Un dato que quizás os haya pasado inadvertido: el agua del cuerpo humano representa el 75% de su masa, pero un sorprendente 99% respecto al número total de moléculas presentes en el organismo.
Caramba. Si en el hombre sólo una de cada cien moléculas no es agua, ¿Por qué parecemos tan sólidos? ¿No deberíamos parecernos más a una masa gelatinosa exhumando agua por doquier? De hecho, es fácil encontrar en nuestro planeta situaciones donde el contenido de agua es parecido, y en cambio son esencialmente agua. En los océanos y mares, por ejemplo, el contenido en sal es del 3.5%, en promedio, y su apariencia es esencialmente acuosa.
Esta paradoja no se da de forma homogénea en el cuerpo humano, ni se circunscribe sólo al hombre. En nuestro cuerpo, el 46% del agua se encuentra dentro de nuestras células, y el 23% en el plasma sanguíneo y otros fluidos. En los huesos, sólo el 22% es agua, mientras que en la linfa lo es el 94%. Otros organismos, como los mamíferos, acostumbran a contener entre un 65 y un 80% de agua, pero en la medusa llegamos al 95%, y en cambio en la semilla de girasol, sólo un 5% es agua.
Nuestra consistencia sólida tiene un origen. Somos mayoritariamente agua, cierto, pero poseemos envoltorios que encapsulan esa agua. En las células, la membrana separa claramente el interior, de consistencia acuosa, del exterior. Muchos seres vivos, como las bacterias, los hongos y los vegetales, añaden una pared celular a la membrana, proporcionando una consistencia extra. Y los animales añadimos un envoltorio adicional, la piel, formada por diversas capas de células especializadas y fuertemente ligadas entre sí. Algunos animales, además, poseen caparazón, una gruesa y variada capa protectora extremadamente dura, que además de proteger actúa de exoesqueleto.
El aspecto sólido se incrementa, a medida que vamos desde la membrana, a la pared, la piel y el caparazón. Las células individuales con membrana tienen una consistencia gelatinosa, mientras que las estructuras con pared celular muestran formas fijadas por esa pared, aunque determinadas por la presión interna del agua. La piel está formada por hasta cinco capas de tejido celular, y las diferentes células están unidas entre sí mediante proteínas que entretejen una célula con la siguiente, en un mecanismo de unión que se asemeja al de los pegamentos ultrafuertes. Finalmente, el caparazón posee consistencia mineral. Tanto es así, que las cordilleras más importantes del planeta provienen de material sedimentario formado por la acumulación de caparazones.
El elemento común a todos los tipos de envoltorio es el carbono. Me refiero al elemento químico carbono, el sexto elemento de la Tabla Periódica. Su capacidad para enlazarse con sí mismo, y con otros elementos como el oxígeno, el hidrógeno, o el nitrógeno, proporciona tal versatilidad, que la evolución ha podido forjar la riqueza morfológica de los seres vivos, y explica inexorablemente la consistencia de éstos.
Vayamos por partes. Los envoltorios mencionados se componen, mayoritariamente, de complejos ensamblajes de biopolímeros. Son éstos moléculas formadas por la unión de muchas unidades pequeñas, en las que el carbono actúa de esqueleto, y en las que las uniones con hidrógeno, oxígeno y nitrógeno proporcionan formas y funciones enormemente variadas. Proteínas, lípidos e hidratos de carbono son ejemplos de estas uniones poliméricas, que llegan fácilmente a agrupaciones de miles de átomos.
La membrana celular es, principalmente pero no exclusivamente, una doble capa de lípidos, con diversas proteínas adheridas a ella en diferentes configuraciones. Algunas de estas proteínas atraviesan toda la membrana, y permiten así el paso de nutrientes desde el exterior al interior de la célula. Por otro lado, la pared celular se basa más en los hidratos de carbono, como la celulosa o la lignina, cuyo ensamblaje permite estructuras vegetales de centenares de metros de altura.
La piel está formada por millones de células especializadas, con hidratos de carbono, lípidos y proteínas endureciendo la pared celular, y diversas proteínas insertándose entre células para unirlas de forma compacta. Finalmente, en los caparazones aparece, además de los biopolímeros, el carbonato de calcio, un mineral formado por carbono, oxígeno y calcio, embebido en una matriz de proteínas e hidratos de carbono.
Todas estas formas de envoltorio tienen la propiedad de ser impermeables al agua, de ahí que puedan contener bolsas de consistencia acuosa. Ciertamente, las capas de biopolímeros definen materiales de carácter hidrófobo, es decir, que no atraen el agua. Pero es una propiedad que tiene sus excepciones, puesto que el agua puede transportarse desde el exterior al interior de la célula, o de la piel, y viceversa. Pero este transporte tiene lugar mediante poros, la mayor parte de las veces debidos a estructuras creadas por proteínas. Por ejemplo, ciertas proteínas en la piel se encargan de mantener la humedad de ésta, un aspecto fundamental para su salud.
Ya para terminar, una aclaración sobre el dato proporcionado al inicio del artículo. El cuerpo humano contiene, efectivamente, el 75% en masa, y el 99% por ciento en moléculas, de agua. ¿A qué se debe la diferencia? A que tenemos moléculas de masas enormemente diferentes, de modo que una sola proteína, una molécula, tiene la misma masa que quinientas moléculas de agua.