Moléculas

SACARINA

La copia del azúcar

Se considera que es entre 300 y 500 veces tan dulce como la sacarosa. En altas concentraciones presenta un regusto metálico. Suele combinarse con el aspartame y el ciclamato para mejorar el dulzor. Comercialmente se suele encontrar en forma de sus sales de sodio y potasio. Aunque se pensaba que era un posible carcinógeno para los humanos, esto ha sido refutado recientemente.

ACETONA

Sencilla pero útil

Es la cetona más simple. Es un compuesto incoloro, altamente volátil, de olor pungente y baja toxicidad. Fue producido en 1606 por Libavius, von Liebig determinó su fórmula empírica y Kekulé propuso su estructura molecular. Más del 80% de su producción se da a través del proceso de Hock. Su principal uso es como solvente, aunque también es un importante intermediario en la producción de metacrilatos o para el tratamiento del acné (exfoliación química). A nivel cotidiano se conoce su amplio uso como quita-esmaltes y removedor de superpegamentos.

GLUCOSA

Una fuente de energía muy dulce

Su palabra deriva del griego γλυκός (glukos), que significa “mosto” o “vino dulce”. Es el más abundante de los monosacáridos y el compuesto orgánico más abundante en la naturaleza. Seis Nobel se han entregado debido a los estudios de las propiedades de la glucosa: Emil Fischer, Otto Meyerhof, Arthur Harden, Bernard Houssay, Gerty Cori y Luis Leloir. Es una forma de azúcar presente en frutas y miel, producida por las plantas durante la fotosíntesis y una fuente de energía para los seres humanos. Se usa principalmente como endulzante y en la producción de productos de confitería. Desórdenes metabólicos que regulan los niveles de glucosa en sangre pueden llegar a generar diabetes y otros problemas para la salud.

CAFEÍNA

El poder de una taza de café

La cafeína (también conocida como teína o guaranina) es un alcaloide estimulante del sistema nervioso central, del grupo de las metilxantinas. Friedlieb Runge la aisló por primera vez en 1819, dándole el nombre de “Kaffebase”, aunque sus propiedades y análisis elemental fueron realizados por Robiquet y Pelletier. Es la droga psicoactiva más consumida mundialmente. Presenta un sabor amargo y se encuentra principalmente en los granos de café. Una tasa de café suele tener entre 80mg y 175mg de cafeína (la cantidad depende del tipo de extracción o bien del tipo de grano utilizado). Se suele utilizar en actividades deportivas de resistencia, como parte de los componentes del chocolate y un ingrediente importante en bebidas gaseosas. Su consumo excesivo puede generar dependencia, generando dolores de cabeza, irritabilidad y somnolencia.

PARAFINA

El material de las velas y de las candelas del sistema internacional

La parafina es el nombre común para los hidrocarburos alcanos, aunque cuando se presentan más de 20 átomos de carbono se le conoce como “cera de parafina”. La cera de parafina es un sólido blanco ceroso, inoloro e insípido, inerte a la mayor parte de reactivos químicos. Karl von Reichenbach creó en 1830 la primera cera de parafina al tratar de refinar algunos componentes del petróleo. Esto representó un gran avance en la industria de la fabricación de velas, al ser un material que se quema de manera bastante segura y ser un componente barato. Las candelas de cera de parafina producen una luz de aproximadamente 13 lumens. La unidad del SI para la intensidad luminosa, candela, representaba la luz emitida por una “candela estándar”. También es un material utilizado como aislante térmico en materiales de construcción, en la producción de crayones o incluso en investigaciones forenses.

LACTOSA

Del espíritu de la leche de vaca hasta los problemas de intolerancia

La lactosa es un disacárido derivado de la condensación de la galactosa y la glucosa. Fabrizio Bartoletti, en 1633, fue el primero en aislar la lactosa. Su nombre proviene del latín 𝘭𝘢𝘤𝘵𝘪𝘴, leche, ya que se encuentra presente en la leche de los mamíferos (por ejemplo, la leche de vaca tiene un 5% de lactosa, mientras que la humana tiene un 7%). La lactosa ayuda en la absorción de calcio (especialmente durante la lactancia), y se suele utilizar como estabilizador de aromas y en la industria farmaceútica. La absorción de lactosa depende de la presencia de la enzima lactasa, cuya producción disminuye en los primeros años de vida de los mamíferos, por lo que puede llegar a generar problemas de intolerancia.

