El Interruptor de la Eternidad
Hace años, en un fin de semana largo como este, el biólogo celular Mark Roth estaba recostado en su sala. En la pantalla, un documental de National Geographic mostraba imágenes del sur de México: cuevas y ríos nacidos del volcán El Chichonal. Allí, en ambientes saturados de sulfuro de hidrógeno que matarían a cualquier humano, la vida florecía. Roth vio algo que lo sacudió: organismos que parecían detenerse, quedar inertes y, cuando las condiciones cambiaban, simplemente continuaban.
Aquella observación trivial tocó una pregunta que hoy redefine la medicina crítica: ¿Y si la vida supiera pausarse para no morir?
Blanca y el Neutrófilo: La Guerra en el Pulmón….
Todo comenzó, curiosamente, lejos de un laboratorio y a finales del siglo pasado. Mark Roth, biólogo celular, un fin de semana largo como el actual, recostado en su sala junto a su familia, vio hace años un documental de National Geographic sobre regiones remotas que mostraba imágenes del sur de México: cuevas y ríos que brotaban de las faldas del volcán El Chichonal, era sobre ambientes extremos donde la vida parece detenerse y luego continuar, como si el tiempo no fuera una línea recta sino un recurso flexible. En aquella observación, aparentemente trivial, Roth vio algo que lo sacudió: organismos que parecían detenerse, quedar inertes y, cuando las condiciones cambiaban, simplemente continuaban, de ahí le nació una pregunta profunda: ¿y si la vida supiera pausarse para no morir? Esa pregunta no era nueva. Era antigua. Tan antigua como la vida misma.
Y de pronto se levantó de la comodidad de su reposet y dijo en voz alta: familia nos vamos de viaje! Y ellos en coro dijeron; nos vamos a México.
Él como todo investigador, tenía que salir de dudas: cómo era posible que ocurriera lo que vio en el documental? una cámara colocada en la salida de las cavernas del volcán y de las que fluían torrentes de agua, mostraba que animales pequeños de la fauna local, que iban a beber a las orillas de la corriente, de pronto empezaban a caminar como si estuvieran mareados y salían escapando, pero algunos caían y permanecían recostados por algún tiempo al borde del torrente y posteriormente parecían despertar y se retiraban del lugar, este tipo de cámaras populares para este tipo de tomas son las cámaras-trampa o time-lapse mostraban en tiempo real lo que ocurría en el lugar. Decidió que él y su equipo de colaboradores investigaría que fenómeno ocurría allá, y a partir de ese día decidió informarse de todo sobre esa región mexicana, mientras preparaba con su equipo lo necesario para llegar a la verdad.
México lindo y querido
En nuestra república existe un sistema de cuevas (México en general es un paraíso para los espeleólogos de todo tipo, se encuentran los sistemas de cuevas más grandes del mundo, muchos de ellos con sistemas acuáticos aún no del todo estudiados y con flora y fauna desconocidos aún). Estas cavernas llamadas Cuevas Villa de la Luz, cueva de las Sardinas, Cueva del azufre se encuentran a dos kilómetros del pueblo de Tapijulapa, municipio de Teapa. En los últimos años han llegado allá muchos grupos de investigadores de todo el mundo, buscando qué? Estas cavernas se caracterizan por tener un contenido de azufre elevado, no compatible con la vida(¿), contienen además alto contenido de sulfuro de hidrógeno, pero lo increíble es de que existe un sistema de bacterias en sus aguas que extraen energía a partir de sistemas autotróficos (extremófilos), y que son el inicio de una cadena alimenticia que sigue en moluscos, pequeños invertebrados muchos ciegos, murciélagos y un tipo de pez la Poecilia Mexicana que los indígenas lugareños Zoque, desde hace centurias por fechas de primavera los extraen en una ceremonia como fuente alimenticia para períodos de sequía. Lo extraordinario es que existe todo un sistema de vida (extremófilos), muy desarrollado en ambientes en que las mediciones del oxígeno son de alrededor de 9% y el Ph del agua oscila entre 0 y 3. De donde proviene ese nivel de azufre?, al momento no hay seguridad de su proveniencia pero pudiera ser de los grandes depósitos en el subsuelo de petróleo y de gas que existen en tabasco muy cerca de las cuevas; y por otro lado se encuentra cerca el Volcán Chichonal, que en su caldera tiene ríos de azufre.
La vida tan variada al sur de México va disminuyendo drásticamente al llegar a la entrada de las cuevas por lo tóxico de los gases que emana, y se ha visto que ciertos animales mamíferos, al pasar cerca de ella y después de 2 o 3 respiraciones caen en una especie de torpor, letargo, inconsciencia, etc., pero si tienen la suerte de que las corrientes de aire direccionen a rutas diferentes al gas proveniente del interior, el animal en cuestión puede respirar nuevamente “aire normal”, se despierta y se va tan tranquilo como había llegado. Los lugareños saben que es un gas que puede matar, pero que en ciertas circunstancias puede ser causa de un famoso fenómeno. Ellos saben que los dioses que habitan allá en las profundidades de los volcanes, son magnánimos con ellos solo unos días al año y les permiten entrar a recoger alimento como una dádiva de ellos, a cambio de ofrendas y sumisión, esos días es toda una ceremonia, los vientos cambian de dirección y las corrientes de aire ingresan hacia las cavernas y permite que ellos entren, a la morada de los dioses y así cumplir el ritual anual de ofrecer ofrendas a cambio de alimento que ellos les permiten extraer y que se trata en general de los peces ciegos, no importa la cantidad , lo que realmente a cada uno de los lugareños es que les toque el pequeño pez, porque representa un obsequio de los dioses.
El viaje:
El Dr. Mark Roth del Fred Hutchinson Cancer Research Center, Seattle su familia e investigadores emprendió el viaje, el inicio de una gran aventura, aunque ellos todavía ni se imaginaban los alcances de ella, igual que el inicio del viaje desde la Comarca de Frodo y sus tres acompañantes hacia el volcán Monte del destino, en Mordor donde habitaba el Señor Oscuro, Sauron, en la obra maestra “El Señor de los anillos”.
El Dr. Roth consideró que debía de investigar mecanismo de acción del hecho en sí. La forma más sencilla para identificarlo sería ir a las cuevas tomar una muestra del medio ambiente y colocarlo en un cromatógrafo de gases y así determinar los componentes. Y adecuadamente preparados llegaron hasta la entrada de los “Dioses”, y profanaron su morada, y provistos de máscaras antigás se introdujeron, a pesar de la negativa de los lugareños recogieron muestras de la fauna y flora del lugar y recolectaron los gases del medio ambiente de la cueva, y confirmaron que el oxígeno apenas alcanzaba a 9%, y el pH del agua era menor de 3 y lo sorprendente era la elevada presencia del sulfuro de hidrógeno.
Los estudios posteriores:
Desde los primeros organismos de la Tierra primigenia, cuando el oxígeno aún era escaso y tóxico, la supervivencia dependía de una capacidad fundamental: regular el metabolismo, no acelerarlo siempre. Vivir no era correr, era saber cuándo detenerse.
