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Archivos mensuales: abril 2013

Sistemas de Referencia y Leyes Físicas

27 sábado Abr 2013

Posted by José Félix Rodríguez Antón in CIENCIA, Geofisica

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Etiquetas

Albert Einstein, espacio-tiempo, Jöel Scherk, Jhon Schwarz, mecánica clásica, Newton, relatividad especial, relatividad general, sistema de referencia, Teoría de las cuerdas, Teoría de las supercuerdas, Teoría M

IMG_0737

Es necesario creer en fuerzas que regulan las Leyes de los cuerpos en el Universo. No las vemos pero nos afectan en nuestro día a día.

En la VIDA COTIDIANA (comunicaciones por satélite, energía atómica,FILOSOFÍA (filosofía de la  Ciencia, “principio de incertidumbre”), en el ARTE (Salvador Dali, distorsión y dilatación temporal; Pablo Picasso, el cubismo).

Newton (1680-89) buscaba la explicación del movimiento de los cuerpos en el Universo:

  • tamaño
  • distancia
  • posiciones cuando el espacio y el tiempo son constantes.mmecanica clasica

Explica la leyes del comportamiento de los cuerpos físicos en reposo y a velocidad pequeñas en comparación con la velocidad de la luz:

V= gxt         V= velocidad

t=  tiempo

g= aceleración gravedad (9,81 m/s2)

lo que cuenta es la velocidad con respecto a un observador.

Explica la existencia de una fuerza: la GRAVEDAD que surge entre dos cuerpos por el hecho de tener una masa determinada.

Para medir la posición del cuerpo, Newton usaba “el sistema de referencia”, aceptado durante el siglo XVII, XVIII y XIX hasta principios del siglo XX.

La Ley de Propagación de la luz es una Ley Universal, cierta en todos los sistemas de referencia  C= 300.000 km/seg.

Einstein estudió como la velocidad de la luz se relaciona con:

  • tiempo
  • distancia
  • masas (Formulas de Lorentz),cuando la velocidad es constante,si el sistema de referencia se mueve más rápidamente, aumenta la VELOCIDAD
  • aumenta la MASA hasta hacerse infinita cerca de la velocidad de la luz
  • se dilata el TIEMPO, se hace más lento, a medida que aumenta la velocidad de la luz
  • los objetos se ACORTAN en la dirección del movimiento hasta hacerse nula cerca de la velocidad de la luz.

intenta explicar como las velocidades varían de una observador a otro. Fenómenos simultáneos cuando se observan desde distintos sistemas de referencia, no son iguales al ser medidos desde otro sistema. Todo Sistema de Referencia tiene un tiempo particular.

Así estos cambios solo se notan a grandes velocidades, observadas en partículas subatómicas.

A velocidades corrientes predomina la mecánica clásica de Newton.

Siguiendo el estudio del movimiento, determinó que es una forma de energía, la masa es energía

E= MC2          E= energía

M= masa del cuerpo

C= velocidad de la luz al cuadrado

“la energía contenida en cualquier partícula es igual a la masa por el cuadrado de la velocidad de la luz”

Einstein en 1905 pretende resolver la incompatibilidad de la mecánica newtoniana y el electro

magnetismo describe la física del movimiento de  los cuerpos en un plano espacio-tiempo y ausencia de fuerza gravitatoria, Teoría de la Relatividad Especial.

Posteriormente en 1915 con la Teoría de la Relatividad General, reemplaza a la gravedad newtoniana, coincidiendo cuando los campos gravitatorios son débiles. La geometría del Universo:espacio-tiempo se ve afectado por la materia: teoría relativista del campo gravitatorio.rrelatividad general

El espacio tiempo no es plano, en presencia de materia, la curva espacio tiempo es percibida como un campo gravitatorio.

Hasta llegar a la Teoría de las Cuerdas (Jöel Scherk, John Schwarz, 1974) donde se concibe el Espacio de 11 dimensiones:

  • 3 espacio
  • 1 tiempo
  • 6 adicionales reseteadas o compactadas
  • 1 engloba: membranas

tteoria de las cuerdas

las partículas materiales, son “estados vibracionales” de un objeto llamado “cuerda” o “filamento”. Así un electrón no es un punto, no es una estructura interna de dimensión cero, sino un amasijo de cuerdas minúsculas que vibran en un espacio-tiempo de más de cuatro dimensiones.

La organización del Universo es en esferas o membranas, sin fin pero con un orden subyacente.

Contiene objetos de mayor como de menor dimensión:

  • P-branas
  • D-branas

Esta teoría junto con la Teoría de las supercuerdas o Teoría M (1984):

teoría cuerdas Tipo I

teoría cuerdas Tipo II A

teoría cuerdas Tipo II B

teoría de cuerda heterótica SO (32)

teoría de cuerda heterótica E8 x E8

se alejan de la concepción punto-partícula.

Estas teorías son  muy predictivas, explican  propiedades de la naturaleza, pero lejos de ser provadas experimentalmente.