CELULOSA

Las paredes constructivas de las plantas

La celulosa es un polisacárido formado por unidades de D-glucosa enlazadas entre sí (enlaces glicosídicos 1→4). Es el componente más importante de las paredes celulares de las plantas terrestres (Viridiplantae) y el polímero orgánico más abundante en el planeta. Es sintetizado por la mayoría de plantas y algunas bacterias pueden secretarlo. Anselme Payen logró aislar la celulosa en 1838 a partir de material vegetal. Se usa principalmente en la producción de cartón y papel, aunque también es un material necesario en la industria de los explosivos. Es el principal ingrediente de los textiles y actualmente se está desarrollando su uso como combustible renovable (etanol celulósico).

BICARBONATO DE SODIO

El anfótero de mil usos

También conocido como hidrógeno carbonato de sodio, es una sal anfótera blanca y cristalina, con un sabor ligeramente salado. Uno de sus usos más comunes y conocidos es como agente leudante (introducir gas en productos que serán horneados para aumentar su volumen) en la cocina y como polvo de hornear para dar esponjosidad a la masa de repostería. Además se utiliza como: i. biopesticida para el control de hongos, ii. extintor de fuegos, iii. propiedades desinfectantes, iv. incremento de la alcalinidad (aumentar pH) de piscinas y spas, v. tratamiento de la acidez estomacal. También se utiliza como un excelente removedor de olores e incluso hay estudios que lo asocian con el tratamiento del cáncer.

COBRE

Metal versátil con el que se acuñan las monedas

Del latín 𝘊𝘶𝘱𝘳𝘶𝘮, el cobre es el elemento número 29 de la Tabla Periódica. Presenta las características típicas de un elemento metálico: dúctil. maleable, alto conductor térmico y eléctrico. Se presenta en 29 formas isotópicas, de las que el Cu-63 y el Cu-67 son las más estables. La historia de la humanidad está íntimamente ligada con la historia del cobre, pues ya desde el año 8000 A.C. se tienen referencias de su uso. Fue además el primer metal en ser fundido y uno de los primeros en ser utilizado para formar aleaciones como el bronce. Reacciona con el oxígeno del aire generando ese color verduzco de algunos monumentos. Se utiliza principalmente como alambre eléctrico, en fontanería, en maquinaria industrial, en equipos electrónicos y en materiales tan comunes como las monedas y diversos utensilios de cocina.

ÁCIDO CÍTRICO

Ese componente ácido de las naranjas y los limones

Es un ácido orgánico débil presente en frutas cítricas como las naranjas, mandarinas, limas o limones. Es parte esencial en el ciclo de Krebs (respiración celular). Fue aislado por Carl Wilhelm Scheele en 1784 a partir del jugo de limón y desde entonces se han mejorado las técnicas para obtenerlo industrialmente, especialmente a partir de cepas de 𝘈𝘴𝘱𝘦𝘳𝘨𝘪𝘭𝘭𝘶𝘴 𝘯𝘪𝘨𝘦𝘳. Se usa principalmente como regulador de pH en bebidas, como endulzante o como agente quelante (formando complejos metálicos de interés biomédico o agrícola). Se encuentra además en formulaciones farmacéuticas, así como en ciertos cosméticos.

IBUPROFENO

Medicamento indispensable… aplican restricciones

El ibuprofeno es un antiinflamatorio no esteroidal utilizado para disminuir la fiebre y aliviar el dolor moderado. Su utilidad se debe a que inhibe la producción de prostaglandinas al disminuir la actividad de la enzima ciclooxigenasa. Presenta algunos efectos secundarios tales como náusea y aumento de la presión y, en casos poco frecuentes, provoca fallos cardíacos y problemas en el hígado. Antonio Ribera Blancafort diseño su estructura en 1960 y, buscando una alternativa a la aspirina, Stewart Adams la sintetizó y patentó en 1961. Es de los medicamentos más vendidos a nivel mundial y forma parte de la lista de 𝘮𝘦𝘥𝘪𝘤𝘢𝘮𝘦𝘯𝘵𝘰𝘴 𝘦𝘴𝘦𝘯𝘤𝘪𝘢𝘭𝘦𝘴 de la Organización Mundial de la Salud.

ORO

Sueño de los alquimistas y metal de elegancia

Del latín 𝘢𝘶𝘳𝘶𝘮, el oro es un metal de transición de número atómico 79 y con las características metálicas esperadas: meleabilidad, ductilidad y buena conducción eléctrica. Es uno de los elementos menos reactivos de la Tabla Periódica. Su producción y síntesis ha sido objeto de estudio desde la época de los alquimistas y fue hasta 1924 que H. Nagaoka lo obtuvo a partir del mercurio. Se puede encontrar en menas de rocas de la época Precámbrica, aunque también en los océanos pero en menor concentración. El oro ha sido utilizado desde la época del Paleolítico, en diversas regiones del planeta, tanto como moneda de cambio como en la producción de piezas ornamentales. Se utiliza en joyería, conectores eléctricos, en medicina y hasta como producto gastronómico.Según el Servicio Geológico de EEUU, se han producido cerca de 178mil toneladas de oro desde el comienzo de la civilización, de los que el 85% aún permanece en uso.