Cuál será el secreto que tienen esas cuevas que poseen la clave para descifrar si la vida tiene ese botón de on – off para desacoplar la producción de energía en forma casi instantánea? Él tenía una vaga idea…
Roth llevó esa intuición al laboratorio. El paso siguiente era, en un ambiente controlado, someter a algún animal (en una cámara de vidrio se introducía un ratón vivo en un medio con aire ambiental, luego se introducía el gas recolectado en las cuevas) a ese medio ambiente y ver qué pasaba. Se repitió lo observado en la vida real, el animal -un ratón en cuestión- después de sus primeras respiraciones caía en inconsciencia, disminuyendo rápidamente su metabolismo con consecuente disminución de la frecuencia respiratoria, la frecuencia cardíaca, su temperatura (promedio de 10 grados menos) y su tasa metabólica caía, hasta reducirse al 10%. Si el nivel de Oxígeno se mantenía dentro de ciertos límites el ratón, horas después, hasta 6, en los primeros experimentos, “despertaba” al incrementar el medio ambiente con mayor FiO2, y lo sorprendente fue que el animal no presentaba lesiones aparentes.
El análisis inicial del hecho demostraba que a nivel bioquímico debería existir algún tipo de bloqueo, muy rápido y eficiente, de la maquinaria energética, no quedaba más que pensar que se debe de dar a nivel mitocondrial, y tiene que involucrar a la cadena de transporte electrónico y a la fosforilación oxidativa, ósea a alguno de los citocromos o en la partícula Pf1-0 (Partícula de Fernández Moran donde se realiza la fosforilación oxidativa). Pero si se disminuye el consumo de O2 tiene que ser antes de su empleo, por lo que solo restan los citocromos. Ya de tiempo se sabía que ciertos “tóxicos” podían detener su funcionamiento y de esa manera matar a la célula, uno de ellos el más antiguo era el Dióxido de Carbono. (tóxico para la vida por que es afín más de 200 veces que el oxígeno a la hemoglobina, compitiendo con su transporte). Hacia el final desarrollaremos los conocimientos actuales proporcionados por la investigación del Dr. Roth.
Y ahí apareció el protagonista inesperado: el sulfuro de hidrógeno (H₂S), un gas maloliente, temido por su toxicidad, asociado a cloacas y muerte. En los basurales, donde existe muerte de millones de células, ellas tratan de sobrevivir produciendo el gas, que da el olor característico de esos lugares. Sin embargo, la biología rara vez es moral: lo que mata en exceso, regula en dosis justas.
Los estudios demostraron que el H₂S es un gasotransmisor endógeno, producido por nuestras propias células, capaz de inhibir de forma reversible la cadena respiratoria mitocondrial, desacoplando la producción de ATP. El resultado no es la muerte celular, sino algo mucho más sutil: una reducción profunda y controlada del metabolismo. Pero la ciencia detrás de esto es muy compleja, y nace en los inicios de la vida en la Tierra.
En modelos animales, ratones expuestos a concentraciones precisas de H₂S disminuían su consumo de oxígeno, bajaban su temperatura corporal y entraban en un estado similar a la hibernación. No estaban muertos. Estaban en pausa. Cuando el estímulo desaparecía, volvían a la vida funcionalmente intactos.
Aquí aparece el eco del fenómeno de Lázaro: la observación clínica —antigua y reiterada— de personas que regresan a la vida tras estados de muerte aparente, especialmente asociados a hipotermia, hipoxia profunda o trauma extremo. No es magia. Es biología conservada. Y más recientemente, la ciencia ha dado nombre a algo aún más fascinante: anástasis (del griego “resurrección”), el proceso por el cual células que han iniciado programas de muerte (apoptosis) logran revertirlos y sobrevivir. La célula no muere linealmente; evalúa, espera, y si el entorno cambia, regresa. ¿Y si la vida supiera pausarse para no morir?
Aquí entra la historia de Blanca y el neutrófilo, que hemos usado como metáfora viva: Imagina a Blanca, una terapeuta respiratoria en una guardia de hospital de tierras altas. Frente a ella, un paciente con un pulmón devastado por el SDRA. Y el interior de ese parénquima, se libra una batalla microscópica: neutrófilo, el guerrero de nuestra inmunidad, ha llegado al frente de batalla. Normalmente, estas células están programadas para morir rápido (apoptosis) y evitar daños colaterales, pero en el pulmón inflamado, algo falla, el neutrófilo no es un kamikaze ciego. Es una célula antigua, entrenada por millones de años de evolución para decidir cuándo avanzar y cuándo detenerse, cuándo activar su metabolismo y cuándo contenerlo, cuándo morir y cuándo regresar.
Pero finalmente todo converge en la mitocondria.
La mitocondria no es solo la “central energética”. Es una memoria evolutiva. En su membrana interna viven los sistemas de fosforilación oxidativa, pero también los desacopladores que permiten transformar energía química en calor, o simplemente no producir ATP.
Ese mecanismo —presente en peces, aves, mamíferos, humanos y vegetales— permitió la hibernación, la termogénesis adaptativa y la supervivencia en ambientes extremos. Lo que Roth y otros investigadores modernos hicieron no fue inventar nada. Redescubrieron un lenguaje antiguo de la vida. Hoy hablamos de: suspensión animada, protección mitocondrial, regulación metabólica, gas-transmisores, hibernación inducida, preservación de órganos, trauma y shock profundo.
Pero la vida lo hacía mucho antes de que tuviéramos nombres para ello. Y él estaba decidido a descubrir y llegar hasta lo mas profundo de la Biología y en su Instituto reunió a los mejores investigadores del mundo, incluyendo a ganadores del premio Nóbel. Lo que Roth entendió tras ver el Chichonal es que este “regreso” no es magia, es Suspensión Animada.
Y así el Dr. Roth en su laboratorio inició su aventura hacia los abismos de la mitocondria para encontrar respuestas al origen de la vida en la Tierra. Y comenzó sus investigaciones trabajando con el sulfuro de hidrógeno, que al igual que el cianuro en su composición contiene Azufre. Y qué tiene de especial este átomo? Recordemos un poco nuestros estudios de bioquímica: El Azufre y el Oxígeno (junto con el selenio, el teluro, etc.) se encuentran en el mismo grupo de la tabla periódica. Si analizamos su composición electrónica: aunque el O2 tiene 8 electrones y el S 16, los dos en su último orbital electrónico tienen 6 electrones, y recordando la regla del “octeto” un átomo se estabiliza, electrónicamente hablando, cuando tiene 8 en su último orbital; entonces esto les da la oportunidad de compartir (mediante enlaces electrónicos) un par de electrones. El H tiene 1, y en el medio ambiente se encuentra en forma abundante, por lo tanto 2 H se unen con el Oxígeno y forman el agua, 2 H se unen al S y forman el sulfuro de H. Y ya está tendida la trampa, porque a las dos moléculas les falta electrones, y pueden comportarse como aceptores y Qué citocromo los emplea? El citocromo C, un portento de la naturaleza, es un grupo enzimático demasiado complejo para que el ser humano con su conocimiento actual pueda haber comprendido en toda su magnitud sus capacidades, se conoce también con el nombre de Citocromo A-A3 ya que en su estructura posee dos grupos Hem, con hierro que salta de estadios electrónicos de férrico a ferroso, posee también cobre en su composición. Y es la encargada, mediante un proceso, no del todo entendido, de proporcionar los pares de electrones que han ido saltando en la cadena de transporte, hacia la molécula aceptora final, que en condiciones normales es el Oxígeno y de esa forma finalmente generar agua, que es el subproducto final de esta fase de la bioquímica mitocondrial. Pero, al mismo tiempo expulsa, con la energía restada al electrón del hidrógeno, un par de protones hacia el exterior de la membrana interna mitocondrial. Parece sencillo: es un juego de protones y electrones, pero ahora sabemos que los protones no son partículas fundamentales, sino pertenecen a la familia de los fermiones, y que un protón está formado a su vez de subpartículas, 3 en total, llamados Quarks (dos llamados up y uno down”) y están unidos por fuerzas fundamentales y algunas otras partículas como los gluones. Y los electrones, también pertenecientes al grupo de los fermiones, ahora se llaman leptones. Cómo es que una molécula enzimática que existe en la tierra desde hace millones de años “sabe” cómo manejar y aprovechar para nuestro beneficio a la física cuántica, lo que nosotros los inteligentes seres humanos apenas empezamos a descubrirla.
