Todo empieza con una sola célula. La primera célula se divide para convertirse en dos, estas dos se convierten en cuatro y así sucesivamente. Justodespués de 42 duplicaciones, tienes 10.000 billones (10.000.000.000.000) de células en el cuerpo y estás listo para aflorar como un ser humano (En realidad, se pierden muchísimas células en el proceso de desarrollo, así que el número con que nacen no es más que una conjetura. Según la fuente que consultes, puede variar en varios órdenes de magnitud. La cifra de 10.000 billones es de Microcosmos, de Margulis y Sagan. (N. del A.). Y cada una de esas células sabe perfectamente qué es lo que tiene que hacer para preservarte y nutrirte desde el momento de la concepción hasta tu último aliento.

Tú no tienes secretos para tus células. Saben mucho más de ti que lo que sabes tú. Cada una de ellas lleva una copia del código genético completo (el manual de instrucciones de tu cuerpo), así que sabe cómo hacer no sólo su trabajo sino también todos los demás trabajos del cuerpo. Nunca en tu vida tendrás que recordarle a una célula que vigile sus niveles de adenosín trifosfato o que busque un sitio para el chorrito extra de ácido fólico que acaba de aparecer inesperadamente. Hará por ti eso y millones de cosas más.

Cada célula de la naturaleza es una especie de milagro. Hasta las más simples superan los límites del ingenio humano. Para construir, por ejemplo, la célula de la levadura más elemental tendrías que miniaturizar aproximadamente el mismo número de piezas que tiene un reactor de pasajeros Boeing 777 y encajarlas en una esfera de sólo cinco micras de anchura; luego tendrías que arreglártelaspara convencer a la esfera de que debía reproducirse.

Pero las células de levadura no son nada comparadas con las células humanas, que no sólo son más variadas y complejas, sino muchísimo más fascinantes debido a sus enrevesadas interacciones.

Tus células son un país de 10.000 billones de ciudadanos, dedicados cada uno de ellos, de forma intensiva y específica, a tu bienestar general. No hay nada que ellas no hagan por ti. Te dejan sentir placer y formar pensamientos. Te permiten estar de pie y estirarte, así como dar saltos y brincos. Cuando comes, extraen los nutrientes, distribuyen la energía y expulsan los desechos (todas aquellas cosas que aprendiste en las clases de biología), pero también se acuerdan de hacer que sientas hambre antes y de recompensarte con una sensación de bienestar después, para que no te olvides de comer otra vez. Por ellas crece el pelo, hay cerumen en los oídos, ronronea quedamente el cerebro. Ellas se ocupan de todos los rincones de tu cuerpo. Saltarán en tu defensa en el instante en que estés amenazado. Morirán por ti sin vacilar, miles de millones de ellas lo hacen diariamente. Y ni una sola vez en toda tu vida le has dado las gracias a una sola de ellas. Así que dediquemos ahora un momento a considerarlas con la admiración y el aprecio que se merecen.

Sabemos un poco de cómo las células hacen las cosas que hacen (cómo se libran de la grasa o fabrican insulina o realizan muchos de los otros actos que son necesarios para mantener una entidad complejacomo tú), pero sólo un poco. Tienes como mínimo 200.000 tipos diferentes de proteínas trabajando laboriosamente dentro de ti y, hasta ahora, sólo entendemos aproximadamente un 2% de lo que hacen (Otros sitúan la cifra más bien en el 50%; parece ser que depende de lo que se quiera decir con «entender».)

Aparecen constantemente sorpresas al hablar de células. En la naturaleza, el óxido nítrico es una toxina temible y uno de los componentes más comunes de la contaminación atmosférica. Así que los científicos se sorprendieron un poco cuando descubrieron a mediados de la década de los años ochenta que lo producían con curioso fervor las células humanas. Su finalidad, era en principio, un misterio, pero luego los científicos empezaron a encontrarlo por todas partes: controla el flujo sanguíneo y los niveles de energía de las células, ataca cánceres y otros patógenos, regulan el sentido del olfato, ayudan incluso al pene en sus erecciones… También explicaba por qué la nitroglicerina, el famoso explosivo, alivia el dolor del corazón llamado angina. (Se convierte en óxido nítrico en el torrente sanguíneo, relaja las paredes musculares de los vasos y permite que la sangre fluya con más libertad.) En el espacio de apenas una década, esta sustancia gaseosa pasó de ser una toxina externa a convertirse en un ubicuo elixir.