COLESTEROL

Componente de la pared celular y de una dieta balanceada

Es un esteroide modificado que se biosintetiza en las células animales e incluso en algunas plantas. Fue identificado por primera vez en 1769, en cálculos biliares, por el químico francés Francois Paulletier de la Salle, aunque fue hasta 1815 que Michel Chevreul le puso nombre. El descubrimiento de los mecanismos de regulación de colesterol mereció el Nobel de Medicina de 1964 para a Bloch y Lynen.
Es un componente esencial de la membrana celular para la regulación de diversos procesos biológicos y es un precursor clave para diversos pasos bioquímicos (_e.g._ vitamina D y hormonas sexuales). Un ser humano promedio puede llegar a sintetizar hasta 1,0 g de colesterol por día y tener una ingesta diaria de hasta 300 mg. Las principales fuentes de colesterol incluyen las carnes rojas, los huevos y algunos tipos de quesos. Es importante mantener los nivel de colesterol bajo control pues existe una relación directa entre altos niveles y riesgos de enfermedades cardíacas.

CIANOACRILATO

Componente de la pared celular y de una dieta balanceada

Es un esteroide modificado que se biosintetiza en las células animales e incluso en algunas plantas. Fue identificado por primera vez en 1769, en cálculos biliares, por el químico francés Francois Paulletier de la Salle, aunque fue hasta 1815 que Michel Chevreul le puso nombre. El descubrimiento de los mecanismos de regulación de colesterol mereció el Nobel de Medicina de 1964 para a Bloch y Lynen.
Es un componente esencial de la membrana celular para la regulación de diversos procesos biológicos y es un precursor clave para diversos pasos bioquímicos (_e.g._ vitamina D y hormonas sexuales). Un ser humano promedio puede llegar a sintetizar hasta 1,0 g de colesterol por día y tener una ingesta diaria de hasta 300 mg. Las principales fuentes de colesterol incluyen las carnes rojas, los huevos y algunos tipos de quesos. Es importante mantener los nivel de colesterol bajo control pues existe una relación directa entre altos niveles y riesgos de enfermedades cardíacas.

ÁCIDO FÓRMICO

De las hormigas a la industria

Es el ácido carboxílico más simple. Se aisló por primera vez, por destilación de hormigas (de ahí su nombre, del latín 𝘧𝘰𝘳𝘮𝘪𝘤𝘢).Es un líquido incoloro de olor penetrante y de baja toxicidad, usado mundialmente como agente preservante y antibacterial en la alimentación de ganado, en procesos de ensilado y en la producción de cuero; además se encuentra en la miel de abeja.

OXITOCINA

El compuesto de los vínculos y el amor

Es un neuropéptido de 9 aminoácidos, producido en el hipotálamo. Fue la primera hormona polipeptídica en ser sintetizada y secuenciada, razón por la que Du Vigneaud recibió el Nobel de Química de 1955. Está implicada en la regulación de la motivación sexual, se le asocia con el placer y la formación de vínculos emocionales. En las mujeres juega un rol importante en las labores de parto y la producción de leche materna. Como neuromodulador está implicado en comportamientos sociales y sentimentales como la confianza, el altruismo, la generosidad y la formación de vínculos. Su presencia interviene en la regulación del miedo y una baja concentración de ella se asocia a problemas tales como la depresión, autismo y esquizofrenia.

CLORURO DE SODIO

Moneda de cambio y condimento indispensable

El cloruro de sodio (NaCl), o sal de mesa, es un compuesto iónico blanco. Desde el siglo XVIII a.C. se tienen registros de su uso en China. Incluso se utilizaba como moneda de cambio (de ahí la palabra 𝘴𝘢𝘭𝘢𝘳𝘪𝘶𝘮, pues con ella se pagaba a los esclavos). Es el principal compuesto responsable de la salinidad de los océanos. A nivel cotidiano se conocen sus usos como condimento y preservante, así como fundente del hielo y la nieve en carreteras. Participa en la producción de papel y celulosa, además de ser el principal agente en extintores tipo D. El control de su ingesta es importante para evitar enfermedades cardiovasculares.