Creo que después de la vida, el regalo más importante que nos dieron los dioses es la mitocondria y sus citocromos. Y esa maquinaria que produce fisión atómica a nivel nanométrico, cómo puede haber sido creada?, Es producto solo de la evolución de la vida sobre la Tierra? O es producto de la inteligencia de nuestros Creadores? Cada uno tiene su propia respuesta.
Pero continuemos con la investigación: si al puesto de oxígeno, como aceptor de leptones, se coloca el azufre, como sulfuro de hidrógeno, el citocromo lo acepta y lo hace preferentemente, en relación al oxígeno, pero como su número de leptones es diferente el doble (16) que del oxígeno la maquinaria enzimática se detiene, pero aparentemente no se altera, mientras la concentración del azufre sea mayor que la del oxígeno, el citocromo en cuestión se paraliza, pero los otros citocromos C continúan trabajando con el oxígeno disponible, por lo que la producción de ATP se mantiene, pero en niveles menores y variables, pero potencialmente compatibles con la vida, dependiendo del nivel de sulfuro de Hidrógeno presente en el aire respirado. Si este sistema es tan eficiente para detener el metabolismo, será posible que nuestra bioquímica lo emplee en condiciones fisiológicas? Sí, y lo hace eficientemente, poseemos los mecanismos para producir en forma controlada al sulfuro de hidrógeno, solo recuerden cuando uno está en basureros, donde las condiciones medioambientales son pobres para la vida, cual es el olor característico? A huevos podridos, es decir a sulfuro de hidrógeno. Significa que en esos medios se está produciendo ese gas como un mecanismo de sobrevida celular. Pero esto ya se daba millones de años atrás, por qué? Puede darse dos elucubraciones: en esos primigenios tiempos las condiciones medio-ambientales eran paupérrimas, por lo que podría haber sido de beneficio para la sobrevida de esos organismos primitivos o, por otro lado, estos sistemas bioquímicos fueron diseñados con miras hacia un futuro, en ese tiempo lejano, o en otra época y lugar ya se enfrentaron en su evolución a condiciones medioambientales críticas, como son las del espacio.
Pero continuemos con nuestro tema: El transporte de oxígeno o azufre desde nuestra membrana alveolo-capilar hasta el citocromo solo toma segundos, por lo que su efecto es casi instantáneo. Imagínense que al puesto de gas anestésico abramos el dial del sulfuro de hidrógeno (al momento los experimentos se dan con 80 partes por millón), tendríamos al paciente en una fase de hibernación controlada sin inducir todas las respuestas patológicas que ahora significa dar una anestesia. Pero el campo es mucho más amplio, en todas aquellas situaciones críticas en las que se requiere tiempo para corregir lesiones anatómicas, situaciones post paro, estadios de choque, sepsis, etc., etc. Parece muy futurístico, pero no, realmente estamos a las puertas de ello. Según la FDA es probable que en menos de 5 años ya se esté trabajando en humanos. Con el empleo de moléculas administradas parenteralmente y de forma controlada como donadoras de sulfuro de hidrogeno, como el Sulfuro de Sodio.
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Epílogo · El Futuro nace del Pasado Primordial. El conocimiento no crea la vida, la alcanza
La biología no avanza negando el pasado, sino entendiéndolo mejor. Los mecanismos que hoy estudiamos con microscopios de alta resolución ya estaban presentes cuando los primeros organismos aprendieron que, para sobrevivir, a veces hay que detenerse.
Lo que hoy investigamos como vanguardia en medicina crítica —el uso de donadores IV de sulfuro para proteger órganos de la isquemia o para ganar tiempo en un choque hemorrágico— es, en realidad, un eco de nuestros orígenes más remotos.
Desde los tiempos primigenios, cuando la atmósfera de la Tierra era una sopa de azufre y carecía de oxígeno, nuestros ancestros celulares aprendieron a convivir con el sulfuro. Él estuvo con nosotros al principio y, paradójicamente, parece ser la clave para llevarnos al futuro.
Aceptar esto implica una verdad incómoda para quienes manejamos el soporte vital: el ventilador mecánico no solo mueve aire; mueve energía. El desafío de la medicina moderna no es solo encender o apagar el freno metabólico, sino entender cuándo permitir que el sistema descanse para que pueda repararse.
La ciencia moderna no ha descubierto cómo crear vida. Ha empezado, apenas, a escuchar cómo la vida se protege a sí misma. Y quizá esa sea una de las lecciones más profundas de la Biología: no todo progreso es aceleración. A veces, la sabiduría está en saber pausar. Hoy, mientras miramos los monitores en la unidad de cuidados intensivos, debemos recordar que la vida no es una línea recta que termina en un punto. Es un recurso flexible que, bajo la influencia del azufre, aprendió hace millones de años el arte de pausar el reloj para burlar a la muerte…
Todo comenzó, curiosamente, lejos de un laboratorio y a finales del siglo pasado. Mark Roth, biólogo celular, un fin de semana largo como el actual, recostado en su sala junto a su familia, vio hace años un documental de National Geographic sobre regiones remotas que mostraba imágenes del sur de México: cuevas y ríos que brotaban de las faldas del volcán El Chichonal, era sobre ambientes extremos donde la vida parece detenerse y luego continuar, como si el tiempo no fuera una línea recta sino un recurso flexible. En aquella observación, aparentemente trivial, Roth vio algo que lo sacudió: organismos que parecían detenerse, quedar inertes y, cuando las condiciones cambiaban, simplemente continuaban, de ahí le nació una pregunta profunda: ¿y si la vida supiera pausarse para no morir? Esa pregunta no era nueva. Era antigua. Tan antigua como la vida misma.
Y de pronto se levantó de la comodidad de su reposet y dijo en voz alta: familia nos vamos de viaje! Y ellos en coro dijeron; nos vamos a México.
Él como todo investigador, tenía que salir de dudas: cómo era posible que ocurriera lo que vio en el documental? una cámara colocada en la salida de las cavernas del volcán y de las que fluían torrentes de agua, mostraba que animales pequeños de la fauna local, que iban a beber a las orillas de la corriente, de pronto empezaban a caminar como si estuvieran mareados y salían escapando, pero algunos caían y permanecían recostados por algún tiempo al borde del torrente y posteriormente parecían despertar y se retiraban del lugar, este tipo de cámaras populares para este tipo de tomas son las cámaras-trampa o time-lapse mostraban en tiempo real lo que ocurría en el lugar. Decidió que él y su equipo de colaboradores investigaría que fenómeno ocurría allá, y a partir de ese día decidió informarse de todo sobre esa región mexicana, mientras preparaba con su equipo lo necesario para llegar a la verdad.
