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¿Manchas difíciles? La solución está en las enzimas

Por Francisco J. Plou (CSIC)*

Ana Yacobi / Flickr

Ana Yacobi / Flickr

En la actualidad, de cada 100 gramos de cualquier detergente, entre uno y dos corresponden a enzimas, es decir, a catalizadores biológicos utilizados para acelerar las reacciones químicas. El auge del uso de las enzimas en productos para la limpieza de ropa y vajillas es tan grande que en Dinamarca, el principal productor de estas proteínas, hay un detergente que contiene hasta nueve enzimas distintas. ¿De verdad merece la pena añadir enzimas a los detergentes o se trata de una cuestión de marketing?

Antes de responder a esta pregunta, conviene saber que el empleo de enzimas en productos de limpieza es relativamente nuevo en la historia de la humanidad y que no ha estado exento de polémicas.

En 1913 el científico alemán Otto Röhm (1876-1939) patentó el uso de extractos de páncreas de animales muertos en el prelavado de prendas de vestir. Sin embargo, no fue hasta la década de 1960 cuando en los detergentes para la ropa se empezaron a introducir masivamente enzimas, cuya producción se realiza generalmente a partir de cultivos de bacterias, levaduras y hongos. Esto sucedió de forma paralela a la implantación de las lavadoras, que requerían productos cada vez más eficientes capaces de eliminar las manchas a temperaturas bajas o moderadas.

Esta innovación fue velozmente popularizada en Europa pero no en Estados Unidos, donde creció el temor de que las enzimas pudieran causar reacciones alérgicas. Los ánimos se apaciguaron en 1971, cuando la Academia Nacional de Ciencias de este país dictaminó que el empleo de enzimas en detergentes representaba un avance tecnológico sin riesgo alguno para la salud.

De hecho, en 1975 se produjo otro logro biotecnológico que impulsó definitivamente este mercado, al conseguir encapsular las enzimas en pequeñísimos gránulos recubiertos por un material inerte que se dispersaba en contacto con el agua de lavado, liberándolas poco a poco. Esta liberación a través del agua de lavado no supone ningún problema ecológico, pues su naturaleza proteica las convierte en biodegradables.

Daniel Lobo / Flickr

Daniel Lobo / Flickr

Pero entonces, ¿las enzimas son realmente útiles en los detergentes? La respuesta es “sí”. Una de sus principales ventajas es el tratamiento de manchas difíciles que de otra manera sería difícil quitar. Así, los detergentes actuales suelen incorporar al menos cuatro tipos de enzimas, la mayoría especializados en un tipo distinto de mancha:

  1. Lipasas, que sirven para eliminar las manchas que contienen sustancias lipídicas, como las procedentes de grasas y aceites alimenticios, cosméticos, pintalabios o sudor. Las lipasas, además, permiten reducir casi un 25% la cantidad de agentes surfactantes o tensioactivos presentes en el detergente.
  2. Proteasas (las primeras enzimas empleadas en detergentes), que se utilizan para degradar las manchas que tienen una base de proteína, por ejemplo las de sangre, huevo o leche.
  3. Amilasas, que eliminan los depósitos de almidón, muy abundantes en patatas, salsas, pasta o arroz, por ejemplo.
  4. Celulasas, que se añaden para un mejor cuidado de las fibras celulósicas de las prendas de algodón, proporcionando una mayor suavidad a las telas y restaurando los colores.

Algunas compañías, en aras de obtener una eficiencia todavía mayor en el lavado, añaden otros dos tipos de enzimas:

  1. Mananasas, que degradan las manchas que contienen mananos, muy difíciles de eliminar. Los mananos, también llamados gomas, se emplean como espesantes en alimentos como helados y salsas, y también están presentes en lociones corporales o pasta de dientes.
  2. Pectinasas, para eliminar los residuos de la pectina de las frutas, por ejemplo en mermeladas, zumos o yogures.

Además, las enzimas generan una serie de beneficios medioambientales. El más destacado es la posibilidad de emplear programas de lavado más cortos y a temperatura ambiente, lo que supone un notable ahorro energético y de agua. De hecho, la mayor parte de la energía consumida en un lavado se utiliza para calentar el agua.

Pero también las enzimas permiten reducir, e incluso suprimir, la incorporación a los detergentes de algunas sustancias químicas que contaminan las aguas de lavado, fundamentalmente los fosfatos, que tienen un efecto demoledor sobre los medios acuáticos y que, poco a poco, están siendo prohibidos en los productos de limpieza en todo el mundo.

Así pues, como vemos, el tambor de la lavadora es una especie de reactor químico en el que las enzimas tienen que hacer su trabajo durante el breve tiempo de lavado, sorteando todo tipo de dificultades derivadas de la presencia de tensioactivos, agentes blanqueantes y suavizantes, en un entorno alcalino de un pH entre 9 y 12. ¡Y lo consiguen!

 

* Francisco J. Plou es investigador científico en el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica del CSIC y autor del libro ‘Las enzimas’, disponible en la Editorial CSIC Los Libros de la Catarata.

