La historia de la seda

La princesa Xi-Ling-Shi saboreaba su té en el jardín de palacio. Sentada a la mesa conversaba con sus amigas cuando una pequeña bolita, que parecía hecha de algodón, cayó desde un árbol sobre la taza que contenía su infusión. Sorprendida, tardó unos segundos en retirarla. Cuando lo hizo, al tirar de ella, vio que aquello se desovillaba en una sola hebra de un precioso e iridiscente hilo y que lo que había dentro no era más que un insecto. Con esta leyenda se trata de describir el proceso que dio inicio al arte e industria de la seda. Y es que, aún hoy, para obtener la preciada fibra, hay que sumergir las crisálidas en agua caliente para poder desenrollar un único filamento que compone la práctica totalidad del capullo del gusano de seda (Bombix mori).

De pequeños, casi todos hemos tenido y criado estos insectos, hemos buscado hojas de mora de los parques próximos a nuestra casa y hemos observado la abracadabrante metamorfosis que transforma a estas orugas en mariposas.

Para la mayoría, hoy los gusanos de seda no pasan de ser un pasatiempo, una manera sencilla de que los pequeños tomen contacto con uno de los procesos naturales más sorprendentes.

Sin embargo; este insecto es fuente de un material que ocupa un destacadísimo lugar en la historia y aún hoy en día es motor de una importante industria, especialmente en la China y la India.: La Seda.

La seda ha sido siempre un tejido muy apreciado, y con motivo: es resistente, da calor en invierno, resulta fresca y ligera en verano, tiene un tacto inimitable y es muy hermosa.

Prenda de vestir confeccionada con seda. Fuente: Pixabay
Prenda de vestir confeccionada con seda. Fuente: Pixabay

Tanto si se usa para confección de ropajes como para bordados o elaboración de tapices, el brillo de la seda no tiene parangón. Ninguna fibra artificial recrea las propiedades que caracterizan a la seda.

Estas particularidades hicieron que desde antiguo esta fibra natural fuera objeto de deseo y se desembolsasen auténticas fortunas por ella. En China, fue un material reservado a la familia real y revelar el secreto de su elaboración se pagaba con la vida.

El quid de su producción permaneció oculto para occidente durante milenios. Tanto es así que el gran poeta latino Virgilio aludió al origen vegetal de la seda en sus obras, pues desconocía el secreto del insecto que la produce.

Así pues, la principal ruta comercial que acercaba a Occidente los valiosos materiales de Oriente (especias, lapislázuli, jade, oro y, por supuesto el tejido que nos ocupa) se denominó la ruta de la seda.

Finalmente, el secreto pasó a otros países asiáticos (Corea, India, Japón) y de allí pasó a Bizancio y al mundo romano, alcanzando de este modo todo el mundo conocido.

Desde antiguo se ha criado en cautividad al insecto que nos proporciona este tejido, de hecho, hay restos de este material ya del neolítico, y tanto se ha adaptado a la cría en cautividad que hoy ya no puede encontrarse esta especie en su estado silvestre.

Su domesticación tuvo lugar en China hace unos 5.000 años y hoy siguen siendo China e India, los principales productores de seda.

El gusano de seda sólo se alimenta de hojas del árbol de la morera (Morus alba).

Detalle de la hoja del árbol de la morera. Fuente: J. Pascual
Detalle de la hoja del árbol de la morera. Fuente: J. Pascual

Cuando sale del huevo es un pequeño filamento negro que mide unos 2 mm. 45 días después, cuando se inicia la construcción del capullo donde pasará unos 15 días para hacer la metamorfosis, pesa 10.000 veces más que al eclosionar y habrá consumido 50.000 veces su peso en hojas de morera.

Para elaborar 1 Kg de seda se necesitan 3.000 capullos y para producirlos, los gusanos habrán consumido 104 Kg de hojas de morera.

El capullo de seda está hecho de un solo filamento. Un delgado hilo enrollado una y otra vez alrededor del gusano.

De hecho, para hacer la seda hay que desenrollar el capullo, que una vez desmadejado, dará un filamento que tiene una longitud de entre 300 a 900 m (hay casos de hasta 1600 m). Es decir, un capullo de un gusano de seda está hecho por un solo hilo que puede llegar a medir más de 1 Km de longitud.

Detengámonos para ver en detalle no sólo cómo sintetiza el insecto la seda sino también en sus múltiples usos que van mucho más allá de la industria textil.

La estructura íntima de la seda está constituida por dos fibras de una proteína denominada fibroína. Estas a su vez están rodeadas y amalgamadas por una cobertura, también protéica de sericina.

Obsérvese detalle microscópico de la seda de B. mori de los dos hilos centrales de fibroína unidos por la cubierta, también proteica, de sericina. Fuente: véase referencia 7 en la bibliografía
Obsérvese detalle microscópico de la seda de B. mori de los dos hilos centrales de fibroína unidos por la cubierta, también proteica, de sericina.

Los dos filamentos de fibroína forman el hilo propiamente dicho, la sericina envuelve las hebras de fibroína, actúa como un pegamento que las mantiene unidas y, de hecho, en la producción industrial de seda este componente es eliminado y es la fibroína propiamente dicha la que se usa como tejido.

La seda es sintetizada en las glándulas sedosas –véase figura adjunta-.

Disección de las glándulas sedosas de Bombix mori. Fuente: véase referencia 6 en la bibliografía.
Disección de las glándulas sedosas de Bombix mori.

Como puede observarse en la figura superior las glándulas están compartimentadas en tres secciones: Posterior (PSG), media (MSG) y anterior (ASG).

