08.04.2021 - Czech Academy of Sciences

El agua pesada sabe dulce

Pero no a los ratones

El agua pura ordinaria no tiene un sabor definido, pero ¿qué pasa con el agua pesada? ¿Tiene un sabor dulce, como pueden indicar las pruebas anecdóticas que se remontan a la década de 1930? Y en caso afirmativo, ¿por qué, si el D2O es químicamente casi idéntico al H2O, del que es un isótopo natural estable? Estas preguntas surgieron poco después de que se aislara el agua pesada hace casi 100 años, pero hasta ahora no habían recibido una respuesta satisfactoria. Ahora, los investigadores Pavel Jungwirth y Phil Mason, junto con los estudiantes Carmelo Tempra y Víctor Cruces Chamorro, del Instituto de Química Orgánica y Bioquímica de la Academia Checa de Ciencias (IOCB Praga), junto con el grupo de Masha Niv, de la Universidad Hebrea, y Maik Behrens, de la Universidad Técnica de Múnich, han encontrado respuestas a estas preguntas utilizando simulaciones de dinámica molecular, experimentos basados en células, modelos de ratón y sujetos humanos. En su artículo de investigación, publicado en Communications Biology, demuestran de forma concluyente que, a diferencia del agua ordinaria, el agua pesada tiene un sabor dulce para los seres humanos, pero no para los ratones, y que este efecto está mediado por el receptor humano del sabor dulce.

El agua pesada (D2O) se diferencia del agua normal (H2O) únicamente por una sustitución isotópica H-D y, como tal, no debería ser químicamente distinta. Dejando de lado un trivial cambio del 10% en la densidad debido a la masa doble de D en comparación con la de H, las diferencias en las propiedades del D2O frente al H2O, como el pH o los puntos de fusión y ebullición, son realmente muy pequeñas. Estas diferencias se deben únicamente a los efectos cuánticos nucleares, es decir, a los cambios en las vibraciones del punto cero, que conducen a un enlace de hidrógeno ligeramente más fuerte en el D2O que en el H2O.

"A pesar de que los dos isótopos son nominalmente idénticos desde el punto de vista químico, hemos demostrado de forma concluyente que los seres humanos pueden distinguir por medio del gusto (que se basa en la detección química) entre el H2O y el D2O, teniendo este último un sabor claramente dulce", comentó Pavel Jungwirth sobre el principal resultado de su estudio. En su trabajo, los autores complementan los experimentos gustativos en sujetos humanos con pruebas en ratones y en células HEK 293T transfectadas con el receptor humano del sabor dulce TAS1R2/TAS1R3, y con la modelización molecular. Los resultados apuntan sistemáticamente a que el sabor dulce del agua pesada está mediado en los seres humanos por el receptor TAS1R2/TAS1R3. Futuros estudios deberían poder dilucidar los sitios y mecanismos de acción precisos, así como la razón por la que el D2O activa el TAS1R2/TAS1R3 en particular, dando lugar a un sabor dulce (pero no a otro).

Aunque evidentemente no es un edulcorante práctico, el agua pesada permite vislumbrar el amplio espacio químico de las moléculas dulces. Dado que el agua pesada se ha utilizado en procedimientos médicos, el hallazgo de que puede provocar respuestas del receptor del sabor dulce, que se encuentra no sólo en la lengua sino también en otros tejidos del cuerpo humano, representa una información importante para los médicos y sus pacientes. Además, debido a la amplia aplicación del D2O en la determinación de estructuras químicas, los químicos se beneficiarán de conocer las presentes observaciones.

Por último, cabe mencionar que hace 86 años, Science publicó una breve carta de H. C. Urey, premio Nobel por el descubrimiento del deuterio (H. C. Urey & G. Failla, Science, 81, 273, 1935. http://doi.org/10.1126/science.81.2098.273-a), en la que se afirmaba de forma autorizada que el D2O no se distingue del H2O por el sabor, lo que tuvo un fuerte efecto, aunque engañoso, en el debate actual sobre el tema.

"Nuestro estudio resuelve así una vieja controversia relativa al sabor dulce del agua pesada utilizando enfoques experimentales y de modelización informática de última generación, demostrando que un pequeño efecto cuántico nuclear puede tener una influencia pronunciada en una función biológica tan básica como el reconocimiento del sabor", concluye Pavel Jungwirth.

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