos o directamente los matan. Pero no todos son iguales: cada uno tendrá una «diana» concreta dentro de la bacteria. Por ejemplo, algunos antibióticos rompen su cadena de ADN, con lo que impiden que la bacteria pueda seguir dividiéndose. Otros lo hacen inhibiendo síntesis de proteínas; teniendo en cuenta que las proteínas realizan las funciones vitales de la bacteria, la inhibición provoca su muerte irremediablemente. Otros antibióticos, en cambio, atacan desde fuera, por ejemplo al destruir la pared celular que rodea la bacteria, haciendo que pete y pase a mejor vida.

Lo hagan de una forma u otra, los antibióticos actúan de manera específica sobre alguno de los componentes de la bacteria, ya sea su pared celular, algunas proteínas o su ADN. Y es precisamente debido a esta especificidad sobre las bacterias que los antibióticos no tienen ningún efecto sobre otros microorganismos como los virus. Más que nada porque estructuralmente no tienen nada que ver. Es como intentar ponerle un anillo a un caballo. Por eso es absurdo y dañino tomar antibióticos cuando estamos resfriados o tenemos gripe, porque son infecciones causadas por virus y no por bacterias.

Podrías pensar que es una tontería sin importancia, pero nada más lejos de la realidad. Por desgracia, el uso excesivo e imprudente de antibióticos a lo largo de los años nos ha pasado factura, porque ha traído consigo una de las mayores amenazas para la salud mundial, que ya causa más de setecientas mil muertes al año: la resistencia a los antibióticos. ¿Qué narices ha pasado?

¿Por qué ya no me hace efecto el antibiótico?

Hace tan solo un par de siglos, una pequeña infección podía significar el final de tus días. Y a pesar de que nos hemos acostumbrado a contar con los antibióticos, la situación podría volver a cambiar: las bacterias se están haciendo resistentes a nuestras armas y en gran medida es por nuestra culpa.

Cuando las bacterias son capaces de seguir multiplicándose aun en presencia de los antibióticos, decimos que son bacterias resistentes o superbacterias. Por eso, la resistencia a los antibióticos se produce cuando estos pierden su capacidad para tratar una infección bacteriana de forma eficaz. Pero ¿de dónde salen estas superbacterias? Hace unas décadas nadie hablaba de ellas...

Imagina que tenemos una población de bacterias que está causando una infección y queremos tratarla. A medida que administramos antibiótico, estas bacterias se van muriendo. No obstante, puede ser que de forma totalmente aleatoria, de toda esta población de millones de bacterias, una de ellas sufra una mutación genética. Así, de forma espontánea. A veces, esta mutación es inútil o incluso dañina, y provoca su propia muerte, pero otras veces dota la bacteria de la capacidad de sobrevivir a un antibiótico. Una superbacteria podría compararse con una superheroína que adquiere sus poderes gracias a una mutación. Algunas mutaciones confieren el poder de «camuflarse»: cambian la estructura de la proteína sobre la que actúa el antibiótico, que se vuelve incapaz de reconocer la bacteria y pierde su efecto. Pero hay superpoderes que van más allá, como el de sintetizar proteínas que modifican el antibiótico y lo inactivan. Por ejemplo, algunas superbacterias producen unas enzimas llamadas betalactamasas capaces de romper la estructura de algunos antibióticos y hacerles perder así sus propiedades, de modo que las bacterias ganen la batalla.

Es cierto que las superbacterias aparecen de forma espontánea por mutaciones al azar, pero los antibióticos favorecen su propagación. A medida que tomamos antibióticos, vamos destruyendo las bacterias más «débiles», dejando más espacio y más nutrientes para que las superbacterias se multipliquen a sus anchas. Y al dividirse, transmitirán sus genes de resistencia a su descendencia, con lo que cada vez irán siendo más. Pero las bacterias son incluso más generosas porque, además de con su descendencia, son capaces de intercambiar material genético ¡con sus vecinas! ¿Te imaginas un superhéroe capaz de concederle superpoderes a una persona normal?

Vamos, que el problema no está solo en que una bacteria se vuelva resistente, sino en que puede transferir la resistencia al resto. Por ejemplo, la conjugación es el proceso por el que una bacteria donante se conecta a otra a través del pilus sexual, una estructura parecida a un tubito muy fino con el que transfiere sus genes. En cambio, en la llamada transformación, una bacteria se topa con ADN pululando por ahí, expulsado por una compañera muerta, y, por qué no, lo «engulle» para quedárselo. Si ese ADN contenía además genes de resistencia, el premio es doble.

EN RESUMEN... Una bacteria adquiere resistencia a los antibióticos gracias a las mutaciones genéticas que le ocurren de forma natural, al azar. Cuantos más antibióticos tomamos, más favorecemos la multiplicación de bacterias resistentes.

Sea cual sea el mecanismo por el que se vuelven resistentes, con el tiempo estas bacterias proliferan, lo que da lugar a poblaciones enteras de superbacterias. Cuantos más antibióticos usamos, más favorecemos su propagación. Esto no significa que tengas que dejar los antibióticos para siempre, es decir, no hay que olvidar que han salvado millones de vidas a lo largo de la historia... Pero igual sí que es momento de tomar conciencia para dejar de cometer los errores que nos han traído hasta aquí, como la automedicación y su uso inadecuado, y evitar así entre todos la llegada de una era posantibióticos en la que, si no frenamos esta resistencia, infecciones comunes y a priori no peligrosas puedan acabar volviéndose letales. ¡Resistamos la resistencia!

2

Infecciones víricas

Pequeño pero matón

Si las bacterias ya eran seres con habilidades sorprendentes a pesar de su reducido tamaño, espérate a conocer los virus, cien veces más pequeños... pero no por ello menos puñeteros. Se miden en nanómetros, unidades ¡un millón de veces más pequeñas que un milímetro! Es decir, si comparamos una bacteria (algo ya de por sí minúsculo) con un virus, su diferencia de tamaño sería la misma que entre una canica y un granito de arena. Así que, imagínate ahora la diferencia entre un virus y una de nuestras células: tendríamos que comparar ese granito de arena (el virus) con un aro de baloncesto (la célula). Son tan diminutos que, para poder observarlos, necesitamos microscopios incluso más potentes que los usados para las bacterias.

De todos modos, la característica más diferencial de los virus sea probablemente que dependen de una célula para poder multiplicarse, puesto que ellos mismos no tienen la maquinaria de replicación necesaria. Este es el motivo por el que los científicos llevan debatiendo desde hace años sobre si los virus son seres vivos o simplemente estructuras que interactúan con organismos, y te adelanto que la respuesta no es fácil. Los virus tienen genes y evolucionan por selección natural, como cualquier ser vivo. A lo largo del tiempo sufren mutaciones genéticas que les permiten sobrevivir mejor en los organismos a los que infectan. Además, se reproducen creando muchas copias de sí mismos, que al fin y al cabo es lo que hacen las especies, propagar sus genes a través de la descendencia... Y, sin embargo, no llegan a ser una célula. Entonces, ¿de qué están hechos? Pues, a pesar de ser potencialmente mortales, la estructura de los virus es bastante simple. Contienen lo estrictamente esencial para infectar una célula: material genético, algunas proteínas clave y algo que lo envuelva todo.

Ya se trate de una bacteria o de una célula humana, hasta ahora nos hemos acostumbrado a relacionar el material genético con la molécula de ADN. Pero, curiosamente, la información genética de los virus puede estar tanto en forma de ADN como de ARN. Además del material genético, el interior de los virus también contiene algunas proteínas que le ayudarán a replicarse dentro de la célula infectada. En conjunto, este contenido está rodeado y protegido por un envoltorio u otro que conferirá unas habilidades u otras al virus. Por ejemplo, algunos contienen una cubierta de proteínas llamada cápside. Se trata de una estructura rígida y muy resistente que confiere a los virus la capacidad de resistir a sustancias agresivas como los detergentes o nuestros ácidos gástricos. Por eso, los virus rodeados por cápside se propagan con facilidad a través de objetos o de una mano a otra, como los rinovirus (que causan el resfriado común). Otros virus (ya sean con o sin cápside) contienen otro tipo de recubrimiento: la envoltura, una membrana formada por lípidos, proteínas y azúcares. A diferencia de la cápside, la envoltura es sensible a ácidos, a detergentes y al calor, y necesita un medio húmedo para mantenerse. ¿Y en qué se traduce eso? Pues en que los virus rodeados solo por envoltura suelen transmitirse a través de fluidos como la saliva o la sangre, como el coronavirus o el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) que causa el sida.

Tamaño y estructura de dos virus: el VIH y un bacteriófago. Los virus tienen una estructura más simple que las bacterias y que nuestras células: principalmente están formados por material genético (ADN o ARN), proteínas (que les permiten infectar las células y replicarse en su interior) y una o más estructuras que lo rodean todo (cápside y envoltura).

EN RESUMEN... Los virus tienen una estructura bastante simple, formada por su material genético (que puede ser ADN o ARN), las proteínas, y algo que lo envuelva: cápside, envoltura o ambas.

Y esto es básicamente todo. Piensa por un momento en lo ridículo que parece que un microorganismo tan potencialmente dañino esté formado por apenas una envoltura, algunas proteínas y unos cuantos genes. Así que, siendo tan simples, ¿cómo se las apaña un virus para infectar una célula muchísimo más grande y compleja que él?

¡A la carga!

Un virus tiene como «objetivo» replicarse y propagarse por miles de células. Como no puede hacerlo por sí solo, utiliza la célula a la que infecta como una fábrica, que le aportará la energía y maquinaria necesarias para dar lugar a nuevas partículas de virus. Es como si el virus tuviese toda la materia prima para elaborar un bizcocho: aunque contase con harina, yogur, huevos y azúcar, necesitaría un horno en el que cocinarlo.

Para infectar una célula, lo primero que debe hacer el virus es reconocerla y unirse a su superficie. Esto lo consigue gracias a las proteínas del exterior del virus, que se unen a los receptores de la membrana de la célula. El siguiente paso es entrar en ella. A veces es la propia célula la que lo absorbe, tal como hace de forma natural para captar moléculas del exterior que se unan a sus receptores. Pero con los virus con envoltura, al ser parecida a la membrana de nuestras células, se produce una fusión entre ambas, algo así como cuando se unen dos gotas de lava dentro de una lámpara. Al fusionarse las membranas, el contenido del virus pasa al interior de la célula, y comienza lo que será toda una cadena de producción de nuevas partículas víricas llamadas viriones.

Así, se comienzan a fabricar todas las partes del virus: se sintetizan las proteínas de la cápside de los futuros viriones y se replican muchas copias de su material genético. Una vez fabricadas todas las partes por separado, se ensamblan, como en un puzle, y se construye un virión tras otro. Cuando están todos listos, son expulsados al exterior, por ejemplo al provocar la rotura de la célula, y así es como consiguen esparcirse, infectando más y más células, y propagando la infección al mayor número posible de víctimas.

EN RESUMEN... Los virus necesitan las células para poder replicarse. Cuando las infectan, las proteínas del virus activan un proceso dentro de la célula en el que comienzan a fabricarse los componentes del virus: su material genético y sus proteínas. Una vez producidas, las distintas partes se ensamblan y forman nuevos viriones, que saldrán al exterior para infectar más células.

Pero, aunque la intención de los virus sea extender al máximo la infección, curiosamente no todos tienen la misma prisa por salir. Algunos, como el virus de la inmunodeficiencia humana o VIH, son capaces de infectar una célula y quedarse en un estado «durmiente» durante años, pasando desapercibidos, sin causar síntomas. El VIH funciona como un hacker, infiltrándose a escondidas en tu sistema, en tu material genético, introduciendo cambios... solo que en este caso se quedan de por vida.

El famoso VIH

El VIH es probablemente uno de los virus más conocidos por ser el causante del síndrome de la inmunodeficiencia adquirida o sida, una enfermedad que continúa siendo uno de los mayores problemas de salud pública mundial y que se ha cobrado ya más de treinta millones de vidas.

El VIH es un retrovirus, es decir, un tipo de virus capaz de insertar su material genético en el nuestro, aprovechándose de la transcripción natural de nuestras células para producir sus propias proteínas. Es un pequeño hacker genético.

Cuando el VIH encuentra la célula a la que infectar, se fusiona con ella e introduce su material genético y proteínas en el interior. Y sí, su intención es insertar su cadena de información genética en la nuestra, pero se encuentra con un primer obstáculo: su material genético está hecho de ARN, y el nuestro de ADN. Así que lo primero que debe hacer es traducirlo al lenguaje correcto. Una de las proteínas con las que venía el virus es la transcriptasa inversa o retrotranscriptasa (de ahí el nombre de retrovirus), que se llama así porque hará la transcripción que ya conocemos (de ADN a ARN) pero al revés: convertirá el ARN del virus en ADN. Una vez termine, entrará en juego una segunda proteína del virus, la integrasa, que se llama así porque integra el ADN intruso en nuestro ADN, camuflándolo sin que haya vuelta atrás.

Cuando la célula inicie la lectura de nuestro ADN para sintetizar proteínas, no diferenciará entre el ADN vírico y el propio, por lo que transcribirá ambos por igual... y sintetizará los dos tipos de proteína por igual. De esta forma, el pequeño hacker se aprovecha de la maquinaria de la célula para su propio bien, sintetizando nuevos viriones que, una vez ensamblados, provocarán la rotura de la célula y serán expulsados al exterior, listos para infectar muchas más.

Concretamente, el VIH infecta un tipo de células de nuestro sistema inmunitario, los llamados linfocitos T CD4. Se llaman así porque el VIH los reconoce al unirse a un receptor de su membrana, el CD4. Desde el momento en que una persona se infecta, y en caso de que no se trate, el virus puede ir replicándose a lo largo de los años, infectando y destruyendo poco a poco nuestras células de defensa. Hasta que llega un momento, aproximadamente a los diez años del inicio de la infección, en el que las células inmunitarias que quedan son tan pocas que se diagnostica el síndrome de la inmunodeficiencia adquirida, o sida.

Ciclo de replicación del VIH. El VIH infecta los linfocitos T CD4, un tipo de células de nuestro sistema inmunitario. 1) Fusión: el VIH se fusiona con la membrana de la célula e introduce su material genético y proteínas en el interior. 2) Transcripción inversa: una de las proteínas del virus, la transcriptasa inversa, convierte el ARN del virus en ADN. 3) Integración: otra proteína del virus, la integrasa, inserta el ADN del virus en nuestro ADN. 4) Transcripción y traducción: se sintetizan nuevas proteínas y nuevo material genético del virus. 5) Ensamblaje: se ensamblan todas las partes y se forman nuevas partículas de virus llamadas viriones. 6) Gemación: los viriones recién formados salen al exterior, listos para infectar más células.

El sida es peligroso porque el sistema inmunitario está tan debilitado que comienzan a aparecer lo que se llaman infecciones oportunistas. Se trata de infecciones que aparecen también en personas sanas, pero que son mucho más frecuentes y dañinas en estos pacientes, porque no van a poder combatirlas como es debido. Una de estas infecciones es la tuberculosis, causada por la bacteria Mycobacterium tuberculosis y que provoca un tercio de las muertes por sida a nivel mundial.

EN RESUMEN... El VIH es el virus que causa el sida. Infecta los linfocitos T CD4, provocando su muerte y una destrucción del sistema inmunitario que hace aparecer infecciones oportunistas (como la tuberculosis), que pueden ser mortales.

El sida es una enfermedad muy conocida por el impacto que tiene en la salud. Sabemos de sobra el daño que los virus pueden producir en el cuerpo humano, e incluso en otros animales. Pero lo que mucha gente no sabe es que también son capaces de infectar a otras pequeñas conocidas: las bacterias.

Si no puedes con tu enemigo, únete a él

A pesar de no ser muy populares, los virus que infectan las bacterias son ni más ni menos que la entidad biológica más abundante del planeta, ya que se encuentran prácticamente en cualquier ecosistema. Se llaman bacteriófagos (de bacteria y fago, que significa «ingestión») y tienen una estructura muy graciosa y reconocible, porque parecen un pequeño robot con patas. Pero siguen siendo virus, y, como tales, son bastante simples: están formados por el material genético, la cápside proteica que lo envuelve y una vaina de la que salen sus patas.

Los bacteriófagos, o simplemente fagos, son capaces de reconocer y unirse a los receptores de la membrana de las bacterias, inyectar su material genético, producir muchísimos viriones y, una vez terminada la tarea, reventar la bacteria para que los libere al exterior y... ¡Espera! Te acabo de decir que tenemos unos virus capaces de petar las bacterias como quien estalla pompas de jabón y hace unas páginas hemos hablado de nuestros problemas para matar bacterias cada vez más resistentes..., ¿no habrá forma de hacer un trato aquí?

Ante el problemón de la resistencia a los antibióticos, la comunidad científica se ha visto obligada a buscar alternativas para combatir las infecciones bacterianas. La fagoterapia intenta aprovechar esta capacidad que tienen los bacteriófagos de destruir las bacterias para tratar las infecciones. Y no solo eso, sino que además presenta algunas ventajas muy interesantes. Por ejemplo, los fagos contienen unas proteínas en su cápside capaces de degradar y atravesar la matriz que recubre los biofilms, esas poblaciones bacterianas superresistentes al ataque de los antibióticos que te mencioné en el apartado anterior. El problema es que al sistema inmunitario no le hace mucha gracia que entren virus extraños en el cuerpo. De hecho, se ha visto que los reconoce como agentes invasores e intenta eliminarlos lo antes posible, haciendo que lleguen en menores cantidades al tejido infectado y disminuyendo la eficacia de la fagoterapia.

De todos modos, es algo que vale la pena estudiar a fondo, porque no cabe duda de que la fagoterapia nos ha abierto una nueva puerta a la hora de abordar el problema de la resistencia a los antibióticos..., aunque lo más probable es que no sea una solución definitiva. No solo se trata de encontrar un remedio al problema actual, sino del uso que se le da. Los antibióticos fueron en su día la solución a los millones de muertes producidas por infecciones de estar por casa, pero su uso irresponsable a lo largo de la historia nos ha llevado a una situación crítica. Ojalá los fagos, en cambio, estén siempre de nuestro lado.

3

Infecciones parasitarias

Los organismos que viven del cuento

Probablemente, los más aventureros de todos los microorganismos sean los parásitos. Llevan vidas trepidantes donde juegan a ser agentes dobles que se infiltran en nuestro cuerpo, se ocultan de nuestras defensas e incluso empiezan a aprovecharse de nosotros dándole la vuelta a la partida.

Son capaces de cambiar de forma a lo largo de su vida, haciendo más difícil su rastreo, y de pasar de un hospedador a otro para sacar el provecho que necesitan de cada uno. Porque eso es exactamente lo que hace un parásito: ser un caradura y aprovecharse de otro organismo para sobrevivir, y, por desgracia, no sin pasarle factura al que lo hospeda.

Y así como la estructura de las bacterias y los virus era relativamente simple y fácil de explicar, los parásitos son todo un reto. No solo son organismos más complejos estructuralmente, sino también exageradamente variopintos. Mientras que algunos parásitos miden 1 o 2 µm de diámetro, como muchas bacterias, otros llegan a los 10 m de longitud, como la famosa tenia (Taenia saginata). De todos ellos, algunos están formados por una sola célula, mientras que otros están compuestos de muchas más.

Son sin duda seres más sofisticados que las bacterias o los virus que hemos visto hasta ahora. Su interior es mucho más parecido al nuestro: conservan su material genético dentro de un núcleo y tienen varios orgánulos que realizan las distintas funciones. El problema es que este parecido de los parásitos con nuestras células no trae nada bueno, porque eso es, precisamente, lo que los vuelve tan difíciles de tratar sin dañarnos a nosotros mismos. Por eso los fármacos antiparasitarios son más tóxicos y menos eficaces que los antibióticos.

Pero si hay algo que de verdad dificulta el tratamiento, es la capacidad de los parásitos para cambiar de forma a lo largo de su ciclo vital, e incluso dentro del mismo hospedador. O sea: que un mismo fármaco puede ser efectivo contra una de sus formas y totalmente inocuo para el resto. Imagina un fugitivo de la ley que, además de cambiar de ciudad cada dos por tres, tuviese el poder de transformar radicalmente su aspecto cada cierto tiempo... A ver quién es el listo que lo encuentra.