¿Cómo se imaginaban la Luna en el siglo XIX?

Fotografía de un molde de escayola construido por Nasmyth recreando la región del cráter Copérnico. Publicada en ‘La Luna: considerada como un planeta, un mundo y un satélite’ (1874).

Fotografía de un molde de escayola construido por Nasmyth recreando la región del cráter Copérnico. Publicada en La Luna: considerada como un planeta, un mundo y un satélite (1874).

Por Montserrat Villar y Mar Gulis (CSIC)*

Mira esta fotografía de un cráter lunar. ¿Dirías que es real o que se trata de una maqueta? Publicada en 1874 por el ingeniero mecánico e inventor James Nasmyth (1808-1890) y el astrónomo James Carpenter (1840-1899), la imagen solo puede ser una recreación…  aunque es sorprendentemente buena para la época.

Pese a que por aquel entonces hacía varias décadas que se habían empezado a obtener fotografías de nuestro satélite, la calidad no era suficiente para resaltar los detalles de su superficie con la nitidez que los autores deseaban. En lugar de esto, Nasmyth construyó moldes de escayola del relieve lunar inspirados en observaciones telescópicas realizadas junto a Carpenter. Los moldes fueron iluminados con diferentes intensidades y desde distintos ángulos, controlando las condiciones con exquisito cuidado, y posteriormente fotografiados.

Hoy en día algunas de esas imágenes siguen dando a primera vista la impresión de haber sido tomadas in situ. Pero hay más. Nasmyth y Carpenter no limitaron su recreación de la Luna a estos moldes –que en la actualidad se conservan en el Museo de la Ciencia de Londres–. En su libro La luna: considerada como un planeta, un mundo y un satélite, donde se incluyeron las fotografías, los autores trataron de describir otras sensaciones que experimentaría en la Luna un ser humano que encontrara un método para poder respirar.

Molde de escayola de una porción de la superficie lunar realizado por Nasmyth. / Museo de Ciencias , Londre (CC-BY-NC-ND-2.0.)

Molde de escayola de una porción de la superficie lunar realizado por Nasmyth. / Museo de Ciencias , Londres (CC-BY-NC-ND-2.0.).

Detallaron, por ejemplo, los efectos de la ausencia de aire. Incluso cuando el Sol o la Tierra brillaran altos sobre el horizonte, al no haber difusión de la luz como ocurre en nuestra atmósfera, se vería un cielo totalmente negro salpicado por las luces de estrellas y planetas, que se apreciarían con mayor nitidez que en cualquier noche terrestre.

Nasmyth y Carpenter también imaginaron los cambios en el paisaje producidos por los marcados juegos de luces y sombras sobre el relieve lunar; o los contrastes de color debidos a la composición de la superficie, donde diferentes minerales darían coloraciones especiales y únicas a la escena.

Además recrearon el espectáculo de un eclipse solar producido por la Tierra. En la ilustración realizada por Nasmyth,  se aprecia el Sol en la distancia eclipsado por nuestro planeta, tal y como lo vería un observador en  la Luna. Su forma empieza a despuntar detrás del círculo terrestre, que tiene un tamaño aparente unas cuatro veces mayor. La corona aparece impresionante. La luz solar atraviesa la fina capa de la atmósfera de nuestro planeta rodeándolo de un halo brillante y rojizo que ilumina un paisaje montañoso y salvaje donde reina la desolación.

El Sol eclipsado por la Tierra visto desde la Luna. / Ilustración de James Nasmyth.

El Sol eclipsado por la Tierra visto desde la Luna. / Ilustración de James Nasmyth.

Junto a sugerentes imágenes, en el libro también hay espacio para el “mortal silencio que reina en la luna”: “Mil cañones podrían ser disparados y mil tambores golpeados en aquel mundo sin aire, pero ningún sonido saldría de ellos. Labios que podrían temblar, lenguas que intentarían hablar, pero ninguna de sus acciones rompería el silencio de la escena lunar”.

 

* Montserrat Villar es investigadora en el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA) en el grupo de Astrofísica extragaláctica. 

El médico que describió y dignificó el síndrome de Down

Por Mar Gulis (CSIC)

‘Subnormal’, ‘deficiente’ o ‘mongol’ son términos peyorativos que se han ido desterrando, al menos de los discursos públicos, a la hora de referirse a las personas con síndrome de Down u otros tipos de trastorno. Es más, poco a poco la tendencia es hablar de ‘diversidad funcional‘, en lugar de minusvalía o discapacidad.

Dos jóvenes con síndrome de Down participan en una actividad de concienciación / Foto: Reinaldo Carvalho.

