Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Premios Nobel a lo clásico

La cosecha anual de Premios Nobel científicos se ha completado con la concesión de los de Química, Física y Economía. Quizá para compensar el otorgamiento del Nobel de Medicina 1997 a una idea, la de los priones, que aun tiene más de teoría e hipótesis que de realidad totalmente contrastada, los tres Premio Nobel de esta semana han correspondido a investigaciones que se pueden considerar como clásicas y asentadas en sus respectivos campos.

EL ATP. El Nobel de Química será compartido por 3 bioquímicos. La mitad de su importe la repartirán el profesor americano Paul D. Boyer y el investigador inglés John E. Walker, por sus hallazgos de cómo se realiza la síntesis del adenosín trifosfato, de forma abreviada el ATP, mediante la enzima ATP sintasa. La segunda mitad del premio será para el profesor danés Jens C. Skou, por el descubrimiento de otra enzima localizada en membranas, que depende energéticamente del ATP. Es conocida como bomba sodio/potasio dependiente de ATP, y su misión es mantener un adecuado balance de iones sodio y potasio entre el interior y el exterior celular.

La energía química liberada en la combustión de nutrientes se capta y aprovecha en las mitocondrias, unos orgánulos subcelulares, usándose para fabricar el ATP a partir de sus componentes, ADP (adenosín difosfato) y fosfato. Cuando otras reacciones metabólicas necesitan energía, la obtienen, precisamente, de la liberada en la hidrólisis del ATP hasta ADP y fosfato. De ahí que al ATP se le suela calificar como la moneda energética celular universal. Y, entre la multitud de procesos que necesitan energía y la obtienen del ATP, se cuenta la antes citada bomba sodio/potasio, que bombea iones sodio desde el interior celular al exterior, a cambio de introducir en las células iones potasio desde el exterior.

El ATP fue descubierto hace 70 años y su protagonismo metabólico ha hecho que las investigaciones relacionadas con el mismo hayan sido ganadoras de varios Premios Nobel . El de Medicina de 1953 le correspondió al profesor alemán Fritz Lipmann, al demostrar que el ATP era el portador universal de la energía química, a través de sus llamados enlaces fosfato ricos en energía. El de Química, de 1957, se le adjudicó al bioquímico inglés Alexander Todd, quien había logrado la síntesis química del ATP. El también bioquímico inglés Peter Mitchell obtuvo el Nobel de Química de 1978, por su hipótesis quimiosmótica, que explicaba como se formaba el ATP, mediante la enzima ATP sintasa, gracias a la existencia de un gradiente de protones a un lado y a otro de la membrana interna mitocondrial.

Esta enzima ATP sintasa había sido previamente estudiada, al principio de la década de los 50, por el Nobel de Química de este año, el profesor Paul Boyer, actualmente con 79 años. Los conocimientos más detallados, de tipo químico y estructural, los logró el también Nobel de Química 1997, Dr. John E. Walker, de 56 años, quien aclaró, ya en los 90, la estructura tridimensional cristalográfica de la ATP sintasa. En cuanto al primer Nobel de Química danés, el profesor Skou, tiene 79 años, al igual que el profesor Boyer. Publicó su primer trabajo sobre la bomba sodio / potasio dependiente de ATP en 1957, aclarando muchos aspectos de un proceso cuya existencia se conocía desde 1920. En 1963, ya se le había concedido el Nobel de Medicina al investigador inglés Alan Hodgkins al relacionar esa bomba con el funcionamiento neuronal. Actualmente, se conocen otras numerosas bombas iónicas parecidas que participan en importantes mecanismos fisiológicos como la contracción muscular, la secreción gástrica, etcétera.

ENFRIANDO ÁTOMOS. A temperatura ambiente los átomos y moléculas del aire se mueven a velocidades de 4.000 kilómetros por hora lo que hace imposible abordar muchísimos estudios. Al enfriarlos se reduce su velocidad, pero su paso al estado líquido o sólido hará que se agreguen y tampoco puedan investigarse individualmente. Los problemas se resolverían si se pudiesen enfriar lo suficientemente y en el vacío. Por ejemplo, a la temperatura de una millonésima de grado por encima del cero absoluto (la menor temperatura posible de alcanzar) y con suficiente vacío, los átomos libres de hidrógeno se mueven tan solo a la velocidad de 25 centímetros por segundo, lo que les habilita para su estudio individualizado. Los Premios Nobel de Física del presente año han correspondido a los científicos que han desarrollado esta tecnología de los nuevos métodos de enfriamiento y atrapamiento de átomos, mediante el uso de láseres de luz.

Los físicos americanos profesor Steven Chu y William D. Phillips, ambos de 49 años, serán acompañados por el profesor Claude Cohen-Tannoudji, de 64 años, nacido en Argelia, pero ciudadano francés. Como una consecuencia de los sistemas que han desarrollado, se han incrementado nuestros conocimientos sobre las interacciones entre radiaciones y materia y, en particular, sobre el comportamiento físico cuántico de los gases situados a bajas temperaturas. El profesor Chu ha sido capaz de construir verdaderas fuentes de átomos, con una técnica que permitirá la construcción de relojes atómicos más de un centenar de veces lo precisos que los actuales. Asimismo, las técnicas desarrolladas por los laureados con este Nobel de Física 1997 han constituido la base del descubrimiento del nuevo estado de la materia conocido como la condensación Bose-Einstein de los gases atómicos, un tema del que ya nos ocupamos, en su día, en otra colaboración divulgativa.

FLEXIBILIDAD VALORADA. En los últimos años, los Nobel de Economía suelen concederse a cuerpos doctrinales matemáticos que se aplican a aspectos propios de la Economía. El Nobel de 1997 ha ido a parar a dos economistas americanos, los profesores Robert C. Merton, de la UNIVERSIDAD DE HARVARD y el profesor Myron S. Schols de la UNIVERSIDAD DE STANFORD. Con ello se reconoce su desarrollo de nuevos métodos que permiten las evaluaciones económicas de muchas áreas de la Economía, tales como los instrumentos financieros derivados. Ello permite un mejor cálculo de los niveles de riesgo de las transacciones, y de la valoración de opciones. El profesor Schols, junto con el fallecido economista Fischer Black, desarrollaron en su día, una teoría que quedó plasmada, en 1973, en la publicación de la conocida como fórmula de Black-Schols. Desde entonces, millares de instituciones, inversores y hombres de negocios la han usado para valorar las opciones de stock en los mercados de todo el mundo. Robert Merton generalizó posteriormente el método, logrando su mayor aplicabilidad.

Este sistema actualmente se considera indispensable no solo para analizar los instrumentos financieros derivados sino para aspectos concretos: elegir para una industria entre varias fuentes de energía, en relación con sus posibles cambios futuros de costo; decidir abrir o no una instalación en función del precio posible del producto fabricado; o la valoración de nuevos instrumentos financieros con riesgos específicos. En resumen, siempre que la flexibilidad sea una opción, es esencial su mejor valoración a fin de escoger la mejor solución. Los economistas Black, Merton y Schols han posibilitado que ello pueda hacerse.