El parásito de las mil caras

Así como otros microorganismos son capaces de replicarse de principio a fin dentro de un mismo organismo, muchos parásitos necesitan saltar de unos hospedadores a otros para completar su ciclo vital: nacer, crecer, reproducirse y morir. Esto lo sabe bien uno de los parásitos más conocidos y que provoca más muertes al año en el mundo: el Plasmodium. Probablemente te hayas quedado un poco igual, pero si te digo que se trata del parásito que causa la malaria, tal vez empiece a sonarte. De entre las cuatro especies de Plasmodium que causan la malaria en humanos, la más estudiada es la Plasmodium falciparum, y su ciclo vital es todo un viaje que te aseguro que no tiene desperdicio.

Para empezar, este parásito necesita dos hospedadores para sobrevivir: el mosquito Anopheles y el ser humano. La aventura del parásito comienza cuando infecta a la hembra del mosquito y se aloja en sus glándulas salivales. En realidad, esconderse en la saliva del mosquito es muy buena estrategia, porque es un transporte fácil y eficaz hasta su próximo hospedador, el ser humano. Así, cuando el mosquito pica a alguien, inyecta el parásito directamente en su torrente sanguíneo.

Una vez en la sangre de su hospedador humano, el Plasmodium se dirige al hígado y se instala en sus células. Dentro de ellas, el parásito va desarrollándose y cambiando de forma, hasta llegar a un punto en el que provoca la rotura de la célula hepática y queda liberado de nuevo a la sangre. Hay que imaginar el parásito como un pokemon, solo que más turbio y con unas cuantas evoluciones extra. Ahora, en la sangre, el objetivo del parásito ha cambiado: está sediento de hemoglobina, la proteína que transporta el oxígeno en nuestros glóbulos rojos. Así que se mete dentro de estas células sanguíneas y comienza a alimentarse de su hemoglobina, momento en el que se vuelve a desarrollar y a cambiar de forma, hasta que provoca la rotura del glóbulo rojo. Y así se liberan más parásitos al torrente sanguíneo, sedientos de más hemoglobina, que destruyen cada vez más células a su paso. En este momento de descontrol y destrucción, algunos parásitos evolucionan a gametocitos: son las formas del parásito listas para la reproducción.

Ahora que ya pueden tener descendencia, es hora de volver al mosquito, y lo harán del mismo modo en que llegaron al cuerpo humano: a través de la picadura de un insecto. Cuando un mosquito pica a la persona infectada y, por tanto, entra en contacto con su sangre, el parásito se introduce de nuevo en el mosquito. Dentro, se dirige a su intestino, donde los parásitos gametocitos se reproducirán, lo que da lugar a miles de descendientes listos para infectar de nuevo a más personas, con lo que se cierra el ciclo.

Así, desde que un parásito Plasmodium nace hasta que vuelve a su lugar de origen para reproducirse, pasa de un hospedador al otro, cambiando de forma, destruyendo glóbulos rojos y células hepáticas según le conviene, y dejando a su paso graves anemias y daños importantes en el hígado.

Por suerte, contamos con unos medicamentos llamados antipalúdicos para tratar y prevenir la malaria, que actúan en distintos puntos del ciclo del parásito. Pero, a veces, combatir la malaria no es cosa de los antipalúdicos, sino de trastornos genéticos de la persona que le confieren una protección natural contra esta enfermedad. Me refiero a la anemia falciforme, una enfermedad causada por una mutación en el gen que interviene en la formación de la hemoglobina. Debido a esta mutación, la hemoglobina es defectuosa y se acumula en unos agregados dentro del glóbulo rojo que lo deforman, haciendo que, en lugar de la clásica forma bicóncava, tenga forma de hoz. Por una parte, esta deformación de los glóbulos rojos conlleva problemas de circulación y de transporte de oxígeno. Pero, curiosamente, algunas formas menos graves de esta enfermedad confieren una protección contra la malaria, debido a que a los parásitos Plasmodium les cuesta más crecer dentro de los glóbulos rojos con forma de hoz.

Por eso esta enfermedad es tan común en algunas regiones de África, donde hay muchos casos de malaria. Es un ejemplo de cómo, curiosamente, mutaciones genéticas que pueden dar lugar a una enfermedad suponen también una protección frente a otras. Una cosa por la otra.

EN RESUMEN... El parásito Plasmodium es el que causa la malaria. Su ciclo de infección pasa por dos hospedadores, el mosquito Anopheles y el ser humano, al que le destruye los glóbulos rojos y las células hepáticas, y acaba causándole fuertes anemias y daños en el hígado.

El Plasmodium es el fugitivo perfecto: es microscópico, capaz de moverse de un hospedador a otro, esconderse en sus células, destruirlas y cambiar de forma una, y otra, y otra vez. Pero no por ser un parásito más grande se tiene una vida menos movidita.

Y los parásitos más grandes, ¿dónde se esconden?

Existen tantos tipos de parásitos tan distintos entre ellos que es imposible resumir en un solo apartado la cantidad de estrategias que han desarrollado para colarse, esconderse y multiplicarse dentro de sus hospedadores. Podrías pensar que si son capaces de hacer todo eso es porque son seres diminutos que pasan desapercibidos, pero hay parásitos que pueden verse a simple vista, y que aun así se las apañan para meterse en nuestro cuerpo y vivir a costa de nuestra salud.

El Plasmodium forma parte de uno de los cuatro reinos de parásitos que existen: el de los protozoos, microorganismos que miden de 2 µm a apenas 100 µm. Pero también existen animales parásitos, como los helmintos o gusanos, que pueden medir desde 1 mm hasta más de 1 m. Un ejemplo (además de la tenia, que hemos comentado al principio) es el del Anisakis simplex, un gusano que puede ingerirse al comer pescado o marisco crudo o poco hecho, como el sushi o los boquerones en vinagre. Y agárrate, porque si te sorprendió cómo el Plasmodium era capaz de ir pasando de un hospedador a otro y conseguir lo que quería de cada uno, espera a que te cuente el largo viaje que recorre el anisakis durante su vida, pasando de unos organismos marinos a otros, hasta llegar accidentalmente a nuestros platos.

La aventura de este gusano comienza en el estómago de los mamíferos marinos, como las focas o los delfines, donde crece y va haciendo su vida. Un día, el gusano hembra pone huevos, que serán expulsados al mar a través de las heces del animal. Una vez fuera, en el mar, los huevos son fecundados y nacen las larvas del gusano, que crecen y nadan libremente... hasta que son ingeridas por crustáceos despistados (gambas, cangrejos, etc.) que solo buscaban algo que cenar.

Ahora, dentro del crustáceo, las larvas tienen un lugar calentito en el que desarrollarse, al menos hasta que su hospedador sea ingerido por algún pez o cefalópodo, como el calamar o el pulpo. En el interior de este nuevo hospedador, la larva del parásito se aloja en las paredes de los intestinos, en los músculos e incluso en la piel del animal. Por último, la larva volverá a los mamíferos marinos cuando estos ingieran peces o calamares infectados, y crecerá hasta convertirse en un gusano adulto, con lo que se cierra el ciclo. Hasta el día en que ese gusano ponga huevos... y se reinicie la historia.

Es increíble cómo el gusano, desde que es un huevo hasta que se vuelve adulto, va escalando en la cadena alimentaria y sobreviviendo en el interior de organismos que se comen unos a otros. Pero ahora te preguntarás: ¿dónde queda aquí el ser humano? Pues lo cierto es que el ciclo natural del parásito es ese. A diferencia del parásito de la malaria, que necesita al ser humano, el ciclo del anisakis tiene lugar en los animales marinos y punto. Aunque los humanos, que somos un poco metomentodo, nos entrometemos en ese ciclo al comer peces y calamares infectados por las larvas del gusano. Lo más curioso de todo es que la larva no está hecha para sobrevivir en nuestro cuerpo, por lo que finalmente morirá... pero no sin hacernos pasar un mal rato.

Ingerimos la larva al comer pescado o marisco infectados, ya sean crudos o poco hechos. Por eso es importante cocinar bien el pescado antes de servirlo o, en caso de quererlo crudo, congelarlo antes de su consumo. Sin embargo, a veces se nos pasa, y cuando ingerimos uno de estos alimentos infectados, las larvas de anisakis se introducen en la pared de nuestro estómago o intestino y nos producen una anisakiasis. Sus síntomas son dolor abdominal, náuseas, vómitos, diarrea y fiebre leve. Pero, sin duda, uno de los más impactantes es la reacción alérgica que provoca, que puede ser muy potente. Debido a esta alergia, las personas que han sido infectadas por anisakis no pueden comer pescado durante largos períodos y en algunos casos incluso ¡para siempre! Más que nada porque si hubiese una segunda exposición al parásito, vivo o muerto, cocinado o congelado, se produciría una reacción alérgica tan potente que podría ser incluso mortal.

EN RESUMEN... Los parásitos, además de seres microscópicos, pueden ser gusanos como la tenia o el anisakis, entre otros. Este último crece y vive en los organismos de distintos animales marinos, y llega al ser humano cuando ingerimos pescado o marisco infectados y que están poco cocinados, o directamente crudos.

Apenas te he contado las historias de un par de parásitos, y es sorprendente lo distintos que pueden llegar a ser: uno más grande y el otro más pequeño, uno que infecta a un par de hospedadores y el otro a muchos más... y, sin embargo, ambos se las apañan para darnos un buen quebradero de cabeza. Y por supuesto no son ni de lejos los únicos: los parásitos causan enfermedades que afectan a millones de personas en todo el mundo. Por ejemplo, los del género Leishmania causan la leishmaniasis, que afecta a las poblaciones más pobres del planeta, en las que abunda la malnutrición y las malas condiciones de vivienda, y que, al igual que la malaria, se transmite a través de los mosquitos.

Pero los parásitos, tan variados, pueden infectarnos de muchas más formas. El Trypanosoma cruzi, por ejemplo, se transmite a través de la picadura de la chinche. Causa la enfermedad de Chagas, que si no se trata puede dar lugar a graves problemas cardíacos y digestivos. Este bichito es, hoy en día, uno de los problemas de salud más importantes de América Latina.

Pero a pesar de que las infecciones parasitarias son más frecuentes en zonas tropicales y subtropicales o en lugares con problemas de acceso al agua potable y al saneamiento, los parásitos se están volviendo una preocupación mucho más global. Cada vez hay más turistas internacionales que cruzan el globo y actúan como portadores de algunos parásitos, tal como lo hacen los mosquitos o las chinches. Pero hay otro problema que aún se nos está yendo más de las manos: el cambio climático. Con la temperatura global en aumento, para muchos parásitos es cada vez más fácil crecer en otros países, con temperaturas que se acercan más y más a las de zonas tropicales y subtropicales.

Resulta chocante ver cómo la forma de vida de nuestra sociedad tiene un impacto tan fuerte sobre la salud pública a nivel mundial. Mientras todo cambia, los parásitos seguirán tan tranquilos, aprovechándose de nosotros hasta el último minuto, usando cada mínima oportunidad para meterse en nuestro organismo, instalarse y sacar todo el provecho que necesiten. Con lo sencillo que lo tienen para entrar y lo difícil que es echarlos, tal vez deberíamos tener más cuidado con lo que hacemos y no ponérselo todavía más fácil.

4

Infecciones de transmisión sexual

Una buena estrategia

No podemos verlos, pero la variedad de microorganismos bacterianos, víricos y parasitarios que nos rodea es abrumadora y cada uno de ellos es experto en invadirnos de una forma u otra. Algunos se transmiten a través del aire, como el virus del resfriado común y el de la gripe; otros, a través de la ingestión de alimentos contaminados, como el parásito Anisakis simplex y la bacteria de la toxina botulínica, la Clostridium botulinum; y también los hay que se transmiten a través de vectores (agentes que transmiten una enfermedad de un huésped a otro), como el mosquito de la malaria.

Pero para colmo, de todos ellos, hay una pequeña parte que se ha vuelto especialista en transmitirse a través de una de las prácticas humanas más antiguas (y divertidas) que existen: el sexo. Aunque, sinceramente, debo reconocer que la jugada no es mala, porque, teniendo en cuenta que el sexo es una actividad placentera y necesaria para la reproducción, es una buena forma de asegurarse tener siempre una puerta abierta para infectar a un ser humano. Al final, parece que no hay actividad que se libre de alguno de los peligros del mundo. Por naturales que sean, comer, respirar o tener sexo supone jugársela de algún modo.

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), cada día hay más de un millón de personas que contraen una infección de transmisión sexual (ITS), la mayoría causadas por bacterias y virus, aunque también por hongos y parásitos. Y a pesar de que estas infecciones se propaguen principalmente a través de las relaciones sexuales vaginales, anales u orales, también pueden transmitirse de otras formas. Por ejemplo, a través de objetos punzantes como una jeringuilla infectada, o al pasar de madre a hijo, como ocurre con el VIH.

De las ocho ITS más comunes, cuatro de ellas se pueden curar: la sífilis, la gonorrea, la clamidiasis y la tricomoniasis. Pero las otras cuatro, a pesar de que podamos tratar sus síntomas, siguen sin tener cura. Son el virus de la hepatitis B, el virus del herpes simple, el VIH y el virus del papiloma humano. Y si bien en la mayoría de los casos las ITS producen síntomas leves o incluso ninguno, en otros pueden llegar a tener consecuencias graves y hasta mortales. ¿A qué se debe esta diferencia?

¿Las ITS causan cáncer?

Se estima que ocho de cada diez personas sexualmente activas tendrán contacto en algún momento de su vida con alguno de los más de cien tipos del virus del papiloma humano (VPH), el responsable de gran parte de las infecciones de transmisión sexual. Se llama así porque algunos tipos de este virus causan la aparición de papilomas, una acumulación aberrante de células, o dicho de otro modo: las verrugas de toda la vida. Puede ser que hasta ahora el VPH no te parezca muy sorprendente, pero la cosa cambia si te digo que es capaz de causar cáncer en la persona a la que infecta.

Concretamente, los VPH infectan un tipo de células llamadas células epiteliales escamosas, que se encuentran en superficies del cuerpo como la piel o las mucosas. Cuando el virus infecta las células de la piel, causa la aparición de verrugas en zonas como el pecho, los brazos, las manos o los pies. En cambio, cuando infecta las células de nuestras mucosas, como las de los genitales, el ano, la boca o la garganta, hace aparecer verrugas en estas zonas. ¿Y cómo llega hasta ahí? Para entrar en nuestro cuerpo, el virus se infiltra a través de pequeñas heridas en la piel y las mucosas, hasta llegar al interior de las células en las que se replicará. Hasta aquí podría parecerte un virus bastante mainstream, sin nada que lo distinga de los que hemos mencionado hasta ahora... Pero el virus del papiloma tiene una característica que lo hace capaz de provocar un cáncer: sus proteínas. En su interior, el VPH contiene unas proteínas que estimulan el crecimiento de las células, de modo que cuando el virus las infecta, estas comienzan a replicarse.

Lo cierto es que este virus es todo un señorito: gracias a esta proliferación de las células, consigue tener la maquinaria celular trabajando a tope, replicando su ADN sin parar, sintetizando constantemente proteínas y produciendo a buen ritmo un sinfín de partículas víricas. Y a pesar de que el virus esté encantado con la situación, este incremento del número de células no es precisamente inofensivo para nosotros: produce un engrosamiento de la piel o la mucosa, es decir, una verruga.

Gracias a la acción del sistema inmunitario, que combate la infección del VPH, la mayoría de estas verrugas desaparecen. El problema está en el resto de los casos, cuando la infección se vuelve crónica, porque estimular la división de las células durante años aumenta el riesgo de que sufran más mutaciones y, por tanto, se vuelvan cancerosas. Concretamente, este virus puede provocar cáncer de vulva, vagina, ano y pene. Pero, sin duda, el más común de ellos es el cáncer de cérvix: el VPH es el responsable ni más ni menos que del 90 % de los casos. Teniendo en cuenta que es la segunda causa de muerte por cáncer en mujeres, no es de extrañar que se haga hincapié en prevenir la infección de este virus, vacunando a las niñas a partir de los once años (antes de que comiencen las relaciones sexuales).

EN RESUMEN... El VPH infecta las células de la piel o de las mucosas, de modo que activa su proliferación y provoca, además de la aparición de papilomas o verrugas, un aumento del riesgo de cáncer de cérvix y, en menor medida, de vulva, vagina, ano y pene.

A pesar de que cualquiera puede contagiarse, cuantas más parejas tenga una persona y cuanto antes se inicie en el sexo, más probabilidades tendrá de padecer la infección y, por tanto, estos tipos de cáncer, porque este virus se transmite por contacto de piel a piel durante las relaciones, ya sean vaginales, orales o anales, incluso aunque la persona infectada no presente síntomas. De hecho, la mayoría de la gente infectada no sabe que lo está. Pero el sexo no es la única forma de transmisión: es un virus tan resistente que podemos encontrarlo en objetos cotidianos como las superficies de muebles, toallas o incluso en los suelos. Por eso, el contagio también puede ser por contacto directo con el virus, a través de pequeñas roturas de la piel o de la mucosa, por las que entra. Y aunque sea más bien poco común, también puede transmitirse de madre a hijo durante el parto, como ocurre con el VIH.

El del papiloma humano es tan solo uno de los muchos virus que provocan infecciones de transmisión sexual, porque hay unos cuantos igual de comunes, como el virus del herpes simple, que produce aparición de herpes genitales, o el virus de la hepatitis B, que destruye las células del hígado. Pero, por supuesto, los virus no son los únicos protagonistas de este tipo de infecciones. Contagiarse a través del sexo es una estrategia tan buena que no podían desaprovecharla el resto de los microorganismos, sean bacterias, hongos o parásitos. El problema es cuando uno de estos microorganismos, en lugar de provocar su propia infección, llama a otros para que se unan a la fiesta... y esta no es de las que te hacen pasarlo bien.

La ITS que invita a otras ITS

Uno de estos bichillos liantes es el Trichomonas vaginalis, un parásito microscópico que, a pesar de su nombre, infecta tanto a hombres como a mujeres. La mayoría de las personas afectadas por este parásito no saben que lo están porque no presentan síntomas. Aun así, cuando sí los hay, la manifestación más común de la tricomoniasis es la inflamación e irritación de las zonas que infecta el parásito, como la vagina en mujeres, la próstata en hombres, o la uretra en ambos. Al inflamarse la uretra, que es el conducto por el que la vejiga expulsa la orina, se vuelve más difícil y doloroso evacuar. Pero el problema es que la inflamación de estas zonas no se queda en un simple picor o quemazón: también puede aumentar el riesgo de contraer o propagar otras infecciones de transmisión sexual, como el VIH.

¿Y es fácil contraerlo? Bueno, la forma de contagio más común es la sexual. Pero igual que sucedía con el VPH, también se transmite a través del contacto con objetos, como la ropa o los artículos de aseo, e incluso en el parto, de madre a hijo. Por suerte, algunas infecciones de transmisión sexual como la tricomoniasis son fáciles de curar gracias a la administración de antibióticos específicos para parásitos.

Como tantos otros microorganismos que causan ITS, este parásito es un enemigo silencioso. Sus consecuencias pueden ser gravísimas y, aun así, no causan síntomas la mayoría de las veces. Por eso es tan importante hacerse controles regulares de ITS, en lugar de esperar a ver signos de alerta para actuar. No solo porque podemos transmitírselo a otras personas sin darnos cuenta, sino porque pueden propiciar otro tipo de complicaciones mucho más graves y difíciles de abordar... y la tricomoniasis es solo una de ellas.

¿Las ITS afectan solo a los órganos sexuales?

Existe una pequeña bacteria en forma de espiral que produce una infección muy conocida y relativamente fácil de curar, pero mortal si no se trata. Su efecto es parecido al de prenderle fuego a una servilleta: es fácil apagarlo, pero si la dejas arder y no haces nada, probablemente se prendan el mantel y la mesa también. Esta bacteria se llama Treponema pallidum y es la responsable de una de las ITS más conocidas: la sífilis.

A diferencia del VPH y del parásito de la tricomoniasis, la bacteria de la sífilis no es capaz de sobrevivir a la desecación o a la acción de los desinfectantes, por lo que no puede propagarse por el contacto con objetos como toallas o retretes. La vía de transmisión más común es el contacto sexual directo, además de la transfusión de sangre contaminada y la transmisión de madre a hijo en el parto.

