El agua es la molécula o compuesto químico más importante sobre la faz de la Tierra. No en vano, cubre el 70% de esa faz, dándole el tono azul que muestran las fotos tomadas desde el espacio exterior. El agua es esencial para los organismos vivos que pueblan el globo terráqueo. Aproximadamente, el 75% del cuerpo de un niño es agua, mientras que en los adultos la cosa va mermando (como casi todo) hasta valores entre el 50 y el 65%. El cerebro humano es agua en un 75%, la sangre es una dispersión acuosa con 83% de agua y los pulmones llegan hasta el 90% en contenido en la misma. Incluso los huesos, la parte sólida de nuestro organismo y aparentemente más seca, tienen un 22% de agua.
El agua es un compuesto químico sencillo, constituido por dos átomos de hidrógeno (H) unidos a un oxígeno (O) central y próximo. Una molécula que, por su sencillez aparente, debería compartir propiedades de otras también sencillas, como el anhídrido carbónico, el amoníaco, el metano o el pestilente ácido sulfhídrico. Y, sin embargo, todas esas sustancias son gases a temperatura ambiente, mientras que el agua es un líquido que hay que calentar hasta 100ºC para que pase al estado gaseoso en forma de vapor de agua. Si en lugar de calentarla la enfriamos, el agua congela a 0ºC, lejos de las temperaturas a las que lo hacen las moléculas arriba mencionadas y, en ese estado sólido, manifiesta propiedades igualmente inusuales. Cuando el agua solidifica, su volumen aumenta, cosa que no hacen otras sustancias en las que, generalmente, el proceso de solidificación implica una disminución de volumen, por aquello de que las moléculas se ordenan de forma más compacta en el estado sólido. En esta propiedad característica descansa el lento pero eficaz proceso destructor de rocas y otros sólidos por parte de agua. Introducida en pequeñas cantidades en las grietas de los mismos, al congelarse, realiza un efecto cuña en los intersticios que acaba por desmoronar lentamente la estructura del sólido. Por no hablar de otras propiedades inusuales del agua, como su elevada tensión superficial.
Aunque en los libros de texto se presenta a la molécula de agua como una especie de V constituida por los dos enlaces entre los hidrógenos y el oxígeno central, la vida de una de esas moléculas es muy azarosa mientras sale de un grifo, descansa en un lago o la encerramos en un matraz de laboratorio. En ese estado, el oxígeno y sus hidrógenos no permanecen perpetuamente juntos, sino que estos últimos se andan intercambiando con los de moléculas de agua vecinas. A veces, durante un ratito, solo queda un hidrógeno unido al oxígeno de una de ellas. A veces son tres hidrógenos los que, en un instante dado, se unen al mismo oxígeno. La presencia de ácidos y bases en el agua cataliza esos procesos de intercambio pero, incluso en el agua pura, el tiempo medio que un hidrógeno pasa unido a un oxígeno es del orden del milisegundo, así que el baile es continuo.
Por otro lado, en el corto espacio de tiempo que la molécula de agua permanece con sus dos hidrógenos unidos al oxígeno, la cosa tampoco está estática. Los enlaces que los unen son como muelles que están continuamente estirándose y contrayéndose, los hidrógenos se acercan y se alejan haciendo que el ángulo de la V se abra o se cierre y otras cosas que se pueden ver en los primeros 45 segundos de este vídeo. Todo esto está bien establecido y hay métodos como la espectroscopia infrarroja que permite identificar estas formas de vibrar. Esas mismas técnicas permiten también evaluar la escala de tiempos en la que esas vibraciones ocurren y que son del orden de los femtosegundos (10 elevado a -15 segundos), muchísimo más pequeño que los milisegundos arriba mencionados.
Las moléculas de agua en estado líquido no están aisladas sino que se agrupan entre ellas en forma de aglomerados o clusters, mediante los llamados enlaces de hidrógeno, en los que un hidrógeno está unido, al mismo tiempo, a dos átomos de oxígeno de dos moléculas de agua diferentes y próximas. Los enlaces de hidrógeno son uniones más débiles que las que unen al oxígeno y al hidrógeno de una molécula concreta, por lo que pueden deshacerse más fácilmente. En el agua convencional esos enlaces de hidrógeno se están rompiendo y volviendo a formar continuamente. El tiempo de vida media de un enlace de hidrógeno es de nuevo muy corto, del orden de los 50 femtosegundos, demostrando que el agua es muy eficiente en el tema de redistribuir los enlaces de hidrógeno entre sus moléculas.