Tú posees, según el bioquímico belga Christian de Duve, «unos cuantos centenares» de tipos diferentes de células. Éstas varían enormemente en tamaño y forma, desde lascélulas nerviosas, cuyos filamentos pueden extenderse más de un metro, a las células rojas de la sangre, pequeñas yen forma de disco, y a las fotocélulas en forma de varillas que ayudan a proporcionarnos la visión. Adoptan también una gama de tamaños de suntuosa amplitud, lo que es especialmente impresionante en el momento de la concepción, en que un solo y esforzado espermatozoo se enfrenta a un huevo 85 .000 veces mayor que él (lo que relativiza bastante la idea de la conquista masculina).

Sin embargo, una célula humana tiene como media una anchura de 29 micras (es decir, unas dos centésimas de milímetro) lo que es demasiado pequeño para que pueda verse, pero lo bastante espacioso para albergar miles de complicadas estructuras como las mitocondrias y millones y millones de moléculas. Las células también varían, en el sentido más literal, en cuanto a su vivacidad. Las de la piel están todas muertas. Es una idea algo mortificante pensar que todos los centímetros de tu superficie están muertos. Si eres un adulto de talla media, andas arrastrando por ahí más de dos kilos de piel muerta, de los que se desprenden cada día varios miles de millones de pequeños fragmentos. Recorre con un dedo una estantería cubierta de polvo y estarás dibujando una línea formada principalmente por piel vieja.

La mayoría de lis células vivas raras veces duran más de un mes o así, pero hay algunas notables excepciones. Las células del hígado pueden sobrevivir años, aunque los componentes que hay en ellas se puedanrenovar cada pocos días. Las células cerebrales duran todo lo que dures tú. Estás provisto de unos 100.000 millones de ellas al nacer y eso es todo
lo que tendrás. Se ha calculado que se pierden 500 cada hora, así que, si tienes que pensar en algo serio no tienes realmente tiempo que perder. La buena noticia es que los componentes individuales de tus células cerebrales se renuevan constantemente, como sucede con las células hepáticas, por lo que ninguna parte de ellas es en realidad probable que tenga más de un mes de vida. De hecho, se ha dicho que no hay ni un solo pedacito de cualquiera de nosotros (ni tan siquiera una molécula perdida) que formase parte de nosotros hace nueve años. Puede que no dé esa sensación, pero al nivel celular somos todos unos jovencitos.

La primera persona que describió una célula fue Robert Hooke, al que dejamos páginas atrás peleándose con Isaac Newton por la atribución del invento de la Ley del Cuadrado Inverso. Hooke consiguió hacer muchas cosas en sus sesenta y ocho años de vida (fue al mismo tiempo un teórico consumado y un manitas haciendo instrumentos ingeniosos y útiles), pero por nada de lo que hizo se le admiró tanto como por su popular libro Micrografía, o algunas descripciones fisiológicas de los cuerpos diminutos realizadas mediante cristales de aumento, publicado en 1665. Reveló a un público fascinado un universo de lo muy pequeño, que era mucho más diverso y estaba mucho más poblado y delicadamente estructurado que nada que se hubiese llegadoa imaginar hasta entonces.

Entre las características de lo microscópico que primero identificó Hooke estaban las pequeñas cámaras de las plantas, que él llamó «células» porque le recordaron las celdas de los monjes. Hooke calculó que en una pulgada cuadrada de corcho había 1.259.712.000 de aquellas pequeñas cámaras (la primera aparición de un número tan largo en la ciencia). Los microscopios llevaban circulando por entonces una generación o así, pero lo que distinguió los de Hooke fue su superioridad técnica. Lograban ampliar los objetos treinta veces, lo que los convirtió en lo mejorcito de la tecnología óptica del siglo XVII.