Esta bacteria causa una infección algo distinta a la de muchos microorganismos de transmisión sexual. Mientras que la mayoría afecta a zonas localizadas del cuerpo, la sífilis puede extenderse y afectar a prácticamente todo el organismo. La enfermedad comienza con úlceras en la zona de la piel por donde ha entrado la bacteria. Estas úlceras se llaman chancros y son como pequeños resorts en los que las bacterias se replican sin parar. En la siguiente fase de la enfermedad, estas bacterias se diseminan por todo el organismo a través de la circulación, y provocan lesiones cutáneas por toda la superficie del cuerpo. Son heridas que tienen un número tan grande de bacterias en su interior que hacen que, en este momento, la sífilis sea muy infecciosa.

En la mayoría de los casos, la sífilis remite de forma espontánea, pero, en el tercio de los casos en que no lo hace, puede avanzar a fases más agresivas: se extiende más allá de nuestra piel y afecta a prácticamente todos los tejidos del cuerpo. Las bacterias, que comienzan a infiltrarse en nuestros órganos, producen tal inflamación que puede terminar destruyéndolos y causar ceguera, parálisis, demencia y hasta la muerte.

EN RESUMEN... La bacteria de la sífilis causa una infección que comienza con la aparición de chancros en la zona de la piel por donde entró la bacteria, que pueden extenderse por todo el cuerpo, hasta tal punto que termine destruyendo nuestros órganos y tejidos.

Por suerte, no tenemos que dejar que el cuerpo se las apañe solo, porque la sífilis es relativamente fácil de tratar con antibióticos como la penicilina. Pero, sea fácil o no, el tratamiento es increíblemente importante: igual que pasaba con la tricomoniasis, los pacientes infectados por sífilis tienen un mayor riesgo de transmitir o adquirir la infección por VIH.

Las ITS son más que simples infecciones. Más allá de los síntomas y el daño que producen ellas mismas, son capaces de provocar que desarrolles un cáncer de cérvix, hacer que te infectes por el VIH o, en caso de estar embarazada, transmitir la infección al recién nacido. Lo bueno es que sabemos cómo prevenirlas. Es cierto que el riesgo no puede eliminarse por completo, porque donde hay sexo, hay riesgo de contraer una infección de transmisión sexual. Pero somos capaces de reducirlo, y mucho, gracias a acciones tan sencillas como el uso del preservativo. Del mismo modo en que todos somos conscientes de que hay que ponerse el cinturón de seguridad al subirse a un coche, tal vez sea el momento de entender que, aunque no se ven, los microorganismos de transmisión sexual están ahí y no se lo pensarán dos veces a la hora de infectarnos.

5

Sistema inmunitario

El sistema inmunitario es algo más que células

Espero que no hayas llegado a esta parte del libro temblando. Más que nada porque, después de tantas historias sobre los miles de microorganismos infecciosos, sus formas tan distintas de invadirnos y la gran variedad de daños que nos producen, puede que te sientas un poco vulnerable ante los millones de seres microscópicos de tu alrededor. Pero si realmente estuviésemos tan desprotegidos, sería raro que la especie humana hubiese llegado hasta aquí, ¿no?

La verdad es que te he ido haciendo un poco de spoiler a lo largo de estas páginas, pero sería raro terminar este capítulo sobre las enfermedades infecciosas sin dedicar un apartado a nuestro sistema inmunitario, ese defensor incondicional que está detrás de cada uno de los ataques a todo asaltante que se atreva a invadirnos; ese defensor que enciende las alertas cuando detecta que un intruso ha entrado en nuestro cuerpo. Pero este mundo hostil no nos lo iba a poner tan fácil, porque al mismo tiempo que nuestro sistema inmunitario lucha contra los invasores, estos recurren a miles de estrategias que les permiten escapar, esconderse e incluso contraatacar, los malnacidos. Al final, se produce una lucha entre ambos que pasa factura, porque, muchas veces, el daño que causan las infecciones en nuestros tejidos es consecuencia de una guerra entre estos dos bandos.

El sistema inmunitario está formado principalmente por células, que atacan, devoran y destruyen a los invasores, y al final son las que protagonizan en gran medida el ataque. Pero esta embestida comprende un entramado con tantos elementos, tan bien organizados y estructurados, que sería impensable sin que las células se comunicasen entre ellas. En realidad, las células se cuentan constantemente lo que está pasando: se avisan unas a otras cuando entra el invasor, cuando lo destruyen, cuando lo expulsan y cuando pueden dar por terminada la batalla. Esta comunicación tiene lugar gracias a las interacciones entre los receptores de su superficie y unas moléculas especializadas que, al unirse a ellos, transmiten una señal a la célula. Algunas de estas sustancias son, por ejemplo, las citocinas y los interferones, proteínas que activan y regulan la respuesta inmunitaria, o las quimiocinas, proteínas muy pequeñas que atraen las células inmunitarias a los sitios donde se produce la infección. Incluso en una escala tan pequeña, la comunicación es la clave. Pero nuestras defensas comienzan mucho antes de que actúen estas pequeñas mensajeras.

Nuestras murallas de defensa

Si eres un microorganismo que quiere entrar en el cuerpo humano, la primera prueba a la que tendrás que enfrentarte será traspasar sus barreras de defensa naturales. Aunque no seamos conscientes de ello, nuestro organismo está protegido por la piel, las mucosas, el ácido y la bilis del tubo digestivo, los cuales impiden la entrada de agentes externos y los destruyen.

La piel y las mucosas, por lo general, sirven de barrera contra la mayoría de los microorganismos infecciosos (a pesar de que algunos como el virus del papiloma humano consiguen infectar precisamente las células de estas superficies, pero bueno). Por ejemplo, nuestra piel tiene una serie de características que los microorganismos odian: es un ambiente seco, su pH es bajo y secreta ácido láctico con el sudor, entre otras cosas. Pero además de las superficies que nos recubren, también es importante blindar las puertas de acceso. Los orificios del cuerpo, como el interior de la boca, el estómago, la cavidad nasal o la vagina, podrían ser una vía de entrada perfecta para cualquier microorganismo. Por eso están recubiertos por las mucosas, que secretan lágrimas, saliva o moco, y que, además de hidratar, contienen sustancias antimicrobianas que se cargan a (casi) todo aquel que entre sin ser invitado.

Incluso nuestra temperatura corporal es un elemento clave. ¿Por qué nuestro cuerpo reacciona con fiebre a las infecciones? Pues por dos motivos: por un lado, porque las temperaturas altas limitan el crecimiento de muchos microorganismos, especialmente de los virus; y, por otro lado, porque la fiebre hace más eficiente la respuesta inmunitaria.

Seguramente te han soltado alguna vez lo de «Abrígate, ¡que te vas a resfriar!». En realidad, en contra de la creencia popular, el frío por sí solo no provoca el resfriado. Es decir, para coger un resfriado es necesaria sí o sí la presencia del virus del resfriado: por mucho frío que haga, sin virus no hay infección. Aun así, es cierto que el frío puede propiciar que, si nos topamos con el virus, sea más fácil infectarnos. Primero, porque las temperaturas bajas favorecen la replicación del virus, y, segundo, porque dificultan la acción del sistema inmunitario. Así que sí, mejor prevenir que curar, y si vas a pasar frío, cógete algo de abrigo.

EN RESUMEN... En una infección, el primer obstáculo con el que se encuentran los microorganismos son nuestras barreras de defensa naturales, como la piel (que tiene unas condiciones desagradables para ellos), las mucosas (que contienen sustancias antimicrobianas) o la temperatura (que limita su crecimiento).

Lo malo es que, a pesar del esfuerzo, a veces estas barreras se deterioran o se rompen, como cuando nos hacemos un corte en la piel. En ese momento, los microorganismos del exterior aprovecharán para meterse directamente en nuestra sangre. Una vía de entrada perfecta, si no fuese porque el cuerpo no se deja vencer por tan poco.

Todo un ejército de células

Si el invasor consigue atravesar las barreras, le estará esperando toda una tropa de células listas para atacar y evitar a toda costa que la infección se expanda. Estas primeras células con las que entra en contacto el microorganismo, junto con las barreras naturales y las sustancias antimicrobianas comentadas anteriormente, son lo que se denomina la respuesta inmunitaria innata. Se llama así porque es congénita (la tenemos todos al nacer) y ataca a todos los invasores de una forma muy parecida. A menudo, esta primera respuesta es suficiente para controlar la infección. Pero a veces esta persiste, por lo que se activa toda una marea de células y sustancias mucho más específicas y dirigidas hacia el invasor, y que en su conjunto forman el segundo tipo de respuesta: la respuesta inmunitaria específica. Pero vayamos por orden.

Del mismo modo en que un ejército tiene muchos soldados distintos, nuestro sistema inmunitario está formado por muchísimos tipos de células, cada una con sus propias armas y con su rol dentro de esta defensa. Cuando se produce una infección, las primeras que entran en acción son las denominadas células fagocíticas. Se llaman así porque engullen (o como se dice en biología: fagocitan) el agente infeccioso para destruirlo en su interior. Un ejemplo de este tipo de células son los neutrófilos, las células más abundantes del sistema inmunitario, que están especializados en destruir bacterias y son clave para la fagocitosis de los microorganismos y para la inflamación. ¿Te has fijado alguna vez en que, cuando se nos infecta una zona del cuerpo, esta se calienta, se enrojece, se hincha y nos duele? En conjunto, llamamos a esta respuesta del organismo inflamación, y no ocurre por capricho: su objetivo es aumentar la cantidad de sangre que llega a la zona de infección para que las células inmunitarias puedan acceder más rápido y destruir lo antes posible el patógeno. Además de la inflamación, algunas moléculas del sistema inmunitario, como las quimiocinas (mencionadas antes), atraen los neutrófilos al lugar de la infección, donde se concentran, fagocitan las bacterias y las destruyen en su interior, y a continuación mueren y acaban convirtiéndose en pus. Así que, si alguna vez te has preguntado de dónde sale el pus, ahora ya lo sabes: son neutrófilos muertos tras la batalla.

Pero, por muy idílica que suene toda esta estrategia, a veces hasta los mejores ejércitos necesitan refuerzos.

Las células «chivatas»

De todas las células fagocíticas que tenemos, hay algunas que hacen algo más que cargarse el microorganismo y punto. Son células que, una vez han ingerido y destruido el intruso, cogen las proteínas que lo formaban y las colocan en su superficie, como si fueran banderines. Es una forma de avisar al resto de las células de que hay un invasor que intenta entrar y de que es hora de activar una respuesta todavía mayor.

Estas proteínas que formaban parte del agente infeccioso y que se exponen en la membrana de estas células se llaman antígenos. Un antígeno es una molécula que no forma parte de nuestro organismo y que el cuerpo reconoce como sustancia extraña, por lo que activa la respuesta inmunitaria. Por eso este tipo de células se llaman células fagocíticas presentadoras de antígeno, porque fagocitan el microorganismo y presentan sus antígenos a otras células inmunitarias para activarlas. Un ejemplo de estas células son los macrófagos, que hacen principalmente tres cosas: fagocitan bacterias y virus, presentan sus antígenos a las células necesarias para potenciar la respuesta inmunitaria y secretan sustancias que estimulan la fiebre.

Hasta aquí ha quedado claro que estos tipos de células, además de fagocitar agentes infecciosos, presentan sus antígenos a «otras células»... ¿Pero qué células son estas? ¿Cuáles son las que continúan la respuesta inmunitaria? Concretamente, las células presentadoras de antígeno activan un tipo de células llamadas linfocitos T, que iniciarán la siguiente fase de la respuesta inmunitaria.

Si te fijas, esta respuesta es como una cadena, en la que unas células alertan y activan a otras, y estas a otras, y así sucesivamente hasta expandir la respuesta de defensa. Hasta aquí, todos los mecanismos que hemos visto (las barreras naturales y las células fagocíticas) forman parte de la respuesta inmunitaria innata. Se trata de una primera respuesta rápida y genérica, similar ante todos los patógenos. No obstante, cuando se presentan los antígenos a los linfocitos T, se activa una segunda respuesta mucho más potente, dirigida y eficaz: la respuesta inmunitaria específica.

Los linfocitos T se llaman así porque se desarrollan en el timo (un órgano situado en el pecho, entre el corazón y el esternón), y tienen dos tipos de funciones principales. Algunos de ellos se encargan de destruir todo tipo de células que consideren extrañas o alteradas, como las células infectadas por virus (así evitan que el virus se expanda), las células foráneas (por ejemplo, las que provienen de un trasplante), e incluso las células tumorales. Son como una especie de «cuerpo de policía» que patrulla por el organismo en busca de células sospechosas.

Pero, por otro lado, hay linfocitos que más que ejecutar la respuesta la regulan. Se encargan de activar, controlar y, cuando es necesario, suprimir la respuesta inmunitaria. Actúan como mediadores: reciben la «alerta de infección» de las células presentadoras de antígeno y activan otras células para que resuelvan el problema; estas iniciarán la siguiente etapa de la respuesta inmunitaria. Una respuesta incluso más potente, protagonizada por unas de las moléculas más famosas e importantes de la inmunología: las inmunoglobulinas, más conocidas como anticuerpos.

Quien tuvo retuvo

Los linfocitos T son el tipo más abundante, de acuerdo, pero no son el único. Existe otro tipo de linfocitos igual de esenciales para la respuesta inmunitaria: los linfocitos B. En este caso, se llaman así porque se desarrollan en la médula ósea (bone marrow, en inglés).

Cuando las células presentadoras de antígeno alertan a los linfocitos T sobre la presencia de un intruso, estos activan los linfocitos B. Al recibir la señal, comienzan a fabricar y secretar anticuerpos, unas moléculas con forma de tirachinas que se unen a los agentes infecciosos para que se les localice y elimine más fácilmente.

Por ejemplo, son capaces de detectar y unirse a los antígenos que tienen los microorganismos en su membrana, a modo de marcador, de forma que las células fagocíticas los encuentren y los destruyan lo antes posible. Pero hacen algo más que actuar como simples banderines, porque pueden incluso rodear e inmovilizar un microorganismo para que no escape, o aglutinar varias bacterias a la vez para que puedan fagocitarse más fácilmente. Los anticuerpos no son células de por sí, pero sí un gran apoyo para el resto del equipo.

En realidad, no se comienzan a sintetizar anticuerpos así, a bote pronto. Cuando los linfocitos T activan los B, los estimulan para que evolucionen a dos tipos distintos de células: unas pensadas para actuar al momento y otras como reserva a largo plazo.

Por un lado, algunos linfocitos B se diferenciarán en células plasmáticas, que secretarán anticuerpos para destruir lo antes posible el agente infeccioso. En cambio, otros linfocitos B evolucionarán en células de memoria, encargadas de guardar la información sobre ese microorganismo y acordarse de él. Así, si algún día se atreve a volver a infectarnos, tendremos todo un equipo de células ya preparadas para secretar anticuerpos que lo reconocerán específicamente a él, y producirán una respuesta inmunitaria mucho más rápida y masiva que la primera. Esto es lo que se conoce como memoria inmunitaria y es la base del funcionamiento de las vacunas.

EN RESUMEN... La respuesta innata del sistema inmunitario es una primera respuesta genérica, similar para todos los microorganismos, y la forman las barreras de defensa naturales y las células fagocíticas. Cuando estas activan los linfocitos T, comienza la respuesta específica, mucho más dirigida: los T activan los B, y estos se diferencian en células que producen anticuerpos contra el invasor.

La respuesta del sistema inmunitario frente a una infección. Cuando un microorganismo consigue traspasar las barreras naturales que protegen nuestro cuerpo, el sistema inmunitario entra en acción. Las células fagocíticas engullen el microorganismo y exponen sus antígenos en la membrana para presentarlos a los linfocitos T. A su vez, los linfocitos T activan los linfocitos B, que se diferenciarán en dos tipos de células: las células de memoria (que actuarán en caso de una segunda infección por el patógeno) y las células plasmáticas, que actúan al momento. Ambas secretan anticuerpos, esas estructuras proteicas que reconocen los antígenos de los microorganismos y que facilitan su eliminación.

Las vacunas consisten en un preparado de microorganismos que han sido atenuados o inactivados, es decir, a los que se les ha disminuido o quitado su capacidad de infección. También hay vacunas formadas por alguna parte del virus, como sus proteínas o su cápsula, en lugar del bicho entero. Al inyectar una vacuna, y por tanto al poner en contacto nuestro sistema inmunitario con un agente infeccioso, estamos forzando el cuerpo para que produzca una respuesta inmunitaria y para que fabrique células de memoria, de forma que, si alguna vez entramos en contacto con el microorganismo real, nuestro cuerpo pueda contraatacar rápidamente y de forma eficaz. ¡Es como un entrenamiento!

Con todo lo que te he contado, es probable que hayas puesto el sistema inmunitario en un pedestal, pero siento tener que ser una aguafiestas: el sistema inmunitario no es perfecto. En ocasiones, la respuesta a una infección se queda corta, mientras que en otras se pasa de la raya. Y en ambos casos se produce un daño. Nuestro cuerpo es como un equilibrista en la cuerda floja: impresionante cuando está estable, pero fácil de desequilibrar. Y si pierde el equilibrio, cae.

Ni tanto ni tan poco

Es frecuente oír eso de que la virtud está en el punto medio, y puede que suene a tópico, pero me viene perfecto para explicar uno de los conceptos más importantes acerca de nuestro cuerpo: el equilibrio. Teniendo en cuenta los cambios constantes que suceden en nuestro interior, todas las reacciones químicas, las células que se dividen y las moléculas que van de aquí para allá e interaccionan entre ellas..., funcionamos dentro de una estabilidad tremendamente compleja. Cuando se rompe este equilibrio, la enrevesada red de la que estamos formados se descontrola y da lugar a más problemas de los que nos gustaría.

Nuestras defensas son un ejemplo de la importancia del término medio. Todo ejército tiene que estar atento a cualquier ataque que pueda llegarle, y eso supone estar preparado para contraatacar si es necesario. Pero eso no significa que esté atacando a diestro y siniestro a todo lo que se le cruza por delante. Con nuestro sistema inmunitario ocurre lo mismo: necesita estar al loro para que no nos entre nada extraño en el cuerpo. El problema es que a veces se pasa de la raya y comienza a liarla, atacando a sustancias que no son siquiera peligrosas, o incluso ¡a nosotros mismos!, a quienes se supone que debería defender. Eso sí, tampoco nos sirve que se relaje demasiado, porque en ese caso podría perdonar la vida a pequeños intrusos que pueden traernos grandes problemas.

Esta misma lógica puede aplicarse a otros sistemas de nuestro organismo, como por ejemplo al endocrino, que secreta las hormonas; o al propio metabolismo, que nos ayuda a construir y destruir las moléculas que nos forman. Cuando falla alguno de ellos, surgen enfermedades como la diabetes, las alergias o los déficits de nutrientes. Aplicable a tantas otras situaciones de la vida, parece que «todo en su justa medida» también sea el eslogan de la biomedicina, y ya de paso de nuestro propio cuerpo, que parece pedir a gritos: «Ni tanto ¡ni tan poco!».

1

Enfermedades del sistema inmunitario

Solos ante el peligro

Este libro es como una montaña rusa. Por momentos el camino es llano y parece que todo va bien, que estás preparado para enfrentarte a los peligros que hay ahí fuera. Y de repente, llega el momento de caída libre en el que te das cuenta de que hasta los mecanismos que te protegen de las amenazas a veces se equivocan, y las cosas salen mal.

Solemos dar por hecho lo que ya tenemos, por eso te propongo imaginar: ¿qué pasaría si no tuvieses sistema inmunitario? ¿Si estuvieses realmente indefenso? Por desgracia hay gente que no necesita imaginárselo para saber cómo es. Cuando nuestro sistema de defensa pierde su capacidad para contraatacar las infecciones y nos deja vulnerables ante el peligro, se produce una situación que llamamos inmunodeficiencia.

El sistema inmunitario es tan complejo y lo forman tantos elementos que esta inmunodeficiencia puede darse por distintas causas. Por ejemplo, porque no se produzcan bien los anticuerpos, porque los linfocitos sean destruidos o porque algunas células pierdan su capacidad de fagocitar microorganismos. Está claro que, sea como sea, el resultado es volverse muchísimo más propenso a contraer una infección. Pero la cosa no es tan sencilla, porque el sistema inmunitario nos defiende de otras cosas más allá de las infecciones.

