Pasteur en el país de las maravillas

Claudio H. Sánchez (*)

El 27 de diciembre de 1822, hace doscientos años, nació Louis Pasteur, uno de los científicos más importantes de la historia. Para la mayoría de nosotros, su figura está asociada a su tratamiento contra la rabia y al proceso de esterilización y conservación de alimentos que lleva su nombre. Pero Pasteur es responsable de muchos otros aportes a la química, la biología y la medicina. En particular, su primera investigación importante resolvió un enigma que preocupaba a los químicos de su época y se cruza de manera curiosa con un clásico de la literatura.

Desde fines del siglo XVIII se fueron descubriendo las fórmulas químicas de muchas sustancias, la receta: tanto de esto, tanto de lo otro. Por ejemplo, aprendimos que el agua está compuesta de dos partes de hidrógeno y una de oxígeno. En términos modernos decimos que la molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. La conocida fórmula hache-dos-o.

Se entendía que sustancias distintas debían tener fórmulas distintas. Sin embargo con el tiempo se descubrieron sustancias que parecían tener la misma fórmula pero distintas propiedades. Esto podía explicarse si suponíamos que las propiedades de una sustancia no dependían solamente de los átomos que la componían sino también de cómo esos átomos se conectaban entre sí. Una sustancia podía estar formada por los átomos A-B-C-D y otra podía tener esos mismos átomos conectados A-C-D-B. Las dos fórmulas serían diferentes y las respectivas sustancias tendrían entonces distintas propiedades. Pero en el siglo XIX los químicos todavía no tenían una idea precisa de la existencia de los átomos. Muchos menos, que estos podían acomodarse de distintas maneras Los átomos se consideraba como un lenguaje para escribir las fórmulas químicas pero sin existencia real.

Estaba, por ejemplo, el caso de los ácidos tartárico y racémico, presentes en algunas sustancias de origen vegetal. Los análisis demostraban que ambos tenían la misma composición química aunque diferían en algunas propiedades. En 1848 Pasteur comenzó a experimentar con estas sustancias y determinó que sus moléculas tenían los átomos dispuestos de forma asimétrica de manera que una era igual a la otra, pero vista como reflejada en un espejo. Ese detalle bastaba para explicar las diferentes propiedades de ambas sustancias.

Curiosamente, estas moléculas asimétricas responden a un enigma planteado en el libro "A través del espejo", de Lewis Carroll, una continuación de "Alicia en el país de las maravillas". Antes de atravesar el espejo de la sala, Alicia duda entre hacerlo sola o con uno de sus gatos. Dice no saber si en el espejo hay leche y, en cualquier caso, si esa leche es buena para beber. Alicia probablemente no lo sabía pero, efectivamente, la leche del espejo no es buena para beber.

La leche, como muchas sustancias orgánicas, contiene moléculas asimétricas como las descubiertas por Pasteur, cuyas propiedades cambian si sus átomos se disponen como reflejados en un espejo. Una leche reflejada no podría ser digerida por un gato no reflejado porque las asimetrías de esas sustancias no encajarían correctamente en las asimetrías de las enzimas responsables de la digestión. Sería como tratar de abrir una cerradura poniendo la llave al revés.

"A través del espejo" se publicó en 1871 pero la existencia de moléculas asimétricas no fue comprendida por completo hasta 1874, gracias a los trabajos del químico francés Achille Le Bel y del neerlandés Jacobus van't Hoff. Ellos encontraron que la asimetría podría explicarse si consideramos al átomo de carbono, presente en las moléculas orgánicas, como un taburete de tres patas. Si imaginamos un átomo o grupo de átomos sobre este taburete y grupos distintos en cada pata, la disposición de átomos resulta asimétrica y diferente de su imagen en el espejo.

(*) Docente y divulgador científico