Esta rapidísima redistribución echa por tierra la famosa “memoria del agua” tan querida por los usuarios de la homeopatía. Según ellos, el agua tiene la habilidad de recordar moléculas que han estado en contacto con ella, a pesar de que, por efecto de las múltiples diluciones que dan lugar a los preparados homeopáticos, dichas moléculas hayan literalmente desaparecido del seno del agua. La única posibilidad para atribuir memoria al agua es precisamente asumir que las moléculas de la misma que rodeaban a las del hipotético medicamento homeopático, estaban unidas entre sí por una muy especial configuración de enlaces de hidrógeno, formando una “caja” adaptada a la forma de la molécula del preparado. Y hablar de memoria implica asumir que esa “caja”, ahora vacía, puede mantenerse así durante tiempos largos, para poder llevar a cabo su pretendido efecto curativo. Las medidas arriba mencionadas muestran que esa cajita mágica dura mucho menos que un suspiro.
Los enlaces de hidrógeno han justificado muchos otros timos, urdidos a costa de la complejidad del agua. Por ejemplo, una empresa denominada Bio-Hydratation Reserch Lab. patentó ya hace algún tiempo un proceso para obtener una “nueva” agua, denominada Penta, de propiedades maravillosas. El truco, según ellos es que, gracias a sofisticados procedimientos, son capaces de reducir el tamaño medio de los agregados o clusters de moléculas de agua a los que hacíamos antes referencia, obteniendo agregados mucho más pequeños que, además y a pesar de lo mostrado más arriba, son estables en el tiempo. Ya que el agua Penta es más “fina” por el tamaño de sus agregados puede, por ejemplo y según sus fabricantes, penetrar mucho más fácilmente en las células del cuerpo humano para hidratarlas. La empresa asegura haber demostrado mediante técnicas sofisticadas como la espectroscopia Raman que los agregados obtenidos con su método son un 30% más pequeños que los del agua convencional. También según ellos, su agua tiene un punto de ebullición más alto y una viscosidad también mayor, lo cual no deja de ser sorprendente si los agregados son más pequeños. Mucha de la información aducida en su página web relativa a estudios científicos realizados sobre las propiedades del agua no puede confirmarse, sencilla y llanamente porque no dan las referencias completas a las que hacen mención. Y mira que hoy en día es fácil localizar una referencia científica para leérsela y juzgarla.
Y, para terminar, volvamos al principio, a las moléculas de agua aisladas y solitarias, con sus dos hidrógenos y su oxígeno unidos en esa V de tamaño molecular. El ángulo de apertura promedio de la V de esa molécula está bien establecido tanto por métodos experimentales como por cálculos teóricos y ronda los 105.5º. Pues bien, una empresa en Madrid vende un dispositivo que, de acuerdo con la propaganda (copio literalmente), “está basado en las leyes físicas y consiste en la modificación de la posición de los átomos H-O-H de la molécula del agua, con el fin de aumentar la capacidad que ya de por sí tiene el agua, para disolver cuerpos cristalinos en el organismo”. Para hacerlo, hay que introducir en el agua normal unas ampollas cerradas de vidrio que contienen en su interior una mezcla de cloruro de sodio y cloruro de litio, “debidamente preparados y tratados con un aldehído cinámico de elevado momento dipolar, para facilitar la transmisión energética a través del vidrio de la ampolla”.