Muchas veces, las células que nos amenazan no vienen del exterior, sino de nuestro propio cuerpo. Son células que han perdido el control sobre sí mismas y proliferan sin parar, ocupando sin ningún tipo de miramiento el espacio que las rodea. Son las células cancerosas; nuestro sistema inmunitario está preparado para detectarlas y destruirlas, aunque no siempre lo logre.

El problema es que en una inmunodeficiencia se pierden los refuerzos, con lo que hay una cantidad mayor de células cancerosas que consiguen proliferar y formar un tumor, y la persona es más proclive a padecer algunos tipos de cáncer. Esto ocurre especialmente cuando faltan linfocitos T, las células responsables de patrullar por el organismo en busca de células mutantes. Podríamos comparar estos linfocitos con un cuerpo de policía, y las células cancerosas con delincuentes: si recortamos la plantilla de policías, lo más seguro es que muchos más criminales escapen y se salgan con la suya.

¿Y cómo surge una inmunodeficiencia? Muchas veces no surge, sino que se nace con ella debido a alguna causa genética, con lo que empieza a manifestarse ya durante la lactancia o la infancia. Probablemente, la inmunodeficiencia hereditaria más popular sea la inmunodeficiencia combinada grave, más conocida como el síndrome de los niños burbuja. Muchas veces es debida a la deficiencia de la enzima adenosina desaminasa, que participa en la correcta maduración de los linfocitos T y B. Cuando falta esta enzima, se acumulan productos tóxicos en estos linfocitos durante su crecimiento, con lo que finalmente terminan muriendo. Por eso, los bebés nacidos con esta inmunodeficiencia tienen un número de linfocitos menor, y su sistema inmunitario pierde la capacidad para protegerlos contra las infecciones. El resultado es fatídico, porque puede conllevar la muerte antes de los dos años de vida por una infección masiva. Por eso, la imagen que muchas veces tenemos de quienes la padecen, y que da lugar al nombre, es la de niños dentro de un habitáculo, aislados del mundo y de sus microorganismos.

Aun así, no haber heredado una inmunodeficiencia no significa que no podamos desarrollarla en algún momento de nuestra vida. A veces son debidas a agentes externos, como la malnutrición, el cáncer o el tratamiento con fármacos inmunosupresores utilizados, por ejemplo, para impedir que el sistema inmunitario de un paciente rechace un trasplante. Existen incluso ciertas infecciones que pueden dejar KO a nuestras células inmunitarias, como es el caso del virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), que destruye los linfocitos. Por eso decimos que provoca el síndrome de la inmunodeficiencia adquirida o sida, porque el virus hace que adquieras una inmunodeficiencia. Hay que reconocer que el nombre va de frente.

EN RESUMEN... La inmunodeficiencia es un estado en el que el sistema inmunitario no cumple con su papel de protector del organismo y nos deja vulnerables ante peligros como las infecciones o el cáncer. Puede ser debida a causas genéticas (como el síndrome de los niños burbuja) o a causas ambientales (como la infección del VIH).

Está claro que necesitamos un defensor con el que combatir las amenazas que nos rodean, porque no son precisamente pocas. Pero aunque la falta de un sistema inmunitario pueda ser devastadora, la respuesta excesiva del mismo tiene consecuencias que no se quedan cortas. Ya lo dice el refrán: «Del amigo usar, pero no abusar».

Cuando tu peor enemigo eres tú mismo

A veces, la respuesta del sistema inmunitario es, paradójicamente, dañina. Normalmente, la respuesta inmunitaria consigue eliminar los microorganismos infecciosos sin producir daños relevantes en el organismo. Pero, otras veces, estas respuestas están mal reguladas y atacan por error a nuestro propio cuerpo y dan lugar a una enfermedad.

Llamamos enfermedades autoinmunes a aquellas en las que el sistema inmunitario reacciona contra células y tejidos del propio organismo. ¿Cómo puede nuestro sistema de defensa confundirse así? Normalmente, estas enfermedades son debidas a un error durante el desarrollo de las células inmunitarias. Por ejemplo, los linfocitos T se desarrollan en el timo, un órgano que no es precisamente el más popular, pero que resulta esencial para la correcta formación de nuestro sistema inmunitario. A medida que se van formando, los linfocitos adquieren receptores en sus membranas capaces de reconocer sustancias externas o antígenos, de modo que, si algún elemento no bienvenido entra, estén preparados para enfrentarse a él. Pero a veces ocurre que uno de estos receptores sale defectuoso y, en lugar de reconocer sustancias del exterior, reconoce como «intrusas» a proteínas y estructuras de nuestro propio cuerpo. Estos linfocitos defectuosos se llaman linfocitos autorreactivos, y son muy peligrosos porque pueden percibir como extraño alguno de nuestros tejidos y activar una respuesta inmunitaria contra él.

En realidad, esto es más normal de lo que crees, por eso el timo cuenta con mecanismos que le ayudan a filtrar y eliminar estos linfocitos aberrantes antes de que maduren y vayan liándola por el organismo. El problema surge cuando estos mecanismos fallan: los linfocitos autorreactivos se saltan los controles de calidad, se desarrollan y pasan a formar parte del sistema inmunitario, igual que el resto de las células de defensa. En otras palabras: tienen vía libre para atacarnos.

En algunos casos, atacarán solo a algunos órganos del cuerpo. Un ejemplo es la diabetes tipo I, en la que el sistema inmunitario destruye las células del páncreas. En otros casos, los órganos afectados son muchísimos más, como pasa con el lupus eritematoso sistémico (se llama sistémico precisamente porque afecta a tejidos de todo el organismo). Verás, en nuestro cuerpo hay células que mueren de forma natural, a propósito, para dejar espacio a las nuevas células que renuevan nuestros tejidos. Normalmente, este «suicidio» celular ocurre de una forma muy limpia y ordenada, y las células mueren sin dejar rastro. Pero, en el lupus, estas células no se eliminan correctamente y permanecen de forma prolongada en los tejidos en los que han muerto. Durante ese tiempo, van liberando sustancias que inducen la producción de anticuerpos contra esos tejidos, y ya te imaginas el resultado. Al final acaban dañándose órganos y sistemas de todo el cuerpo, como los riñones, los pulmones, el sistema nervioso o las articulaciones, que suelen doler bastante. También se daña la piel, por eso un signo característico del lupus es la formación de una erupción roja en forma de mariposa en las mejillas y el puente de la nariz. Normalmente aparece o se vuelve más pronunciada cuando la persona se expone a la luz del sol, porque sus rayos ultravioleta inducen la muerte de las células, lo que agrava todavía más el problema inicial.

EN RESUMEN... En las enfermedades autoinmunes el sistema inmunitario reacciona contra células y tejidos del propio organismo. Normalmente, estas enfermedades son debidas a un error en la maduración de nuestras células inmunitarias que da lugar a linfocitos autorreactivos.

¿Cualquiera puede desarrollar una enfermedad autoinmune? De forma parecida a lo que pasaba con las inmunodeficiencias, la autoinmunidad es debida a factores genéticos y ambientales. Un ejemplo de desencadenante ambiental son, de nuevo, las infecciones. A veces nuestro sistema inmunitario produce anticuerpos que, además de reconocer los antígenos de un microorganismo, son capaces de unirse a proteínas de nuestros propios tejidos, y provocan una reacción cruzada.

Sea cual sea el desencadenante, una vez aparece la enfermedad autoinmune suele desarrollarse de forma crónica y progresiva. Y ¿sabes cuál es el problema? Que, en una infección, el microorganismo acaba siendo eliminado del cuerpo, y, con él, los antígenos que activaron las alarmas del sistema inmunitario. Pero en las enfermedades autoinmunes nuestros tejidos seguirán ahí, por lo que los linfocitos autorreactivos siempre tendrán un enemigo (aunque imaginario) al que eliminar.

¿Mejor pasarse que quedarse corto?

Imagina que al principio de este capítulo te hubiese hecho esta pregunta: «Si tuvieses la oportunidad de volver tu sistema inmunitario mucho más potente que ahora, ¿la aceptarías?». Probablemente hubieses respondido que sí. Teniendo en cuenta que es nuestro sistema de defensa, parece lógico pensar que cuanta más protección, mejor. Que cuanto más potente la respuesta, más fácil lo tendrá para expulsar a un invasor.

Pero a lo largo de este capítulo, es probable que hayas ido cambiando de opinión y que ya no te parezca tan buena idea dar ese poder a nuestras células inmunitarias, porque lo más seguro es que terminen liándola. Es cierto que nuestro sistema de defensa es capaz de cargarse a visitantes indeseados con una gran eficacia... pero un gran poder conlleva una gran responsabilidad, ¿no?

Hemos visto un caso en el que nuestro sistema inmunitario falla, y otro en el que se confunde de enemigo y nos ataca a nosotros mismos, pero también tiene otras formas de cagarla. A veces, nuestras defensas reaccionan exageradamente contra una sustancia externa, lo cual se conoce como alergia. A ver, es cierto que ahí fuera hay muchas sustancias peligrosas, pero el sistema inmunitario necesita saber diferenciar entre las que suponen una amenaza y las que no. Es como si un guardia de seguridad cachease a todos los clientes que salieran de una tienda. Un poco exagerado, ¿no crees?

Si lo piensas, estamos en contacto con muchísimas sustancias ambientales que entran a través de las vías nasales o de la dieta, y no por ello el sistema inmunitario las ataca. Básicamente, porque no son peligrosas. En las alergias, esta distinción falla y el sistema inmunitario activa una respuesta inmediata cuando entra en contacto con el alérgeno, al que considera que hay que destruir a pesar de ser inofensivo.

Los alérgenos son sustancias que, aunque sean inocuas para la mayoría de la población, provocan una reacción inmunitaria en las personas alérgicas a esa sustancia. En realidad, prácticamente cualquier sustancia puede ser un alérgeno, ya sea un alimento (como la leche o el huevo), una sustancia que flota por el aire (como el polen o los ácaros del polvo) o un medicamento (como la penicilina o el ibuprofeno). Cuando una persona alérgica entra en contacto con su alérgeno, el cuerpo sintetiza un tipo de anticuerpos llamados inmunoglobulinas E. Estos anticuerpos son específicos para el alérgeno en cuestión y sirven para que nuestro sistema inmunitario reconozca rápidamente la sustancia. Para ello, se unirán a la superficie de las células inmunitarias responsables de la respuesta alérgica, tal como sucede en la típica escena de película cuando se le da a un perro una prenda del fugitivo para que la huela.

Estas células inmunitarias, ahora armadas con los anticuerpos en su superficie, estarán preparadas para reconocer inmediatamente el alérgeno cuando vuelva a entrar en contacto con nuestro cuerpo. Así, en el momento en que lo detecten, activarán la respuesta y liberarán toda una serie de sustancias responsables de los signos de la alergia (como la inflamación o la vasodilatación). En esta última, los vasos sanguíneos se ensanchan para que la sangre y todos los elementos de la respuesta inmunitaria lleguen más fácilmente al lugar donde está el intruso. El problema de estos síntomas es que causan trastornos respiratorios, digestivos o de la piel (si tienes alergia a alguna sustancia, seguro que ya debes de haber experimentado alguno de ellos), porque son las zonas que más entran en contacto con el hostil mundo exterior.

Una alergia no es solo una respuesta inmunitaria totalmente innecesaria, sino que, en algunos casos, puede ser tan peligrosa que llegue a causar la muerte. Por ejemplo, aunque no es ni de lejos tan común como la típica alergia, la anafilaxia es un tipo de reacción alérgica grave que afecta a todo el cuerpo: las sustancias liberadas por las células inmunitarias pueden inducir una contracción masiva de las vías respiratorias que provoque la asfixia o un colapso de los vasos sanguíneos y el corazón y, bueno..., ya te imaginas el resultado.

EN RESUMEN... Las alergias son respuestas exageradas del sistema inmunitario ante sustancias no peligrosas para el organismo llamadas alérgenos, que generan síntomas como la inflamación o la vasodilatación.

Al final, que tu sistema inmunitario tenga que prepararse para afrontar tantísimos peligros externos hace que pueda confundirse y etiquetarte a ti mismo o una sustancia random como «peligrosos». Es como si tuvieses que clasificar miles de libros en dos grupos: «interesantes» y «no interesantes». Seguramente, alguno se te pasaría por alto. El problema es que, en ese caso, lo peor que podría ocurrir es que alguien se aburriese leyendo el libro equivocado. Sin embargo, el problema de un fallo grave del sistema inmunitario es que puede terminar con la vida de aquel al que intentó defender.

2

Enfermedades endocrinas

¡Traigo un mensaje!

Imagino que en este punto del libro ya te habrás dado cuenta de la compleja trama de sistemas que permiten, sin enterarnos, que nuestro cuerpo funcione y se adapte a lo que va viniendo. Pero para que esto sea así, estos sistemas no pueden ir a su bola, porque se nos acabaría rápido el chollo. Necesitan funcionar de forma sincronizada, saber qué está pasando en el resto del cuerpo para actuar según sus necesidades. ¿Cómo lo consiguen?

Las células de los distintos tejidos y órganos se comunican las unas con las otras a través de moléculas que actúan como mensajeras. En realidad ya hemos hablado de algunas, como los neurotransmisores, liberados por las neuronas; o las quimiocinas, que participan en la respuesta inmunitaria. Pero ahora quiero hablarte de una tercera: las hormonas.

Piensa en una gran empresa formada por pequeños departamentos: el de comunicación, el de finanzas, el de informática... Para que la empresa funcione, los departamentos se comunican constantemente a través de correos electrónicos con el fin de mantenerse informados de lo que está pasando y poder avisarse cuando necesitan algo del otro. Del mismo modo, las células de nuestro cuerpo se envían mensajes a través de las hormonas, ya sea dentro del mismo tejido o fuera de este. Gracias a que las hormonas viajan a través del torrente sanguíneo, pueden transmitir señales desde zonas muy alejadas las unas de las otras. La sangre es la vía más importante de transporte de moléculas por el cuerpo, ya que está conectada a prácticamente todos nuestros tejidos (básicamente, porque les lleva el oxígeno para vivir, así que más les vale).

Pero ahora imagina que eres una célula del cerebro que quiere enviar un mensaje a una del intestino, que has fabricado la hormona que necesitas y que la sueltas al torrente sanguíneo. Con la cantidad de cosas que corren por la sangre (células inmunitarias, glóbulos rojos, proteínas, nutrientes, moléculas...), ¿cómo lo hace la hormona para no perderse? ¿Cómo sabe adónde ir? Y tú, como célula del cerebro, ¿cómo te aseguras de que la hormona actúe en la célula que quieres y no en otra? Pues del mismo modo que una carta llega exclusivamente a la dirección que escribes en el sobre, la hormona solo actuará en las células que tengan receptores para ella. Cuando la hormona se encuentre con su receptor, se unirá a él e inducirá una serie de reacciones dentro de la célula: activará unas proteínas u otras y hará que ciertos genes se activen o se inhiban.

Ahora, ¿qué le pasaría a la carta si se borrase la dirección que tenía escrita? A veces, nos ocurre algo parecido: uno de nuestros receptores es defectuoso o nuestro cuerpo es incapaz de producirlo, con lo que la hormona no tiene mucho que hacer. Es como si intentásemos entrar en una casa sin la llave. ¿Recuerdas el caso de la leptina? Es la hormona que producen los adipocitos del tejido graso para inhibir el apetito cuando sienten que ya han almacenado suficiente grasa y que no necesitamos comer más. Algunas personas con obesidad tienen el receptor de la leptina alterado, de forma que esta no puede producir su efecto y entonces la sensación de hambre es continua... y la hormona, inútil.

EN RESUMEN... Las hormonas son moléculas mensajeras que son secretadas por algunas células para regular la actividad de otras células. Se desplazan de un lugar a otro del organismo a través de la sangre y producen un efecto en aquellas células que tienen receptores para ellas.

Las hormonas son tan importantes en nuestro cuerpo que intervienen prácticamente en todas sus funciones, como el metabolismo, el crecimiento, el comportamiento o la reproducción. Entonces, ¿todas nuestras células secretan hormonas? No, solo algunas muy especializadas, que se encuentran en órganos como la tiroides, el cerebro, los ovarios, los testículos o el páncreas.

El conjunto de los órganos y tejidos que contienen células secretoras de hormonas es lo que conocemos como sistema endocrino. Pero si las hormonas son tan importantes e intervienen en tantos procesos..., ¿qué pasaría si nuestras células dejasen de producir alguna? Pues lo mismo que si el departamento de una gran empresa decidiera hacer huelga indefinida: tendríamos un problema.

Algo más que azúcar en sangre

Una de las enfermedades más conocidas debidas al fallo de una hormona es la diabetes. Es muy probable que si te pregunto qué palabras te vienen a la cabeza cuando te digo «diabetes», estén entre ellas azúcar e insulina. Lo cierto es que no irías por mal camino. En la diabetes mellitus, las células pierden la capacidad de captar y utilizar la glucosa como fuente de energía debido a una hormona que no funciona correctamente: la insulina.

La misión de esta hormona es que aprovechemos los nutrientes al máximo. Desde el momento en que ingerimos una comida rica en carbohidratos y los niveles de glucosa en nuestra sangre aumentan, el páncreas comienza a secretar rápidamente insulina. La función de esta hormona es inducir a que prácticamente todos los tejidos del cuerpo capten la glucosa para utilizarla como energía, especialmente los músculos, el tejido adiposo y el hígado. Pero la cosa no se queda ahí, porque una vez las células de estos tejidos han consumido toda la glucosa que necesitan para obtener energía, la insulina provoca que la glucosa sobrante se almacene en depósitos de glucógeno. Así, cuando más adelante las células la necesiten, podrán usarla. Pero ¿qué pasa si los depósitos de glucógeno están al completo y todavía nos sobra glucosa? Desecharla sería un desperdicio, y nunca se sabe cuándo vendrán épocas de hambruna. Si la glucosa ya no nos cabe por ningún lado, la insulina induce a que ese exceso se convierta en ácidos grasos, que se depositarán en el tejido adiposo en forma de grasa.

Pero la insulina va más allá, porque interviene incluso en el metabolismo de las proteínas: estimula que las células absorban los aminoácidos de la dieta y los utilicen para sintetizar las proteínas. O sea, que aunque las palabras azúcar e insulina no eran del todo desacertadas, faltaría añadir grasas y proteínas, porque la insulina influye en todos ellos. Después de una ingesta excesiva de nutrientes, la insulina favorece que tanto los carbohidratos como las grasas y las proteínas se depositen en los tejidos del cuerpo. Imagina a cuántos niveles puede afectar que esta hormona se altere.

Esto es lo que pasa en la diabetes mellitus, aunque no siempre del mismo modo. Los dos tipos más frecuentes son la diabetes tipo I, en la que no se produce insulina, y la diabetes tipo II, en la que sí se produce, pero los tejidos no responden a ella de forma adecuada.

La menos frecuente de ambas es la diabetes tipo I, que también se conoce como diabetes juvenil porque afecta sobre todo a jóvenes y a niños. En este caso, las células del páncreas que producen la insulina están destruidas, normalmente debido a una enfermedad autoinmune en la que el sistema de «defensa» las ataca por error. El resultado es un déficit total de insulina, por lo que la glucosa no puede entrar en las células y su concentración en sangre se eleva increíblemente. Para compensar, el cuerpo intenta eliminar toda esa glucosa a través de la orina, por eso dos de los síntomas clásicos de la diabetes son la deshidratación y la poliuria, es decir, orinar con mucha frecuencia.

Igual crees que es algo sin importancia, que al final la glucosa se eliminará del cuerpo y ya está. Pero esto no va solo de azúcar. Sin insulina y sin que las células puedan consumir glucosa, el cuerpo necesita un plan B con el que alimentar sus tejidos: degradar las grasas. Y problema resuelto, ¿no? Pues tampoco, porque ni siquiera estas grasas libres son inofensivas: pueden convertirse en colesterol y depositarse en las paredes internas de las arterias. Si esto ocurre, con el tiempo la estructura de los vasos sanguíneos se altera y se les vuelve más difícil llevar sangre a los tejidos, con lo que se daña el riñón, pueden gangrenarse las extremidades e incluso producirse ceguera, y el infarto de corazón y el ictus son, de repente, algo probable.