Así que se produjo toda una conmoción cuando, sólo una década después, Hooke y el resto de los miembros de la Real Sociedad de Londres empezaron a recibir dibujos e informes, de un iletrado comerciante de paños de la ciudad holandesa de Delft, que conseguía ampliaciones de hasta 275 veces. El pañero se llamaba Antoni van Leeuwenhoek. Aunque tenía escasos estudios oficiales y carecía de bagaje científico, era un observador sensible y fervoroso, así como un genio técnico.

Aún no se sabe cómo consiguió unas ampliaciones tan magníficas con unos instrumentos manuales tan simples, que eran poco más que unas modestas espigas de madera, con una pequeña burbuja de cristal engastada en ellas, algo mucho más parecido a una lupa que a lo que la mayoría de nosotros consideramos un microscopio, pero tampoco demasiado parecido. Leeuwenhoek hacía un nuevo instrumento paracada experimento que realizaba y era extremadamente reservado sobre a sus técnicas, aunque brindó a veces sugerencias a los ingleses sobre cómo podrían mejorar la resolución de su instrumental Leeuwenhoek era íntimo amigo de otro notable de Delft, el pintor Jan Vermeer. A mediados de la década De 1600, Vermeer, que antes había sido un pintor competente pero no sobresaliente, pasó de pronto a dominar las técnicas de la luz y de la perspectiva por lo que ha sido alabado desde entonces. Aunque nunca se ha demostrado, hace tiempo que se sospecha que utilizaba una cámara oscura, un instrumento para proyectar imágenes sobre una superficie plana a través de una lente. No se enumeró ningún instrumento de este tipo entre los efectos personales de Vermeer después de su muerte, pero da la casualidad de que el albacea de su testamento era ni más ni menos que Antoni van Leeuwenhoek, el fabricante de lentes más reservado de su tiempo. (N. del A.).

A lo largo de un periodo de cincuenta años (que se inició, bastante notablemente, cuando él pasaba ya de los cuarenta), Leeuwenhoek hizo casi 200 informes para la Real Sociedad, todos escritos en bajo holandés, la única lengua que él dominaba. No exponía ninguna interpretación, sólo los datos de lo que había encontrado acompañados de exquisitos dibujos. Envió informes sobre casi todo lo que podía resultar útil examinar, el moho del pan, un aguijón de abeja, las células sanguíneas, los dientes, el cabello humano, su propia saliva, algo de excremento ysemen (esto último con preocupadas disculpas por su carácter ineludiblemente sucio y desagradable). Ninguna de aquellas cosas se había visto microscópicamente hasta entonces. Después de que informó de haber hallado «animáculos » en una muestra de infusión de pimienta negra en 1676, los miembros de la Real Sociedad pasaron un año buscando, con los mejores instrumentos que era capaz de producir la tecnología inglesa, los «animalitos» hasta que consiguieron, por fin, la ampliación correcta. Lo que Leeuwenhoek había encontrado eran los protozoos. Calculó que había 8.280.000 de aquellos pequeños seres en una sola gota de agua (más que el número de habitantes de Holanda). El mundo estaba repleto de vida en cantidades y formas que nadie había sospechado hasta entonces.

Inspirados por los fantásticos hallazgos de Leeuwenhoek, hubo otros que empezaron a atisbar por microscopios con tal ansia que a veces encontraban cosas que, en realidad, no estaban allí. Un respetado observador holandés, Nicolaus Hartsoecker, estaba convencido de haber visto «hombrecillos preformados» en células espermáticas. Llamó a aquellos pequeños seres «homúnculos» y, durante un tiempo, mucha gente creyó que todos los seres humanos (en realidad, todas las criaturas) eran sólo versiones infladas de seres precursores, chiquitines pero completos. También el propio Leeuwenhoek se dejaba extraviar de vez en cuando por sus entusiasmos. En uno de sus experimentos menos felices intentó estudiar las propiedades explosivas de lapólvora observando una pequeña explosión a corta distancia; estuvo a punto de perder la vista.

