El tamaño iónico desempeña un papel muy importante en las propiedades que van a presentar los iones en disolución. Por ejemplo, una pequeña diferencia de tamaño entre dos iones hace que uno de ellos tenga un gran papel biológico y otro no. Este es el caso de ion cinc (Zn, 2+) y el ion cadmio (Cd, 2+).
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| Cinc (Zn) Imagen:www.ehowenespañol.com |
El cinc es un componente fundamental de varias enzimas que facilitan o regulan la velocidad de reacción en varios procesos biológicos clave. Por ejemplo, una de las enzimas que contiene cinc es la anhidrasa carbónica. Esta enzima se encuentra en los glóbulos rojos de la sangre, y se encarga de facilitar la reacción entre el dióxido de carbono y el agua para formar el ion bicarbonato según la reacción:
CO2
(g) +
H2O (l) === HCO3- (ac) + H+
(ac)
En ausencia de anhidrasa carbónica, el dióxido de carbono producido por las células cuando están oxidando glucosa u otros combustibles durante el ejercicio vigoroso se eliminaría con demasiada lentitud. Cerca del 20% del dióxido de carbono producido por el metabolismo celular se une a la hemoglobina y es transportado hasta los pulmones donde es expulsado. Aproximadamente el 70% del dióxido de carbónico producido se convierte en ion bicarbonato por la acción de la anhidrasa carbónica. Una vez convertido el dióxido de carbono en ion bicarbonato, se difunde hacia el plasma sanguíneo y es transportado hasta los pulmones donde tiene lugar la reacción inversa de la ecuación indicada anteriormente. En ausencia de cinc, la anhidrasa carbónica carece de actividad; el resultado sería un desequilibrio grave de la cantidad de dióxido de carbono presente en la sangre.
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| Anhidrasa carbónica humana con el ion de Zn 2+ en el centro Fuente: Química. La Ciencia Central |
Fijénomos ahora en el cadmio (Cd), vecino del cinc en la Tabla Periódica de los Elementos. Este elemento químico es extremadamente tóxico para el ser humano. Y la razón hay que buscarla, fundamentalmente, en el tamaño de los respectivos iones.
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| Cadmio (Cd) Imagen: www.ehowenespañol.com |
Aunque ambos se dan como iones 2+, el ion de cinc es más pequeño que el de cadmio. El radio iónico del cinc (Zn, 2+) es 0,74 Å y el del cadmio (Cd, 2+) es 0,95 Å. Este es el factor clave. En la anhidrasa carbónica, el ion de cinc está unido electroestáticamente a varios átomos de la proteína. El ion cadmio se une en la misma zona que el cinc pero lo hace de una forma más intensa, lo que significa que lo acaba desplazando en la anhidrasa carbónica. En este caso, la enzima con el ion cadmio no facilita la reacción entre el dióxido de carbono y el agua. Además, y mucho más grave, el ion cadmio inhibe reacciones indispensables para el funcionamiento de los riñones. Por último, el cadmio es un veneno acumulativo, así que la exposición crónica incluso a niveles muy bajos durante mucho tiempo produce envenenamiento.
Volviendo a la idea que planteábamos, la anhidrasa carbónica con el ion cadmio no sería capaz de realizar su función de transformación del dióxido de carbono en el ion bicarbonato. Como resultado, la eliminación del dióxido de carbono no sería efectiva como cuando está unida al cinc.
De media, debemos ingerir entre 10 y 12 mg de cinc en nuestra dieta para mantener unos niveles correctos de este elemento. La próxima vez que tomemos alimentos ricos en cinc, como un poco de chocolate negro (como mínimo del 80% y sin azúcar añadido) o una pipas de calabaza, pensemos en la mano que le estamos echando a nuestro organismo en la eliminación del dióxido de carbono metabólico.
Nota
La forma correcta de escribir el nombre de este elemento químico es cinc. Sin embargo, en muchas ocasiones podemos encontrarlo escrito como zinc por influencia del inglés.
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