ETANOL

De los biocombustibles a las bebidas alcohólicas

El etanol (o alcohol etílico) es un compuesto orgánico inflamable, volátil e incoloro. Se le puede categorizar como una sustancia psicoactiva, al ser el componente principal de las bebidas alcohólicas. Aquellas bebidas obtenidas por fermentación (vino, cerveza) presentan contenidos de etanol entre el 5% y el 15%, mientras que las obtenidas por destilación (whiskey, vodka, aguardiente) superan el 40%. El crédito por el descubrimiento del etanol (obtenido por fermentación) se le ha otorgado al alquimista y filósofo persa Muhammad ibn Zakariya al-Razi, aunque hay información de su uso desde tiempos ancestrales. Es un importante antiséptico (por sus efectos bactericidas) y un disolvente de amplio uso, además de ser un importante combustible para los automotores.

TAURINA

Compuesto indispensable en el organismo… y en las bebidas energéticas

La taurina, o ácido 2-aminoetanosulfónico, es un derivado sulfurado de la cisteína, presente en diversos tejidos animales. Se aisló por primera vez en 1827 por Tiederman y Gmelin a partir de la bilis de toro (de ahí su nombre). Es el único ácido sulfónico que se presenta en la naturaleza. Participa en una amplia variedad de funciones fisiológicas, tales como la detoxificación, osmoregulación, la estabilización de membranas, así como la función cardiovascular y esquelética. La taurina se encuentra presente en bebidas energéticas al actuar como depresor del sistema nervioso central, y diversos estudios han demostrado sus efectos positivos en el rendimiento mental, aunque al mezclarse con sustancias como el alcohol puede generar problemas cardíacos.

VITAMINA C

Un nutriente verdaderamente indispensable

Al hablar de vitamina C se hace referencia al enantiómero L del ácido ascórbico y sus formas oxidadas. Su síntesis en 1933 e identificación se deben a Albert Szent-Györgyi y Walter Haworth, quienes recibieron el Nobel de Medicina y Química, respectivamente, por sus hallazgos. Es un nutriente esencial para los seres humanos pues participa en una serie de reacciones enzimáticas de importancia, como la síntesis de colágeno y carnitina; además, es un importante antioxidante que regula el crecimiento celular. Sus sales son utilizadas en algunos suplementos dietéticos. La Organización Mundial de la Salud recomienda un consumo de Vitamina C de 40mg al día. La principal fuente de este compuesto son las frutas y los vegetales, en especial en la murunga (con la más alta concentración de Vitamina C), la acerola, los chiles, el brócoli, el kiwi y la naranja.

ÓXIDO DE SILICIO (IV)

El mineral semiconductor

Llamado también sílice, se encuentra en la naturaleza principalmente como cuarzo (el cual representa el 10% en masa de la corteza terrestre), aunque también está presente en varias formas cristalinas (cristobalita, moganita, stishovita, entre otros). Es uno de los principales componentes de la arena. A Jöns Jacob Berzelius (1824) se le honra como su descubridor. Su principal uso es en la industria de la construcción (cemento). Es un importante aditivo en la industria de los alimentos y en aplicaciones farmaceúticas. Por otro lado, es indispensable en la producción de vidrio y de fibra óptica, y muy utilizado en la industria tecnológica por sus propiedades semiconductoras.

BETA-CAROTENO

Componente indispensable para una buena dieta

Es un terpenoide compuesto de ocho unidades de isopreno y el caroteno más común presente en las plantas. Además de ser un precursor de la vitamina A, es un fuerte antioxidante. Debido a la alta conjugación que presentan sus electrones se comporta como un pigmento anaranjado-rojizo que se encuentra naturalmente en muchas frutas y vegetales. Fue aislado por primera vez en 1831 por Wachenroder, mientras que la elucidación de su estructura la obtuvo Paul Karrer (quien obtuvo el Nobel de Química en 1937 por estos estudios). Entre las principales fuentes de beta-caroteno están el mango, la papaya, el camote, la zanahoria o las espinacas, para citar algunos casos. Dietas enriquecidas con estos productos se recomiendan para reducir el riesgo de enfermedades.

GRAFITO

Alótropo con el que hacemos nuestros apuntes

Con su estructura hexagonal característica, el grafito es uno de los más conocidos alótropos del carbono, y su forma más estable en condiciones estándar. Puede convertirse en diamante al sometérsele a altas presiones y temperaturas. Su nombre proviene del griego antiguo γραφειν (graphein), escribir, y le fue dado por el científico Abraham Gottlob Werner en 1789. Se han encontrado alfarería del período Neolítico con dibujos realizados con grafito.Se utiliza en la mayoría de baterias (como ánodo), en siderurgia, así como revestimiento y lubricante, aunque no cabe duda que su uso más conocido es como material en los lápices.

