Cuando pensamos en metales, es común asociarlos con la construcción, la industria o los objetos que utilizamos a diario. Sin embargo, lejos de ser elementos ajenos a nuestro organismo, muchos de ellos son indispensables para la vida. Participan en procesos tan fundamentales como la respiración, la producción de energía, la respuesta inmunológica y el funcionamiento del sistema nervioso.
Para profundizar en esta relación entre química, salud y sociedad, conversamos con Esteban Rodríguez Arce, académico del Departamento de Química Inorgánica y Analítica, de la Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas de la Universidad de Chile, quien explica el papel que desempeñan los metales en nuestro organismo, sus aplicaciones médicas y los desafíos que plantean para la salud pública y el medioambiente.
Metales esenciales para la vida
Aunque muchas veces pasan inadvertidos, diversos metales son componentes naturales de nuestra biología. El hierro, por ejemplo, permite transportar oxígeno a través de la sangre; el calcio contribuye a la formación de huesos y participa en la contracción muscular; mientras que elementos como el zinc, el cobre y el magnesio intervienen en numerosas reacciones químicas indispensables para el funcionamiento celular.
"Cada vez que respiramos, caminamos o pensamos, diversos iones metálicos trabajan silenciosamente para mantenernos con vida", destaca Rodríguez Arce.
Entre los metales esenciales, el hierro ocupa un lugar central por su presencia en la hemoglobina, proteína encargada de transportar oxígeno hacia los tejidos. El zinc participa en funciones relacionadas con la inmunidad, la cicatrización y la síntesis de ADN, mientras que el cobre forma parte de enzimas vinculadas a la producción de energía. El magnesio, por su parte, estabiliza el ATP – la principal fuente energética de las células– y el calcio cumple funciones clave en procesos fisiológicos fundamentales.
La importancia del equilibrio
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La presencia de estos elementos debe mantenerse dentro de rangos muy precisos. Tanto su déficit como su exceso pueden provocar consecuencias para la salud.
La deficiencia de hierro puede causar anemia; niveles insuficientes de cobre pueden derivar en alteraciones neurológicas; y una baja concentración de magnesio puede favorecer trastornos musculares y cardiovasculares. Del mismo modo, una acumulación excesiva de hierro puede afectar órganos como el hígado, el corazón o el páncreas, mientras que el exceso de cobre se asocia a enfermedades genéticas como la enfermedad de Wilson.
Según explica el académico, el organismo cuenta con mecanismos sofisticados para regular estas concentraciones y, cuando se producen desequilibrios, la medicina dispone de estrategias terapéuticas como suplementos nutricionales o agentes quelantes que facilitan la eliminación de metales acumulados en exceso.
Del laboratorio a la clínica: metales que ayudan a curar y diagnosticar
Los metales también han transformado la medicina moderna. Uno de los ejemplos más conocidos es el cisplatino, compuesto de platino que revolucionó el tratamiento de diversos tipos de cáncer y que continúa siendo uno de los fármacos más utilizados en oncología.
A este se suman otros compuestos metálicos con aplicaciones terapéuticas, como la auranofina – un complejo de oro inicialmente utilizado para tratar la artritis reumatoide y actualmente estudiado para nuevas aplicaciones –, el nitroprusiato de sodio empleado en crisis hipertensivas graves, y radiofármacos como Zevalin, utilizado en determinados pacientes con linfoma no Hodgkin.
Pero su aporte no se limita al tratamiento de enfermedades. "Los metales no sólo pueden curar enfermedades, sino también ayudar a detectarlas de manera temprana", señala el académico.
Compuestos de gadolinio se utilizan como medios de contraste en resonancia magnética, mientras que radioisótopos como el tecnecio-99m son fundamentales en medicina nuclear para estudiar el funcionamiento de órganos como el corazón, los pulmones, el cerebro, los riñones y los huesos.
Nuevas fronteras en química inorgánica medicinal
La investigación actual busca desarrollar compuestos metálicos cada vez más selectivos y seguros. Entre los avances más prometedores destacan los compuestos de rutenio con propiedades anticancerígenas, algunos de los cuales ya han alcanzado etapas de ensayos clínicos. También generan gran interés compuestos organometálicos como la ferroquina, que ha mostrado resultados alentadores contra la malaria.
Asimismo, el desarrollo de nanopartículas metálicas y materiales porosos conocidos como MOFs está abriendo nuevas posibilidades para encapsular y liberar fármacos de manera controlada.
"La tendencia actual apunta hacia una medicina cada vez más personalizada, en la que los compuestos metálicos no solo destruyan células malignas, sino que también permitan diagnosticar la enfermedad, monitorear la respuesta al tratamiento y reducir los efectos adversos", explica el investigador.
Contaminación por metales: un desafío para la salud pública
Junto a sus múltiples beneficios, algunos metales representan riesgos cuando las personas están expuestas a ellos durante períodos prolongados. La contaminación por arsénico, plomo, mercurio y cadmio continúa siendo una preocupación global debido a actividades mineras, industriales y agrícolas, además de una gestión inadecuada de residuos.
Uno de los principales problemas es que estos elementos pueden permanecer durante décadas en los ecosistemas, incorporarse a la cadena alimentaria y acumularse en el organismo humano. Dependiendo del metal y de la dosis, pueden afectar el desarrollo neurológico, el funcionamiento renal y cardiovascular, e incluso aumentar el riesgo de ciertos tipos de cáncer.
Frente a este escenario, la investigación científica desempeña un papel fundamental en el desarrollo de nuevas tecnologías para detectar contaminantes, monitorear ambientes y diseñar materiales capaces de remover metales tóxicos del agua y los suelos.
"La prevención siempre será la estrategia más eficaz. Invertir en investigación, monitoreo ambiental y educación científica es una de las mejores herramientas para reducir la exposición y proteger la salud de las futuras generaciones", enfatiza el Prof. Rodríguez.
Ciencia para enfrentar los desafíos del futuro
De cara a las próximas décadas, la química inorgánica aparece como un área estratégica para abordar desafíos sanitarios y ambientales cada vez más complejos. El desarrollo de terapias personalizadas, sistemas que integren diagnóstico y tratamiento, y materiales destinados a la remediación ambiental forman parte de las líneas de investigación que marcarán el futuro de la disciplina.
Para el académico Esteban Rodríguez Arce, el reto va más allá del descubrimiento de nuevos compuestos. "El mayor desafío no consiste solo en descubrir nuevos compuestos, sino en generar conocimiento que pueda transformarse en soluciones reales para la sociedad".
Una visión que refleja cómo la química inorgánica medicinal conecta la investigación fundamental con aplicaciones concretas capaces de mejorar la calidad de vida de las personas y contribuir a un desarrollo más sostenible.