El ciclo de Krebs y la vida en otros Planetas

21 domingo Abr 2013

Posted by José Félix Rodríguez Antón in Bioquímica, CIENCIA

≈ 3 comentarios

Etiquetas

Astrobiología, ATP, Charles Darwin, Ciclo de Krebs, Evolución Prebiótica, extremófilos, Hans Adolf Krebs, Metabolismo, NASA, Simbiogénesis, Vida

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Viendo la película “Marte el Planeta Rojo”, donde la materia verde (algas) y el oxígeno, están relacionados no deja uno de pensar en la importancia del CICLO DE KREBS (como productor de energía ….METABOLISMO) en la búsqueda de vida en el Universo, en otros Planetas.Tomar materia prima del exterior del organismo, romper estructuras moleculares en el interior de la célula y construir otras estructuras a partir de las anteriores.

El METABOLISMO es la esencia de la VIDA. El metabolismo así tiene dos procesos uno degradativo (CATABOLISMO) y otro de síntesis o construcción (ANABOLISMO).

La ASTROBIOLOGIA estudia la vida en otros planetas, incluyendo la Tierra. Las posibilidades de vida extraterrestre la estudia la exobiología:

  • astronomía
  • astrofísica
  • biología
  • química
  • geología

auxiliadas por: matemáticas, informática y la estadística.

Misiones específicas para la búsqueda de vida:

  • En Marte: programa Viking, Sondas Beagle 2, Mars Science Laboratory

Pero no todos los programas buscan como justificante encontrar organismos vivos como prueba en otros planetas, también se mira en la Tierra, la existencia de microorganismos resistentes en condiciones extremas semejantes a las que se dan en otros planetas. Búsqueda de bacterias y organismos microscópicos: EXTREMÓFILOS (lugares calientes (Pyrodictium-105º), azufre o hierro).

Posibilidades de haber vida en el Sistema Solar: o agua líquida en el subsuelo de Marte, Europa satélite de Júpiter, y Titán satélite de Saturno.

La vida no es una sola cosa viva, sino dos: el metabolismo y la replicación. Hay dos posibilidades para el origen de la vida:

a) comenzase de una sola vez estando presentes ambas funciones: replicación y metabolismo

b) que la vida comenzase dos veces: con dos tipos distintos de criaturas siendo un tipo de organismo capaz de llevar a cabo el metabolismo sin una replicación estricta, siendo el otro tipo capaz de replicarse sin presentar metabolismo. Si la vida comenzó dos veces, el primer comienzo debió de hacerse con moléculas parecidas a las proteinas y el segundo con moléculas parecidas a los ácidos nucléicos.

Según la teoría de la SIMBIOGÉNESIS (Merezhkovsky 1909, Khakhina 1992, Dyson 1997) las células eucarióticas o se originaron dentro de las células, descienden de seres vivos independientes que invadieron células desde el exterior, como portadores de una enfermedad infecciosa (Margulis, 1970, 1981). Así cloroplastos y mitocondrias están más relacionados con bacterias, que con células en los que se incorporaron hace mil o dos mil millones de años.

Charles Darwin imaginó que la vida comenzó en “una pequeña charca templada” sobre la superficie de la Tierra. En general se acepta que la “selección natural” es más importante en periodos largos y la “deriva genética” en periodos cortos.

La astrobiología cuando estudia la evolución prebiótica desarrolla 3 etapas principales:

  • geofísica: historia primitiva de la tierra, corteza, océanos, atmósfera primitiva
  • química: síntesis componentes básicos dela vida: atmósfera y océanos primitivos (aminoácidos monómeros de nucleótidos y proteínas).
  • Biológica: aparición de una organización biológica: moléculas organizadas (reproducción, metabolismo).

EL CICLO DE KREBS es común a todas las formas de vida, desde bacterias unicelulares, protozoos hasta mamíferos. Es un fenómeno Universal. Relacionado con la molécula ATP (adenosin trifosfato) como almacenador de energía. Siendo necesario para la VIDA.

Tiene lugar en la mitocondria de la célula. Es una vía metabólica central en la que convergen otras: anabólicas y catabólicas.

La principal función de las mitocondrias es generar energía, para mantener la actividad celular mediante procesos de respiración aeróbica. Los nutrientes se escinden en el citoplasma celular para formar ácido pirúvico que penetra en la mitocondria. El ácido pirúvico entra en el ciclo de Krebs o del ácido cítrico, para producir CO2 e H2. El ATP  se libera en el citoplásma de la célula, para usarlo en reacciones, pasando a ADP, liberando la energía necesaria para los procesos bioquímicos.

El descubridor de estos procesos fue Sir Hans Adolf Krebs (1900-1981), fue un bioquímico ganador del Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1953, sus principales trabajos se centran en el metabolismo de la célula. Descubrió que todas las reacciones dentro de las células estaban relacionadas entre si llamándolo: ciclo del ácido cítrico (1937) o ciclo de Krebs.

Son reacciones energéticas que se producen en los tejidos de los mamíferos, por la descomposición del ácido cítrico eliminando CO2.