El efecto conseguido en el agua es doble: por un lado se aumenta la distancia entre el oxígeno y cada uno de los hidrógenos y, por otro, se disminuye el ángulo de enlace por debajo de 105º. Gracias a ello, tenemos la llamada Agua Dialítica, de “probada eficacia para disgregar agregados cristalinos (cálculos de riñón, de vesícula, ácido úrico, etc.) y redondearlos, al eliminar picos y aristas, facilitando su expulsión o evitando que se formen de nuevo”. Con todo lo que se ha contado en los primeros párrafos de esta entrada, más de uno se preguntará si el efecto provocado por las ampollas es o no permanente en el agua dialítica así preparada. La web lo explica de forma meridiana en el apartado Fundamentos Físicos del Sistema: "Al sacar del agua la fuente de energía (la ampolla de vidrio arriba mencionada) la posición molecular que hemos modificado, vuelve a su posición inicial (el ángulo de 105º), pero esto no sucede de forma instantánea. El Agua Dialítica ingerida se metaboliza en el organismo en 30/45 minutos, tiempo suficiente para que sus moléculas modificadas no se hayan transformado otra vez en agua normal". Tiempos desmesuradamente más grandes que los que la ciencia propugna para los movimientos de vibración y reorganización de las moléculas de agua que hemos explicado más arriba.
Recorrer la página web del agua dialítica arriba mencionada es algo fascinante. Y quizás algún lector quiera profundizar en el inventor de la misma, un jesuita español, el Padre José Ignacio Martín-Artajo (1904-1984), una persona cuyo historial, que también aparece en la web picando en el apartado El Inventor del Sistema, puede resultar de lo más serio y fiable para la época en la que se generó este sistema, pero que hoy no resiste el más mínimo análisis científico. El agua sigue siendo estudiada en profundidad por innumerables equipos de investigación a lo largo y ancho del mundo, con las miras puestas en una gran variedad de aplicaciones y teorías. Si la teoría del Padre Martín-Artajo fuera cierta, las repercusiones en ámbitos de ciencia básica y aplicada serían tales que habría bibliografía abundante sobre el tema, algo que no ocurre.
Muchas más historias sobre el agua, de características similares, circulan por el mundo, ya sea real o virtual. Una buena forma de estar al día de cuánta gente anda timando a otra con infundadas propiedades del agua es la web de Stephen Lower, un retirado profesor de Química canadiense que ha empleado mucho tiempo en desenmascarar este tipo de patrañas, simple y llanamente porque, como él dice: “La Química es mi tema favorito y odio ver que se use mal para confundir, engañar o defraudar al público”. Rotundidad a la que me apunto.
P.D. Esta entrada fue publicada online el día 15 de octubre en Naukas.com, antes Amazings, cuya nueva web os invito a visitar si os atrae y divierte la Ciencia y la Tecnología.
No sé si porque el asunto de los periódicos va de mal en peor y el sensacionalismo vende, o por otras razones que se me ocultan, el caso es que en varios de ellos (y bien conocidos) proliferan artículos o entrevistas que claramente pueden adjetivarse como pseudocientíficos o abiertamente quimifóbicos sin argumentos contrastables. Ejemplos recientes he encontrado en la Contraportada de La Vanguardia, en el suplemento dominical del Grupo Vocento y, recientemente, en el Suplemento Moda de El País. En este último, esta misma semana, hemos podido leer un artículo de una tal Ana Serrano que podría estudiarse en las Facultades de Periodismo como ejemplo de lo que NO ES investigación periodística en torno a un tema. Lo que sitúa a la publicación que lo acoge al nivel de tabloides "basura" en estos temas como los The Daily Mail o The Sun ingleses.
El artículo se titula ¿Qué son los parabenos y qué me pueden hacer?, aunque los parabenos son sólo uno de los productos usados en cosmética a los que nuestra tribulete dispara, no dejando títere con cabeza con otros similares: aluminio, aceites minerales, ftalatos, lauril sulfato de sodio, dietanolamina....Cada uno de ellos es revisado en cuatro o cinco escuetas líneas para concluir, indefectiblemente, que causan cáncer, alteran el ADN u otros males sin cuento. Su única fuente parecen ser informadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) a los que deja en el anonimato. Me voy a guardar el artículo en mis carpetas para futuras entradas, porque casi cada sustancia química mencionada en el artículo da para un nuevo post en mi Blog. Y, en lo que a éste se refiere, me voy a centrar en los parabenos, una familia de sustancias a las que ya dediqué una entrada hace dos años.
