Bases Bioquímicas de Estructura y Memoria del Agua Microarracimada

Agua Microarracimada

Su estructura y capacidad para retener y posteriormente liberar información. 

"En 1 centímetro cúbico de agua con estructura molecular especial, se podría almacenar música MP3 para tocar de manera continua durante 300,000 años" Harvard y Drexel, Universidad de Pensilvania.

    Hasta el momento actual, los libros de texto y el concepto general que se tiene sobre la estructura molecular del agua es tan sencillo y simple como el que existía hace 100 años: “Un conglomerado amorfo de moléculas formadas por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno”; pero la verdadera situación es profundamente distinta.

A principios de la segunda mitad del Siglo XX hubo dos premios Nóbel que hicieron notar este problema. Sin embargo, la situación no cambió y la ignorancia persistió. El Fisiólogo Húngaro Albert Szent-Györgyi (Premio Nóbel de Medicina 1937) dijo: “Dado que la estructura molecular del agua es la esencia de la vida, el hombre que pueda controlar esa estructura en los sistemas celulares cambiará el mundo”. 

De la misma manera, el Dr. Linus Pauling, doblemente laureado con el Premio Nóbel (de Química en 1954 y de la Paz en 1962), dijo: “Estamos todavía profundamente ignorantes de la estructura del agua líquida, así como de la estructura de las soluciones acuosas en general. Continuaremos teniendo dificultades para comprender la naturaleza de los procesos fisiológicos hasta en tanto no resolvamos el problema de la naturaleza del agua líquida y de sus soluciones”.

    Además del concepto erróneo sobre la estructura del agua, los científicos conservadores piensan que las moléculas disueltas en otro líquido, simplemente se esparcen más y más conforme se diluye la solución, pero con mucha frecuencia no es así, en 2001 Samal y Geckeler¹ (ambos científicos alemanes) encontraron en algunos casos exactamente lo contrario: Se percataron que las moléculas agrupadas en forma de balón de fútbol, lo que en la literatura internacional llaman “buckyball”, se mantienen en la solución como conglomerados no bien ordenados; por lo general, las moléculas se organizan en racimos (“clusters”) de conglomerados 5 a 10 veces más grandes que los encontrados en la solución original. Los autores mencionan que “la historia de la solución es importante puesto que entre más diluida empiece más grandes son los conglomerados”. Publicaron su trabajo en el Reino Unido en la revista Chemical Communications¹.

    En 1988 el Dr. Jacques Benveniste publicó en la revista Nature² el primer artículo sobre la memoria del agua; fue acusado de fraude y de mentiroso, sin embargo 11 años después se demostró que tenía razón³ y 3 años más tarde la confirmación de su trabajo fue completa. Actualmente ya no queda ninguna duda de la memoria del agua, incluso existen publicaciones de grandes instituciones que demuestran está capacidad del agua para retener información y liberarla posteriormente; un buen ejemplo de ello es la publicación de las Universidades de Pennsylvania, Harvard y Drexel en la que mencionan que, si se desarrollara un equipo comercial, en 1 centímetro cúbico de agua (con estructura molecular especial) se podría almacenar música en MP3 para tocar de manera continua durante 300,000 años, si lo almacenado fuera DVD de la mejor calidad entonces sólo se podría grabar información para 10,000 años⁴.

    El centro de carga magnética de la estructura molecular del agua no coincide con exactitud con el centro físico; la nube de electrones tiene una densidad relativamente más alta sobre el átomo de oxígeno condicionando así su carga negativa, mientras que los dos átomos de hidrógeno permanecen cargados positivamente. Debido a esto, las moléculas de agua pueden atraer otras moléculas de agua más para unirse a ellas mediante los puentes de hidrógeno, estructurando un grupo de moléculas en forma de racimo (“clusters”). En los últimos años se han publicado muchos artículos sobre la estructura del agua en forma de racimos, sobre todo en las revistas Science y Nature⁵. En ciertas condiciones, el agua puede formar estructuras con forma de pentágonos o de hexámeros^{5 y 6}. Los hexámeros del agua, además, se describen con 5 diferentes estructuras geométricas en tercera dimensión: anillo, prisma, con forma de barca, de libro abierto o de jaula. La formación de “clusters” y las formas tridimensionales que ellos adoptan, pueden proporcionar las bases físicas para explicar en dónde y de que manera se almacena energía o sustancias disueltas, así como explicar cómo y por qué el Agua Microarracimada puede retener y manejar información.

