Els metalls entre nosaltres

Els elements metàl·lics en l’art, el medi ambient i la medicina

metalls

Hi ha preguntes fàcils que amaguen respostes complexíssimes. Una d’elles és què és un metall. La solució sembla evident: una barra de ferro, un objecte dur i brillant. Si continuem pensant-hi, probablement ens vindrà alguna característica addicional dels metalls a la ment: també solen ser resistents, bons conductors tèrmics i, la major part de les vegades, uns excel·lents conductors de l’electricitat. I tot i que amb aquesta definició no hauríem faltat a la veritat, tampoc hauríem sigut completament honestos amb ella. Perquè els metalls són això, i tot el contrari. Els metalls són duresa i severitat, però també són bellesa i art, són la política, la guerra i la pau; són la salvació i la mort, la cura i la malaltia. I per a entendre això no cal fer una profunda anàlisi de les desenes de metalls de la taula periòdica; no és necessari estudiar en profunditat els metalls alcalins i els transurànics, els actínids i els lantànids. No, tan sols cal conèixer-ne un grapat (l’or, el coure, la plata, el plom, l’estany i el ferro), i començar a analitzar el nostre món amb ulls oberts.

Metalls que marcaren la història

Probablement, la major aplicació que han trobat els metalls al llarg de la nostra història ha sigut la mecànica, és a dir, l’aprofitament de les seues propietats físiques per fabricar ferramentes. Però tot i la seua rellevància, no va ser aquest el primer ús que els vam donar. Els primers metalls de la humanitat van ser l’or, el coure i la plata; elements que es trobaven en la seua forma metàl·lica en el medi natural. Açò és una cosa estranyíssima (només passa amb un grapat d’elements) que va fer que a l’inici només disposàrem d’una quantitat molt reduïda de metalls amb els quals treballar. A més, aquests tres metalls no es caracteritzen per tindre unes propietats físiques que els facen particularment útils: són relativament plàstics, mal·leables i es deformen amb facilitat. Així doncs, la primera aplicació que hi vam trobar, uns quants mil·lennis abans de l’era comuna, va ser l’ornamental, és a dir, per a generar estatus dins de la societat i marcar la capacitat econòmica i el poder del seu portador.

Arribà un punt, allà pel 6500 abans de la nostra era, en què descobrirem com extraure els metalls dels minerals (sense anar més lluny, com obtenir coure metàl·lic a partir del mineral verd de la malaquita) i, més rellevant encara, com mesclar diferents elements com el coure i l’estany per donar lloc a aliatges com el bronze. Amb això, la quantitat de metall de què disposaven aquestes societats va augmentar dràsticament, alhora que van poder començar a emprar materials amb propietats molt més interessants: materials més durs i resistents, útils per produir ferramentes per al treball al camp i armes per a la guerra. Aquests descobriments van ser de tal importància que van marcar eres senceres de la història de la humanitat: l’edat del coure (que s’inicià sobre el 6500 a. e. c.), la del bronze (sobre el 3300 a. e. c.) i la del ferro (1200 a. e. c.); totes elles conformen l’edat dels metalls. I de fet, la rellevància d’aquests esdeveniments va anar molt més enllà de la utilitat pràctica dels mateixos objectes que es fabricaven: la demanda de coure o estany era tal que es van iniciar o potenciar rutes comercials des dels jaciments d’on obtenir-los –com la Cornualla britànica– fins allà on s’anaven a emprar –com l’est del Mediterrani. D’aquesta forma, la connexió entre pobles i l’intercanvi de coneixements es va veure molt afavorida.

Ara bé, parem atenció a un detall: els metalls de què estem parlant són objectes sòlids, durs i brillants; l’estereotip de metall. Però ja hem dit que aquesta és només una de les cares d’aquests elements. Aquesta imatge, que pren cos a la nostra ment només mencionar el terme metall, no és més que una de les moltes formes en què aquests poden existir, i no és ni de lluny la més interessant ni la que més hem emprat els humans a través de la història. Encara més, aquestes altres formes metàl·liques en realitat formen part del nostre ser i de la nostra pròpia natura. I és que els metalls han estat amb nosaltres des de molt abans que ningú trobara una palleta d’or o que a ningú se li ocorreguera tirar un tros de malaquita al forn. Aquestes altres formes ens han fet ser qui som; aquestes altres formes, benvolgut lector, ens han fet humans. Donem-los una ullada.

Metalls ocults

Els metalls formen part del nostre metabolisme. Són un component indispensable de multitud de proteïnes i sistemes biològics (humans i no humans), i inclús ací compleixen múltiples funcions. Per exemple, l’hemoglobina i la mioglobina són proteïnes encarregades del transport i emmagatzematge de l’oxigen en la majoria dels organismes aerobis. Doncs la peça fonamental a través de la qual l’oxigen s’uneix a aquestes proteïnes (i pot ser així transportat fins al seu destí o emmagatzemat a l’espera que es necessite) són els àtoms de ferro que contenen.