Y a las proteínas ¿qué les pasa? Pues que, sin insulina, las células no absorben correctamente los aminoácidos, con lo que se produce una consecuencia muy grave de la diabetes: la falta de proteínas. Como resultado, la persona se siente extremadamente débil, pierde peso rápidamente y sufre alteraciones en muchísimos tejidos del cuerpo que necesitan proteínas para funcionar.

Pero esta no es la única forma de tener diabetes. La diabetes tipo II, mucho más frecuente que la I, tiene efectos similares pero causas distintas. Si en la diabetes tipo I no había insulina, en la tipo II se produce un aumento de la insulina en sangre. ¿Cómo puede ser que dos cosas contrarias se llamen diabetes? Pues porque las consecuencias son parecidas. En la diabetes tipo II, por mucho que haya insulina en sangre, los tejidos son menos sensibles y no responden a ella como es debido, con lo que las células del páncreas intentan compensarlo secretando más y más insulina. Es como si una persona estuviese un poco sorda y, para que te oyera, comenzases a elevar el volumen de tu voz. Tal vez funcione al principio, pero probablemente termines quedándote afónico. Al páncreas le pasa lo mismo: al final, después de tanto esfuerzo, sus células se desgastan y no pueden producir toda la insulina que se necesita, así que los niveles de glucosa en sangre vuelven a aumentar porque las células son incapaces de absorberla, y ya sabes cómo sigue. Este es el factor común entre ambos tipos de diabetes: la glucosa por las nubes, con todas sus consecuencias.

Pero ¿por qué deja una célula de responder a la insulina? Este fenómeno, al que llamamos resistencia a la insulina, no ocurre de un día para otro, sino de forma gradual, y se cree que tiene que ver con el sobrepeso y la obesidad. Por motivos que todavía se desconocen, las células de las personas con obesidad pierden los receptores para la insulina, por lo que son incapaces de responder a esta hormona y, por tanto, de captar glucosa.

Los tipos de diabetes. En la diabetes tipo I, no se produce insulina, mientras que, en la diabetes tipo II, los tejidos no responden a la insulina como toca. El resultado es que las células no pueden captar la glucosa, por lo que esta se acumula en sangre y produce efectos perjudiciales.

EN RESUMEN... En la diabetes mellitus, las células pierden la capacidad de captar y utilizar la glucosa como fuente de energía debido a una hormona que no funciona correctamente: la insulina. En la diabetes mellitus tipo I no se produce insulina, mientras que en la tipo II los tejidos no responden a ella como deberían.

Si no está en fases muy avanzadas, en algunos casos la diabetes tipo II puede tratarse con ejercicio físico y una dieta baja en calorías, o incluso con fármacos que aumenten la sensibilidad a la insulina. La diabetes tipo I tiene un tratamiento algo más práctico: a falta de insulina, el paciente se inyecta la hormona a diario.

Sea tipo I o tipo II, las consecuencias del fallo de una sola hormona son nefastas y afectan al organismo entero a muchísimos niveles. Con la cantidad de hormonas que se secretan en el cuerpo a diario, imagina ahora lo probable que es que se le vaya la pinza a alguna de ellas. Por desgracia, la diabetes es tan solo un minúsculo ejemplo en un mar de adversidades.

Subidón y bajona por la misma hormona

Es curioso cómo muchos de los apartados de este libro se basan en explicar que tanto la falta como el exceso de algo pueden ser muy puñeteros, independientemente de qué sistema quede involucrado en ese desajuste. Pues bien, la tiroides me sirve de ejemplo para ambos casos.

La tiroides es una pequeña glándula con forma de mariposa situada en la zona del cuello. Secreta dos hormonas que desempeñan un papel fundamental en la regulación de nuestro metabolismo: la tiroxina y la triyodotironina. Para construir estas dos hormonas es imprescindible el yodo, un elemento que se encuentra en el agua de mar, las algas y otros organismos marinos. ¿Te has fijado alguna vez en que la sal de mesa viene bajo el nombre de sal yodada? Este es el motivo: se suele añadir un suplemento de yodo a la sal para evitar que la gente tenga deficiencia de este elemento.

Cuando se secretan, estas hormonas inducen un aumento del metabolismo, es decir, incrementan la velocidad de las reacciones químicas de casi todas las células. ¿Y en qué se traduce eso? Pues en que se produce mucha más actividad en prácticamente todos los tejidos del cuerpo: las células consumen más energía, se capta más glucosa, se degradan las grasas, se acelera el crecimiento, y aumentan las frecuencias cardíaca y respiratoria, ya que, entre otras cosas, las células necesitan consumir más oxígeno.

Teniendo en cuenta todos estos efectos, ahora imagina las consecuencias de que una de estas hormonas se desregule. En el hipertiroidismo, la tiroides produce mucha más hormona de lo normal, por ejemplo debido a un tumor en esta glándula que va creciendo y secretando una gran cantidad de hormonas tiroideas. El resultado, además de elevar la actividad metabólica de las células, es que se produce un estado de mucho nerviosismo, ansiedad, temblor en las manos, aumento de la sudoración, pérdida de peso, diarrea, debilidad muscular, fatiga e incapacidad de conciliar el sueño. Para detener estos síntomas, el tratamiento más directo y eficaz es la extirpación de gran parte de la glándula. Antes de que dé más problemas, mejor cortar por lo sano.

¿Y si sucede lo contrario? ¿Y si la tiroides deja de secretar hormonas? En realidad, esta es la alteración más común de la glándula y se conoce como hipotiroidismo. Puede deberse, por ejemplo, a la falta de yodo en la dieta (aunque gracias a la sal yodada se han reducido los casos de hipotiroidismo por falta de yodo), a la falta de una enzima necesaria para sintetizar las hormonas tiroideas, o a una enfermedad autoinmune en la que se producen anticuerpos defectuosos que atacan la glándula tiroides hasta destruirla. Los síntomas son opuestos a los del hipertiroidismo: fatiga y somnolencia extrema (se necesita dormir entre 12 y 14 horas diarias), lentitud muscular, lentitud mental, aumento del peso corporal y menor frecuencia cardíaca. La solución, por suerte, es relativamente fácil y consiste en darle al cuerpo lo que le falta: hormona tiroidea.

EN RESUMEN... Las hormonas tiroideas producen un aumento de la actividad en prácticamente todos los tejidos del cuerpo. Por eso, la falta de esta hormona (hipotiroidismo) provoca fatiga, lentitud o somnolencia, mientras que el exceso (hipertiroidismo) causa temblores, ansiedad e insomnio.

Como ves, algunos desequilibrios que tienen lugar en el organismo son debidos a una respuesta insuficiente o exagerada de nuestro sistema inmunitario o a la falta o exceso de una hormona. Otras veces, esa desregulación es debida a lo que ingerimos. Muchos nutrientes son imprescindibles para poder vivir, pero, aun así, tomar más de los que necesitamos puede suponer que se acumulen en nuestro organismo y dañen los tejidos en los que se alojan. Tomes lo que tomes, el cuerpo lo necesita en su justa medida

3

Enfermedades nutricionales y metabólicas

El hierro, en su justa medida

Creo que a estas alturas ya te haces a la idea de lo complicadas que están las cosas ahí fuera y de que, sin embargo, en nuestro interior no son mucho más sencillas. Porque, incluso si todo va bien a tu alrededor, a veces la genética te brinda una mutación que te condiciona desde que naces, impidiendo que absorbas un tipo de nutriente, o que no puedas obtener lo que necesitas de él. E incluso si la genética se porta bien contigo, puedes tomar decisiones erróneas, como ingerir más nutrientes de los que tocan. Y sea por una cosa o por la otra, ninguna de las dos historias acaba bien.

Uno de los nutrientes con los que hay que ir con ojo es el hierro. El ser humano lleva siglos sacándole un buen partido a este elemento químico, utilizándolo para un sinfín de aplicaciones industriales que nos han hecho la vida más fácil. Pero, desde mucho antes, el hierro ya formaba parte de nuestro metabolismo.

Dentro de nuestro cuerpo, el hierro participa en un montón de procesos, como el transporte de oxígeno, la replicación del ADN o la obtención de energía de las células. Y, aun así, por muchas funciones en las que intervenga, la cantidad de hierro que tenemos en el cuerpo ha de estar bien regulada y mantenerse dentro de unos parámetros: tener poco o tener mucho puede ser perjudicial.

Cuando pensamos en enfermedades relacionadas con el hierro, la primera que nos suele venir a la cabeza es la anemia. Se trata de la falta de hemoglobina, una proteína que se encuentra en el interior de los glóbulos rojos (o eritrocitos) de la sangre. Cuando respiramos, la hemoglobina capta el oxígeno en el pulmón y, a través de la sangre, lo reparte por todos los tejidos del cuerpo. ¿Y qué tiene que ver esta proteína con el hierro? La respuesta está en su estructura. Cada molécula de hemoglobina tiene cuatro átomos de hierro a los que se unen las moléculas de oxígeno para ser transportadas. En otras palabras, el hierro permite a la hemoglobina transportar el oxígeno. Por eso es tan importante consumir el hierro necesario en la dieta, porque resulta esencial para la formación de la hemoglobina en el cuerpo, y, por tanto, para transportar el oxígeno correctamente.

La hemoglobina en los glóbulos rojos. Los glóbulos rojos o eritrocitos contienen miles de moléculas de hemoglobina que transportan el oxígeno del pulmón a las células, y el dióxido de carbono de las células al pulmón. Cada molécula de hemoglobina tiene cuatro átomos de hierro a los que se unen las moléculas de oxígeno o dióxido de carbono para ser transportadas.

Las anemias se caracterizan por una deficiencia de hemoglobina. Esta puede deberse a muchos factores, como por ejemplo a una producción defectuosa de la hemoglobina causada por una mutación genética; o a la falta de algunos nutrientes, como la vitamina B12 o el ácido fólico. Pero de todas ellas, la más común y conocida es la anemia causada por déficit de hierro. Hay muchos motivos por los que puedes tener el hierro bajo, ya sea porque consumes poco en tu dieta (como ocurre con el vegetarianismo estricto) o porque tu cuerpo no es capaz de absorberlo bien (como pasa con enfermedades como la celiaquía, en la que hay una inflamación del intestino que impide una buena absorción de algunos nutrientes, entre ellos el hierro). Otras veces la causa es más radical: puede bajar la cantidad de hierro por una pérdida de sangre debida, por ejemplo, a la menstruación o a una úlcera de estómago que no termina de curarse.

Sea por el motivo que sea, la anemia disminuye la capacidad de los eritrocitos para transportar el oxígeno. Por eso, sus síntomas son: cansancio, humor irritable, debilidad, menor capacidad para hacer ejercicio, o una aceleración del ritmo del corazón, que bombea sangre a más velocidad para compensar el transporte de oxígeno ineficiente.

Pero por mucho que te hable de eritrocitos, el hierro es esencial para muchas otras cosas. Por eso, cuando falta es como si desencadenara un efecto dominó, haciendo que un cambio aparentemente pequeño tenga grandes consecuencias. Pero, en contra de lo que la intuición nos puede hacer pensar, tener más hierro del necesario no es precisamente una buena idea.

De media, absorbemos una muy pequeña parte del hierro que ingerimos (¡tan solo el 10 %!). Y a pesar de que eso sea lo habitual, existe una enfermedad en la que pasa justo lo contrario y la absorción es excesiva: la hemocromatosis. Cuando esto sucede, no es fácil eliminar todo el hierro que se absorbe de más; al contrario: a lo largo del tiempo, se acumula y se vuelve tóxico para nuestros órganos y tejidos. La hemocromatosis puede adquirirse a lo largo de la vida por distintos factores externos a nuestro organismo, como por una ingesta excesiva de hierro o al haber recibido muchas transfusiones sanguíneas. Pero en otros casos es hereditaria. Por ejemplo, puede ser debida a la mutación en el gen que codifica la proteína HFE, que regula la absorción del hierro en las células del hígado y del intestino. Cuando este gen muta, la proteína pierde la capacidad de regular cuánto hierro absorbe, y las células del intestino captan mucho más del normal. El problema está en que todo este hierro extra se deposita en órganos como el hígado, el corazón, el páncreas o la piel. ¿Y por qué es tan malo esto? ¿Qué lo hace tan tóxico? Una vez ahí, el hierro es susceptible de generar radicales libres de oxígeno (ROS), esas moléculas altamente reactivas que, en el interior de las células, dañan el ADN o las proteínas. Este es el motivo por el que el hierro es tan perjudicial para el tejido en el que se acumula. Por ejemplo, cuando lo hace en el hígado puede destruir sus células y acabar causando una cirrosis o incluso un cáncer hepático.

EN RESUMEN... Tanto el déficit como el exceso de hierro es perjudicial. Cuando nos falta hierro (anemia), la hemoglobina de nuestros glóbulos rojos no se forma bien y tenemos problemas para transportar el oxígeno. Cuando tenemos un exceso (hemocromatosis), el hierro puede acumularse en nuestros tejidos de forma tóxica.

Al final, resulta curioso ver cómo un elemento tan esencial para la vida puede ser a la vez tan peligroso, tanto si nos falta como si abusamos de él. Pero no siempre se trata de nutrientes, porque incluso un desajuste en una sola de nuestros miles de proteínas puede tener consecuencias enormes, igual que un tornillo mal puesto puede hacer caer una gran estructura.

La que puede liar una sola enzima

En nuestro cuerpo tienen lugar constantemente millones de reacciones químicas que en su conjunto llamamos metabolismo. Para que tengan lugar estas reacciones, contamos con unas proteínas especializadas denominadas enzimas, que van convirtiendo unas moléculas en otras con el fin de obtener energía o construir nuevas estructuras dentro de la célula.

Estas reacciones consisten en transformaciones, una detrás de otra. Un sustrato inicial se convierte en un producto diferente, que a su vez es el sustrato de una nueva reacción, y así sucesivamente, pasando de unas moléculas a otras. Estas reacciones funcionan de igual manera que en una fábrica los productos se van modificando conforme pasan de un trabajador al siguiente: uno corta, otro añade, otro pule... Ahora imagina que uno de los trabajadores de la fábrica desaparece y que sin su contribución el resto no puede continuar con el proceso de elaboración: el proceso se quedaría estancado en ese paso y, por tanto, el producto inacabado se acumularía.

En nuestro cuerpo pasa algo parecido. Cuando, sea por el motivo que sea, carecemos de una enzima, el sustrato de esta comienza a acumularse. Y, por desgracia, su efecto no es precisamente inocuo.

Esto es lo que ocurre en la fenilcetonuria, una enfermedad hereditaria causada por la carencia de la enzima fenilalanina hidroxilasa, encargada de transformar el aminoácido fenilalanina en otro aminoácido, la tirosina. Esta, posteriormente, se utiliza para producir varios tipos de moléculas en el cuerpo, como hormonas, neurotransmisores e incluso melanina, el pigmento que da color al cabello y a la piel.

Al no funcionar correctamente la enzima, la fenilalanina que contienen las proteínas de la dieta se acumula en la sangre. A medida que aumentan sus niveles, resulta tóxica para el sistema nervioso central y puede dar lugar a problemas tan graves como una discapacidad intelectual, retraso en el desarrollo o trastornos psíquicos. El peligro está en que los niños que nacen con fenilcetonuria no presentan signos de la enfermedad durante los primeros meses de vida. Por eso es tan importante diagnosticarla y tratarla lo antes posible, para evitar que los elevados niveles de fenilalanina en sangre puedan perjudicar el desarrollo del cerebro. Por suerte, la fenilcetonuria puede diagnosticarse a tiempo gracias a la prueba del talón, que se hace a los recién nacidos a partir de una muestra de sangre para detectar nada más nacer posibles enfermedades metabólicas.

Como no hay forma de reemplazar la enzima que falta, el tratamiento consiste en seguir una dieta baja en proteínas ya desde la infancia para reducir al máximo la ingesta de la fenilalanina. Y siempre acompañada, eso sí, de complementos nutricionales que aporten las vitaminas y los minerales que falten en la dieta.

EN RESUMEN... Las enzimas permiten las reacciones químicas de nuestro cuerpo. Cuando nos falta una enzima, su sustrato puede acumularse y tener efectos tóxicos en nuestro organismo, como pasa en la fenilcetonuria.

Pero no todas las enzimas tienen que ver con el metabolismo de los alimentos. El albinismo, por ejemplo, es debido a la mutación de los genes involucrados en la producción de la melanina, el pigmento que da color a nuestra piel, cabello y ojos, y que participa en el proceso de visión en la retina. Cuando falla una de las enzimas que intervienen en la síntesis de la melanina, se produce una pérdida de la pigmentación en estas partes del cuerpo, motivo por el que las personas con albinismo suelen tener la piel y el cabello claros, o este último directamente blanco. Sin embargo, hay varios tipos de albinismo debidos a la mutación de distintos genes, y cada tipo da lugar a diferentes rasgos físicos. Pero más allá del aspecto físico, esta falta de pigmentación conlleva otros problemas. Por ejemplo, las personas albinas sufren con facilidad daños en la piel cuando se exponen de forma repetida al sol, y tienen más riesgo de padecer melanoma, el tipo más mortal de cáncer de piel. No solo eso, sino que el albinismo también da lugar a problemas de visión: una menor nitidez, movimientos rápidos e involuntarios de los ojos y una gran sensibilidad a la luz. Dado que actualmente no tiene cura, el tratamiento consiste en cuidados oculares y revisiones médicas de la piel para prevenir cualquier anomalía que pueda dar lugar a un cáncer.

Podrá intervenir en unas reacciones u otras, pero, por desgracia, una enzima no es algo fácilmente reemplazable. Nuestro cuerpo es un sistema complejo diseñado al detalle para que todo vaya sobre ruedas, pero eso no significa que las cosas no puedan salir mal: basta con un pequeño desajuste para hacer tambalear toda la estructura.

Toma vitaminas, pero las que necesites

Las vitaminas se llaman así porque son imprescindibles para la vida. El organismo las necesita en pequeñas cantidades para funcionar correctamente, pero, como es incapaz de sintetizarlas él mismo, tiene que obtenerlas a través de la dieta. Es por eso por lo que decimos que son nutrientes esenciales: si nos faltan, las consecuencias no son nada buenas.

Por ejemplo, la vitamina D es conocida por sintetizarse en nuestra piel gracias a la luz ultravioleta del sol. Pero algo que no se conoce tanto es su papel crucial en la formación de los huesos durante la infancia. Cuando eres joven, tus huesos se desarrollan a partir del llamado cartílago de crecimiento, que se encuentra en los extremos de huesos largos como el fémur. Este cartílago es parecido al tejido blando y flexible que forma la nariz o las orejas. A medida que el cartílago crece, va incorporando minerales como el calcio y el fósforo, se vuelve duro y da lugar a un hueso recién formado.

Y es precisamente aquí donde interviene la vitamina D: estimula la absorción de estos dos minerales en el intestino a partir de lo que comemos, para que el cartílago los tenga a mano y pueda formar bien el hueso. Por eso, si no tomamos suficiente vitamina D durante el crecimiento, el hueso no termina de formarse bien, se queda débil y tiende a curvarse por el propio peso del cuerpo, lo que da lugar a malformaciones irreversibles. Es lo que se conoce como raquitismo.

Aunque no por ser adulto te libras de esto: la vitamina D es necesaria para los huesos tanto en niños como en adultos. La diferencia es que, como en los adultos el hueso ya está formado, la enfermedad que produce una falta de esta vitamina es algo distinta y se llama osteomalacia. Nuestro cuerpo siempre necesita unos niveles mínimos de calcio y fósforo, porque, más allá del mantenimiento de los huesos, intervienen en funciones biológicas como la contracción muscular o la coagulación de la sangre. Por eso, cuando falta vitamina D y no absorbemos todo el calcio y fósforo que necesitamos, el cuerpo se ve obligado a sacar estos minerales de otro sitio: los huesos. Es como si obligases a un niño a dar la mitad de su bocadillo a otro que se ha quedado sin merienda. Al perder sus minerales, los huesos se vuelven más débiles y son más propensos a fracturarse, además de producir un fuerte dolor que no pasa precisamente desapercibido.