México lindo y querido
En nuestra república existe un sistema de cuevas (México en general es un paraíso para los espeleólogos de todo tipo, se encuentran los sistemas de cuevas más grandes del mundo, muchos de ellos con sistemas acuáticos aún no del todo estudiados y con flora y fauna desconocidos aún). Estas cavernas llamadas Cuevas Villa de la Luz, cueva de las Sardinas, Cueva del azufre se encuentran a dos kilómetros del pueblo de Tapijulapa, municipio de Teapa. En los últimos años han llegado allá muchos grupos de investigadores de todo el mundo, buscando qué? Estas cavernas se caracterizan por tener un contenido de azufre elevado, no compatible con la vida(¿), contienen además alto contenido de sulfuro de hidrógeno, pero lo increíble es de que existe un sistema de bacterias en sus aguas que extraen energía a partir de sistemas autotróficos (extremófilos), y que son el inicio de una cadena alimenticia que sigue en moluscos, pequeños invertebrados muchos ciegos, murciélagos y un tipo de pez la Poecilia Mexicana que los indígenas lugareños Zoque, desde hace centurias por fechas de primavera los extraen en una ceremonia como fuente alimenticia para períodos de sequía. Lo extraordinario es que existe todo un sistema de vida (extremófilos), muy desarrollado en ambientes en que las mediciones del oxígeno son de alrededor de 9% y el Ph del agua oscila entre 0 y 3. De donde proviene ese nivel de azufre?, al momento no hay seguridad de su proveniencia pero pudiera ser de los grandes depósitos en el subsuelo de petróleo y de gas que existen en tabasco muy cerca de las cuevas; y por otro lado se encuentra cerca el Volcán Chichonal, que en su caldera tiene ríos de azufre.
La vida tan variada al sur de México va disminuyendo drásticamente al llegar a la entrada de las cuevas por lo tóxico de los gases que emana, y se ha visto que ciertos animales mamíferos, al pasar cerca de ella y después de 2 o 3 respiraciones caen en una especie de torpor, letargo, inconsciencia, etc., pero si tienen la suerte de que las corrientes de aire direccionen a rutas diferentes al gas proveniente del interior, el animal en cuestión puede respirar nuevamente “aire normal”, se despierta y se va tan tranquilo como había llegado. Los lugareños saben que es un gas que puede matar, pero que en ciertas circunstancias puede ser causa de un famoso fenómeno. Ellos saben que los dioses que habitan allá en las profundidades de los volcanes, son magnánimos con ellos solo unos días al año y les permiten entrar a recoger alimento como una dádiva de ellos, a cambio de ofrendas y sumisión, esos días es toda una ceremonia, los vientos cambian de dirección y las corrientes de aire ingresan hacia las cavernas y permite que ellos entren, a la morada de los dioses y así cumplir el ritual anual de ofrecer ofrendas a cambio de alimento que ellos les permiten extraer y que se trata en general de los peces ciegos, no importa la cantidad , lo que realmente a cada uno de los lugareños es que les toque el pequeño pez, porque representa un obsequio de los dioses.
El viaje:
El Dr. Mark Roth del Fred Hutchinson Cancer Research Center, Seattle su familia e investigadores emprendió el viaje, el inicio de una gran aventura, aunque ellos todavía ni se imaginaban los alcances de ella, igual que el inicio del viaje desde la Comarca de Frodo y sus tres acompañantes hacia el volcán Monte del destino, en Mordor donde habitaba el Señor Oscuro, Sauron, en la obra maestra “El Señor de los anillos”.
El Dr. Roth consideró que debía de investigar mecanismo de acción del hecho en sí. La forma más sencilla para identificarlo sería ir a las cuevas tomar una muestra del medio ambiente y colocarlo en un cromatógrafo de gases y así determinar los componentes. Y adecuadamente preparados llegaron hasta la entrada de los “Dioses”, y profanaron su morada, y provistos de máscaras antigás se introdujeron, a pesar de la negativa de los lugareños recogieron muestras de la fauna y flora del lugar y recolectaron los gases del medio ambiente de la cueva, y confirmaron que el oxígeno apenas alcanzaba a 9%, y el pH del agua era menor de 3 y lo sorprendente era la elevada presencia del sulfuro de hidrógeno.
Los estudios posteriores:
Desde los primeros organismos de la Tierra primigenia, cuando el oxígeno aún era escaso y tóxico, la supervivencia dependía de una capacidad fundamental: regular el metabolismo, no acelerarlo siempre. Vivir no era correr, era saber cuándo detenerse.
Cuál será el secreto que tienen esas cuevas que poseen la clave para descifrar si la vida tiene ese botón de on – off para desacoplar la producción de energía en forma casi instantánea? Él tenía una vaga idea…
Roth llevó esa intuición al laboratorio. El paso siguiente era, en un ambiente controlado, someter a algún animal (en una cámara de vidrio se introducía un ratón vivo en un medio con aire ambiental, luego se introducía el gas recolectado en las cuevas) a ese medio ambiente y ver qué pasaba. Se repitió lo observado en la vida real, el animal -un ratón en cuestión- después de sus primeras respiraciones caía en inconsciencia, disminuyendo rápidamente su metabolismo con consecuente disminución de la frecuencia respiratoria, la frecuencia cardíaca, su temperatura (promedio de 10 grados menos) y su tasa metabólica caía, hasta reducirse al 10%. Si el nivel de Oxígeno se mantenía dentro de ciertos límites el ratón, horas después, hasta 6, en los primeros experimentos, “despertaba” al incrementar el medio ambiente con mayor FiO2, y lo sorprendente fue que el animal no presentaba lesiones aparentes.
El análisis inicial del hecho demostraba que a nivel bioquímico debería existir algún tipo de bloqueo, muy rápido y eficiente, de la maquinaria energética, no quedaba más que pensar que se debe de dar a nivel mitocondrial, y tiene que involucrar a la cadena de transporte electrónico y a la fosforilación oxidativa, ósea a alguno de los citocromos o en la partícula Pf1-0 (Partícula de Fernández Moran donde se realiza la fosforilación oxidativa). Pero si se disminuye el consumo de O2 tiene que ser antes de su empleo, por lo que solo restan los citocromos. Ya de tiempo se sabía que ciertos “tóxicos” podían detener su funcionamiento y de esa manera matar a la célula, uno de ellos el más antiguo era el Dióxido de Carbono. (tóxico para la vida por que es afín más de 200 veces que el oxígeno a la hemoglobina, compitiendo con su transporte). Hacia el final desarrollaremos los conocimientos actuales proporcionados por la investigación del Dr. Roth.
Y ahí apareció el protagonista inesperado: el sulfuro de hidrógeno (H₂S), un gas maloliente, temido por su toxicidad, asociado a cloacas y muerte. En los basurales, donde existe muerte de millones de células, ellas tratan de sobrevivir produciendo el gas, que da el olor característico de esos lugares. Sin embargo, la biología rara vez es moral: lo que mata en exceso, regula en dosis justas.
Los estudios demostraron que el H₂S es un gasotransmisor endógeno, producido por nuestras propias células, capaz de inhibir de forma reversible la cadena respiratoria mitocondrial, desacoplando la producción de ATP. El resultado no es la muerte celular, sino algo mucho más sutil: una reducción profunda y controlada del metabolismo. Pero la ciencia detrás de esto es muy compleja, y nace en los inicios de la vida en la Tierra.
En modelos animales, ratones expuestos a concentraciones precisas de H₂S disminuían su consumo de oxígeno, bajaban su temperatura corporal y entraban en un estado similar a la hibernación. No estaban muertos. Estaban en pausa. Cuando el estímulo desaparecía, volvían a la vida funcionalmente intactos.