Decía allí que nombres como metilparaben, propilparaben o butilparaben, hacen referencia a sustancias que aparecen en las etiquetas de cremas de belleza, rollers, sticks y cremas desodorantes y, tambien, en alimentos y fármacos. Se trata de agentes que preservan esos productos contra la acción de determinados microorganismos ya que, en tanto que ricos en agua además de en otras sustancias como aceites, carbohidratos, minerales y proteínas, son un excelente caldo de cultivo para ellos. De forma y manera que, sin la presencia de estos preservantes o conservantes, nuestra batería de productos cosméticos empezaría, como mínimo, a presentar un aspecto mugriento y maloliente, para acabar siendo manifiestamente insalubre.
A principios de este siglo comenzaron a proliferar rumores que relacionaban cremas y sticks desodorantes con el cáncer de mama. Ya en 2002, un estudio del Fred Hutchinson Cancer Research Center desechó la idea, tras estudiar 813 mujeres con cáncer de mama y 793 sin él sin advertir ninguna significativa relación con el uso de desodorantes. Pero la cosa se desató cuando, en 2004, un artículo de un Grupo encabezado por Philippa Darbre, de la Universidad de Reading en Inglaterra, publicó en el Journal of Applied Toxicology un artículo en el que analizaban 20 muestras extraídas de tumores de mama, encontrando en todos ellos niveles de varios nanogramos de parabenos por gramo de muestra. El hecho de que aparecieran los parabenos tal cual, y no los productos en los que se suelen descomponer en el organismo humano (metabolitos), hizo que los autores formularan la hipótesis de que eran absorbidos directamente a través de la piel en la zona en la que se aplican los desodorantes. Además, el hecho de que los parabenos imiten el comportamiento de los estrógenos, cuyo papel está bien establecido en el crecimiento de los tumores, reforzaba las conclusiones del artículo.
A partir de ahí la polémica sigue abierta y son bastantes los artículos publicados relacionados con el tema. Incidentalmente diré que ese artículo es el único que la periodista de El Pais cita, sin haberse preocupado en indagar que, desde entonces, ha llovido mucho, incluso a favor de sus mal fundadas hipótesis. Por ejemplo, la American Cancer Society salió al paso de la polémica en septiembre de 2010, con una página que podeis ver aquí y que desmonta muchas de las ideas que circulaban en la red sobre desodorantes y antitranspirantes (y no solo en relación con los parabenos). Y, un poco antes, en 2008, investigadores de la Universidad de Niza publicaron un metaanálisis en el que revisaron un gran número de publicaciones sobre el tema, hasta quedarse con 59 artículos que consideraron fiables desde el punto de vista científíco y de los que, finalmente, pudieron concluir que no merecía la pena perder el tiempo en esa vía de investigación, propugnando que los esfuerzos sobre el cáncer de mama fueran por otros derroteros. Por otro lado, un artículo publicado en 2005 en el Critical Reviews in Toxicology (muy citado en el campo que nos ocupa) establecía que la actividad estrogénica de los parabenos detectados es órdenes de magnitud más pequeña que la de los estrógenos naturales existentes en el cuerpo humano.
Pero nuestra amiga Philippa no se ha dado por vencida en todo este tiempo. Cualquiera que tenga acceso a bases de datos, de tipo científico, puede comprobar que es la principal contribuyente a que el tema se mantenga abierto, publicando sistemáticamente diferentes artículos y revisiones sobre el tema. La chispa ha vuelto a saltar ocho años más tarde cuando, en febrero de este año, el mismo Grupo y en la misma revista, publicaron un artículo titulado "Medida de las concentraciones de parabenos en tejidos humanos situados en diferentes áreas de la mama entre la axila y el esternón". En el estudio se analizaban 160 muestras de tumores de cáncer de mama de 40 mujeres que habían sufrido una mastectomía. Todas las muestras tenían trazas de alguno de los cinco ésteres o parabenos más usados en cosmética y alimentación. A nuestra periodista de El País le hubiera venido muy bien este artículo para demostrar que estaba à la page sobre el tema, lo que demuestra que no debió buscar mucho.
El artículo sirvió para que en los tabloides resonaran otra vez los tambores. The Daily Mail decía, por ejemplo, que "los productos químicos usados en desodorantes, alimentos y cremas faciales están en TODOS los tumores de pacientes con cáncer de mama". Sin analizar, por ejemplo y como ha reconocido la Dra. Darbre, que no todas las mujeres investigadas usaban desodorantes, ni que se hubiera tenido en cuenta el tipo de desodorante usado (muchos no contienen parabenos), ni que no se constituyó (por razones obvias) un grupo de control de otras 40 mujeres que no tuvieran cáncer. Ni tampoco el hecho, como demuestra un artículo de 2011 en el Journal of Exposure Science and Environmental Epidemiology, que los parabenos y sus metabolitos están presentes en la orina de la mayoría de un grupo de sesenta hombres daneses, aparentemente sanos.