La vitamina D y la mineralización de los huesos. La vitamina D estimula la absorción en el intestino del calcio y el fósforo, esenciales para la correcta formación de los huesos. Si nos falta vitamina D, nos faltan también estos minerales, y, como son necesarios para muchas otras funciones, el cuerpo se ve obligado a obtenerlos de otro lado: los huesos, que se desmineralizan para compensar ese déficit.

EN RESUMEN... La vitamina D es esencial para la correcta formación de los huesos, porque permite la absorción del calcio y el fósforo. Cuando nos falta esta vitamina, se producen enfermedades tanto en niños (raquitismo) como en adultos (osteomalacia).

Después de leer todo esto, puede que estés pensando: «¡Me voy corriendo a la farmacia a pillar suplementos vitamínicos!». Pero alto ahí, porque el cuerpo humano no funciona así. Que las vitaminas tengan funciones esenciales en el cuerpo no significa que darte un atracón de ellas sea una buena idea. ¿Recuerdas cómo el hierro, un elemento crucial para nuestro metabolismo, se volvía tóxico cuando se acumulaba en el cuerpo? Pues lo mismo pasa con las vitaminas: tanto el déficit como el exceso son dañinos.

El exceso de vitaminas en el organismo se llama hipervitaminosis, y es más frecuente en unas vitaminas que en otras. Ocurre sobre todo con aquellas que, debido a su estructura, tienden a almacenarse en el cuerpo, como la vitamina A (que se acumula en el hígado) y la vitamina D (que se guarda en la grasa). Y tal vez pienses: «¿Por qué es malo que se almacenen? ¡Así tendríamos reservas para cuando las necesitásemos!». Pues buena idea, pero por desgracia esto no va así, porque, cuando se almacenan en estos tejidos, permanecen durante más tiempo en el cuerpo y acaban teniendo un efecto tóxico.

Estoy segura de que en este punto del libro ves claro que el buen funcionamiento del cuerpo es una cuestión de equilibrio. Hay muchas sustancias que son buenas (e incluso imprescindibles) para nuestro organismo. Pero el mundo no nos lo iba a poner tan fácil, porque basta con tener más cantidad de la que toca para que el panorama cambie: se acumulan, se vuelven tóxicas... y a ver cómo nos las quitamos de encima. Y ya ni te cuento si nos falla una de las tantísimas enzimas que hacen funcionar el engranaje del cuerpo humano. Una maquinaria casi perfecta, pero frágil.

My only friend, the end

El cuerpo humano está diseñado para morir. Después de una vida de lucha contra todo tipo de adversidades, de haberse enfrentado a tantas infecciones, de haber eliminado cada mutación que intentó salirse con la suya, a nuestro organismo le queda su última lucha contra un enemigo del que nadie se escapa: las secuelas del tiempo.

De todas las enfermedades que puedes desarrollar a lo largo de tu vida, algunas suelen concentrarse hacia el final. Pueden ser enfermedades que afecten al corazón y a los vasos sanguíneos, y que amenacen con dejar alguno de tus tejidos sin oxígeno. Otras son consecuencia de una degeneración lenta pero imparable que termina con las células que nos permiten movernos, respirar o incluso pensar. Y otras veces, la célula no degenera, sino al contrario: adquiere un superpoder replicativo y decide invadir nuevos territorios a costa de sus vecinas.

En cualquier caso, la posibilidad de desarrollar estas enfermedades es toda una lotería: algunos las sufrimos y otros no. Pero hay una condición de la que ningún ser humano escapa, que viene escrita en nuestras células desde que nacen y que condiciona el final de sus días: el envejecimiento, la última etapa de la vida, en la que el cuerpo necesita combatir las secuelas del tiempo para mantenerse vivo. Y a ningún soldado le quedan las mismas fuerzas tras una larga batalla.

1

Enfermedades cardiovasculares

Un tapón mortal

Sí, debe de extrañarte que trate tan tarde unas de las enfermedades más conocidas, pero confía en mí. He decidido hablar sobre las enfermedades cardiovasculares aquí, casi al final del libro, por dos motivos: por un lado, cuanto más envejecemos, más probabilidades tenemos de padecer estas enfermedades, por lo que ocurren más frecuentemente al final de la vida; por el otro, son la primera causa de muerte en todo el mundo y se prevé que siga siendo así. Me gustaría contarte, a medida que nos acercamos al final de este libro, los peligros del final de la vida.

El sistema cardiovascular es como una red de carreteras que recorre el cuerpo transportando sustancias necesarias para nuestro funcionamiento, como el oxígeno, las hormonas o los nutrientes. Está formado por dos equipos: el corazón, que bombea la sangre, y un conjunto de conductos llamados arterias, venas y capilares que la distribuyen por los tejidos del organismo. Las arterias son las que llevan la sangre desde el corazón hasta el resto del cuerpo y las venas son las que la traen de vuelta de los tejidos al corazón. A diferencia de las arterias y las venas, que tienen un diámetro más grande, los capilares son los vasos más estrechos y diminutos; la razón es muy simple: son los que están en última instancia en contacto con las células de los tejidos para recoger el dióxido de carbono que ya no quieren y, a cambio, les llevan el oxígeno que necesitan.

Pues bien, las enfermedades cardiovasculares son aquellas que afectan a cualquiera de las estructuras de este sistema. Una de las más comunes es la aterosclerosis, que se produce porque el interior de las arterias se estrecha cada vez más debido a la acumulación de unas estructuras llamadas placas de ateroma. ¿Y de dónde salen? Pues se forman a partir de grasas como el colesterol, que circulan por la sangre y se adhieren poco a poco a la superficie interna de las arterias; a medida que se acumulan, la placa de ateroma se engrosa y forma a su alrededor una matriz fibrosa que la recubre.

Esta estructura extraña dispara las alarmas del sistema inmunitario, que envía los macrófagos (las células expertas en fagocitar sustancias sospechosas) a la placa, para intentar destruir estas grasas. Una vez allí, se dedican a secretar enzimas que degradan la placa de ateroma y la matriz que la envuelve. Ale, problema resuelto, ¿no? Pues lo cierto es que, a pesar de su buena intención, lo que han hecho es empeorar la situación. Cuando las enzimas de los macrófagos rompen la placa, se activan las plaquetas, esas pequeñas células que intervienen cuando nos hacemos una herida. En ese momento, las plaquetas se apelotonan unas sobre las otras formando un coágulo que taponará el corte para evitar la pérdida de sangre y dar un tiempo valioso para que la herida se cierre.

El problema viene cuando estos coágulos se forman de manera espontánea en el interior de las arterias: en ese caso, los llamamos trombos, y son muy peligrosos. Al pasar por vasos sanguíneos más pequeños, los trombos pueden taponarlos y bloquear el aporte de sangre en alguna zona del cuerpo, que sin oxígeno no tardará en morir. A este proceso lo llamamos infarto. Si se produce en una de las arterias que lleva sangre al corazón, se habla de un infarto de miocardio (el músculo que hace que el corazón bombee), mientras que si ocurre en una arteria cerebral, lo llamamos infarto cerebral. Ya sea en un lugar u otro, las células comienzan a morir en cuestión de minutos por la falta de oxígeno.

EN RESUMEN... La aterosclerosis es una enfermedad producida por la acumulación de placas de ateroma en el interior de las arterias. El problema de estas placas es que pueden favorecer la formación de un coágulo que tapone uno de nuestros vasos más pequeños, y se produzca un infarto.

Ese es el verdadero riesgo de la aterosclerosis. Su causa exacta no se conoce, pero se sabe que ciertos factores aumentan el riesgo de padecerla: fumar, tener la presión arterial alta y presentar niveles elevados de glucosa y colesterol en la sangre. Entonces, te estarás preguntando: «Si se conoce qué aumenta el riesgo, ¿puedo evitar que me ocurra?». Está claro que, si conocemos los factores que aumentan el riesgo de tener aterosclerosis, lo mejor que podemos hacer es prevenirlos. Por ejemplo, al seguir una dieta saludable, hacer actividad física, controlar el peso y, por supuesto, dejar de fumar, si es el caso.

Probablemente te sorprenda que muchas de las enfermedades que causan más muertes en el mundo se puedan prevenir. Y así es, pero el problema está en que son escondidizas y no siempre conseguimos encontrarlas a tiempo.

El asesino silencioso

Existe una enfermedad que seguramente sufra o haya sufrido alguien de tu entorno y de la que, sin embargo, nunca se haya percatado: la hipertensión. Es también conocida como «el asesino silencioso», porque a pesar de ser una causa importante de muerte prematura en todo el mundo, no da indicio de síntoma alguno en la mayoría de las personas que la padecen. Entonces, ¿qué le hace al cuerpo como para haberse ganado ese nombre?

Con cada latido, el corazón bombea sangre a través de los vasos sanguíneos hacia las distintas partes del cuerpo. Cuando el corazón se contrae, la sangre que expulsa ejerce una fuerza contra las paredes de los vasos conocida como presión arterial. Cuanto más alta es esta presión, más fuerza tiene que ejercer el corazón para poder bombear la sangre. Es como si intentases hacer pasar la misma cantidad de agua por una manguera cada vez más estrecha: iría requiriendo más esfuerzo.

Esto es lo que pasa en la hipertensión arterial: las arterias están sometidas a una presión permanentemente elevada que pone en riesgo el corazón y los vasos sanguíneos, pero también algunos órganos, como el cerebro, los riñones y los ojos. Pero, con lo bien que se adapta el cuerpo a todo, ¿no puede simplemente ensanchar los vasos? Pues desgraciadamente no. En realidad, el proceso por el que se produce la hipertensión es muy complejo.

Para regular la presión arterial, el cuerpo utiliza todo tipo de mecanismos, como nervios que regulan el diámetro de los vasos; hormonas que controlan la presión; e incluso sustancias como el sodio o el potasio, que nivelan la cantidad de líquido existente en el cuerpo. En realidad, es el riñón el que utiliza estas sustancias para retener o eliminar líquido según sea necesario. Básicamente, porque, cuanto más volumen de líquido haya en el cuerpo, más cantidad deberán llevar los vasos y, por tanto, más presión tendrán que soportar. Por eso, los riñones están atentos e intervienen cuando hay demasiado.

Cuando bebemos agua tenemos más ganas de orinar, eso lo sabe todo el mundo. Pero lo que no se conoce tanto es que este concepto tan sencillo responde a un mecanismo de regulación que permite mantener la cantidad exacta de líquido necesaria en cada momento. La orina sirve para dos cosas: desprendernos de las sustancias de desecho y eliminar líquido del cuerpo para evitar que suba demasiado la presión. Si te fijas, por mucha agua que bebas no te hinchas como un globo, sino que el riñón se encarga de producir más orina para eliminar el exceso. Por el contrario, si no bebes agua, el riñón se encarga de no perder líquido (por eso orinas menos, porque si el riñón produjese la misma orina a pesar de no beber agua, te deshidratarías enseguida).

Para hacer todo esto, el riñón utiliza (entre otras cosas) el sodio, el elemento químico presente en la sal de mesa. Su efecto es el de retener el líquido en el cuerpo, por lo que, cuanto más sodio, más agua retiene el riñón y más aumenta la presión. ¿Te suena lo de «el médico me ha dicho que no tome tanta sal»? Pues este es el motivo por el que se recomiendan dietas bajas en sodio para las personas con hipertensión. Pero no es solo cuestión de sal, porque la hipertensión puede prevenirse de otras formas, prácticamente las mismas que prevenían la aterosclerosis: controlando el peso, siguiendo una dieta saludable y haciendo ejercicio.

EN RESUMEN... La hipertensión es un aumento de la presión arterial, es decir, de la fuerza que ejerce la sangre contra las paredes de las arterias al ser bombeada por el corazón. La hipertensión es dañina no solo para el corazón y los vasos sanguíneos, sino también para órganos como el cerebro, los riñones y los ojos.

Esto que te he contado es apenas una pequeña pincelada de un cuadro mucho más grande. Pero podríamos resumirlo en que una alteración en cualquiera de estos mecanismos puede llevar fácilmente al aumento de la presión arterial con todas sus consecuencias. Consecuencias como el infarto, el accidente que, para muchos, pone un inesperado punto final a la vida.

Un final para muchos

Puede que el corazón propulse sangre con oxígeno al resto del cuerpo, pero al fin y al cabo está formado por células, y, como cualquier otro tejido u órgano, necesita oxígeno para vivir. Por eso, además de estar conectado a una red de vasos que se extiende por todo el cuerpo, el corazón está irrigado por las llamadas arterias coronarias. Cuando deja de llegar sangre a las células musculares del corazón, la falta de oxígeno hace que comiencen a morir y se produce lo que conocemos como un infarto de miocardio. O, tal como todo el mundo lo llama: un ataque al corazón.

¿Y qué hace que deje de llegar sangre al corazón? Pues, por ejemplo, una placa de ateroma que se rompe y produce un coágulo que tapona una de estas arterias coronarias. En casos como este, las células del corazón mueren contra reloj por la falta de oxígeno, por lo que es importantísimo actuar de forma inmediata para restablecer la circulación antes de que el corazón se rinda y deje de latir.

A veces, cuando las primeras células comienzan a morir, el corazón hace algo muy curioso. En un acto desesperado por seguir funcionando, comienza a latir con contracciones muy rápidas y caóticas, en las que las distintas células del corazón ni siquiera se contraen a la vez, con lo que no consiguen un bombeo eficaz y los tejidos no pueden recibir sangre. Y al final, el corazón deja de latir.

En el infarto, el tiempo de actuación es crucial para salvar la vida, pero ¿puede detectarse cuando está ocurriendo? Pues, a diferencia de cómo nos lo han pintado en las películas, no todos los ataques al corazón comienzan con el típico dolor de pecho súbito. Es más, muchas veces ni siquiera se da este síntoma. A pesar de no ser igual en todas las personas, en un infarto suele haber dificultad para respirar, molestias en la parte superior del cuerpo (en los brazos, en la espalda, en el cuello), náuseas y vómitos. Cuando tiene lugar el infarto, el único tratamiento eficaz es la desfibrilación, con la que se da una descarga de corriente eléctrica que contrae simultáneamente todo el corazón, con lo que se permite que bombee de nuevo.

Pero espera un momento, porque no solo existen infartos de corazón. A pesar de que cuando decimos «infarto», la mayor parte de la gente piensa en el corazón, existen otros tipos igualmente graves. A fin de cuentas, un infarto consiste en la muerte de las células de cualquier tejido por falta de sangre (y, por tanto, de oxígeno). Por ejemplo, otro tipo relativamente conocido es el infarto cerebral o ictus. Al igual que el de corazón, suele ser debido a la obstrucción de alguna de las arterias que irrigan el encéfalo, por ejemplo por culpa de un trombo que, al llegar a las arterias más pequeñas, las tapona.

EN RESUMEN... El infarto se produce cuando deja de llegar sangre con oxígeno a las células de un tejido, que por tanto mueren. Suele ser debido a un trombo que tapona un vaso sanguíneo e impide el paso de sangre. Un infarto puede ser, por ejemplo, del corazón o del cerebro.

Lo peor de todo esto es que cada año mueren más personas por alguna de estas enfermedades que por cualquier otra causa, y, sin embargo, la mayoría de la gente se preocupa más por otras cosas, como tener un cáncer o un accidente en la carretera. Y lo bueno es que muchas de las enfermedades cardiovasculares son prevenibles. Cosas como dejar de fumar, estar físicamente activo, comer sano y mantener niveles normales de peso y de presión arterial ayudan a prevenir, ni más ni menos, que la primera causa de muerte en todo el mundo.

2

Enfermedades neurodegenerativas

La enfermedad del olvido

Hasta ahora hemos superado todos los peligros que nos han ido asaltando, pero en este juego todavía queda pasarse el último nivel, porque nuestra propia supervivencia conlleva sus riesgos. Envejecer no sale gratis; con cada año que acumulamos, algunas enfermedades van ganándonos terreno, aprovechando que ya no estamos tan en forma como cuando éramos jóvenes.

Hay enfermedades que aparecen de un día para otro, tal como sucede con las infecciones causadas por virus letales, las intoxicaciones por sustancias venenosas o al padecer una fuerte reacción alérgica. Otras, en cambio, se desarrollan a lo largo de muchos años y van causando una degeneración cada vez más evidente que podría poner fin a nuestra vida. Cuando ese deterioro se produce en las neuronas, tiene lugar un variado conjunto de enfermedades que llamamos neurodegenerativas. Cada una presenta síntomas distintos, porque no todas ellas afectan al mismo tipo de neurona. Algunas, como el párkinson, dan problemas de movilidad, mientras que otras, como el alzhéimer, afectan más a la mente.

Lo que estas enfermedades tienen en común es que empeoran con el tiempo, ya que la degeneración es progresiva a lo largo de los años. Seguramente te hayas fijado en que el número de personas con este tipo de enfermedades ha aumentado en las últimas décadas. Pues es una observación muy acertada: precisamente porque estas enfermedades se presentan en edades avanzadas y porque vivimos más años que nunca, el número de personas afectadas no ha dejado de aumentar.

Por desgracia, la mayoría de las enfermedades neurodegenerativas todavía no tienen cura. Como no se puede curar la enfermedad, el tratamiento actual se centra en la mejora de sus síntomas, aliviando el dolor o aumentando la movilidad de los pacientes. Si queremos llegar a encontrar la cura, primero debemos conocer la causa. Pero, por ahora, eso no lo llevamos muy bien.

La enfermedad neurodegenerativa más común (y seguramente la más conocida) es el alzhéimer. Si le preguntas a alguien en qué consiste esta enfermedad, seguramente te responda que se trata de una pérdida de la memoria. Y tendría sentido, porque el alzhéimer comienza con la incapacidad de recordar sucesos recientes (por ejemplo, qué desayunaste esta mañana). Pero en realidad va mucho más lejos, porque a lo largo del tiempo termina afectando al lenguaje, a la comprensión, a la atención, al razonamiento e incluso al juicio.

Ahora imagina a una persona con alzhéimer. ¿Cómo es? Posiblemente te haya venido a la mente alguien mayor. Es lógico, porque casi todos los casos aparecen a partir de los 65 años, porque, aunque existan factores genéticos, el principal factor de riesgo es la edad, y con ella aumentan las probabilidades de padecer alzhéimer. Es una enfermedad progresiva, en la que el cerebro se deteriora cada vez más. Pero ¿a qué se debe?

Aunque todavía no se conoce del todo la causa, desde hace años existen dos claros sospechosos: las placas neuríticas y los ovillos neurofibrilares; o, para abreviar, placas y ovillos. Ambos son estructuras proteicas que se depositan donde no deben, se acumulan en el cerebro y producen la muerte de las neuronas. En el caso de las placas todo comienza en la membrana de las neuronas, con una proteína llamada proteína precursora amiloide. En condiciones normales, las enzimas dividen esta proteína en fragmentos más pequeños, solubles y fáciles de eliminar, pero si se divide por donde no debe, se origina un fragmento pegajoso: la beta amiloide. Los fragmentos de beta amiloide son péptidos (trozos de proteína) con una tendencia increíble a unirse y agregarse entre sí, formando las dichosas placas. Al ser tan pegajosas es complicado eliminarlas y acaban depositándose en el exterior de la neurona, lo cual ya es bastante malo, pero la cosa no termina aquí. Tanta acumulación de beta amiloide es un reclamo para el sistema inmunitario, que tratará de deshacerse de ella a toda costa y causará una inflamación que acabará dañando las propias neuronas. Sin embargo, se cree que esta «llamada de auxilio» no solo atrae a las células inmunitarias, sino que también hace entrar en escena a nuestro segundo sospechoso: los ovillos.

En este caso la acción tiene lugar dentro de la neurona. Allí es donde se encuentran unas estructuras llamadas microtúbulos, las cuales funcionan como autopistas que van de un lado a otro de la célula, transportando moléculas. Para que estos microtúbulos funcionen correctamente, necesitan la proteína tau, que permite que estas vías de transporte estén bien unidas y no se separen... al menos hasta que llegan las placas.

Se cree que la beta amiloide de las placas activa unas enzimas que atacan a la proteína tau, haciéndole cambiar su estructura. Esto causa no solo la rotura de los microtúbulos, con todas sus consecuencias, sino también que las tau deformadas comiencen a agregarse entre ellas, formando, ahora sí, los famosos ovillos. Estos empiezan a acumularse en el interior de la neurona, impidiendo el transporte de nutrientes y proteínas hacia las zonas de la célula que los necesitan, de manera que, antes o después, mueren.