Aquí aparece el eco del fenómeno de Lázaro: la observación clínica —antigua y reiterada— de personas que regresan a la vida tras estados de muerte aparente, especialmente asociados a hipotermia, hipoxia profunda o trauma extremo. No es magia. Es biología conservada. Y más recientemente, la ciencia ha dado nombre a algo aún más fascinante: anástasis (del griego “resurrección”), el proceso por el cual células que han iniciado programas de muerte (apoptosis) logran revertirlos y sobrevivir. La célula no muere linealmente; evalúa, espera, y si el entorno cambia, regresa. ¿Y si la vida supiera pausarse para no morir?
Aquí entra la historia de Blanca y el neutrófilo, que hemos usado como metáfora viva: Imagina a Blanca, una terapeuta respiratoria en una guardia de hospital de tierras altas. Frente a ella, un paciente con un pulmón devastado por el SDRA. Y el interior de ese parénquima, se libra una batalla microscópica: neutrófilo, el guerrero de nuestra inmunidad, ha llegado al frente de batalla. Normalmente, estas células están programadas para morir rápido (apoptosis) y evitar daños colaterales, pero en el pulmón inflamado, algo falla, el neutrófilo no es un kamikaze ciego. Es una célula antigua, entrenada por millones de años de evolución para decidir cuándo avanzar y cuándo detenerse, cuándo activar su metabolismo y cuándo contenerlo, cuándo morir y cuándo regresar.
Pero finalmente todo converge en la mitocondria.
La mitocondria no es solo la “central energética”. Es una memoria evolutiva. En su membrana interna viven los sistemas de fosforilación oxidativa, pero también los desacopladores que permiten transformar energía química en calor, o simplemente no producir ATP.
Ese mecanismo —presente en peces, aves, mamíferos, humanos y vegetales— permitió la hibernación, la termogénesis adaptativa y la supervivencia en ambientes extremos. Lo que Roth y otros investigadores modernos hicieron no fue inventar nada. Redescubrieron un lenguaje antiguo de la vida. Hoy hablamos de: suspensión animada, protección mitocondrial, regulación metabólica, gas-transmisores, hibernación inducida, preservación de órganos, trauma y shock profundo.
Pero la vida lo hacía mucho antes de que tuviéramos nombres para ello. Y él estaba decidido a descubrir y llegar hasta lo mas profundo de la Biología y en su Instituto reunió a los mejores investigadores del mundo, incluyendo a ganadores del premio Nóbel. Lo que Roth entendió tras ver el Chichonal es que este “regreso” no es magia, es Suspensión Animada.
Y así el Dr. Roth en su laboratorio inició su aventura hacia los abismos de la mitocondria para encontrar respuestas al origen de la vida en la Tierra. Y comenzó sus investigaciones trabajando con el sulfuro de hidrógeno, que al igual que el cianuro en su composición contiene Azufre. Y qué tiene de especial este átomo? Recordemos un poco nuestros estudios de bioquímica: El Azufre y el Oxígeno (junto con el selenio, el teluro, etc.) se encuentran en el mismo grupo de la tabla periódica. Si analizamos su composición electrónica: aunque el O2 tiene 8 electrones y el S 16, los dos en su último orbital electrónico tienen 6 electrones, y recordando la regla del “octeto” un átomo se estabiliza, electrónicamente hablando, cuando tiene 8 en su último orbital; entonces esto les da la oportunidad de compartir (mediante enlaces electrónicos) un par de electrones. El H tiene 1, y en el medio ambiente se encuentra en forma abundante, por lo tanto 2 H se unen con el Oxígeno y forman el agua, 2 H se unen al S y forman el sulfuro de H. Y ya está tendida la trampa, porque a las dos moléculas les falta electrones, y pueden comportarse como aceptores y Qué citocromo los emplea? El citocromo C, un portento de la naturaleza, es un grupo enzimático demasiado complejo para que el ser humano con su conocimiento actual pueda haber comprendido en toda su magnitud sus capacidades, se conoce también con el nombre de Citocromo A-A3 ya que en su estructura posee dos grupos Hem, con hierro que salta de estadios electrónicos de férrico a ferroso, posee también cobre en su composición. Y es la encargada, mediante un proceso, no del todo entendido, de proporcionar los pares de electrones que han ido saltando en la cadena de transporte, hacia la molécula aceptora final, que en condiciones normales es el Oxígeno y de esa forma finalmente generar agua, que es el subproducto final de esta fase de la bioquímica mitocondrial. Pero, al mismo tiempo expulsa, con la energía restada al electrón del hidrógeno, un par de protones hacia el exterior de la membrana interna mitocondrial. Parece sencillo: es un juego de protones y electrones, pero ahora sabemos que los protones no son partículas fundamentales, sino pertenecen a la familia de los fermiones, y que un protón está formado a su vez de subpartículas, 3 en total, llamados Quarks (dos llamados up y uno down”) y están unidos por fuerzas fundamentales y algunas otras partículas como los gluones. Y los electrones, también pertenecientes al grupo de los fermiones, ahora se llaman leptones. Cómo es que una molécula enzimática que existe en la tierra desde hace millones de años “sabe” cómo manejar y aprovechar para nuestro beneficio a la física cuántica, lo que nosotros los inteligentes seres humanos apenas empezamos a descubrirla.
Creo que después de la vida, el regalo más importante que nos dieron los dioses es la mitocondria y sus citocromos. Y esa maquinaria que produce fisión atómica a nivel nanométrico, cómo puede haber sido creada?, Es producto solo de la evolución de la vida sobre la Tierra? O es producto de la inteligencia de nuestros Creadores? Cada uno tiene su propia respuesta.
Pero continuemos con la investigación: si al puesto de oxígeno, como aceptor de leptones, se coloca el azufre, como sulfuro de hidrógeno, el citocromo lo acepta y lo hace preferentemente, en relación al oxígeno, pero como su número de leptones es diferente el doble (16) que del oxígeno la maquinaria enzimática se detiene, pero aparentemente no se altera, mientras la concentración del azufre sea mayor que la del oxígeno, el citocromo en cuestión se paraliza, pero los otros citocromos C continúan trabajando con el oxígeno disponible, por lo que la producción de ATP se mantiene, pero en niveles menores y variables, pero potencialmente compatibles con la vida, dependiendo del nivel de sulfuro de Hidrógeno presente en el aire respirado. Si este sistema es tan eficiente para detener el metabolismo, será posible que nuestra bioquímica lo emplee en condiciones fisiológicas? Sí, y lo hace eficientemente, poseemos los mecanismos para producir en forma controlada al sulfuro de hidrógeno, solo recuerden cuando uno está en basureros, donde las condiciones medioambientales son pobres para la vida, cual es el olor característico? A huevos podridos, es decir a sulfuro de hidrógeno. Significa que en esos medios se está produciendo ese gas como un mecanismo de sobrevida celular. Pero esto ya se daba millones de años atrás, por qué? Puede darse dos elucubraciones: en esos primigenios tiempos las condiciones medio-ambientales eran paupérrimas, por lo que podría haber sido de beneficio para la sobrevida de esos organismos primitivos o, por otro lado, estos sistemas bioquímicos fueron diseñados con miras hacia un futuro, en ese tiempo lejano, o en otra época y lugar ya se enfrentaron en su evolución a condiciones medioambientales críticas, como son las del espacio.