Así que nada ha cambiado desde 2004. O, al menos, esa es mi libre percepción personal, en un tema que, aunque parece estar muy vivo en la calle, no aparece casi en las revistas más importantes sobre el cáncer. De hecho, una gran parte de la literatura que he revisado, la más citada sobre el tema parabenos/cáncer de mama, se publica en la mencionada revista Journal of Applied Toxicology, que no destaca precisamente por su importancia. Para los entendidos diré que está en la frontera entre el segundo y el tercer cuartil de las revistas de Toxicología.
Y para terminar, un comentario que ya hice en mi entrada de 2010, dedicada a mis amigos y amigas que me han confesado haberse pasado a desodorantes que se anuncian "Sin parabenos" y "Con conservantes naturales". No os dejeis engañar por el marketing perverso de las empresas de cosmética. Hay alternativas a los parabenos, como el empleo de hidroximetil glicinato sódico, un buen conservante de amplio espectro en cantidades similares a las de los parabenos, pero tienen trampa. Lo califican de "natural" porque se deriva de un aminoácido (la glicina), pero las empresas de cosmética compran ese conservante a compañías que lo obtienen por una vía puramente sintética. Y, además, no se han investigado suficientemente sus efectos secundarios. Lo mismo pasa con otros conservantes que "suenan" muy bien porque dice estar basados en el zumo de uva. Aquí también el marketing maquilla la verdad. Los conservantes de ese tipo no son a base del propio zumo sino de la pulpa de las uvas, un subproducto abundante y barato de las bodegas y que, trás una serie de operaciones físicas y químicas que transforman sus derivados fenólicos, se convierten en nuevos compuestos químicos dotados de grupos que los químicos llamamos amino cuaternarios. Y no voy a seguir el hilo de esos grupos que os podría llevar al huerto...
Cuando, hace ya casi diez años, comenzaba mis escarceos científico-gastronómicos con los amigos del Restaurante Arzak, los cocineros que querían demostrar que estaban "à la page" tenían que hacer mención, de cuando en cuando, a las reacciones de Maillard. Desde que decidí abrir esta aventura del Blog, varias han sido las entradas en las que esas reacciones han aparecido, relacionadas con diversos aspectos de nuestra vida cotidiana y no sólo gastronómicos. Basta con escribir el término en el buscador que el propio Blog tiene aquí arriba a la izda y os saldrán varias de esas entradas (no entiendo por qué, pero no salen todas). Ayer, el último número de la revista Chemical Engineering News publicaba un artículo de Sarah Everts, desde Berlín, en el que se nos recordaba que esas famosas reacciones han cumplido cien años. Y esa, y no otra, es la razón por la que vuelvo a dar la matraca con el asunto.
Louis Camille Maillard, un químico francés, publicaba en 1912 un artículo en la revista Comptes Rendues de l'Académie des Sciences (una revista que se publica desde 1666), artículo en el que analizaban las reacciones que tienen lugar cuando, a alta temperatura, se ponen juntos aminoácidos y azúcares. Unos y otros pueden provenir de esa fuente inagotable en nuestra alimentación como son los carbohidratos (glucosa, lactosa, azúcar normal, almidón, etc..) o las proteínas (básicamente largas cadenas de aminoácidos), por lo que esas reacciones se dan con facilidad cuando determinados alimentos se procesan a alta temperatura y son, por tanto, responsables de cosas como el color que va apareciendo cuando hacemos una carne o un pescado a la plancha. O de los olores y aromas que el propio proceso genera. Pero también están en la base del proceso de elaboración del café torrefacto, o del color del pan y la bollería, de las patatas fritas, de las palomitas de maíz, los ahumados y de un largo etc.