En 1683, Leeuwenhoek descubrió las bacterias, pero eso fue prácticamente todo lo que pudo avanzar la ciencia en el siglo y medio siguiente, debido a las limitaciones de la tecnología microscópica. Hasta 1831 no vería nadie por primera vez el núcleo de una célula. Ese alguien fue el botánico escocés Robert Brown, ese visitante frecuente pero misterioso de la historia de la ciencia. Brown, que vivió de 1773 a 1858, le llamó núcleo, de la palabra latina nucula, que significa nuececita o almendra. Pero, hasta 1839, no hubo nadie que se diera cuenta de que toda la materia viva era celular. Fue a un alemán, Theodor Schwann, al que se le ocurrió esa idea, y no sólo apareció con relativo retraso, tratándose de una idea científica, sino que no se aceptó al principio de forma general.

Hasta la década de 1860, y la obra decisiva de Louis Pasteur en Francia, no quedó demostrado concluyentemente que la vida no puede surgir de forma espontánea, sino que debe llegar de células preexistentes. Esta creencia pasó a conocerse como «teoría celular» y es la base de toda la biología moderna. La célula se ha comparado con muchas cosas, desde «una compleja refinería química» (el físico James Trefil) a «una vasta y populosa metrópoli» (el bioquímico Guy Brown). Una célula es ambas cosas y ninguna de ellas. Es como una refinería porque está consagrada a la actividad química a gran escala y como una metrópolis porque estámuy poblada y llena de actividad y de interacciones que parecen confusas y al azar, pero que es evidentemente se atienen a cierto sistematismo. Pero es mucho más un lugar de pesadilla que cualquier ciudad o fábrica que hayas podido ver alguna vez. Para empezar, no hay arriba y abajo dentro de la célula (la gravedad no tiene una importancia significativa a escala celular) y no hay ni un átomo de espacio desaprovechado.

Hay actividad por todas partes y un repiqueteo constante de energía eléctrica. Puede que no te sientas terriblemente eléctrico, pero lo eres. La comida que comes y el oxígeno que respiras se transforman, en las células, en electricidad. La razón de que no nos propinemos unos a otros grandes descargas o de que no chamusquemos el sofá cuando nos sentamos en él es que está sucediendo todo a pequeña escala: se trata sólo de o,' voltios que recorren distancias medidas en nanómetros. Sin embargo, si aumentases la escala, se traduciría en una sacudida de 20 millones de voltios por metro, aproximadamente la misma carga que contiene el cuerpo principal de un rayo.

Casi todas nuestras células, sean cuales sean su tamaño y su forma, están construidas prácticamente sobre el mismo plano: tienen una cubierta exterior o membrana, un núcleo en el que se halla la información genética necesaria para mantenerte en marcha y un activo espacio entre ambas llamado citoplasma.

La membrana no es, como imaginamos la mayoría de nosotros, una cubierta correosa y duradera, algo que necesitasesun alfiler de buena punta para pincharlo.

Está compuesta, en realidad, de un tipo de material graso conocido como lípido, que es de la consistencia aproximada «de un aceite de máquina de tipo ligero», en palabras de Sherwin B. Nuland.

Si eso parece sorprendentemente insustancial, ten en cuenta que, a escala microscópica, las cosas se comportan de forma diferente. A nivel molecular, el agua se convierte en una especie de gel muy resistente y un lípido es como hierro.

Si pudieses visitar una célula, no te gustaría. Hinchada hasta una escala en que los átomos fuesen del tamaño aproximado de guisantes, una célula sería una esfera de unos 800 metros de anchura, sostenida por un complejo entramado de vigas llamado citoesqueleto. Dentro de ella van de un lado a otro, como balas, millones de objetos, unos del tamaño de balones, otros del tamaño de coches. No habría un sitio en el que pudieras estar sin que te aporreasen y te despedazasen miles de veces por segundo en todas las direcciones. El interior de una célula es un lugar peligroso hasta para sus ocupantes habituales. Cada filamento de ADN es atacado o dañado una vez cada 8 segundos por sustancias químicas u otros agentes que lo aporrean o lo atraviesan despreocupadamente, y cada una de esas heridas debe suturarse a toda prisa para que la célula no perezca.