Pero continuemos con nuestro tema: El transporte de oxígeno o azufre desde nuestra membrana alveolo-capilar hasta el citocromo solo toma segundos, por lo que su efecto es casi instantáneo. Imagínense que al puesto de gas anestésico abramos el dial del sulfuro de hidrógeno (al momento los experimentos se dan con 80 partes por millón), tendríamos al paciente en una fase de hibernación controlada sin inducir todas las respuestas patológicas que ahora significa dar una anestesia. Pero el campo es mucho más amplio, en todas aquellas situaciones críticas en las que se requiere tiempo para corregir lesiones anatómicas, situaciones post paro, estadios de choque, sepsis, etc., etc. Parece muy futurístico, pero no, realmente estamos a las puertas de ello. Según la FDA es probable que en menos de 5 años ya se esté trabajando en humanos. Con el empleo de moléculas administradas parenteralmente y de forma controlada como donadoras de sulfuro de hidrogeno, como el Sulfuro de Sodio.
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Epílogo · El Futuro nace del Pasado Primordial. El conocimiento no crea la vida, la alcanza
La biología no avanza negando el pasado, sino entendiéndolo mejor. Los mecanismos que hoy estudiamos con microscopios de alta resolución ya estaban presentes cuando los primeros organismos aprendieron que, para sobrevivir, a veces hay que detenerse.
Lo que hoy investigamos como vanguardia en medicina crítica —el uso de donadores IV de sulfuro para proteger órganos de la isquemia o para ganar tiempo en un choque hemorrágico— es, en realidad, un eco de nuestros orígenes más remotos.
Desde los tiempos primigenios, cuando la atmósfera de la Tierra era una sopa de azufre y carecía de oxígeno, nuestros ancestros celulares aprendieron a convivir con el sulfuro. Él estuvo con nosotros al principio y, paradójicamente, parece ser la clave para llevarnos al futuro.
Aceptar esto implica una verdad incómoda para quienes manejamos el soporte vital: el ventilador mecánico no solo mueve aire; mueve energía. El desafío de la medicina moderna no es solo encender o apagar el freno metabólico, sino entender cuándo permitir que el sistema descanse para que pueda repararse.
La ciencia moderna no ha descubierto cómo crear vida. Ha empezado, apenas, a escuchar cómo la vida se protege a sí misma. Y quizá esa sea una de las lecciones más profundas de la Biología: no todo progreso es aceleración. A veces, la sabiduría está en saber pausar. Hoy, mientras miramos los monitores en la unidad de cuidados intensivos, debemos recordar que la vida no es una línea recta que termina en un punto. Es un recurso flexible que, bajo la influencia del azufre, aprendió hace millones de años el arte de pausar el reloj para burlar a la muerte…
Todo comenzó, curiosamente, lejos de un laboratorio y a finales del siglo pasado. Mark Roth, biólogo celular, un fin de semana largo como el actual, recostado en su sala junto a su familia, vio hace años un documental de National Geographic sobre regiones remotas que mostraba imágenes del sur de México: cuevas y ríos que brotaban de las faldas del volcán El Chichonal, era sobre ambientes extremos donde la vida parece detenerse y luego continuar, como si el tiempo no fuera una línea recta sino un recurso flexible. En aquella observación, aparentemente trivial, Roth vio algo que lo sacudió: organismos que parecían detenerse, quedar inertes y, cuando las condiciones cambiaban, simplemente continuaban, de ahí le nació una pregunta profunda: ¿y si la vida supiera pausarse para no morir? Esa pregunta no era nueva. Era antigua. Tan antigua como la vida misma.
Y de pronto se levantó de la comodidad de su reposet y dijo en voz alta: familia nos vamos de viaje! Y ellos en coro dijeron; nos vamos a México.
Él como todo investigador, tenía que salir de dudas: cómo era posible que ocurriera lo que vio en el documental? una cámara colocada en la salida de las cavernas del volcán y de las que fluían torrentes de agua, mostraba que animales pequeños de la fauna local, que iban a beber a las orillas de la corriente, de pronto empezaban a caminar como si estuvieran mareados y salían escapando, pero algunos caían y permanecían recostados por algún tiempo al borde del torrente y posteriormente parecían despertar y se retiraban del lugar, este tipo de cámaras populares para este tipo de tomas son las cámaras-trampa o time-lapse mostraban en tiempo real lo que ocurría en el lugar. Decidió que él y su equipo de colaboradores investigaría que fenómeno ocurría allá, y a partir de ese día decidió informarse de todo sobre esa región mexicana, mientras preparaba con su equipo lo necesario para llegar a la verdad.
México lindo y querido
En nuestra república existe un sistema de cuevas (México en general es un paraíso para los espeleólogos de todo tipo, se encuentran los sistemas de cuevas más grandes del mundo, muchos de ellos con sistemas acuáticos aún no del todo estudiados y con flora y fauna desconocidos aún). Estas cavernas llamadas Cuevas Villa de la Luz, cueva de las Sardinas, Cueva del azufre se encuentran a dos kilómetros del pueblo de Tapijulapa, municipio de Teapa. En los últimos años han llegado allá muchos grupos de investigadores de todo el mundo, buscando qué? Estas cavernas se caracterizan por tener un contenido de azufre elevado, no compatible con la vida(¿), contienen además alto contenido de sulfuro de hidrógeno, pero lo increíble es de que existe un sistema de bacterias en sus aguas que extraen energía a partir de sistemas autotróficos (extremófilos), y que son el inicio de una cadena alimenticia que sigue en moluscos, pequeños invertebrados muchos ciegos, murciélagos y un tipo de pez la Poecilia Mexicana que los indígenas lugareños Zoque, desde hace centurias por fechas de primavera los extraen en una ceremonia como fuente alimenticia para períodos de sequía. Lo extraordinario es que existe todo un sistema de vida (extremófilos), muy desarrollado en ambientes en que las mediciones del oxígeno son de alrededor de 9% y el Ph del agua oscila entre 0 y 3. De donde proviene ese nivel de azufre?, al momento no hay seguridad de su proveniencia pero pudiera ser de los grandes depósitos en el subsuelo de petróleo y de gas que existen en tabasco muy cerca de las cuevas; y por otro lado se encuentra cerca el Volcán Chichonal, que en su caldera tiene ríos de azufre.
La vida tan variada al sur de México va disminuyendo drásticamente al llegar a la entrada de las cuevas por lo tóxico de los gases que emana, y se ha visto que ciertos animales mamíferos, al pasar cerca de ella y después de 2 o 3 respiraciones caen en una especie de torpor, letargo, inconsciencia, etc., pero si tienen la suerte de que las corrientes de aire direccionen a rutas diferentes al gas proveniente del interior, el animal en cuestión puede respirar nuevamente “aire normal”, se despierta y se va tan tranquilo como había llegado. Los lugareños saben que es un gas que puede matar, pero que en ciertas circunstancias puede ser causa de un famoso fenómeno. Ellos saben que los dioses que habitan allá en las profundidades de los volcanes, son magnánimos con ellos solo unos días al año y les permiten entrar a recoger alimento como una dádiva de ellos, a cambio de ofrendas y sumisión, esos días es toda una ceremonia, los vientos cambian de dirección y las corrientes de aire ingresan hacia las cavernas y permite que ellos entren, a la morada de los dioses y así cumplir el ritual anual de ofrecer ofrendas a cambio de alimento que ellos les permiten extraer y que se trata en general de los peces ciegos, no importa la cantidad , lo que realmente a cada uno de los lugareños es que les toque el pequeño pez, porque representa un obsequio de los dioses.