Maillard no pudo entrar en mucho detalle en su trabajo original. Las reacciones son muy complejas, producen cientos de nuevas moléculas, algunas volátiles y otras no, algunas muy aromáticas, otras no. Así que, durante cuatro décadas, las reacciones a las que dió nombre estuvieron durmiendo el sueño de los justos, hasta que los militares americanos empezaron a considerarlas en serio a la hora de producir comida industrial segura y apetecible para sus soldados. Hay muchos que hacen coincidir esa decisión del Gobierno americano, durante la segunda Gran Guerra, como la que dió lugar al nacimiento de la disciplina científica que hoy conocemos como Ciencia de los Alimentos. Desde entonces, la actividad científica, incentivada por la industria alimentaria, en torno a los complicados procesos que ocurren siempre que cosas con azúcares y proteínas son procesados a alta temperatura es incesante. Se trata de jugar con las condiciones de ese procesado, variando ingredientes, temperaturas, niveles de pH, de humedad, etc., tratando de llegar al máximo control posible de un proceso en cierta medida caótico pero, sobre todo, muy complejo.
Pero como muchos aspectos de la Química, las reacciones de Maillard también tiene su doble cara. A pesar del habitual papel de esas reacciones en muchos de los alimentos que ingerimos, haciendo que consideremos "natural" el que un solomillo esté bien doradito cuando nos lo sirven, esas reacciones provocan la aparición en esos alimentos de nuevas moléculas químicas que no estaban en los alimentos originales y que no son, precisamente, hermanitas de la caridad. Los dos más conocidos son la acrilamida y el 5-hidroximetilfurfural (HMF), ambos potencialmente cancerígenos, según indican las Agencias más serias que velan por nuestra salud. De una y otro ya he hablado en este Blog, pero el artículo de Sarah Everts, cuenta la historia de la acrilamida de forma algo diferente a como la describía yo en su momento. Así que no me resisto a dar a conocer esa nueva versión.
Yo ya relataba en mi entrada cómo en 2002, químicos suecos habían encontrado cantidades importantes de acrilamida en mucha de la comida procesada, lo que levantó un revuelo importante en la época. Pero lo que yo no sabía era el motivo por el que esos investigadores habían empezado su trabajo. Todo comenzó de forma casual para ellos cuando se les requirió para estudiar el caso de un grupo de trabajadores que enfermó mientras usaban poliacrilamida (el polímero derivado de la acrilamida) para eliminar fugas en un túnel. Cuando comenzaron a estudiar los niveles de acrilamida en esos trabajadores y seleccionaron, como es habitual, un grupo de control constituido por ciudadanos pretendidamente libres de la sustancia, se encontraron con la sorpresa de que también éstos tenían altos niveles de acrilamida. En una etapa posterior, decidieron estudiar contenidos de acrilamida en animales de compañía y animales salvajes, encontrando que las mascotas tenían niveles mucho más altos que los que se mantenían en estado salvaje. Tirando del hilito de que los animales de compañía consumen preparados altamente procesados, acabaron concluyendo que el origen de la acrilamida en los humanos del grupo de control también debería venir de la comida procesada. De ahí a mirar de reojo a las reacciones de Maillard y proponer mecanismos plausibles para la génesis de la acrilamida a partir de glucosa y ciertos aminoácidos como la asparraguina, fue todo coser y cantar.Y ojito que, como decía arriba, alimentos procesados pueden ser una patatas fritas que nos freimos en casa.
Pero la génesis de cancerígenos no es el único proceso preocupante de las reacciones de Maillard. Aunque nuestro cuerpo sólo llega al entorno de los treinta y tantos grados, temperaturas muy alejadas de las usadas en el procesado de alimentos, la reacción que puede darse en él entre aminoácidos y azúcares puede también tener lugar, aunque más lentamente. Y de hecho, las reacciones de Maillard están en la base de la formación de cataratas en nuestro ojo. Por otro lado, en enfermos diabéticos, los altos niveles de azúcar en la corriente sanguínea, dan lugar a reacciones de Maillard que activan reacciones de inflamación que pueden dañar el hígado y el sistema cardiovascular.
Así que, como veis, los carbohidratos y las proteínas serán todo lo naturales que querais pero cuando se ponen a bailar el peligroso vals de las reacciones de nuestro Louis Camille, la cosa se puede poner muy seria. Peligros de la cocina y de la vida...