DOPAMINA

La llave de nuestros placeres y emociones

Es una hormona que pertenece a la familia de las feniletilaminas y los catecoles. Se sintetiza en las neuronas donde funciona como neurotransmisor y neuromodulador. Fue sintetizada por primera vez en 1910 por George Barger y James Ewens. Arvid Carlsson recibió el Nobel de Medicina del 2000 por demostrar los efectos neurotransmisores de esta molécula.La dopamina está asociada a una amplia variedad de habilidades cognitivas, desde la planificación y organización hasta las emociones cuando uno se siente recompensado. Los episodios de placer (e.g. sexo, videojuegos, comida) están directamente conectados con la liberación de dopamina, y disfunciones en su actividad están relacionadas con enfermedades como el Parkinson, el deficit atencional, la esquizofrenia y algunas adicciones.

POLIESTIRENO

El inerte plástico enemigo del medio ambiente

El poliestireno es un polímero sintético termoplástico obtenido del monómero estireno. Desde su descubrimiento en 1839 por el farmacéutico Eduard Simon, su producción generó un gran interés académico, cuyo punto álgido fue el Nobel de Química para Hermann Staudinger en 1953. Es uno de los plásticos más utilizados a nivel mundial por su amplia variedad de usos: empaques protectores, aislantes, contenedores, botellas o cubertería desechable. Entre sus formas más conocidas se encuentra el Estereofón (Styrofoam, marca registrada) o poliestireno extruido. Al ser químicamente inerte no es biodegradable, por lo que se acumula, llegando a generar serios problemas ambientales. Diversos organismos medioambientales y gobiernos locales están impulsando políticas para restringir y prohibir el uso de poliestireno.

SEROTONINA

La llave para alcanzar la felicidad

Neurotransmisor sintetizado en el cerebro e intestinos a partir del triptófano, conocido comercialmente como 5-HT (5-hidroxitriptamina). Inicialmente se asoció a su capacidad como vasoconstrictor en el plasma sanguíneo (o serum, de ahí su nombre). Su descubrimiento oficial se realizó en 1948 en Cleveland, gracias a los trabajos de Maurice Raport, Arda Green e Irvine Page. La serotonina participa activamente en el metabolismo de los huesos, en la producción de leche materna y en la división celular. Se le ha denominado “la hormona del placer” (o hormona del humor) ya que presenta un papel fundamental en la regulación del sueño y de la actividad sexual, siendo además un modulador de nuestras emociones afectivas. Además, existe una relación directa entre entre nuestro peso corporal y la concentración de serotonina, ya que ésta controla el apetito. Por otro lado, bajas cantidades de esta neurona están asociadas con enfermedades mentales tales como la esquizofrenia o problemas psicológicos como la ansiedad y la depresión.

ALUMINIO

Abundante, económico y con múltiples usos

Es uno de los elementos más abundantes de la corteza terrestre, con características tales como una baja densidad, alta resistencia a la corrosión, buen conductor eléctrico, dúctil y de un precio muy accesible. Sus usos se remontan a la antigüedad, sobre todo en su forma de alumbre, y muchos han escrito sobre sus virtudes y características, desde Paracelso hasta Humphry Davy. Fue en 1824 cuando Ørsted lo aisló por primera vez, aunque su descubrimiento oficial se le acredita a Friedrich Wöhler. Se utiliza en la fabricación de cables eléctricos y láminas, así como en la fabricación de latas, utensilios de cocina y en procesos de anodizado. Para mejorar sus características se alea con otros metales, y dichas aleaciones se usan en soldaduras y procesos de fundición. Muchos estudios se desarrollan actualmente para comprender su rol biológico y posibles implicaciones metabólicas.

ALUMINIO

Abundante, económico y con múltiples usos

Es uno de los elementos más abundantes de la corteza terrestre, con características tales como una baja densidad, alta resistencia a la corrosión, buen conductor eléctrico, dúctil y de un precio muy accesible. Sus usos se remontan a la antigüedad, sobre todo en su forma de alumbre, y muchos han escrito sobre sus virtudes y características, desde Paracelso hasta Humphry Davy. Fue en 1824 cuando Ørsted lo aisló por primera vez, aunque su descubrimiento oficial se le acredita a Friedrich Wöhler. Se utiliza en la fabricación de cables eléctricos y láminas, así como en la fabricación de latas, utensilios de cocina y en procesos de anodizado. Para mejorar sus características se alea con otros metales, y dichas aleaciones se usan en soldaduras y procesos de fundición. Muchos estudios se desarrollan actualmente para comprender su rol biológico y posibles implicaciones metabólicas.

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