Los cristales de tu cuerpo

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Nuestro cuerpo contiene numerosas estructuras cristalinas que son fundamentales para el funcionamiento del organismo. Nos erguimos porque nuestro cuerpo tiene un esqueleto compuesto de cristales de fosfato cálcico. Mantenemos el equilibrio gracias a unos cristales de calcita que se encuentran en el oído interno y masticamos con dientes que están fabricados con microcristales de apatito.

¿Has pensado cómo es la estructura de nuestros huesos? ¿Sabes cómo ayuda la cristalografía a fabricar prótesis e implantes que no rechace el organismo?¿Te gustaría conocer cómo se fabrica una pasta dentífrica?

Uno no ha de ir muy lejos para encontrar cristales en nuestra vida cotidiana. Nos podemos fijar en nosotros mismos y así lograremos aprender que y cuan importante son los cristales para el funcionamiento de nuestro organismo. Eso es lo que hemos tratado de reflejar en este cartel en el que la imagen del famoso hombre de Vitrubio hemos texturado su mitad izquierda con plaquitas que simulan a estructura de nuestro esqueleto vista al microscopio.

cortehistologico Corte histológico de una muestra de hueso. La fase mineral (fosfato de calcio) está organizada en plaquitas distribuidas en capas concéntricas (lamelas) alrededor de un canal central por el que circulan los vasos sanguíneos. al conjunto del canal y de todas las lamelas se le denomina osteón.

Como podemos ver en ese corte, el hueso no está formado por un solo cristal sino por millones de pequeños cristales (nanocristales) de un mineral llamado hidroxiapatito. Un hueso monomineral se fracturaría fácilmente. Lo que hace que el hueso sea una estructura tan robusta capaz de soportar el peso de una vaca (o de un dinosaurio) es el entramado de la matriz orgánica con los cristales de hidroxiapatito. Es más, la estructura del hueso está jerarquizada en siete niveles distintos, como se observa en esta Figura.

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Pero la vida no se ha conformado con crear la fantástica estructura de los huesos sino que ha sabido usar los minerales para crear otros materiales con distintas funciones. Una de ellas es la de rasgar y triturar y para ello ha creado ni más ni menos que el enamel de los dientes.

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Pero probablemente la función más asombrosa y desconocida de los cristales en el cuerpo humano es la de controlar el equilibrio. No nos caemos porque en nuestro oído interno hay unos cristales de calcita que cumplen a la perfección esa función. Existen en todos los vertebrados y en los peces en vez de calcita, son cristales de aragonito los que rigen el sentido de la navegación. Esos cristales de calcita u aragonito están situados en el oído interno inmersos en un líquido de cierta viscosidad. Por lo tanto, pueden moverse según sea la orientación del campo gravitatorio. Dependiendo de su posición tocan distintos nervios que envían una información que el cerebro puede procesar.

otolitoOtolito de la sagita de un pez. Foto Guiuseppe fallini.

Hay otros cristales en nuestro cuerpo que no tiene una función definida sino que son el resultado de un problema en el funcionamiento del organismo. Son cristales patológicos. Por ejemplo, la orina es una disolución que contiene una enorme cantidad de sales. En condiciones normales el organismo secreta substancias que inhiben la formación de esos cristales, pero si eso falla o la concentración de sales aumenta enormemente, se forman en el riñón concreciones cristalinas de sales como el oxalato cálcico, fosfatos cálcicos, ácido úrico o uratos. Son los llamados cálculos renales.

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La cristalización del ácido úrico es el resultado de otra enfermedad reumática de tipo metabólico que afecta preferentemente a los varones (en un 95% de los casos). La enfermedad está ligada a la ausencia de la uricasa, una proteína que degrada el ácido úrico.

Otros cristales que pueden formarse en nuestro cuerpo, son los de ácido láctico, responsables del dolor de las famosa agujetas.

Sabias Que…

  • El hueso es una forma especializada de tejido conectivo compuesto por células incluidas en una mezcla mineralizada de fibras de colágeno, proteínas y carbohidratos llamados glicanos.
  • Aproximadamente el 65% de la masa de huedo de un adulto son cristales de hidroxiapatito.
  • La pata delantera de un caballo puede soportar la carga generada cuando este animal de 500 Kg se desplaza a 50 Km/h. Los huesos ligeros de las aves pueden mantenerlas en vuelo durante migraciones de 15000 Km sin aterrizar. Las astas de un ciervo, usadas como armas en los enfrentamientos territoriales soportan terribles choques sin fracturarse.
  • El esmalte del diente es la sustancia más dura y más mineralizada del cuerpo. Está compuesto por un 96% por cristales y un 4% de agua y proteinas. Este alto contenido en mineral le da su resistencia y dureza, así como su color y brillo.
  • El fluor cataliza la difusión de calcio y fosfato en la superficie del diente, dando lugar a la remineralización de las estructuras cristalinas del diente. Por este motivo consumimos agua fluorada. La superficie remineralizada contiene hidroxiapatito y fluorapatito, que resiste el ataque ácido mucho mejor que el mineral original del diente.
  • Los otolitos de peces crece por acreción de capas de carbonato cálcico en una matriz gelatinosa durante toda su vida. La tasa de agragación varia con el crecimiento del pez, a menudo menos en invierno y más en verano. Por todo ello, el bandeado de los otolitos contiene la misma información que los anillos de los árboles.
  • Los paleontólogos han estudiado otolitos de hasta 172 millones de años para extraer esta información. Su estudio cuidadoso aporta información sobre la vida del pez, incluyendo dieta y temperatura del agua, así como los lugares donde nació y vivió.
  • Los altos niveles de ácido úrico en la sangre producen la nucleación y crecimiento de cristales de urato con forma de aguja en las articulaciones. Esta acumulación produce la enfermedad llamada “gota”. Esta enfermedad es conocida desde la antiguedad y ya se mencionaba en el año 1500 a. C. en el Papiro de Ebers.

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