Son especialmente vivaces las proteínas, que giran, palpitan y vuelan unas en otras hasta mil millones de veces por segundo. Las enzimas, que son también un tipo de proteínas,corren por todas partes, realizando mil tareas por segundo. Construyen y reconstruyen diligentemente moléculas, como hormigas obreras muy aceleradas, sacando una pieza de ésta, añadiendo una pieza a aquélla. Algunas controlan a las proteínas que pasan y marcan con una sustancia química las que están irreparablemente dañadas o son defectuosas. Una vez seleccionadas, las proteínas condenadas se dirigen a una estructura denominada proteasoma, donde son despiezadas y sus componentes se utilizan para formar nuevas proteínas. Algunos tipos de proteínas tienen menos de media hora de existencia; otras sobreviven varias semanas. Pero todas llevan una vida increíblemente frenética. Como dice De Duve, «el mundo molecular debe permanecer necesariamente fuera del alcance de nuestra imaginación debido a la increíble velocidad con que suceden allí las cosas».

Pero aminora la marcha, hasta una velocidad en la que las interacciones se puedan observar y las cosas no parezcan tan desquiciantes. Podrás darte cuenta entonces de que una célula es sólo millones de objetos (lisosomas, endosomas, ribosomas, ligandos, peroxisomas, proteínas de todas las formas y tamaños…) chocando con otros millones de objetos y
realizando tareas rutinarias: extrayendo energía de nutrientes, montando estructuras, deshaciéndose de desperdicios, rechazando a los intrusos, enviando y recibiendo mensajes, efectuando reparaciones, etcétera.

Una célula suele contener unos 20.000 tipos diferentes de proteínas, y unos 2.000 tiposde ellas representarán cada una 50.000 moléculas como mínimo. «Esto significa -dice Nuland-, que, aunque sólo contásemos las moléculas presentes en cuantías de más de 50.000, el total es aún un mínimo de 100 millones de moléculas de proteínas en cada célula. Esa cifra tan asombrosa nos da cierta idea de la pululante inmensidad de actividades bioquímicas que hay dentro de nosotros

Se trata, en conjunto, de un proceso inmensamente exigente. Para mantener esas células bien oxigenadas el corazón ha de bombear 343 litros de sangre por hora, unos 8.000 litros al día, 3 millones de litros al año (lo suficiente para llenar cuatro piscinas olímpicas). (Y eso es en condiciones de descanso. Durante el ejercicio, la cuantía puede llegar a ser de hasta seis veces más.) El oxígeno lo absorben las mitocondrias. Son las centrales eléctricas de las células y suele haber unas 1.000 por célula, aunque el número varía considerablemente según lo que la célula haga y la cantidad de energía que necesite.

Puede que recuerdes de un capítulo anterior que las mitocondrias se cree que fueron en principio bacterias cautivas y que viven básicamente como inquilinos en nuestras células, conservando sus propias instrucciones genéticas, dividiéndose según su propio programa, hablando su propio idioma… Puede que recuerdes también que estamos a merced de su buena voluntad. He aquí por qué. Prácticamente todo el alimento y todo el oxígeno que entran en tu cuerpo se entregan, una vez procesados, a las mitocondrias, enlas que se convierten en una molécula llamada adenosín trifosfato o ATP.

Es posible que no hayas oído nunca hablar del ATP, pero es lo que te mantiene en marcha. Las moléculas de ATP son básicamente paquetitos de baterías que se desplazan por la célula, proporcionando energía para todos los procesos celulares. Y gastas muchísimo de eso. Una célula típica de tu cuerpo tendrá en cualquier momento dado unos 1.000 millones de moléculas de ATP, y en dos minutos habrán quedado todas vaciadas y ocuparán su lugar otros 1.000 millones. Produces y utilizas cada día un volumen de ATP equivalente aproximadamente a la mitad de tu peso corporal. Aprecia el calor de tu piel. Es tu ATP que está trabajando.

