Cuando enfrentamos un objeto al espejo,
¿la imagen que resulta en el espejo (la imagen especular) es idéntica al objeto original? (Geométricamente hablando, digo, no filosóficamente). Si mi reflejo cobrara vida y saliera del espejo a pasear por las calles, ¿sería físicamente exactamente igual que yo, o podría distinguirnos alguien que nos viera?
La primera respuesta, la obvia, la que diríamos envalentonados es que sí es idéntica, claro, cómo no va a ser igual mi reflejo que yo. Sin embargo, la respuesta no es tan obvia. Si un hombre tiene un lunar en la mejilla derecha, su imagen especular será un hombre con un lunar en la mejilla izquierda; si una mujer lleva el reloj en la mano izquierda y se mira al espejo, su imagen especular será una mujer con el reloj en la mano derecha. Vamos intuyendo ya un matiz importante a la respuesta envalentonada:
la imagen especular de un hombre es igual al hombre original si el hombre es perfectamente simétrico.
Pensemos en una mano, por ejemplo: las manos son imágenes especulares la una de la otra, y, sin embargo, no son idénticas, no son indistinguibles: si nos encontramos una mano amputada por la calle (perdón por lo tétrico), sabríamos perfectamente si se trata de una mano derecha o de una mano izquierda.
Todos estos objetos (
una mano, una mujer con un reloj en la muñeca, un hombre con un lunar en la mejilla...) tiene una propiedad en común:
no son idénticos a sus respectivos reflejos, a sus
imágenes especulares. En ciencia, decimos que estos objetos son
objetos quirales.
La mano izquierda y la mano derecha son "enantiomorfos": del griego, enantio (opuesto) + morfo (forma). Son formas opuestas. Un Renault Megane español y un Renault Megane inglés son también "enantiomorfos". Entonces, para referirnos a ellos, tendremos que especificar a cuál de los dos enantiomorfos nos referimos: si la mano que nos hemos encontrado en la calle es la derecha o la izquierda; si queremos un coche inglés (con el volante a la derecha) o un coche continental (con el volante a la izquierda).
En cambio, pensemos en una cuchara, en una taza, en un vaso, en un balón de fútbol... Si enfrentamos un vaso al espejo, su imagen especular resultante será un vaso exactamente igual al original, idéntico, indistinguible. Y lo mismo ocurriría con una cuchara, una taza, un balón de fútbol... e incluso con un hombre totalmente simétrico (sin lunares, sin relojes, sin un huevo más grande que otro...). Esos objetos son objetos aquirales. No hace falta especificar a qué enantiomorfo nos referimos, porque son iguales.
Pues resulta que,
cuando un objeto es quiral, ambos enantiomorfos interaccionan de forma diferente con un tercer objeto si este tercer objeto también es quiral,
pero interaccionan igual si el tercer objeto no lo es:
Los pies son quirales, y un zapato también lo es. Por eso, si tenemos un zapato (por ejemplo el derecho), no es lo mismo intentar meter el pie derecho que el izquierdo. En cambio, un calcetín no es quiral, y por eso en un calcetín se pone igual en el pie derecho que en el izquierdo.
Si le damos al coco, ese es el motivo por cual
hay tijeras para zurdos y guitarras para zurdos pero no tendría sentido hacer una taza para zurdos: las tijeras son quirales, por lo que no es lo mismo cortar con la mano izquierda que con la derecha; la guitarra es quiral, por lo que no es lo mismo manejar los trastes con la mano izquierda y rasgar las cuerdas con la derecha que a la inversa; en cambio, una taza no es quiral, por lo que se coge igual con la mano derecha que con la izquierda: bastará con darle media vuelta.
Esto de momento parece una enorme gilipollez. Peeeeeeeeeeeeeeeeeeeero...
Resulta que la naturaleza ha generado a lo largo de la historia de la vida moléculas que son quirales. Muchos de los nutrientes que ingerimos son quirales. Muchas de las medicinas que tomamos son quirales. ¿Dará igual, entonces, tomar un enantiomorfo que otro? Es decir, ¿dará lo mismo que yo me coma una molécula o su imagen especular? (Aviso a navegantes: cuando hablemos de moléculas no diremos enantiomorfo sino enantiómero).
Existe un famosa pregunta en la ciencia, sacándole punta al libro de Lewis Carroll:
Cuando Alicia atraviesa el espejo, se encuentra con un mundo que es imagen especular del nuestro. ¿Podría sobrevivir?