Las placas y los ovillos del alzhéimer. En esta enfermedad, se acumulan unos agregados proteicos en el cerebro, llamados placas y ovillos. Las placas se forman cuando la proteína precursora amiloide se corta por donde no toca, lo que da lugar a unos fragmentos pegajosos, denominados beta amiloide, que tienden a agregarse. Se cree que estas placas causan un cambio de estructura en la proteína tau, que sostiene los microtúbulos de la neurona, haciendo que estos se descompongan y las tau se apelotonen formando ovillos. Tanto las placas como los ovillos causan la muerte progresiva de las neuronas.

EN RESUMEN... En el alzhéimer se produce la acumulación de unos agregados de proteínas en el cerebro, llamados placas y ovillos, que causan la muerte progresiva de las neuronas.

Pero ¿afecta a todo el cerebro por igual? Lo cierto es que la pérdida de neuronas comienza en los hipocampos, unas estructuras del cerebro responsables de formar los recuerdos. Por eso, el primer síntoma claro del alzhéimer suele ser la pérdida de memoria a corto plazo. A partir de aquí, los ovillos y las placas van invadiendo otras partes del cerebro y acaban con sus neuronas. Comienzan afectando la parte delantera del cerebro, algo que altera la capacidad de organización, la de planificar nuestras acciones e incluso la de controlar nuestros impulsos más básicos. Más adelante, los ovillos y las placas se mueven a zonas que procesan las emociones, lo que favorece cambios repentinos en el humor. Y en fases más avanzadas, los daños se extienden al resto del cerebro, lo que causa paranoias, alucinaciones y la eliminación de los recuerdos más profundos. Cuando llega el final, hasta las estructuras más básicas acaban sucumbiendo (por ejemplo, aquellas que controlan el ritmo cardíaco y la respiración), y, al dejar de funcionar, provocan la muerte.

Han pasado más de cien años desde que se descubrió esta enfermedad y, sin embargo, todavía no sabemos qué causa exactamente la demencia más frecuente del mundo. Al final, por muchas hipótesis que te pueda explicar, escribir un libro sobre ciencia conlleva correr el riesgo de que quede obsoleto en unos pocos años. Pero, si es por una buena noticia, ¡casi que lo prefiero!

Más allá de los temblores

La otra gran conocida es el párkinson, ni más ni menos que la segunda enfermedad neurodegenerativa más frecuente. Tiene puntos en común con el alzhéimer, como la mayor probabilidad de desarrollarla a medida que envejecemos.

Puede que ya conozcas el párkinson, pero dudo que en detalle. Solemos imaginar a la persona que lo padece con los típicos temblores en las manos, pero esta enfermedad es mucho más compleja que eso. A medida que avanza, comienzan a aparecer muchos otros síntomas, como la ralentización de los movimientos, rigidez, problemas de equilibrio, dificultad para dormir, pérdida del olfato, pesadillas, depresión y, a largo plazo, incluso la demencia. Lo más curioso es que los síntomas no son iguales en todas las personas: cada paciente experimenta su propia combinación de síntomas. Entonces, ¿qué tienen en común?

Al ser una enfermedad neurodegenerativa, en el párkinson también se pierden neuronas. En este caso, las afectadas son las neuronas dopaminérgicas, que se llaman así porque producen el neurotransmisor dopamina. Estas neuronas se encuentran en muchas estructuras cerebrales, como, por ejemplo, en el núcleo accumbens, que utiliza la dopamina para darnos una sensación de recompensa cuando hacemos algo que nos gusta. Si lo recuerdas, es la misma dopamina que vimos en el apartado sobre drogas, esa que se libera de forma masiva en nuestro cerebro con cada consumo y que termina generando adicción a la sustancia.

Las neuronas dopaminérgicas que degeneran en el párkinson se encuentran en una zona del cerebro llamada sustancia negra, que recibe ese nombre porque tiene un color más oscuro que el de su alrededor. Al morir, estas neuronas dejan de liberar dopamina y aparecen problemas en zonas del cerebro encargadas de iniciar los movimientos. Esto es importante, ya que explica por qué los pacientes de párkinson sufren temblores cuando intentan realizar una acción como coger un vaso, pero no cuando están en reposo.

EN RESUMEN... En el párkinson mueren las neuronas dopaminérgicas (que liberan dopamina) de la sustancia negra del cerebro. Entre otras cosas, son responsables de iniciar el movimiento, por eso los síntomas del párkinson comienzan con problemas motores.

¿Y por qué mueren las neuronas? Pues lo cierto es que, como en muchas de estas enfermedades, desconocemos la causa exacta. Pero tenemos algunas pistas: en las células que mueren se han encontrado unas estructuras llamadas cuerpos de Lewy. De forma parecida a los ovillos y las placas del alzhéimer, los cuerpos de Lewy son agregados de una proteína llamada alfa-sinucleína que se acumulan en el interior de las células cerebrales. No tenemos muy claro de qué modo estos cuerpos inducen la muerte de las neuronas, ni tampoco de dónde narices salen. Sin embargo, lo más probable es que la enfermedad de Parkinson sea el resultado de una combinación de muchos factores, tanto genéticos como ambientales.

Por desgracia, no podemos detener la progresión de la enfermedad a lo largo de los años, pero sí mitigar algunos de sus síntomas y ayudar a que los pacientes tengan una mejor calidad de vida. El objetivo del tratamiento es suplir la falta de dopamina en el cerebro, por lo que suele utilizarse un fármaco llamado levodopa o L-DOPA: una sustancia que nuestro cuerpo convierte en dopamina cuando llega al cerebro. Pero, evidentemente, este tratamiento es un «parche». Necesitamos seguir investigando para llegar a comprender qué mecanismos se esconden tras la muerte de las neuronas en esta enfermedad, y así poder desarrollar tratamientos que, más que suavizar el camino, lo frenen.

Antes de lo esperado

Hay que asumir que, a pesar de las adversidades por las que pasamos a lo largo de los años, al final de nuestra vida es muy probable que nos enfrentemos a cosas incluso peores. Pero, aunque la mayoría de las enfermedades neurodegenerativas aparecen a una edad avanzada, por desgracia, no todas funcionan así: algunas aparecen incluso antes, acelerando el reloj que marca el final de nuestros días.

Es el caso de la esclerosis lateral amiotrófica o ELA, una enfermedad neurodegenerativa en la que mueren las neuronas motoras, es decir, las que permiten el movimiento de los músculos. A lo largo del tiempo, esta pérdida provoca una parálisis muscular progresiva que en muy pocos años termina con la muerte. Aun así, existen casos excepcionales de supervivencia, uno de los cuales es especialmente conocido: Stephen Hawking, el famoso físico, vivió con la enfermedad durante 50 años (¡diez veces más que la media!), y murió finalmente a la edad de 76.

La ELA tiene dos diferencias clave respecto al alzhéimer y al párkinson. Para empezar, si bien esas dos enfermedades eran más frecuentes en gente mayor, la ELA suele aparecer en gente más joven, a medio camino de la edad adulta. La otra diferencia es que, mientras en el alzhéimer y el párkinson se perdían las funciones cognitivas, en la ELA suelen quedar intactas: se mantienen la memoria, la capacidad intelectual y las emociones. Al menos eso es lo que hemos dado por hecho hasta ahora, pero algunos estudios recientes no están del todo de acuerdo y apuntan a que la ELA puede terminar afectando a las capacidades intelectuales, aunque todavía es pronto para afirmarlo.

Esta enfermedad se desarrolla de forma progresiva por todo el cuerpo, comenzando con síntomas como pequeños calambres en los músculos o debilidad en las extremidades. Con el tiempo, estos síntomas avanzan hasta paralizar casi todos los músculos esqueléticos, es decir, los que contraemos de forma voluntaria (como los de los brazos, piernas, cuello, etc.). Por eso la ELA no afecta a procesos como la digestión o la contracción de los esfínteres, porque no paraliza los músculos del movimiento involuntario (los del estómago, los intestinos, etc.).

Con el tiempo, comienzan a perderse las neuronas que activan los músculos responsables de mover la lengua, masticar, deglutir y articular palabras, por lo que acciones tan comunes como hablar o tragar se vuelven prácticamente imposibles. A veces, la enfermedad avanza tanto que se pierde incluso la capacidad de respirar y termina, inevitablemente, con una muerte por asfixia.

También las causas de la ELA son en gran medida desconocidas. Se cree que, como en muchas otras enfermedades, su origen se debe tanto a factores ambientales como genéticos. De hecho, se han descubierto algunas variaciones de genes asociadas a la enfermedad que fomentan la degeneración de las neuronas motoras, aumentan la susceptibilidad a la enfermedad o hacen que progrese más o menos rápido.

Ya sea por un motivo o por otro, en este caso también se forman agregados de proteínas, como en el resto de las enfermedades neurodegenerativas de las que hemos hablado. En la ELA, la proteína sospechosa es TDP-43: si funcionara correctamente, intervendría en la reparación del ADN, sin embargo, en esta enfermedad la proteína está mutada y forma unos agregados que se acumulan en el sistema nervioso y provocan la muerte de las neuronas.

EN RESUMEN... En la ELA se pierden las neuronas motoras, que inervan los músculos responsables de los movimientos voluntarios (cuello, brazos, piernas) debido a la acumulación de agregados de proteínas en el cerebro.

Como ves, sabemos mucho menos de lo que nos gustaría acerca de las enfermedades neurodegenerativas, y todavía existen muchas dudas y debates abiertos al respecto. A pesar de que cada año consigamos conocer un poco más sobre ellas, tienen dos cosas en común: no entendemos del todo su causa y no sabemos cómo detenerlas. Esperemos que en un futuro la investigación permita que, en lugar de dos cosas, tan solo compartan una: que tengan cura.

3

Cáncer

La segunda causa de muerte más común

Podría haberte explicado el cáncer en cualquier otro momento: cuando te hablé del ciclo celular y de todas las etapas por las que pasa una célula al dividirse, de la importancia de los genes y de las consecuencias que tienen las mutaciones, de sustancias capaces de provocarlas, de proteínas como p53 (la guardiana del genoma) o de la apoptosis (el suicidio que comete la propia célula cuando la cosa se le va de madre). Si he tenido tantas oportunidades, ¿por qué hablarte del cáncer ahora?

Para empezar, porque se trata de un proceso tan complejo e involucra tantos sistemas del organismo que estaba segura de que sería más fácil explicártelo en este punto, después de haber pasado por los demás capítulos. El segundo motivo es porque el factor de riesgo más importante de esta enfermedad es la edad avanzada. Y, ya que estamos en un contexto de «el final de la vida», qué mejor momento que este, ¿no?

Pero, antes que nada, hay algo que necesito aclarar. Por mucho que se hable del «cáncer», no se trata de una sola enfermedad, sino de un conjunto de enfermedades. Si lo piensas, es lógico: con la cantidad de células diferentes que nos forman, tiene sentido que existan distintos tipos de cáncer, con unas características u otras según el tejido en el que se forme: cáncer de pulmón, de colon, de mama, de estómago, de cérvix, de vejiga... Y, precisamente, distinguir los tipos de cáncer y entender qué los caracteriza es clave si queremos utilizar el tratamiento que mejor se adapte a cada uno.

Pero, por mucho que pueda haber distintos tipos, todos ellos comparten algo. Sea del tipo que sea, en un cáncer se produce una división descontrolada de células que, de algún modo, se las apañan para escapar a los mecanismos de control de nuestro cuerpo, a las proteínas guardianas del genoma, a los linfocitos patrulla que las vigilan... y consiguen proliferar a sus anchas sin prácticamente nada que las detenga.

Cuando los genes nos la lían

Creo que pocas veces somos conscientes de la cantidad de cosas que pasan a cada instante en nuestro cuerpo, y de lo increíble que es que todo se mantenga en orden. Por cada línea que lees de este libro, millones de células de tu organismo se multiplican, se diferencian y renuevan los tejidos y los órganos que te forman. Una, y otra, y otra vez.

¿Te has planteado por qué, aun así, no aumentamos de tamaño? Si millones de células se dividen constantemente, ¿por qué seguimos igual? La respuesta está, cómo no, en el equilibrio. Cuando completamos nuestro desarrollo, una vez en la etapa adulta, el número de células que nos forman se mantiene relativamente constante. Esto es así porque existe un equilibrio entre unas células que se multiplican y otras que mueren para dejarles espacio. Nuestro cuerpo funciona como una sociedad de células que colaboran entre ellas para mantenerse con vida, dividiéndose, diferenciándose o muriéndose por el bien del organismo. En el cáncer, este equilibrio se rompe cuando una de las células pierde el control sobre sí misma y comienza a dividirse y a formar nuevas células sin parar, poniendo en peligro al resto. ¿En qué momento pasa una célula a liarla de este modo?

La respuesta está en los genes. Cuando todo funciona correctamente, trabajan en equipo, equilibrándose de tal forma que unos estimulan la proliferación, mientras que otros le ponen freno. El problema aparece cuando alguno de ellos se daña y el equilibrio se pierde, lo que hace que la célula comience a dividirse sin control y termine formando un tumor. Esto es lo que ocurre a grandes rasgos, pero si queremos ser más concretos, tengo que presentarte a los dos protagonistas de esta historia.

Los primeros son los llamados genes supresores de tumores, que se encargan de inhibir la proliferación celular. Un ejemplo es la proteína p53, que te expliqué en el apartado sobre mecanismos de reparación del ADN. Verás, cuando la célula quiere dividirse, necesita duplicar todo su ADN para que cada célula hija tenga una copia. Pero esta maquinaria de replicación es tan compleja e intervienen tantísimas proteínas que, a veces, hay una que mete la pata. Lo mismo pasa en una obra de teatro: cuantos más actores haya y más complejo sea el guion, más fácilmente se equivocará alguien. Por eso puede pasar que, mientras la célula replica su ADN, se produzca un error. Y es en ese preciso momento cuando se activan e intervienen los genes supresores de tumores como p53: frenan la división, intentan que se corrija el error y, si no es reparable, inducen la muerte de la célula para impedir que ese error se propague y tenga consecuencias más graves.

Pero estos genes no son los únicos que intervienen, porque los segundos protagonistas de esta historia hacen justo lo contrario. Los protooncogenes (se llaman así porque al mutar se convierten en oncogenes) son genes que, en lugar de frenar el ciclo celular como los genes supresores de tumores, lo estimulan. Es decir, inducen que la célula prolifere cuando es necesario.

En el cáncer, estos genes que regulan la proliferación (ya sea induciéndola o frenándola) mutan, con lo que pierden su capacidad de funcionar correctamente y dan como resultado una proliferación descontrolada. Pero si tienen funciones contrarias, ¿por qué producen el mismo efecto? Lo cierto es que no todas las mutaciones son iguales ni afectan del mismo modo a un gen; algunas le inducen a estar constantemente activo, mientras que otras le hacen perder completamente su función. Por ejemplo, cuando los genes supresores de tumores mutan, pierden la capacidad de detener el ciclo celular, por lo que la célula tiene vía libre para dividirse a sus anchas. Pero espera, porque aquí viene el colmo de la historia: cuando mutan los protooncogenes, no pierden su función, sino que la incrementan; por tanto, inducen que la célula se divida sin parar. Es decir: de una forma u otra, cuando se produce una mutación en uno de estos genes se pierde ese equilibrio entre células nuevas y células que mueren. Básicamente, la balanza se mueve hacia células que se dividen incesantemente sin control.

Los genes del cáncer. Llamamos cáncer a un conjunto de enfermedades debidas a mutaciones en los genes que regulan la proliferación celular: los genes supresores de tumores (al mutar pierden su capacidad de inhibir la proliferación) y los protooncogenes (al mutar estimulan todavía más la proliferación). Como resultado, la célula prolifera descontroladamente.

EN RESUMEN... En el cáncer están mutados los genes que regulan la proliferación celular. Cuando mutan, los genes supresores de tumores pierden su capacidad de inhibir la división celular, y los protooncogenes la estimulan todavía más; esta combinación da como resultado una proliferación descontrolada.

Aun así, una sola mutación no es suficiente para que se desarrolle un cáncer, sino que las células tienen que acumular mutaciones adicionales a medida que se dividan, generación tras generación. Por eso, la progresión de un tumor dura, por lo general, varios años.

Las células cancerosas desarrollan habilidades increíbles

A lo largo de esos años, las células cancerosas se dividen sin parar y acumulan cada vez más y más mutaciones, de manera que, poco a poco, adquieren una serie de características que las hacen superresistentes a los mecanismos de control de nuestro cuerpo. Es como si, con el tiempo, fuesen adquiriendo superpoderes.

Tal como explicaba en el primer capítulo, cuando la cosa se pone fea dentro de una célula, se emiten señales que la inducen a suicidarse por el bien del resto. Pero precisamente las células cancerosas se vuelven resistentes a estas señales: les hacen oídos sordos y siguen con la división, por muchas aberraciones que acumulen. Por eso, solemos decir que son células inmortales.

Sin duda se han ganado ese nombre por muchas más cosas. Por ejemplo, son capaces de resistir el ataque de nuestro sistema inmunitario. En principio, nuestras defensas están preparadas para eliminar seres extraños dentro de nuestro cuerpo, ya sean microorganismos o células cancerosas..., pero estas últimas no se lo ponen nada fácil; entre otras cosas, porque secretan sustancias capaces de bloquear la acción de algunas células inmunitarias. Incluso son capaces de reclutar los llamados linfocitos T reguladores, que se encargan de suprimir la respuesta inmunitaria dondequiera que vayan (por ejemplo, cuando deja de ser necesaria porque ya se ha destruido al extraño). Al reclutarlos, las células cancerosas consiguen que estos linfocitos se pongan de su bando y detengan el sistema inmunitario por ellas.

Este tipo de mecanismos les permiten mantener una tasa de proliferación loquísima sin que nada las detenga. Pero, como cualquier otro ser vivo, no pueden vivir del aire: necesitan nutrientes para mantener su elevado ritmo de división. Por eso estas células, que no se quedan cortas a la hora de conseguir lo que quieren, utilizan uno de sus superpoderes más increíbles: forman vasos sanguíneos alrededor del tumor para que les lleguen todos los nutrientes que necesitan. Este proceso se conoce como angiogénesis y, si ya es un drama de por sí, conlleva un problema todavía más grave. Conectar células cancerosas a nuestro sistema circulatorio supone darles carta blanca para que accedan fácilmente a otros tejidos o, en otras palabras, para que se produzca una metástasis. Ocurre de la siguiente forma: una de las células del tumor se separa del resto, se infiltra dentro de un vaso sanguíneo, a través de la sangre llega a otro tejido, se instala allí y comienza a proliferar, lo que da lugar a un segundo tumor. La metástasis es, ni más ni menos, la principal causa de muerte por cáncer, por eso resulta tan importante detectarlo antes de que se disemine por el resto del cuerpo.

EN RESUMEN... A medida que las células cancerosas van adquiriendo mutaciones, desarrollan habilidades peligrosas, como la capacidad de dividirse a pesar de las señales del entorno (inmortalidad), la de formar vasos sanguíneos (angiogénesis) o la de invadir otros tejidos (metástasis).

Conocer en detalle todas y cada una de las características de las células cancerosas y entender cómo son capaces de desarrollarlas es esencial para encontrar nuevos frentes por los que atacar un tumor y tratar un cáncer. La pregunta es: ¿se puede?

¿Podemos tratarlo?

Escribir sobre tratamientos es arriesgado. Más que nada, porque soy consciente de que es muy probable que, lo que deje aquí escrito, quede obsoleto en cuestión de unos años.

Sin embargo, prefiero correr el riesgo, porque no puedo hablarte de cáncer sin explicarte cómo le hacemos frente (al menos hoy en día). Los tratamientos convencionales son la cirugía (se extirpa el tumor), la radioterapia (se incide radiación sobre las células cancerosas para causar daños mortales en su ADN) y la quimioterapia (se administran medicamentos o fármacos contra el tumor que, por ejemplo, inhiben el crecimiento o impiden la angiogénesis). Pero estas terapias tienen un problema: no atacan solo a las células cancerosas, sino también a las que proliferan mucho... y en nuestro organismo hay unas cuantas. Cuando aplicamos un tratamiento contra el cáncer, este afecta sobre todo a las células malignas, pero es inevitable (por ahora) que tenga efectos secundarios. Por eso, aunque se ha conseguido aumentar la esperanza de vida de los pacientes, cada vez se apuesta más por nuevas terapias mucho más dirigidas que ataquen específicamente a las células cancerosas.