Una vez que conocemos los procesos químicos íntimos de la vida como el ciclo de Krebs, podemos extrapolar la existencia de vida en otros planetas, encontrando vida en la tierra en situaciones extremas, los EXTREMÓFILOS, que decíamos antes.

Así la NASA el Jueves 2 de Diciembre de 2010, emitió un comunicado anunciando vida extraterrestre. “Un microbio encontrado en el fondo del Mono Lake” en el Parque Nacional Yosemiste. California, lago rico en arsénico. Dando la posibilidad de vida en Marte.

BIOEQUIVALENCIA Y BIODISPONIBILIDAD

07 domingo Abr 2013

Posted by José Félix Rodríguez Antón in Ensayos clínicos, INDUSTRIA FARMACEUTICA

≈ 2 comentarios

Etiquetas

biodisponibilidad, bioequivalencia, farmacocinética, farmacogalénica

¿Por qué los medicamentos con el mismo principio activo no son equivalentes terapeúticos?

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Todos sabemos que un fármaco globalmente es :

  • pp. activo
  • excipiente
  • caja
  • prospecto

Sí miramos el Expediente de registro de un fármaco en España (R.D 767/93 (julio 1993)):

  • Parte I: resumen del expediente
  • CALIDAD: Parte II: documentación química, farmaceútica y biológica, estudios de

BIODISPONIBILIDAD y BIOEQUIVALENCIA

  • EFICACIA Y SEGURIDAD: Parte III: documentación fármaco-toxicológica

Parte IV: documentación clínica

Vemos 2 conceptos: BIODISPONIBILIDAD y BIOEQUIVALENCIA

BIOEQUIVALENCIA usado en farmacocinética: “equivalencia biológica en vivo de dos preparaciones de un medicamento: mismo

  • principio activo
  • pureza
  • tamaño de partícula
  • administrados por la misma vía

tienen que tener iguales concentraciones en sangre y tejidos: biologicamente equivalentes

iguales beneficios terapeúticos en ensayos clínicos:                   terapeúticamente equivalentes

Puede ser que dos fármacos sean quimicamente iguales pero no biologicamente o terapeúticamente, tienen diferente BIODISPONIBILIDAD: “fracción y velocidad de fármaco que a una dosis determinada alcanza la diana terapeútica:

  • canales
  • transportadores
  • receptores

Para ver la concentración en estas dianas, debido a la dificultad,  se usa más en el hombre:

la concentración en plasma.

farma

B= (ABC)px Div

(ABC)ivxDp

B: biodisponibilidad

(ABC)p:   area bajo la curva vía problema

(ABC)iv:  area bajo la curva vía intravenosa

Div:          dosis administrada vía intravenosa

Dp:           vía problema a determinar

Conocida la biodisponibilidad alcanzamos la posología adecuada para alcanzar los niveles sanguíneos adecuados:

De= BxDa   

De: dosis eficaz

B:   biodisponibilidad

Da: dosis administrada

B:      0.8 (80%)

Da:    100 mg

De: 0.8 x 100 mg= 80 mg

BIOEQUIVALENCIA se calcula experimentalmente seleccionando hasta 30 individuos entre

18 y 55 años de edad, peso normal, a los que se administra el fármaco A o el fármaco B, en ayunas, separados por un periodo de lavado de más de 3 vidas medias. Seguidamente se toman muestras seriadas de sangre para construir la curva tiempo-concentración plasmática del principio activo.

Para después comparar las curvas de  A frente a B.

Los parámetros más importantes son:

ABC: área bajo la curva (indica el grado de absorción)

Cmax:concentración máxima (depende de la velocidad y grados de absorción)

Tmax: tiempo requerido para alcanzar la Cmax que depende de la rápidez de absorción

Hay fármacos con más dificultad de ser bioequivalentes: MARGEN TERAPEÚTICO REDUCIDO:

  •            área cardiovascular

  •            sistema nervioso y endocrino

  •            bronco dilatadores

  •            diuréticos

  •            anticoagulantes orales

  •            inmunosupresores

Hay casos en los cuales los estudios de bioequivalencia son necesarios:

  •          fármacos de Categoría A (alto riesgo sanitario)
  •          fármaco de liberación inmediata con acción sistémica
  •          parches transdérmicos y supositorios
  •          productos de liberación sostenida o retardada

Bueno después de revisar los conceptos de Biodisponibilidad y Bioequivalencia no podemos de dejar de revisar:

FARMACOLOGÍA GALÉNICA: ciencia de la preparación y acondicionamiento de los medicamentos. Su objetivo es hacer que actuén el mayor tiempo posible, en cantidades pequeñas y colamente sobre el órgano deseado. Se investiga sobre la rapidez de absorción y de degradación del medicamento en el organismo. Se busca, en efecto, que las sustancias medicamentosas lleguen a su lugar de acción franqueando fácilmente las diferentes barreras naturales que se le oponen, para ser después destruidas lo más rápidamente posible.

FARMACOCINÉTICA: mide la concentración del medicamento en la sangre, a intervalos regulares después de su administración, y permite saber si el efecto terapeútico es de demasiado corta duración.

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