El viaje:
El Dr. Mark Roth del Fred Hutchinson Cancer Research Center, Seattle su familia e investigadores emprendió el viaje, el inicio de una gran aventura, aunque ellos todavía ni se imaginaban los alcances de ella, igual que el inicio del viaje desde la Comarca de Frodo y sus tres acompañantes hacia el volcán Monte del destino, en Mordor donde habitaba el Señor Oscuro, Sauron, en la obra maestra “El Señor de los anillos”.
El Dr. Roth consideró que debía de investigar mecanismo de acción del hecho en sí. La forma más sencilla para identificarlo sería ir a las cuevas tomar una muestra del medio ambiente y colocarlo en un cromatógrafo de gases y así determinar los componentes. Y adecuadamente preparados llegaron hasta la entrada de los “Dioses”, y profanaron su morada, y provistos de máscaras antigás se introdujeron, a pesar de la negativa de los lugareños recogieron muestras de la fauna y flora del lugar y recolectaron los gases del medio ambiente de la cueva, y confirmaron que el oxígeno apenas alcanzaba a 9%, y el pH del agua era menor de 3 y lo sorprendente era la elevada presencia del sulfuro de hidrógeno.
Los estudios posteriores:
Desde los primeros organismos de la Tierra primigenia, cuando el oxígeno aún era escaso y tóxico, la supervivencia dependía de una capacidad fundamental: regular el metabolismo, no acelerarlo siempre. Vivir no era correr, era saber cuándo detenerse.
Cuál será el secreto que tienen esas cuevas que poseen la clave para descifrar si la vida tiene ese botón de on – off para desacoplar la producción de energía en forma casi instantánea? Él tenía una vaga idea…
Roth llevó esa intuición al laboratorio. El paso siguiente era, en un ambiente controlado, someter a algún animal (en una cámara de vidrio se introducía un ratón vivo en un medio con aire ambiental, luego se introducía el gas recolectado en las cuevas) a ese medio ambiente y ver qué pasaba. Se repitió lo observado en la vida real, el animal -un ratón en cuestión- después de sus primeras respiraciones caía en inconsciencia, disminuyendo rápidamente su metabolismo con consecuente disminución de la frecuencia respiratoria, la frecuencia cardíaca, su temperatura (promedio de 10 grados menos) y su tasa metabólica caía, hasta reducirse al 10%. Si el nivel de Oxígeno se mantenía dentro de ciertos límites el ratón, horas después, hasta 6, en los primeros experimentos, “despertaba” al incrementar el medio ambiente con mayor FiO2, y lo sorprendente fue que el animal no presentaba lesiones aparentes.
El análisis inicial del hecho demostraba que a nivel bioquímico debería existir algún tipo de bloqueo, muy rápido y eficiente, de la maquinaria energética, no quedaba más que pensar que se debe de dar a nivel mitocondrial, y tiene que involucrar a la cadena de transporte electrónico y a la fosforilación oxidativa, ósea a alguno de los citocromos o en la partícula Pf1-0 (Partícula de Fernández Moran donde se realiza la fosforilación oxidativa). Pero si se disminuye el consumo de O2 tiene que ser antes de su empleo, por lo que solo restan los citocromos. Ya de tiempo se sabía que ciertos “tóxicos” podían detener su funcionamiento y de esa manera matar a la célula, uno de ellos el más antiguo era el Dióxido de Carbono. (tóxico para la vida por que es afín más de 200 veces que el oxígeno a la hemoglobina, compitiendo con su transporte). Hacia el final desarrollaremos los conocimientos actuales proporcionados por la investigación del Dr. Roth.
Y ahí apareció el protagonista inesperado: el sulfuro de hidrógeno (H₂S), un gas maloliente, temido por su toxicidad, asociado a cloacas y muerte. En los basurales, donde existe muerte de millones de células, ellas tratan de sobrevivir produciendo el gas, que da el olor característico de esos lugares. Sin embargo, la biología rara vez es moral: lo que mata en exceso, regula en dosis justas.
Los estudios demostraron que el H₂S es un gasotransmisor endógeno, producido por nuestras propias células, capaz de inhibir de forma reversible la cadena respiratoria mitocondrial, desacoplando la producción de ATP. El resultado no es la muerte celular, sino algo mucho más sutil: una reducción profunda y controlada del metabolismo. Pero la ciencia detrás de esto es muy compleja, y nace en los inicios de la vida en la Tierra.
En modelos animales, ratones expuestos a concentraciones precisas de H₂S disminuían su consumo de oxígeno, bajaban su temperatura corporal y entraban en un estado similar a la hibernación. No estaban muertos. Estaban en pausa. Cuando el estímulo desaparecía, volvían a la vida funcionalmente intactos.
Aquí aparece el eco del fenómeno de Lázaro: la observación clínica —antigua y reiterada— de personas que regresan a la vida tras estados de muerte aparente, especialmente asociados a hipotermia, hipoxia profunda o trauma extremo. No es magia. Es biología conservada. Y más recientemente, la ciencia ha dado nombre a algo aún más fascinante: anástasis (del griego “resurrección”), el proceso por el cual células que han iniciado programas de muerte (apoptosis) logran revertirlos y sobrevivir. La célula no muere linealmente; evalúa, espera, y si el entorno cambia, regresa. ¿Y si la vida supiera pausarse para no morir?
Aquí entra la historia de Blanca y el neutrófilo, que hemos usado como metáfora viva: Imagina a Blanca, una terapeuta respiratoria en una guardia de hospital de tierras altas. Frente a ella, un paciente con un pulmón devastado por el SDRA. Y el interior de ese parénquima, se libra una batalla microscópica: neutrófilo, el guerrero de nuestra inmunidad, ha llegado al frente de batalla. Normalmente, estas células están programadas para morir rápido (apoptosis) y evitar daños colaterales, pero en el pulmón inflamado, algo falla, el neutrófilo no es un kamikaze ciego. Es una célula antigua, entrenada por millones de años de evolución para decidir cuándo avanzar y cuándo detenerse, cuándo activar su metabolismo y cuándo contenerlo, cuándo morir y cuándo regresar.
Pero finalmente todo converge en la mitocondria.
La mitocondria no es solo la “central energética”. Es una memoria evolutiva. En su membrana interna viven los sistemas de fosforilación oxidativa, pero también los desacopladores que permiten transformar energía química en calor, o simplemente no producir ATP.
Ese mecanismo —presente en peces, aves, mamíferos, humanos y vegetales— permitió la hibernación, la termogénesis adaptativa y la supervivencia en ambientes extremos. Lo que Roth y otros investigadores modernos hicieron no fue inventar nada. Redescubrieron un lenguaje antiguo de la vida. Hoy hablamos de: suspensión animada, protección mitocondrial, regulación metabólica, gas-transmisores, hibernación inducida, preservación de órganos, trauma y shock profundo.
Pero la vida lo hacía mucho antes de que tuviéramos nombres para ello. Y él estaba decidido a descubrir y llegar hasta lo mas profundo de la Biología y en su Instituto reunió a los mejores investigadores del mundo, incluyendo a ganadores del premio Nóbel. Lo que Roth entendió tras ver el Chichonal es que este “regreso” no es magia, es Suspensión Animada.
