Les particularitats d’una molècula corrent

VilaWeb
Álvaro Martínez Camarena
24.05.2022 - 05:15
Actualització: 23.05.2022 - 09:37

VilaWeb necessita el vostre suport

Aquest diari existeix perquè més de vint mil lectors han decidit que poden i volen pagar cinc euros al mes perquè tots rebeu tota la informació amb accés obert. Però no n’hi ha prou. En necessitem més. Tu ho vols i pots?

Fes-te’n subscriptor aquí.

Durant el segle XVI, als palaus dels nobles i els monarques d’Occident començaren a proliferar una sèrie de sales molt particulars. En aquestes, exposats de forma caòtica i desordenada, es mostraven als visitants objectes portats de territoris llunyans i exòtics. Aquests espais eren els coneguts com a «gabinets de curiositats».

Era una època d’intensa exploració, en què cada expedició portava de tornada meravelles de la natura desconegudes fins al moment per als europeus, prodigis que s’anaven emmagatzemant en aquestes sales. D’aquesta forma, armadillos dissecats s’alternaven en els expositors amb sofre cristal·litzat –d’un color groc intens–, al temps que el gravat d’un nàutil compartia espai amb la closca de crancs que feien un metre d’amplada. En començar a explorar-lo, les sorpreses van començar a brollar d’un món aparentment familiar.

Quelcom semblant succeeix amb la molècula d’oxigen. Des de l’escola, tots coneixem què és aquest compost. En major o menor mesura, tots hem estudiat que és un dels principals components de l’aire que inhalem, que el consumim durant la respiració i que són els organismes fotosintètics els encarregats de restituir-lo a l’atmosfera. Fins ací, res extraordinari.

Potser ens resulte més desconegut el seu origen al nostre planeta: originalment l’atmosfera no contenia tal quantitat d’oxigen, sinó que aquest és en la seua major part d’origen biològic. De fet, els primers 2.000 milions d’anys de vida a la Terra (aproximadament) van transcórrer en absència d’aquest compost. Va ser a través de la fotosíntesi oxigènica (duta a terme per cianobacteris i, posteriorment, per plantes i algues) que l’oxigen va anar acumulant-se fins a arribar a les concentracions que podem trobar-hi avui dia.

Però en realitat, si l’exploràrem prou, comprovaríem que únicament amb l’oxigen tenim més que suficient per omplir tot un gabinet de curiositats, un de modern. I és que aquest compost té mil facetes dignes de ser explorades: si ens hi submergim, podrem comprovar fins a quin punt representa un paper fonamental en el desenvolupament de malalties de caràcter neurodegeneratiu com l’Alzheimer o el Parkinson; com forma part dels nostres sistemes de defensa mes íntims, o el mode en què el podem emprar per eliminar tumors amb una precisió microscòpica.

L’efecte de l’oxigen sobre els éssers vius i sobre el nostre entorn no ens és completament aliè. Per exemple, l’enfosquiment de la superfície d’una poma en exposar-se a l’aire té molt a veure amb la reactivitat de l’oxigen: aquest és emprat per la polifenoloxidasa (entre altres enzims) per a donar lloc a diferents composts de color fosc, també coneguts com melanines. Són aquests els que donen el característic color «d’òxid» a la poma./ Lucía Sapiña

Així, d’igual forma que els succeïa als exploradors europeus del segle XV amb les terres més enllà de l’oceà, en començar a explorar l’oxigen naix dins nostre un impuls per conèixer-lo en profunditat, per traure a la llum tot el que amaga; per endinsar-se en aigües desconegudes i donar a conèixer, un a un, els prodigis i les excentricitats que guarda dins seu. Explorem, doncs, la molècula d’oxigen.

La importància d’allò corrent

Comencem pel que ens resulta més comú: l’oxigen té un paper fonamental en la preservació de les funcions vitals de l’organisme, això és ben conegut. I entre aquestes, aquest compost fa un paper especialment rellevant en les relacionades amb l’obtenció d’energia a partir dels aliments que ingerim. L’oxigen és l’eina de què disposa el nostre metabolisme per esprémer l’energia emmagatzemada en el menjar.

Cadascuna de les cèl·lules del nostre organisme, bé siga una neurona, bé siga una cèl·lula muscular, utilitza l’oxigen amb aquest propòsit. És lògic, doncs, que com més intensa siga l’activitat d’una cèl·lula, més energia necessite i, en conseqüència, major siga el seu consum d’oxigen. Per posar un exemple, en moments d’activitat elevada, els músculs necessiten que hi arribe més quantitat d’aquest compost que viatja a través de la sang encapsulat en l’hemoglobina. Tot això es tradueix en el fet que el cor ha de bombar a més freqüència perquè el flux de sang (i per tant el d’oxigen) siga més abundant.

Aquesta és una característica general de la gran majoria de teixits cel·lulars que componen el nostre organisme. Ara bé, si existeix un òrgan estrella en el consum energètic, aquest és el cervell. Tant les neurones com les diferents cèl·lules que els serveixen de suport, com els astròcits, necessiten oxigen en quantitats ingents per a poder funcionar. I no sols per a dur a terme la respiració cel·lular, sinó també per a sintetitzar els neurotransmissors, molècules menudes que serveixen perquè les neurones es puguen comunicar entre si. D’aquesta manera, tot i suposar poc més del 2 % del pes d’un ésser humà, el cervell és el responsable de vora el 20 % del consum total d’oxigen de l’organisme. No és estrany, doncs, que siga particularment susceptible de patir el mal caràcter de l’oxigen, el conegut com a dany estrès oxidatiu.

Efecte de l’estrès oxidatiu sobre un teixit neuronal sa. Com es pot comprovar, l’activitat de les espècies reactives d’oxigen sobre aquest condueix a la seua degradació, és a dir, a una reducció tant del nombre de neurones com de la quantitat de connexions que poden establir entre elles. Un dels efectes principals d’aquesta reducció és el deteriorament del funcionament del teixit. Aquesta degradació és la que provoca el desenvolupament de malalties neurodegeneratives com l’Alzheimer, el Parkinson i el Huntington.

Perquè sí, sona estrany, però l’oxigen té un caràcter un poc particular. En la seua configuració fonamental, la que presenta majoritàriament en l’atmosfera o en la nostra sang, l’oxigen no és tòxic. De fet, si ho fora tindríem un problema, ja que hi estem en contacte íntim i continu: constitueix el 21 % de l’aire que respirem, és present en l’interior de totes i cadascuna de les nostres cèl·lules i pren part en alguns dels processos metabòlics més rellevants per a la majoria dels regnes biològics (com la respiració cel·lular o la fotosíntesi). Tot i això, l’oxigen ho pot ser, de verinós.

Álvaro Martínez Camarena és investigador postdoctoral de química supramolecular de la Universitat de València.

Llig ací l’article complet publicat a la revista Mètode

Junts encara podem anar molt més lluny. Amb VilaWeb.

Fes-te’n subscriptor i construeix amb VilaWeb el nou diari que els Països Catalans necessiten ara.
Fer-me'n subscriptor
des de 60€ l'any / 5€ el mes
Ara també ens pots ajudar fent una donació única.
Fer una donació
a partir de 10 €

Més notícies