     Los racimos o “clusters” pequeños que el agua forma, en ciertos momentos y bajo determinadas condiciones, también pueden estructurarse como un complejo de mucho mayor tamaño, como los llamados Buckyball⁸. En el 2002 la revista Science reportó que investigadores de la Universidad de California en el Campus de Berkeley, mediante el uso de microscopía muy sofisticada (“scanning tunneling microscopy”), habían observado estructuras hexagonales en forma de panal de abejas⁹. En 2004 la misma revista Science presentó artículos de la Universidad Yale en la que hablan de “clusters” protonados estables de agua en nanoescala^{11 y 12}.

     Desde entonces han continuado apareciendo más y más reportes mostrando que el hidrógeno como catión o los oxhidrilos como aniones, pueden ser transmitidos por “cables de agua”. Estos cables también pueden ser verdaderas cadenas que conectan el principio con su final, o redes de moléculas de agua en racimos (“clusters”) con forma de anillos o de jaulas como estructura tridimensional; todo ello soportado por puentes de hidrógeno^{13 a 19}.

BIBLIOGRAFÍA

1. Samal, A., Geckeler, K. E. Unexpected solute aggregation in water on dilution. Chemical Communications 21: 2224-2225, (2001).

2. Davenas, E. Beauvais, F. , Amara, J. , Oberbaum, M. , Robinzon, B. , Miadonna, A. , Tedeschi, A. , Pomeranz, B. , Fortner, P. , Belon, P. , Sainte-Laudy, J. , Poltevin, P. and Benveniste, J.  Human basophil degranulation triggered by very dilute antiserum against IgE , Nature 333: 816-818, 1988.

3. Belon P, Cumps J, Ennis M, Mannaioni PF, Sainte-Laudy J, Roberfroid M, Wiegant FA. Inhibition of human basophil degranulation by successive histamine dilutions: results of a European multi-centre trial. Inflamm Res 48 suppl 1:S17-8 April 1999.

4. Greg Lester, contact at the Office of University Communications. Water and Nanoelectronics will mix to Create Ultra-Dense Memory Storage Devices. April 26, 2006. www.upenn.edu/pennnews/article.php?id=956

5. Liu，K，Cruzan，J. D. and Saykally，R. J. Water Clusters, Science 271：929-933 1996

6. Liu K Gregory J. K. Brown M.G. Carter C. Saykally R.J. and Clary D.C. Characterization of A Cage Form of The Water Hexamer, Nature 381:501-503 (1996).

7. Chaplin M. F. A proposal for the structuring of water. Biophys Chem 24 83 211-21 2000.

8. Ludwig R. Water from clusters to the bulk, Angew Chem 40:1808-1827 (2001).

9. Mitsui, T. Rose, M. K. Fomin, E. Ogletree, D. F. Salmeron, M. Water diffusion and clustering on pd(111). Science 297 1850-1852 2002.

10.      Miyazaki, M., Fujii, A., Ebata, T., Mikami, N. Infrared spectroscopic evidence for protonated water clusters forming nanoscale cages. Science. 304:1134-7 (2004) .

11.      Shin, J. W., Hammer, N. I., Diken, E. G., Johnson, M. A., Walters, R. S., Jaeger, T. D., Duncan, M. A., Christie, R. A., Jordan, K. D. Infrared signature of structures associated with the H+(H2O)n (n = 6 to 27) cluster. Science, 304:1137-40 (2004).

12.      Hammer, N. I., Shin, J. W., Headrick, J. M., Diken, E. G., Roscioli, J. R., Weddle, G. H., Johnson, M. A. How do small water clusters bind an excess electron? Science. 306:675-9 (2004).

13.      De Godoy, C. M., Cukierman, S. Modulation of proton transfer in the water wire of dioxolane-linked gramicidin channels by lipid membranes . Biophys J. 81:1430-1438 ( 2001).

14.      Pomes, R., Roux, B. Free energy profiles for H+ conduction along hydrogen-bonded chains of water molecules. Biophys J., 75:33-40 (1998).

15.      Pomes, R., Roux, B. Molecular mechanism of H+ conduction in the single-file water chain of the gramicidin channel. Biophys J., 82:2304-16 (2002).

16.      Tuckerman, M. E., Marx, D. Parrinello, M., The nature and transport mechanism of hydrated hydroxide ions in aqueous solution. Nature 417:925-929 (2002).

17.      Woutersen, S. and Bakker, H. J. Resonant intermolecular transfer of vibrational energy in liquid water, Nature 402:507-509 (1999).

18.      Hong, Y.A., Hahn, J.R., and Kang, H. Electron transfer through interfacial water layer studied by scanning tunneling microscopy. J. Chemical Physics, 108:4367-4370 (1998).

19.      Nitzan, A. and Ratner, M. A. Electron Transport in Molecular Wire Junctions. Science, 300:1384-1389 (2003).

MÉXICO D. F. MAYO 2009

DR. FRANCISCO CARRILLO GONZÁLEZ