Y así el Dr. Roth en su laboratorio inició su aventura hacia los abismos de la mitocondria para encontrar respuestas al origen de la vida en la Tierra. Y comenzó sus investigaciones trabajando con el sulfuro de hidrógeno, que al igual que el cianuro en su composición contiene Azufre. Y qué tiene de especial este átomo? Recordemos un poco nuestros estudios de bioquímica: El Azufre y el Oxígeno (junto con el selenio, el teluro, etc.) se encuentran en el mismo grupo de la tabla periódica. Si analizamos su composición electrónica: aunque el O2 tiene 8 electrones y el S 16, los dos en su último orbital electrónico tienen 6 electrones, y recordando la regla del “octeto” un átomo se estabiliza, electrónicamente hablando, cuando tiene 8 en su último orbital; entonces esto les da la oportunidad de compartir (mediante enlaces electrónicos) un par de electrones. El H tiene 1, y en el medio ambiente se encuentra en forma abundante, por lo tanto 2 H se unen con el Oxígeno y forman el agua, 2 H se unen al S y forman el sulfuro de H. Y ya está tendida la trampa, porque a las dos moléculas les falta electrones, y pueden comportarse como aceptores y Qué citocromo los emplea? El citocromo C, un portento de la naturaleza, es un grupo enzimático demasiado complejo para que el ser humano con su conocimiento actual pueda haber comprendido en toda su magnitud sus capacidades, se conoce también con el nombre de Citocromo A-A3 ya que en su estructura posee dos grupos Hem, con hierro que salta de estadios electrónicos de férrico a ferroso, posee también cobre en su composición. Y es la encargada, mediante un proceso, no del todo entendido, de proporcionar los pares de electrones que han ido saltando en la cadena de transporte, hacia la molécula aceptora final, que en condiciones normales es el Oxígeno y de esa forma finalmente generar agua, que es el subproducto final de esta fase de la bioquímica mitocondrial. Pero, al mismo tiempo expulsa, con la energía restada al electrón del hidrógeno, un par de protones hacia el exterior de la membrana interna mitocondrial. Parece sencillo: es un juego de protones y electrones, pero ahora sabemos que los protones no son partículas fundamentales, sino pertenecen a la familia de los fermiones, y que un protón está formado a su vez de subpartículas, 3 en total, llamados Quarks (dos llamados up y uno down”) y están unidos por fuerzas fundamentales y algunas otras partículas como los gluones. Y los electrones, también pertenecientes al grupo de los fermiones, ahora se llaman leptones. Cómo es que una molécula enzimática que existe en la tierra desde hace millones de años “sabe” cómo manejar y aprovechar para nuestro beneficio a la física cuántica, lo que nosotros los inteligentes seres humanos apenas empezamos a descubrirla.
Creo que después de la vida, el regalo más importante que nos dieron los dioses es la mitocondria y sus citocromos. Y esa maquinaria que produce fisión atómica a nivel nanométrico, cómo puede haber sido creada?, Es producto solo de la evolución de la vida sobre la Tierra? O es producto de la inteligencia de nuestros Creadores? Cada uno tiene su propia respuesta.
Pero continuemos con la investigación: si al puesto de oxígeno, como aceptor de leptones, se coloca el azufre, como sulfuro de hidrógeno, el citocromo lo acepta y lo hace preferentemente, en relación al oxígeno, pero como su número de leptones es diferente el doble (16) que del oxígeno la maquinaria enzimática se detiene, pero aparentemente no se altera, mientras la concentración del azufre sea mayor que la del oxígeno, el citocromo en cuestión se paraliza, pero los otros citocromos C continúan trabajando con el oxígeno disponible, por lo que la producción de ATP se mantiene, pero en niveles menores y variables, pero potencialmente compatibles con la vida, dependiendo del nivel de sulfuro de Hidrógeno presente en el aire respirado. Si este sistema es tan eficiente para detener el metabolismo, será posible que nuestra bioquímica lo emplee en condiciones fisiológicas? Sí, y lo hace eficientemente, poseemos los mecanismos para producir en forma controlada al sulfuro de hidrógeno, solo recuerden cuando uno está en basureros, donde las condiciones medioambientales son pobres para la vida, cual es el olor característico? A huevos podridos, es decir a sulfuro de hidrógeno. Significa que en esos medios se está produciendo ese gas como un mecanismo de sobrevida celular. Pero esto ya se daba millones de años atrás, por qué? Puede darse dos elucubraciones: en esos primigenios tiempos las condiciones medio-ambientales eran paupérrimas, por lo que podría haber sido de beneficio para la sobrevida de esos organismos primitivos o, por otro lado, estos sistemas bioquímicos fueron diseñados con miras hacia un futuro, en ese tiempo lejano, o en otra época y lugar ya se enfrentaron en su evolución a condiciones medioambientales críticas, como son las del espacio.
Pero continuemos con nuestro tema: El transporte de oxígeno o azufre desde nuestra membrana alveolo-capilar hasta el citocromo solo toma segundos, por lo que su efecto es casi instantáneo. Imagínense que al puesto de gas anestésico abramos el dial del sulfuro de hidrógeno (al momento los experimentos se dan con 80 partes por millón), tendríamos al paciente en una fase de hibernación controlada sin inducir todas las respuestas patológicas que ahora significa dar una anestesia. Pero el campo es mucho más amplio, en todas aquellas situaciones críticas en las que se requiere tiempo para corregir lesiones anatómicas, situaciones post paro, estadios de choque, sepsis, etc., etc. Parece muy futurístico, pero no, realmente estamos a las puertas de ello. Según la FDA es probable que en menos de 5 años ya se esté trabajando en humanos. Con el empleo de moléculas administradas parenteralmente y de forma controlada como donadoras de sulfuro de hidrogeno, como el Sulfuro de Sodio.
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Epílogo · El Futuro nace del Pasado Primordial. El conocimiento no crea la vida, la alcanza
La biología no avanza negando el pasado, sino entendiéndolo mejor. Los mecanismos que hoy estudiamos con microscopios de alta resolución ya estaban presentes cuando los primeros organismos aprendieron que, para sobrevivir, a veces hay que detenerse.
Lo que hoy investigamos como vanguardia en medicina crítica —el uso de donadores IV de sulfuro para proteger órganos de la isquemia o para ganar tiempo en un choque hemorrágico— es, en realidad, un eco de nuestros orígenes más remotos.
Desde los tiempos primigenios, cuando la atmósfera de la Tierra era una sopa de azufre y carecía de oxígeno, nuestros ancestros celulares aprendieron a convivir con el sulfuro. Él estuvo con nosotros al principio y, paradójicamente, parece ser la clave para llevarnos al futuro.
Aceptar esto implica una verdad incómoda para quienes manejamos el soporte vital: el ventilador mecánico no solo mueve aire; mueve energía. El desafío de la medicina moderna no es solo encender o apagar el freno metabólico, sino entender cuándo permitir que el sistema descanse para que pueda repararse.
La ciencia moderna no ha descubierto cómo crear vida. Ha empezado, apenas, a escuchar cómo la vida se protege a sí misma. Y quizá esa sea una de las lecciones más profundas de la Biología: no todo progreso es aceleración. A veces, la sabiduría está en saber pausar. Hoy, mientras miramos los monitores en la unidad de cuidados intensivos, debemos recordar que la vida no es una línea recta que termina en un punto. Es un recurso flexible que, bajo la influencia del azufre, aprendió hace millones de años el arte de pausar el reloj para burlar a la muerte…