Un ejemplo es la inmunoterapia, que consiste en fortalecer el sistema inmunitario de un paciente para que responda con más potencia al tumor. Existen ya varios tipos de inmunoterapia, como los fármacos que inhiben las proteínas utilizadas por las células cancerosas para frenar el sistema inmunitario. Pero una técnica que ha surgido en los últimos años y que ha dado bastante de qué hablar es la llamada inmunoterapia CAR-T, que «entrena» el sistema inmunitario del paciente para que sea capaz de atacar las células cancerosas y eliminarlas. Funciona del siguiente modo: se extraen linfocitos T del paciente y se llevan al laboratorio. Una vez allí, se les inserta un gen específico que les hará expresar en su membrana el llamado receptor de antígeno quimérico (de ahí el nombre CAR, porque en inglés es chimeric antigen receptor). La gracia de este receptor es que está preparado para reconocer una proteína específica de las células cancerosas, lo cual permitirá a los linfocitos localizarlas más fácilmente. Una vez se han «armado» estos linfocitos con el receptor de membrana, se cultivan en el laboratorio para obtener grandes cantidades e inyectárselos de nuevo al paciente para que destruyan las células malignas.

La inmunoterapia CAR-T tiene la ventaja de utilizar el sistema inmunitario del propio paciente para combatir el tumor. Pero también tiene limitaciones, como los fuertes efectos secundarios que pueden variar de un paciente a otro; además, al ser una terapia que solo es aplicable cada vez a un único paciente conlleva un proceso muy costoso. Aun así, este es, sin duda, un primer paso hacia nuevas terapias para abordar el tratamiento del cáncer, puesto que ya se ha comprobado su efectividad en la leucemia linfoblástica aguda, un cáncer de células sanguíneas. Y quién sabe si, en un futuro, ayudará a combatir muchos otros más.

¿Podemos evitar el cáncer?

De todos los pacientes con cáncer, entre el 5 y el 7 % estaban predispuestos genéticamente. Esto significa que heredaron genes ya mutados, un factor que favorece el desarrollo de ciertos cánceres y que, además, aparezcan más pronto que la media.

No obstante, la gran mayoría de los cánceres son debidos a mutaciones espontáneas. Pero eso no significa que no tengamos nada que ver con ello, porque, según estima la OMS, al menos un tercio de todos los casos de cáncer pueden prevenirse. Sin ir más lejos, fumar tabaco es el factor de riesgo evitable que por sí solo más muertes por cáncer provoca en todo el mundo: asciende al 22 % de estos fallecimientos anuales. No fumar, mantener un peso saludable, practicar ejercicio físico a diario, alimentarse bien (con cereales integrales, legumbres, frutas y verduras, y sin excesos de carne), limitar el consumo de alcohol y participar en los programas de diagnóstico precoz son algunas de las recomendaciones que da la OMS para prevenir el cáncer.

Al final, por mucho que sea cuestión de azar, funciona como una lotería: cuantos más boletos compras, más probabilidades tienes de que te toque..., solo que, en este caso, es mejor evitar el premio.

4

Envejecimiento

Nadie se salva

Es posible que, después de toda una vida superando un sinfín de obstáculos, hayas llegado relativamente entero a la vejez, la última etapa de tu vida. Aun así, hay algo inevitable: tus células habrán envejecido durante todo este tiempo, porque, desde el momento en que nacieron, estaban condenadas a morir.

Los años pasan factura a nuestras células, que van acumulando daños y funcionan cada vez peor, por lo que aumentan la probabilidad de sufrir enfermedades cardiovasculares, neurodegenerativas, diabetes o cáncer. Suena bastante grave, pero verás que es más familiar de lo que crees, porque a este proceso lo llamamos envejecimiento.

Hay muchísimas enfermedades que se han descubierto relativamente tarde en la historia; sin embargo, me parece curioso que, aunque el ser humano ha conocido el envejecimiento desde el comienzo de sus días, miles de años después todavía no sabemos del todo bien a qué se debe. ¿Qué lleva a nuestras células a deteriorarse de ese modo? ¿Qué marca ese reloj biológico? Pues lo cierto es que no lo sabemos. O, al menos, no tenemos una sola respuesta.

Hoy en día se barajan varias posibles causas del envejecimiento, que contribuyen conjuntamente a ese deterioro progresivo. Algunos ejemplos son la acumulación de daños en el ADN, el agotamiento de las células madre o las alteraciones epigenéticas, que veremos más adelante. El problema es que hasta el momento se ha investigado mucho sobre cada una de estas causas por separado, pero todavía queda desentrañar cómo están conectadas entre sí, es decir, cómo intervienen en conjunto para dar lugar a lo que conocemos como envejecimiento. Pero por algo hay que empezar, claro.

El ADN sale mal parado, y mucho

A lo largo de la vida, nuestro ADN es alterado constantemente por la radiación ultravioleta del sol, por las especies reactivas de oxígeno (ROS) y por los errores en la replicación. Por suerte, nuestras células tienen mecanismos de reparación que consiguen minimizar las lesiones, pero, aun así, es inevitable que el ADN acumule algunos daños.

En concreto, hay unas zonas de las moléculas de ADN especialmente sensibles al paso del tiempo, y que por ello han dado mucho de qué hablar en el estudio del envejecimiento. Se trata de los telómeros, unas secuencias especiales de ADN situadas en los extremos de los cromosomas. ¿Te acuerdas de ellos? Los cromosomas son esas estructuras dentro de la célula en las que se encuentra nuestro ADN superempaquetado; al contener la mayor parte de la información genética, son un tesoro muy valioso para la célula. Y, como a cualquiera que tiene un tesoro, le interesa mucho protegerlo. Pero la célula se encuentra con un pequeño conflicto: cuando se divide, la célula necesita duplicar su ADN de manera que cada copia se reparta en una de las dos células resultantes. El problema es que nuestra biología está diseñada de tal modo que, cada vez que se replica el ADN, perdemos un poquito de sus extremos, al igual que las puntas de una mecha se extinguen con la llama del fuego. Y esto es un drama, porque una célula se divide muchísimas veces en su vida, y si pierde todo su ADN, puede perder su función. Da algo de «yuyu» pensar que no hay vuelta atrás y que estamos perdiendo ADN poco a poco, pero, por suerte, las células guardan un pequeño as en la manga.

Para hacernos una idea, es como si la célula pensase: «Oye, si voy a perder ADN de los extremos cada vez que me replico, ¿por qué no meter ahí una secuencia fake? Y si la pierdo, pues mira, para eso estaba». Pues esas secuencias fake son precisamente los telómeros: secuencias de nucleótidos TTAGGG vacías de información genética en sí, y que se repiten un montón de veces en los extremos de los cromosomas para que estos no pierdan su información genética. El concepto es parecido al de los cordones de nuestros zapatos: del mismo modo que estos están formados por fragmentos de hilo enrollados y compactados, los cromosomas contienen nuestro ADN superempaquetado. Para evitar que los cordones se deshilachen, contienen en sus extremos unas puntas de plástico llamadas herretes, algo muy parecido a lo que hacen los telómeros: protegen los extremos de los cromosomas para evitar que pierdan el valioso ADN.

¿Y qué tiene que ver todo esto con envejecer? La cuestión es que se ha visto que el acortamiento de los telómeros es un factor determinante del envejecimiento. En otras palabras, funcionan como un reloj biológico: la longitud de los telómeros determinaría de algún modo la esperanza de vida. A medida que envejecemos y se acortan los telómeros de una célula, llega un punto crítico en el que son tan cortos que se pone en peligro la integridad del ADN. Y esto es mal asunto, porque puede provocar alteraciones genéticas que den lugar a células cancerosas.

Los telómeros. Nuestra biología funciona de tal modo que, con cada división, nuestras células pierden un poco de ADN de los extremos de los cromosomas. Para evitar la pérdida de información genética, los extremos de los cromosomas contienen cadenas repetitivas de nucleótidos, llamadas telómeros. A medida que nuestras células se dividen, los telómeros se van acortando, hasta que llegan a un punto crítico que pone en peligro nuestra información genética, con lo que la célula deja de dividirse permanentemente. En otras palabras, se vuelve senescente.

Para evitar esto, pueden pasar dos cosas: o bien la célula se suicida y se acabó el problema, o bien detiene su proliferación para siempre, activando lo que se llama senescencia celular. Se trata de un estado «durmiente» en el que entra la célula de forma permanente al producirse un daño grave; por ejemplo, cuando los telómeros se vuelven demasiado cortos; o cuando se acumulan demasiadas lesiones en el ADN. En estos casos, la célula decide no dividirse más para evitar la propagación de células dañadas y potencialmente cancerosas.

EN RESUMEN... En el envejecimiento intervienen muchos factores distintos que todavía se estudian hoy en día. Dos de los más conocidos son el acortamiento de los telómeros (secuencias de ADN que protegen los extremos de los cromosomas) y la senescencia celular (detención de la replicación celular de forma permanente).

La situación ideal sería que el sistema inmunitario eliminase estas células senescentes, y que el resto de las compañeras del tejido se multiplicasen para suplir esa pérdida. Pero, con la edad, la renovación de los tejidos se vuelve más ineficiente, y se acumulan cada vez más células senescentes que contribuyen a que el tejido, incapaz de regenerarse bien, envejezca. Por eso, la pérdida de telómeros y la senescencia celular son dos factores clave del envejecimiento. Los telómeros son, al fin y al cabo, el motivo por el que la célula puede replicarse un número limitado de veces en su vida: son el reloj que comienza su «tictac» ya desde su primera división.

¿Y si alargamos los telómeros?

Pero vamos a ver... Si el acortamiento de los telómeros es una de las causas del envejecimiento, ¿por qué no inventamos algo para alargarlos? Buen intento, pero la naturaleza se te ha adelantado: existe una proteína llamada telomerasa que es capaz de hacerlo. Esta proteína añade más repeticiones teloméricas (TTAGGG) al extremo de los cromosomas, con lo que se mantiene la longitud de los telómeros y por tanto la capacidad de las células de replicarse.

Pero hay truco: esta proteína solo está totalmente activa durante nuestro desarrollo embrionario. En la etapa adulta también tenemos un poco de telomerasa, pero únicamente en algunas células muy concretas, como por ejemplo las células madre, que necesitan dividirse constantemente para renovar nuestros órganos y tejidos.

Es por eso por lo que el organismo adulto está condenado a envejecer, porque, con los miles y miles de divisiones celulares que ocurren en nuestro cuerpo a lo largo de los años, los telómeros se van acortando, y al final... se termina el chollo. Aun así, hay un tipo de células que son capaces de reactivar su telomerasa y volverse inmortales: las células cancerosas. Ni más ni menos que el 90 % de las células malignas consiguen reactivar la telomerasa, con lo que adquieren el poder de replicarse ilimitadamente y ser inmortales.

Por eso, encontrar el «elixir de la eterna juventud» no es fácil. No podemos simplemente reactivar la telomerasa en nuestras células, porque estaríamos dándoles una capacidad replicativa que se nos podría ir de las manos. Al final, mantener la longitud de los telómeros requiere un equilibrio entre el acortamiento y el alargamiento, de forma que no se acorten demasiado y causen daños en el genoma, ni tengamos una actividad de la telomerasa aberrante que favorezca la inmortalidad de células malignas.

Con la edad, este y tantos otros equilibrios se rompen, y muchos sistemas dejan de funcionar como lo hacían años atrás. Por ejemplo, las células madre, que siempre se encargaron de producir nuevas células para regenerar nuestros tejidos, con el tiempo pierden esta capacidad y se vuelven cada vez menos eficientes. Pero hay cambios que ocurren a escala muchísimo más pequeña, a escala de lo que llamamos epigenética. Es muy probable que hayas oído hablar de ella alguna vez, porque en los últimos años este campo ha crecido de forma sorprendente. Pero ¿en qué consiste?

Hasta hace relativamente poco, se creía que toda nuestra información genética estaba contenida en la secuencia de nucleótidos del ADN, y que eran las mutaciones las que, al cambiar la secuencia, alteraban esa información. Pero hoy sabemos que no siempre es así.

A veces, el ADN sufre pequeñas modificaciones químicas que, sin cambiar la secuencia de nucleótidos, pueden hacer que un gen se exprese o deje de hacerlo. A estos cambios los llamamos epigenética, y se ha demostrado que pueden mantenerse a través de las divisiones celulares (igual que las mutaciones) e, incluso, ¡pasar de una generación a otra de individuos! En definitiva, la secuencia de ADN es la misma, pero los cambios epigenéticos modifican la forma en que se lee la secuencia y, por tanto, la expresión de los genes. Para que te hagas una idea, si nuestra información genética fuese un lenguaje, el ADN sería las palabras, y los cambios epigenéticos, las tildes. Se cree que, a lo largo de la vida, sufrimos un conjunto de alteraciones epigenéticas que afectan a todas nuestras células y tejidos y que, junto con tantas otras vías interconectadas, también contribuyen al envejecimiento.

EN RESUMEN... La epigenética son las modificaciones químicas que sufre el ADN y que, sin cambiar la secuencia de nucleótidos, regulan la expresión de los genes. Se ha visto que la epigenética también está relacionada con el envejecimiento.

Y tras toda una vida de lucha constante contra agresiones internas y externas que amenazaban con hacernos daño, aquí estamos, en el final de la vida. Porque, incluso si conseguimos sobreponernos a esos ataques, si vencimos todas las infecciones, si arreglamos cada mutación peligrosa y si nuestro sistema inmunitario se mantuvo fuerte hasta sus últimos días, incluso entonces, no podemos escapar de los inevitables efectos del tiempo.

Así es como están programadas nuestras células: se alimentan, crecen y viven, pero desde el primer día su reloj biológico comienza una cuenta atrás que antes o después tendrá que terminar.

Epílogo

Te prometí que este sería un libro sobre ti, sobre tu propio cuerpo, un mapa básico de cómo funcionas. Pero te mentí un poco: este libro explica apenas una minúscula e insignificante parte de todo lo que somos. Estoy segura de que, tras haber leído todas estas páginas, te habrás dado cuenta de la increíble complejidad de lo que nos forma: células, tejidos, sistemas y estructuras que trabajan perfectamente coordinados y en sincronía para hacernos vivir.

Algo que no siempre pinta fácil, porque sobrevivir en este mundo no es precisamente un camino de rosas. Entre unas cosas y otras, nos enfrentamos a una cantidad de obstáculos inimaginable, ya vengan de fuera o de dentro del propio cuerpo: mutaciones en nuestros genes, sustancias tóxicas, radiaciones, infecciones debidas a todo tipo de microorganismos, y toda una lotería de enfermedades que, cuanto más te acercas al final, más probables se vuelven. Y, sin embargo, aquí sigues. Porque detrás de cada pequeña perturbación, de cada célula que se pasa de la raya, de cada intruso, tenemos un cuerpo que no se deja vencer por tan poco, y que está preparado para actuar en consecuencia. Y vale, puede que las cosas no siempre salgan bien, pero no dirás que no se ha intentado.

Escribir este libro ha supuesto tener que enfrentarme a dos retos. El primero ha sido tener que asumir que algunas de las cosas que te cuento aquí pueden quedar obsoletas algún día. Así es como funciona la ciencia: siempre dispuesta a descartar una teoría si aparecen resultados que la refutan. Es algo que la hace increíble. El segundo, y probablemente el mayor reto, ha sido tener que resumir, en apenas unas cuantas páginas, no solo cómo funciona tu cuerpo, sino cómo interacciona con el entorno, qué elementos pueden perturbarlo (que no son precisamente pocos) y cómo actúan en el organismo. Sin duda, el mayor de ambos retos ha sido condensar tantísima información interesante en apenas un libro y dejar tantas cosas en el tintero.

Me hubiese encantado explayarme lo suficiente como para poder explicar todo lo que quería en cada uno de los capítulos. Aunque tengo que reconocer que, probablemente, el libro no sería el mismo si me hubiera tomado la libertad de llenar tantas páginas como hubiese querido. La biomedicina es un campo extensísimo, no solo porque el conocimiento científico avance año tras año y cualquier cosa que se escriba sobre el tema corre el riesgo de quedarse desfasada, sino también porque involucra una increíble variedad de disciplinas (inmunología, farmacología, fisiología, biología del cáncer, microbiología...) que llenan bibliotecas enteras. Y esa no es mi intención. Mi intención con este libro no es que estudies lo equivalente a un grado de Biomedicina. Lo que quiero es que seas capaz de entender lo que nos hace funcionar y que, a partir de aquí, seas capaz de comprender mejor otras cosas que ni siquiera están aquí escritas.

Entre lo poco que se puede contar en unas cuantas páginas y lo muchísimo que todavía nos queda por conocer del complejo entramado que es el cuerpo humano, comprenderás que el final de este libro es tan solo un principio. Es el prólogo de un libro mayor, que está ahí fuera. Ahora te toca a ti descubrir el resto. ¿Qué puede salir mal?

¿Qué puede salir mal? es un libro de divulgación científica fascinante y novedoso que nos enseña el mapa básico de nuestro cuerpo para entender de qué estamos hechos, cómo funcionamos y cómo interactuamos con nuestro entorno.

CubiertaEn este mundo tan peligroso, ¿cómo es posible que sigas con vida?
Desde que somos una sola célula, nuestro organismo se enfrenta a una serie de obstáculos que no le dan respiro: mutaciones genéticas, sustancias tóxicas que entran sin avisar, ataques constantes de virus y bacterias con muy mala leche y una lotería de todo tipo de enfermedades. Sin embargo, para sobrevivir en este mundo hostil que nos rodea, el cuerpo humano está preparado para contraatacar a estas amenazas sin pensárselo dos veces.

La crítica ha dicho:
«Si no te enteraste ni papa de tus clases de biología, este libro de la Hiperactina te va a salvar la vida... Y además te la va a explicar. PD: El capítulo sobre las drogas es brutal.»
José Luis Crespo, Quantum Fracture

Sandra Ortonobes Lara es graduada en Ciencias Biomédicas por la Universidad de Barcelona y máster en Comunicación Científica, Médica y Ambiental por la Universidad Pompeu Fabra. Es la creadora de La Hiperactina, un canal de divulgación en YouTube en el que trata temas sobre biomedicina y el cuerpo humano, como por ejemplo: qué es el cáncer, por qué nos despierta el café o cómo funciona la edición genética con CRISPR. Además, divulga sus conocimientos a través de otros formatos como los podcast (El Aleph, Tres pies al gato), la radio (A ciencia cierta de CV Radio, Popap de Catalunya Ràdio), las charlas (en eventos como Cultube 2.0, Semanas de la Ciencia de Navarra, Ogmios 2019), los talleres o los monólogos científicos.

Edición en formato digital: julio de 2020

© 2020, Sandra Ortonobes Lara (La Hiperactina), por los textos

© 2020, Miriam Rivera (Biomiics), por las ilustraciones

© 2020, Penguin Random House Grupo Editorial, S. A. U.

Travessera de Gràcia, 47-49. 08021 Barcelona

Diseño de portada: Penguin Random House Grupo Editorial / Carme Alcoverro

Ilustración de portada: Miriam Rivera

Penguin Random House Grupo Editorial apoya la protección del copyright. El copyright estimula la creatividad, defiende la diversidad en el ámbito de las ideas y el conocimiento, promueve la libre expresión y favorece una cultura viva. Gracias por comprar una edición autorizada de este libro y por respetar las leyes del copyright al no reproducir ni distribuir ninguna parte de esta obra por ningún medio sin permiso. Al hacerlo está respaldando a los autores y permitiendo que PRHGE continúe publicando libros para todos los lectores. Diríjase a CEDRO (Centro Español de Derechos Reprográficos, http://www.cedro.org) si necesita reproducir algún fragmento de esta obra.

ISBN: 978-84-17809-50-8

Composición digital: leerendigital.com

www.megustaleer.com

[1] En realidad, los 2 ATP se producen en la glucólisis, pero la fermentación es necesaria para completar el ciclo y regenerar algunas moléculas que se necesitan en la glucólisis. Por eso decimos que el producto final de la fermentación son 2 ATP, aunque se produzcan en la glucólisis.