Esto puede resultar un poco sorprendente, pero técnicamente hablando, no toda el agua de la Tierra está formada por moléculas de H2O.
Hace menos de un siglo, el descubrimiento del isótopo de hidrógeno deuterio (2H, pero a menudo simplificado a D) reveló la existencia de otro tipo de agua con la fórmula química 2H2O o simplemente D2O.
Así es como se diferencian. Un átomo de hidrógeno típico contiene un protón dentro de su núcleo. El isótopo de deuterio, sin embargo, tiene un neutrón además del protón, lo que le da al átomo de hidrógeno una masa mayor. Por lo tanto, el agua formada con este tipo de hidrógeno pesado generalmente se llama agua pesada.
Aparte de esa diferencia clave entre H2O y D2O, que le da al agua pesada aproximadamente un 10 por ciento más de densidad que el agua regular. Estos dos tipos de agua son químicamente iguales, aunque el deuterio exhibe un comportamiento de unión ligeramente diferente al hidrógeno regular (que también se conoce como protio, por cierto).
Debido a ese comportamiento de unión alterado, que puede afectar la química corporal si ingiere deuterio en D2O, los científicos generalmente dicen que no es una buena idea beber agua pesada, al menos no en dosis altas.
Sin embargo, pequeñas cantidades se consideran inofensivas para los humanos y, de hecho, a menudo se administran a los participantes en experimentos científicos.
Debido a tal consumo incidental, que ahora se remonta a casi un siglo, ha habido una pregunta de larga data sobre si el agua pesada tiene el mismo sabor que el agua potable regular, o si su variación isotópica sutil produce un sabor diferente que las personas pueden percibir.
“Existe evidencia anecdótica de la década de 1930 de que el sabor del D2O puro es distinto del neutro del H2O puro, y se describe principalmente como ‘dulce'”, dijo un equipo internacional de investigadores dirigido por los primeros autores y bioquímicos Natalie Ben Abu y Philip E Mason explica en un nuevo estudio.
“Sin embargo, Urey y Failla [el primero fue Harold Urey, el científico que descubrió el deuterio] abordaron esta pregunta en 1935 concluyendo con autoridad que al probar ‘ninguno de nosotros podía detectar la más mínima diferencia entre el sabor del agua destilada ordinaria y el sabor del agua pesada pura”.
¿Pero fue esa conclusión un poco prematura? Ben Abu y Mason dicen que la opinión inequívoca de Urey y Failla sobre el tema sofocó efectivamente más investigaciones en esta área durante gran parte del próximo siglo, al menos en términos de pruebas de sabor en humanos.
Las pruebas en ratas han demostrado que el consumo excesivo de agua puede ser fatal para los animales, pero la evidencia de si las ratas pueden saborear la diferencia sigue sin estar clara.
En las últimas dos décadas más o menos, los avances en nuestra comprensión de los receptores del gusto humanos han provocado la reapertura de casos antiguos como este, y en su nueva investigación, Ben Abu, Mason y su equipo finalmente pueden confirmar que realmente hay algo un poco diferente sobre el sabor del agua pesada.
“A pesar del hecho de que los dos isótopos son nominalmente químicamente idénticos, hemos demostrado de manera concluyente que los humanos pueden distinguir por el gusto (que se basa en la detección química) entre H2O y D2O, y este último tiene un sabor dulce distinto”, explica el autor principal y el químico físico Pavel Jungwirth de la Academia Checa de Ciencias.
En un experimento de prueba de sabor con 28 participantes, la mayoría de las personas pudieron distinguir entre H2O y D2O, y las pruebas con cantidades mezcladas de agua revelaron que se percibía que mayores proporciones de agua pesada tenían un sabor más dulce.
Sin embargo, en las pruebas con ratones, los animales no parecieron preferir beber agua pesada sobre el agua normal, aunque mostraron una preferencia por el agua azucarada, lo que sugiere que en los ratones, el D2O no produce el mismo sabor dulce que las personas pueden percibir.
Otras pruebas de sabor realizadas por el equipo sugieren por qué esto es así, lo que indica que la receptividad del gusto humano al D2O está mediada por el receptor del gusto TAS1R2 / TAS1R3, que se sabe que responde al dulzor tanto en azúcares naturales como en edulcorantes artificiales.
Los experimentos en el laboratorio con células HEK 293 confirmaron lo mismo, mostrando respuestas robustas en células que expresan TAS1R2 / TAS1R3 cuando se exponen a D2O.
Además, el modelado computacional con simulaciones de dinámica molecular reveló ligeras diferencias en las interacciones entre las proteínas y el H2O frente al D2O, lo que, según el equipo, necesita más estudio para explicarlo completamente, pero está de acuerdo con investigaciones anteriores y proporciona otro ejemplo de efectos cuánticos nucleares en sistemas químicos, incluido el del agua.
“Nuestros hallazgos apuntan al receptor de sabor dulce humano TAS1R2 / TAS1R3 como esencial para la dulzura del D2O”, concluyen los autores.
“A nivel molecular, este comportamiento general puede remontarse al enlace de hidrógeno ligeramente más fuerte en D2O frente a H2O, que se debe a un efecto cuántico nuclear, a saber, la diferencia en la energía de punto cero. Aunque claramente no es un edulcorante práctico, el agua pesada proporciona un vistazo al espacio químico abierto de las moléculas dulces”.
Fuente: Science Alert.