Un altre cas: la superòxid dismutasa és una família d’enzims amb la funció de mantenir a ratlla unes espècies tòxiques formades a partir de l’oxigen, conegudes com a espècies reactives d’oxigen, i en particular el radical superòxid. En els humans, aquests sistemes desenvolupen el seu treball a través dels àtoms de coure i manganès del seu centre actiu, i que són en realitat els que interaccionen amb els substrats a eliminar. Sense coure o manganès, aquests enzims no tindrien cap activitat, per la qual cosa les espècies reactives d’oxigen que es generen naturalment al nostre organisme reaccionarien amb la nostra matèria orgànica, la degradarien i provocarien l’aparició de múltiples malalties, com l’esclerosi lateral amiotròfica.

Com és natural i previsible, un excés o un defecte en la concentració de metalls al nostre organisme causa malalties. D’això en som ben conscients: tots sabem què és l’anèmia (falta de ferro), però ara també sabem quines són les seues causes. A grans trets: sense ferro no podem fabricar hemoglobina, per la qual cosa no disposarem de la quantitat de transportadors d’oxigen necessaris per al correcte funcionament del nostre metabolisme i perquè les cèl·lules que ens formen generen l’energia necessària per a dur a terme les seues funcions vitals. I el mateix succeeix amb la resta d’organismes vius. Per ser un poc menys antropocèntrics: el zinc i el ferro són elements imprescindibles per al creixement de les plantes, i l’abundància d’aquests en determinarà el grau de desenvolupament.

Els metalls formen parts dels medicaments. Des de l’antiguitat hem emprat metalls en el tractament de malalties (tot i que en certes ocasions sense comptar amb un fonament real per a emprar-los), metalls que continuem utilitzant hui en dia amb aquest mateix ús. L’argent és un cas paradigmàtic. Hipòcrates ja va descriure fa més de 2.500 anys unes propietats de la plata que avui entenem com a antimicrobianes. Però és que actualment continuem estudiant les nanopartícules d’aquest metall com a potencials ferramentes per a augmentar l’efectivitat dels antibiòtics o inclús per enfrontar-nos a les grans pandèmies del futur relacionades amb els superbacteris. Ara bé, hem de pensar que l’ús dels metalls en la medicina no es limita a combatre certs bacteris, sinó que comprèn àrees molt més extenses, com ara el diagnòstic de malalties (com és el cas del sulfat de bari i la detecció de problemes en el sistema digestiu) o la teràpia antitumoral (mitjançant complexos metàl·lics de platí i pal·ladi).

I fora de l’àmbit de la salut? Hi ha també incomptables aplicacions, tot i que en l’actualitat algunes d’elles s’han quedat obsoletes o directament s’han prohibit, tot i haver tingut una enorme importància en el passat. És aquest el cas de la gasolina i el plom, elements que van tindre una estretíssima relació durant dècades: els composts de plom evitaven que la benzina puguera explotar en els motors de combustió. Problema: el plom alliberat al medi era profundament tòxic i extremadament contaminant, motiu pel qual es va haver de prohibir.

Però encara més extensiu que el de la tecnologia ha sigut l’ús que se’ls ha donat als metalls en l’art. Fins a la invenció dels pigments sintètics amb el desenvolupament de la química orgànica durant el segle XIX, la immensa majoria dels colors amb què s’han pintat les grans obres artístiques de la humanitat han estat basats en sals de metalls. Plom, crom, ferro, coure, níquel… des de les pintures rupestres d’Altamira fins al Renaixement italià, des dels frescos medievals fins al modernisme del segle XX. Són innumerables els artistes de la humanitat que han emprat metalls. Açò, evidentment, va tindre les seues implicacions sobre la salut dels artistes amb intoxicacions i l’aparició de malalties com els còlics saturnins, causats per una intoxicació de plom. En qualsevol cas, tot i els efectes sobre els artistes, la petjada dels metalls a la història de l’art és pràcticament indeleble: només desapareixerà si algun dia desapareix el mateix art.

Els metalls, en conclusió, viuen entre nosaltres. Més enllà de les aplicacions pràctiques que els trobem en ferramentes o en decoració, elements com l’argent, el coure, el ferro o el plom han format part inseparable de la història de la humanitat. Ells participen en el nostre organisme, com a peces fonamentals del metabolisme dels éssers vius de qualsevol tipus, regne i categoria. I d’igual forma constitueixen l’element clau en molts dels medicaments i teràpies amb què garantim avui dia la salut a la nostra societat, així com de l’art que forma part de la nostra cultura. Així doncs, humans, animals i éssers vius en general no som sinó esclaus d’un grapat d’elements inorgànics; uns elements que silenciosament han donat forma a la humanitat: els elements metàl·lics.

La ciència dels metalls en primera persona

Per saber un poc més sobre la vida desconeguda dels metalls, ens vam acostar al Simposi Internacional de Metalls Complexos ISMEC 2022, celebrat el passat estiu al Jardí Botànic de la Universitat de València i organitzat pel professor Enrique García-España i el seu grup de recerca. Allí vam tenir l’oportunitat de conversar amb experts com els professors M. Teresa Doménech, Dominik Weiss i Tarita Biver sobre algunes de les aplicacions d’aquests elements, que van des de l’art fins la teràpia antitumoral.

 

© Mètode 2023

Investigador postdoctoral de química supramolecular de la Universitat de València. Ha estat el guanyador del XXVI Premi Europeu de Divulgació Científica – Estudi General, amb l’obra L’oxigen: Història íntima d’una molècula corrent, recentment publicada per Bromera i Publicacions de la Universitat de València.