La fibroína es sintetizada en la parte posterior de la glándula (PSG). De ahí pasará a la parte media (MSG) donde será envuelta por la sericina. Allí el epitelio glandular reabsorbe agua y los componentes proteicos van concentrándose. Finalmente, conforme el gusano va formando el capullo, la parte anterior (ASG) absorbe más agua e iones además de proporcionar un medio ligeramente ácido, a partir de ahí, la seda sale al exterior con su aspecto fibrilar que todos conocemos.

Si bien B. mori es el insecto productor de seda por antonomasia, hay que tener presente que no es el único. La seda de las arañas también se usa para distintos fines pues sus propiedades mecánicas son, en algunas especies, incluso más asombrosas que la seda de B. mori. Si bien su producción es más compleja dado que su comportamiento caníbal de los arácnidos imposibilita su cría en cautividad. Ahora bien, hay ya líneas de gusanos de seda transgénicos que sintetizan seda de araña.

Más allá de la producción de seda para uso textil, hay otras utilidades de este tejido basadas en sus impresionantes propiedades mecánicas:

Mientras hilos finos de acero o de Kevlar 49 pueden llegar a absorber 50 MJ*M3 de energía antes de romperse los de la seda de algunas arañas llega a multiplicar ese valor por cuatro.

Tabla que describe las propiedades mecánicas de distintas fibras naturales y artificiales. Entre estas últimas la seda de araña y del gusano de seda.
Tabla que describe las propiedades mecánicas de distintas fibras naturales y artificiales. Entre estas últimas la seda de araña y del gusano de seda.

Pero lo más interesante no es la resistencia a romperse sino la combinación de ésta con una alta deformabilidad: mientras el acero se rompe fácilmente cuando es sometido a una alta tensión ya que cuenta con una deformabilidad del 1-2%, la seda puede deformarse hasta un 30%. Esto permite al hilo de seda absorber una gran energía antes de romperse, mucha más que las fibras artificiales. Estas características, unidas a su bio-degradabilidad, resistencia térmica y bio-compatibilidad, hacen de la seda el material de elección para muchos usos médicos, veamos algunos:

Suturas: Este uso es ya centenario. Tanto es así que el hilo usado para suturar heridas es denominada “seda” por los cirujanos y es el material de elección para este fin dada la baja cantidad de reacciones alérgicas que produce.

Reconstrucción vascular: Mallas de fibroína (la proteína estructural de la seda de B. mori) se usan para construir tubos delgados que sustituyan tramos de arterias obstruidos por algún coágulo.

Regeneración ósea: Algunas lesiones óseas requieren sustituir el tejido enfermo por implantes metálicos o bien por otras estructuras óseas del propio paciente. Ambas opciones presentan contraindicaciones. La seda presenta una alternativa y es que puede utilizarse como un “andamiaje” sobre el que crezcan las células adecuadas pueden conformar estructuras óseas útiles, mientras la malla de seda se biodegrada y desaparece paulatinamente.

Liberación de medicamentos en órganos diana: la bio-compatibilidad de la seda hace de ésta un material idóneo para añadirle medicamentos que se liberen allá donde sean precisos bien en forma de hidro gel o cápsulas entre otros.

Ligamentos: Una aplicación muy interesante es la reconstrucción de ligamento cruzado de la rodilla mediante la elaboración de un cordón de fibras de seda que posteriormente, se siembran con células de la médula ósea que se diferenciarán como tejido de ligamento, ofreciendo una resistencia mecánica muy superior a la de otros materiales orgánicos

No se queda aquí la contribución a la humanidad de este humilde insecto. Gracias a él, sabemos que los microorganismos pueden provocar enfermedades. Esto que hoy nos parece obvio supuso un salto impresionante en la historia de la medicina y en la lucha contra las enfermedades, tal y como ya se comentó en detalle en una entrada anterior de este mismo blog.

Este artículo nos lo envía Juan Pascual (podéis seguirlo en twitter @JuanPascual4 o linkedn). Me licencié en veterinaria hace unos cuantos años en Zaragoza y he desarrollado mi vida profesional en el mundo de la sanidad animal, de ahí mi interés en divulgar lo que los animales aportan a nuestro mundo actual. Soy un apasionado de la ciencia. Creo que es fundamental transmitir el conocimiento científico de una manera sencilla para que los jóvenes se enganchen pronto y para que la sociedad conozca más y mejor lo mucho que la ciencia aporta a nuestro bienestar. Viajar es otra de mis pasiones junto con la literatura, que no deja de ser otro modo de viajar.

Puedes leer todos sus artículos en Naukas en este enlace.

BIBLIOGRAFÍA:

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John G. Hardy, Lin M. Ro¨mer, Thomas R. Scheibel. Polymeric materials based on silk proteins. Polymer 49 (2008) 4309–4327

Fujia Chen, David Porter, Fritz Vollrath Silk cocoon (Bombyx mori): Multi-layer structure and mechanical properties. Acta Biomaterialia 8 (2012) 2620–2627

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Elices, M. et al. Usos médicos de la seda. Investigación y ciencia, Agosto 2011

Regina Inês Kunz et al. Silkworm sericin: properties and bio-medical applications. BioMed Research International. Volume 2016, Article ID 8175701

Xinfang Liu and Ke-Qin Zhang (2014). Silk Fiber — Molecular Formation Mechanism, Structure- Property Relationship and Advanced Applications, Oligomerization of Chemical and Biological Compounds, Dr. Claire Lesieur (Ed.), InTech, DOI: 10.5772/57611.

Cenis, J.L.; La seda como biomaterial en medicina regenerativa. Eubacteria, nº 20, 2008, páginas 19-22

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