Matemáticas

Científicos de la Universidad de Tokio redefinen qué es matemáticamente la muerte para una célula

Una nueva investigación ha logrado expresar la muerte celular en términos matemáticos

Corte histológico donde podemos ver las células que componen este tejido
Corte histológico donde podemos ver las células que componen este tejido Fayette ReynoldsEurekalert

¿Qué es la muerte? Cuenta el filósofo Luis Cortés que, en realidad, hay varios tipos de muerte. En su libro “Las pequeñas muertes de la vida”, nos habla de las experiencias que nos cambian, aquellas que afectan irreversiblemente a quién somos, como una ruptura, el fallecimiento de un ser querido o superar una grave enfermedad. Los humanos tenemos una identidad tan compleja que podemos sentir la muerte más allá de lo biológico, y eso la dota, culturalmente, de una complejidad incluso mayor. Sin embargo, nuestros problemas para comprenderla empiezan mucho antes, en sus versiones más banales y sencillas. Olvidémonos por un momento de la identidad humana que emerge de la maraña de tejidos que nos forman. Pensemos en la muerte más “sencilla”, aquella que experimenta el ser vivo más simple: una célula.

Las células están vivas. No cabe duda de eso. Nacen, crecen, se alimentan, se reproducen y mueren. Cumplen las características fundamentales de aquellas definiciones que teníamos que estudiar en primaria y, por supuesto, también cumplen los criterios de definiciones más sofisticadas que han intentado dilucidar la diferencia entre la vida y al muerte: pueden evolucionar, tienen un metabolismo propio… Lo cierto es que estamos bastante perdidos con qué significa “estar vivo” y nos cuesta definir la frontera exacta, pero sabemos que hay algunos rasgos que indiscutiblemente podemos asociar con la vida, y eso es lo que ha aprovechado un grupo de científicos de la Universidad de Tokio.

La muerte celular

Cuando hablamos de la vida hay dos problemas, uno es el límite entre lo que está vivo y lo que no (un conejo o un libro), porque el libro nunca ha estado vivo, pero el otro gran problema es la frontera entre un conejo y un conejo muerto. ¿Qué ha sucedido para pasar de un estado a otro? ¿Por qué solo ocurre en una dirección? ¿Es tan instantánea como parece? Ese segundo problema es al que se han enfrentado estos investigadores y han logrado definir matemáticamente la muerte de una célula. Pero, antes de explicar su estudio, conviene aclarar qué es una definición matemática.

No es que hayan diseñado una fórmula como “MUERTE = VIDA – ENERGÍA”. Ese tipo de conceptos son más mercadotécnicos que científicos, no pueden operarse a la ligera y, en el mejor de los casos, requieren que cada término tenga, a su vez, un significado claro. Una definición matemática es, simplemente, un conjunto de criterios que permiten separar un objeto (en este caso la muerte), de todos los demás y lo expresan con un lenguaje formal donde la ambigüedad es mucho menor que cuando empleamos palabras. Dicho así, el trabajo de estos investigadores de la Unidad de Tokio parece perder algo de glamur, pero, como hemos dicho, incluso las definiciones más banales de “muerte” entrañan una gran complejidad.

Las enzimas son la clave

La aproximación que ofrecen estos científicos, en realidad, es lo que conocemos como “teología negativa”. Los padres de la iglesia consideraron que Dios era inefable y que solo podíamos llegar a conocer lo que no era, por lo que propusieron definirlo a partir de ello. En este caso, los investigadores proponen que la muerte sería un estado cualquiera que no es capaz de pasar a ningún estado que nosotros reconozcamos indiscutiblemente como vivo. Y pensaréis: para este viaje no hacían falta alforjas. Y desde luego que no… si nos quedamos solo en esta simplificación. Pero, en realidad, el trabajo es algo más profundo y formalizar esta relación entre estados no es sencillo, pero aporta una precisión mucho mayor que la que podemos tener en estas líneas, donde usamos el lenguaje natural que, en nuestro caso, llamamos “castellano”.

Y, de hecho, hay un paso más, porque para definir esos estados que asociamos con estar vivo, los científicos tuvieron que desarrollar un modelo computacional con el que cuantificar la frontera entre la vida y la muerte, llamado “rayos estequiométricos”, siendo la estequiometría la ciencia que (haciendo algunas concesiones en favor de la claridad) cuantifica las proporciones de distintas sustancias implicadas en una reacción.

Concretamente, el modelo cuenta, especialmente, las reacciones enzimáticas y la segunda ley de la termodinámica, que, simplificándolo mucho indica que los sistemas (vivos o no), tienden de forma natural al desordenarse. Las enzimas, por otra parte, son moléculas capaces de facilitar que tengan lugar algunas reacciones que, sin ellas, necesitarían más energía y, por lo tanto, tardarían más en ocurrir. Teniendo en cuenta estas moléculas que ayudan a modular la actividad bioquímica de las células, podemos acotar bastante bien esa transición irreversible entre estados vivos y estados muertos, aportando un poco más a la comprensión que tenemos sobre el fin de la vida.

Con suerte, el siguiente paso será hacer lo propio con sistemas más complejos, objetivo que el profesor asistente Yusuke Himeoka del Instituto de Biología Universal adereza con una declaración final que, por ahora, pertenece totalmente al género de la ciencia ficción: “Creemos ingenuamente que la muerte es irreversible, pero no es tan trivial y no tiene que ser el caso. Creo que, si logramos controlar mejor la muerte, nuestra comprensión de la vida y la sociedad cambiarán por completo”. Porque, tal vez, “ingenuamente” no sea la palabra adecuada.

QUE NO TE LA CUELEN:

  • Por ahora no tenemos motivos para pensar que la muerte encefálica (que es a la que nos solemos referir como muerte en el día a día), sea reversible. Cualquier otra cosa es una especulación interesante, pero (por ahora) con el mismo nivel de rigor que las ensoñaciones sacadas de una saga de fantasía y dragones.

REFERENCIAS (MLA):

  • Himeoka, Yusuke, Shuhei A. Horiguchi, y Tetsuya J. Kobayashi. "A theoretical basis for cell deaths." Physical Review Research, DOI: 10.48550/arXiv.2403.02169. 25 de noviembre de 2024.