Arseniato por compasión

El lector avispado y cinéfilo - o alguna de las dos cosas - entenderá en el título del post el homenaje a la clásica película de Frank Capra, donde dos ancianitas caritativas desarrollaban una práctica eutanásica basada en alimentar con sopa calentita a los pobres desdichados que se alojaban en su morada. Bueno, sopa calentita y aderezada con unas gotitas de arsénico, habría que puntualizar. Pero dejemos a Cary Grant lidiando con sus queridas tías y su particular sentido de la compasión, y echemos un vistazo más de cerca a este compuesto.

El arsénico como elemento en sí mismo es esencial para la vida, y puede encontrarse en muchas formas según cuál sea su grado de oxidación y con qué otros átomos interaccione; pero aquí nos centraremos únicamente en los efectos tóxicos debidos a su presencia en forma de arseniato: un átomo de arsénico unido a cuatro de oxígeno. La toxicidad del arsénico viene condicionada por su gran parecido con un viejo conocido, el fósforo (la cerilla no, el elemento químico). Las propiedades químicas de ambos elementos hacen que con facilidad formen compuestos de estructura y particularidades muy similares. Si habéis leído este post que recientemente publiqué en Hablando de Ciencia, sabréis que la disposición espacial que toman los átomos en el grupo fosfato es tetraédrica. Pues bien, no es sorprendente que suceda lo mismo cuando juntamos al amigo arsénico con cuatro oxígenos, según se puede apreciar en la siguiente imagen.

¿Qué consecuencias biológicas tiene este parecido? Pues es evidente que no serán muy buenas, dado el efecto por todos conocidos de envenenamiento por arsénico. Los grupos arseniato compiten con los grupos fosfato, pues al presentar esa misma disposición espacial y distribución de cargas negativas, encajan muy bien en las cavidades y estructuras de muchas enzimas preparadas para recibir fosfatos, alterando su actividad e incluso inutilizándolas drásticamente. Otros lugares donde el arseniato puede colocarse suplantando al pobre fosfato inocente es en la glucosa-6-fosfato; la glucosa debe fosforilarse como paso previo a la glicólisis, proceso donde se metabolizará dando lugar a un aporte de energía. La suplantación de esta forma por glucosa-6-arseniato, impedirá que la ruta de la glicolisis proceda según lo previsto: la célula no sabe cómo manejar esa molécula que sí, parece glucosa-6-fosfato, pero no lo es. El grupo fosfato puede reaccionar también con radicales sulfhidrilo (-SH, azufre e hidrógeno que asoman por el extremo de alguna molécula), de manera que uno de los oxígenos reacciona con el átomo de azufre del sulfihidrilo, formándose una unión tioéster ( y la proteína que lo sufre piensa “fíjate tú, el tío éster…” ) entre el azufre y el grupo fosfato: así es como normalmente se lleva a cabo la reacción de fosforilación; pues bien, el arseniato también es capaz de interaccionar de esta manera con los grupos sulfhidrilo, formando proteínas “arseniadas” que no son funcionales. Como podéis ver, este tipo de “pequeñas diferencias” en las moléculas químicas pueden ser la clave entre un proceso normal y uno aberrante. Por muy parecidos que sean los elementos químicos arsénico y fósforo, o los compuestos a los que dan lugar, la forma en que interactúan con las moléculas biológicas son drásticamente diferentes.

Hoy día es imposible hablar de arsénico sin recordar aquella noticia reciente donde se anunció a bombo y platillo que se había descubierto una bacteria capaz de vivir sustituyendo el fósforo de su organismo por arsénico; bien, ha pasado el tiempo y se ha demostrado que esta afirmación era errónea y que en realidad aquel pobre bicho más bien era capaz de sobrevivir en ambientes con concentraciones elevadísimas de arsénico, llegando incluso a incorporar átomos de este elemento en estructuras como los ácidos nucleicos, en el lugar del fósforo. Se ha discutido en muchos sitios (incluso el compañero Banchsinger dijo algo al respecto) y podéis encontrar actualmente muchos artículos donde se explica en qué ha quedado toda esta interesante historia*. Pero ya en aquel momento de revolución arsénica, el amigo Copépodo me llamó la atención sobre las implicaciones que toda esta historia del arsénico tenían realmente. Gracias a sus peregrinas elucubraciones, hoy os traigo una revelación.

Se trata de un descubrimiento de capital importancia para los seguidores del blog. Es inevitable analizar las características del grupo fosfato y su estructura sin tener en mente la afable y entrañable imagen de Fosfatín (sobre estas líneas), nacido en una reunión científica y mascota de numerosos eventos como el carnaval que nos ocupa y eventos deportivos de los que hablaremos más adelante. Por lo tanto, la idea nos golpea como una rabiosa obviedad: si el fósforo unido a los oxígenos da lugar a Fosfatín, ¿qué es lo que origina el arsénico en una burda imitación con aviesas intenciones para con las inocentes enzimas de los seres vivos…?

¡Efectivamente! Este es el origen de Arsenín, la versión malvada de nuestro rechoncho amigüito, su pariente del Lado Oscuro, su némesis, su archinenemigo, su alter ego en un Universo paralelo, su Bizarro particular…

Así que, para darle el toque de gracias al post y cumplir no sólo con el tema propuesto (“las pequeñas diferencias”), sino con el ambiente Tarantinesco, os presento este collage donde se encuentran algunos de los más emblemáticos personajes enfrentados en varios films del maestro (no están todos los que son, pero sí son todos los que están, que se suele decir); un sencillo ejercicio para los poco conocedores del director y su obra, sería enlazar cada personaje con su némesis. Lo expresaré así porque en la filmografía de este director hablar de “buenos y malos” es bastante arriesgado. Pero está claro, a grandes rasgos, dónde encajarían nuestros orondos y muy reactivos personajes.

Bien amigos, espero que os haya gustado mi contribución al carnaval; hemos aprendido la importancia de las pequeñas diferencias, hemos comenzado hablando del cine de Frank Capra y hemos terminado hablando del de Quentin Tarantino. Sin duda, un post que refleja fielmente la dualidad de la vida: tanto en la química como en la biología y en el cine, al fin y al cabo todo son caras distintas de una misma moneda.

*ACTUALIZACIÓN: Finalmente se ha resuelto de manera contundente la polémica con la bacteria del arsénico, como podéis leer en este artículo de Lainformación.com

Este post participa en la XVI Edición del Carnaval de Química, organizado por mi propia persona y aquí mismo, en ¡Jindetrés, sal!