Las células, cuando ya no son necesarias, mueren con lo que sólo se puede calificar de gran dignidad. Desmantelan todos los puntales y contrafuertes que las sostienen y devoran tranquilamente los elementos que las componen. El proceso se denomina apoptosis o muerte celular programada. Miles de millones de células tuyas mueren cada día a tu servicio y otras miles de millones de ellas limpian los desechos. Las células pueden morir también violentamente (por ejemplo, cuando resultan infectadas), pero mueren principalmente porque se les dice que lo hagan. De hecho, si no se les dice que vivan, si no les da algún tipo de instrucción activa alguna otra célula, se suicidan automáticamente. Las células necesitan muchísimo apoyo.

Cuando una célula, como a veces ocurre, no expira de la forma prescrita,sino que en lugar de eso empieza a dividirse y a proliferar descontroladamente, llamamos al resultado cáncer. Las células cancerosas simplemente son células confundidas. Las células cometen ese error con bastante regularidad, pero el cuerpo ha elaborado mecanismos para lidiar con él. Sólo muy raras veces se descontrola el proceso. Los humanos padecen como media de un tumor maligno por cada 100.000 billones de divisiones celulares. El cáncer es mala suerte en todos los sentidos posibles del término.

Lo asombroso de las células es no que las cosas vayan mal a veces sino que consigan que todo vaya tan bien durante décadas seguidas. Consiguen que sea así enviando y controlando corrientes de mensajes (una cacofonía de mensajes) de todo el conjunto del cuerpo: instrucciones, preguntas, correcciones, peticiones de ayuda, puestas al día, avisos de dividirse o de expirar… La mayoría de esas señales llegan por medio de correos llamados hormonas, entidades químicas como la insulina, la adrenalina, el estrógeno y la testosterona que transmiten información desde puestos destacados remotos, como las glándulas tiroides y la endocrina. Hay otros mensajes más que llegan por telégrafo del cerebro o de centros regionales, en un proceso denominado señalización paracrina. Por último, las células se comunican directamente con sus vecinas para cerciorarse de que sus acciones están coordinadas.

Lo más notable puede que sea el que se trate sólo de acción frenética al azar, una serie de encuentrosinterminables gobernados únicamente por las reglas elementales de atracción y repulsión. Es evidente que no hay ninguna presencia pensante detrás de ninguna de las acciones de las células. Sucede todo de una forma fluida y reiterada y tan fiable que raras veces llegamos siquiera a darnos cuenta de ello; sin embargo, de alguna manera, todo esto produce no sólo orden dentro de la célula sino una armonía perfecta en todo el organismo. De modo que apenas si hemos empezado a entender, billones y billones de reacciones químicas reflexivas dan como resultado total un tú que se mueve, piensa y toma decisiones… o, ya puestos, un escarabajo pelotero bastante menos reflexivo pero aun así increíblemente organizado. Cada ser vivo, nunca lo olvides, es un milagro de ingeniería atómica.

De hecho, algunos organismos que nos parecen primitivos gozan de un grado de organización celular que hace parecer el tuyo despreocupadamente pedestre. Disgrega las células de una esponja (haciéndolas pasar por un cedazo, por ejemplo), échalas luego en una solución y ellas solas encontrarán el medio de volver a unirse y organizarse en una esponja. Puedes hacerles eso una y otra vez y se reconstruirán obstinadamente porque, como tú, como yo y como todos los demás seres vivos, tienen un impulso imperativo: seguir siendo.

Y eso se debe a una molécula curiosa, decidida y apenas entendida, que no está por su parte viva y que no hace en general absolutamente nada. Le llamamos ADN y, para empezar a entender la suma importancia quetiene para la ciencia y para nosotros, necesitamos retroceder unos 160 años, hasta la Inglaterra decimonónica, hasta el momento en que el naturalista Charles Darwin tuvo lo que se ha denominado «la mejor idea que haya tenido nadie nunca»… y luego, por razones un poco largas de explicar, la metió en un cajón y la dejó allí los quince años siguientes.