Nuestro cuerpo es tremendamente inteligente y sabe diferenciar cuál de los dos enantiómeros de cada compuesto tiene entre manos:
Si nuestro cuerpo necesita D-glucosa para realizar sus funciones, no le sirve su enantiómero, la L-glucosa.
Y si necesita un L-aminoácido para formar nuestras proteínas, no le vale su enantiómero, el D-aminoácido. Y puede ocurrir, como de hecho ocurre, que una molécula huela a limón (el S-(-)-limoneno) y su enantiómero huela a naranja (el R-(+)-limoneno).
Y que
una molécula sirva para tratar el párkinson (la L-dopa) y su enantiómero (la D-dopa) sea un veneno.
Y que
una molécula sirva para quitar las náuseas durante el embarazo pero su enantiómero sea tremendamente peligroso porque causa malformaciones en el feto, incluso su muerte. Este fue el caso de la
talidomida. El laboratorio que la comercializó vendía una mezcla de los dos enantiómeros, de manera que, cuando las mujeres tomaban talidomida para evitar las náuseas, estaban tomando también un peligroso veneno que provocaba malformaciones en sus hijos. Esto se habría evitado si no se hubiera vendido la mezcla de los dos enantiómeros sino sólo el que quita las náuseas.
Los receptores de nuestro cuerpo, las enzimas, etc., son quirales, por lo que no interaccionan igual con un enantiómero que con el otro.
A nuestro organismo no le da igual. Por ejemplo, nuestros receptores olfativos son quirales, de manera que interaccionan de manera diferente con el S-limoneno que con el R-limoneno, aunque sean imágenes especulares. La interacción con el primero mandará al cerebro la sensación de que estamos oliendo limones, y la interacción con el segundo, la sensación de que estamos oliendo naranjas. En el caso del olor a limón o a naranja, no tiene mayor importancia, pero, cuando se trata de nutrientes o fármacos, sí la tiene.
El problema es que nuestro cuerpo es enormemente más hábil que nosotros en el laboratorio: mientras que el organismo distingue perfectamente un enantiómero de otro, no es nada fácil separarlos en el laboratorio para quedarnos con el que nos interesa, o bien hacer que el proceso de síntesis dé sólo el enantiómero deseado y no el contrario. Afortunadamente, la ciencia avanza, y hay una gran línea de investigación en este sentido:
la síntesis asimétrica.
Cuando Alicia atraviese el espejo, se encontrará un mundo que será la imagen especular del nuestro. Por tanto,
las moléculas en ese mundo no serán las que su organismo necesita, sino sus respectivas imágenes especulares: la glucosa que coma en ese mundo será la "opuesta" de la que su cuerpo espera; y lo mismo ocurrirá con los aminoácidos. Por tanto,
por mucho que comiera, se moriría de desnutrición. Y, aunque tenga menos importancia, las naranjas le olerían a limón, y los limones, a naranja. Y tendría que aprender a conducir con el volante a la izquierda (suponemos que Alicia es inglesa, como su creador). Y a tocar la guitarra al revés...
Afortunadamente, la molécula de agua no es quiral, por lo que el agua en el mundo del espejo sería igual que el agua que acostumbra a beber Alicia. Por tanto,
se moriría de hambre pero no de sed.
Tampoco se moriría de asfixia, porque la molécula de oxígeno no es quiral. El paracetamol tampoco es quiral, así que le quitaría igual el dolor de cabeza. El ibuprofeno sí lo es, pero, afortunadamente, un enantiómero cura y el otro es inocuo (no como ocurre con la talidomida).
Por tanto, tendría algo de margen, pero más le valdría volver cuanto antes. Desde luego, antes de cenar.
Siempre hay alguien que lo explica mejor. Por eso, aquí dejo un artículo en ABC de Ángel Martín Municio, que fue presidente de la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales y miembro de la RAE (silla o), además de catedrático de bioquímica y biología molecular de la Universidad Complutense de Madrid.
http://hemeroteca.abc.es/nav/Navigate.exe/hemeroteca/madrid/abc/1993/02/08/003.html
Y algunos resúmenes visuales:
http://www.youtube.com/watch?v=JS-iAuCIexk
http://www.youtube.com/watch?v=dybY4GBwGEQ
Referencias interesantes:
Through the looking-glass and what Alice found there, Lewis Carroll, Macmillan, 1872
L'univers est dissymmétrique, Louis Pasteur, h.1860
http://es.wikipedia.org/wiki/Categor%C3%ADa:Poliedros_quirales, sobre poliedros quirales
http://sociedad.elpais.com/sociedad/2013/10/13/actualidad/1381676267_298929.html
http://www.elmundo.es/elmundosalud/2013/10/11/noticias/1381494373.html