Dos jóvenes con síndrome de Down participan en una actividad de concienciación / Foto: Reinaldo Carvalho. Flickr

Lo que está claro es que hoy día nadie pone en duda que han de gozar de los mismos derechos, potenciando en su caso el acceso a programas de terapia ocupacional u otros tipos de apoyo. Sin embargo, esto no siempre fue así. John Langdon Down, a quien se debe el nombre de este trastorno genético, fue el primero en describirlo de forma sistemática en el año 1866. De acuerdo con la teoría de Darwin, Down creyó que el síndrome que hoy se conoce con su nombre era un retroceso hacia un tipo racial más primitivo, una forma de regresión al estado primario del ser humano. Encontraba en sus pacientes un parecido físico con los mongoles, nómadas de la región central de Mongolia, que entonces eran considerados seres primitivos y poco evolucionados. Down buscaba explicaciones científicas y biológicas para las anomalías congénitas que, según las concepciones vigentes en aquellos tiempos, obedecían a razones divinas.

Casi un siglo después, en 1958, el genetista francés Jérôme Lejeune descubrió que se trata de una alteración genética producida por la presencia de un cromosoma extra, o una parte de él. Así, el término ‘mongolismo’ se extendió a lo largo del siglo XX hasta que Gordon Allen y colaboradores, en un artículo publicado en 1961 en la revista American Journal of Human Genetics, plantearon que ‘trisomía del par 21’ o ‘síndrome de Down’ eran nombres más apropiados.

¿Qué nos dice esto acerca de John Langdon Down? Si lo miramos con los ojos de nuestro tiempo, cualquiera pensaría que era un médico discriminatorio, racista o prejuicioso. Pero una vez más, entender la época (en este caso, pleno siglo XIX) es crucial para comprender algunos postulados que hoy día suenan anacrónicos.

El médico británico John Langdon Down (18 de noviembre de 1828 - 7 de octubre de 1896) / Wikipedia

El médico británico John Langdon Down (18 de noviembre de 1828 – 7 de octubre de 1896) / Wikipedia

Así, John Langdon Down, lejos de ser un intolerante, tenía ideas avanzadas para su época. En el libro El síndrome de Down (CSIC-Catarata), el científico Salvador Martínez Pérez, del Instituto de Neurociencias de Alicante (CSIC-UMH), relata cómo Down se opuso fuertemente a la esclavitud, defendió los derechos de las mujeres (como su derecho al voto o el acceso a todas las profesiones, incluida la de clérigo) y señaló que se debía proveer educación especial y dar oportunidades a todos los niños con discapacidad, independientemente de su extracción social. En aquella época, a estos niños se les solía tener encerrados en los cuartos de los criados, aislados y privados de educación. Down siempre criticó esta situación e insistió en que debían recibir una formación adecuada; sostenía que podían llegar a ser socialmente útiles para desempeñar determinadas tareas.

Nacido en Inglaterra en 1828, tal era la entrega de Down hacia esta causa, que incluso renunció a una brillante carrera en el Hospital de Londres para ejercer la medicina en el Royal Earlswood Asylum, un centro para gente con discapacidad ubicado en Surrey (ciudad situada en el cinturón londinense). Este asilo fue el primer establecimiento creado para cuidar a estas personas y fue pionero en aplicar técnicas de terapia ocupacional a sus internos. Allí, Down instituyó un programa de reformas que reflejaba su creencia en la humanidad y la dignidad de los niños y adultos con discapacidad. Entre las reformas que llevó a cabo durante su mandato se pueden señalar la eliminación de la práctica de castigar a los residentes por el mal comportamiento (prefería establecer reuniones y tertulias con ellos) o el fomento del entretenimiento y la formación profesional a los residentes que podían beneficiarse de ella.

Una crónica de la época sostiene que el Dr. Down se indignó cuando la junta directiva del hospital no permitió que sus residentes mostraran sus obras de arte en una exposición en París, y esto es lo que le llevó a dimitir de su cargo, dejar Earlswood y establecer, junto a su esposa María, Normansfield: su propio hospital en Teddington para la educación de niños y adultos con trastornos mentales de familias ricas. No obstante, atendió a niños pobres hasta su muerte. Así, Normansfield se convirtió en la joya de la corona de la familia de Down, y dos de los hijos del matrimonio Down continuaron con el trabajo allí después de la muerte de Down.

Pero, ¿cómo era Normansfield? Todo lo que Down y su esposa habían querido hacer en Earlswood y no pudieron, ya fuera por dinero o porque no tenían el poder necesario, fueron capaces de lograrlo en Normansfield. Allí se luchaba por la integración de las personas con este síndrome: se hacían actividades de entretenimiento artístico con los internos que incluían el canto, la danza y el teatro; se daban lecciones de baile y patinaje sobre ruedas y había un jardín y una granja con vacas, pollos, cerdos y un huerto. Los residentes participaban en celebraciones como la Navidad, e incluso se les llevaba de vacaciones a la orilla del mar durante seis semanas al año.

El doctor Down murió el 7 de octubre de 1896. Sus dos hijos, Reginald y Percival Down, continuaron su tarea de estudio y dignificación de este trastorno, en especial Reginald, quien siguió con la descripción de algunas características más de la lista de rasgos físicos asociados al síndrome de Down, como su peculiar pliegue palmar.

 

Si quieres saber más sobre este tema, el investigador Salvador Martínez Pérez, del Instituto de Neurociencias de Alicante (CSIC-UMH) realiza un estado de la cuestión en el libro El síndrome de Down (CSIC-Catarata).