Día del Alzheimer: 21 de septiembre

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El “día Internacional del Alzheimer” se conmemora el 21 de septiembre, fecha fijada por la OMS y la Federación Internacional del Alzheimer.
En 2015 la OMS estimó en 47,5 millones el número de casos en el mundo. La mitad de todos los casos nuevos de demencia cada año son pacientes con alzhéimer. El papel que juega el cuidador del sujeto con alzhéimer es fundamental.
Resultados recién publicados en la revista Brain, colaboración de científicos japoneses y españoles arroja nueva luz sobre las primeras alteraciones cerebrales inducidas por la Enfermedad.

 

 

La enfermedad de Alzheimer (EA), también denominada demencia senil de tipo Alzheimer (DSTA), es una enfermedad neurodegenerativa que se manifiesta como deterioro cognitivo y trastornos conductuales. Se mueren las células nerviosas y se atrofian diferentes zonas del cerebro.

Alzheimer 1

Aparece con mayor frecuencia en personas mayores de 65 años de edad y en mujeres, la edad avanzada es el principal factor de riesgo para sufrir Alzheimer: mayor frecuencia a mayor edad. La enfermedad de Alzheimer, es la forma más común de demencia, acapara entre un 60% y un 70% de los casos. La demencia es un síndrome caracterizado por el deterioro de la función cognitiva más allá de lo que podría considerarse una consecuencia del envejecimiento normal. La demencia afecta a la memoria, el pensamiento, la orientación, la comprensión, el cálculo, la capacidad de aprendizaje, el lenguaje y el juicio. La conciencia no se ve afectada. Suele ir acompañado de deterioro del control emocional, el comportamiento social o la motivación.

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La neuropatología característica fue observada por primera vez por el psiquiatra alemán Alois Alzheimer en 1906. Fue un psiquiatra y neurólogo que identificó los síntomas, lo observó en una paciente en 1901, y publicó los descubrimientos que hizo al examinar post mortem su cerebro en 1906. Conoció en Frankfurt al neurólogo Frans Nissl, gran parte del trabajo suyo en patología cerebral se basa en el método de tinción Nissl (tinción con anilinas) en las secciones histológicas.

 

alzheimer 2
Las investigaciones suelen asociar la enfermedad a la aparición de placas seniles y ovillos neurofibrilares. Los cambios en la proteína tau producen la desintegración de los microtúbulos en las células cerebrales. La producción y agregación de los péptidos AB (beta amiloides) desempeñan un papel rol en el alzhéimer. La acumulación de los péptidos AB como el evento principal que conlleva la degeneración neuronal. Se produce muerte celular programada o apoptosis, se inhiben funciones enzimáticas y se altera la utilización de la glucosa por las neuronas. Hay procesos inflamatorios como consecuencia de los daños en los tejidos o como expresión de la respuesta inmunológica.

 

microtubulos AE

Ciertos genes actúan como factores de riesgo. La mayoría de las mutaciones en el gen de la APP y en los de las presenilinas, aumentan la producción de una pequeña proteína llamada beta- amiloide, la cual es el principal componente de las placas seniles. En una pequeña proporción delos pacientes el Alzheimer es debido a una generación autosómica dominante, aparece por lo tanto como consecuencia de mutaciones autosómicas dominantes.

 

Estas mutaciones se han descubierto entres genes distintos:
El gen de la proteína precursora de amiloide (la APP)
– Los genes de las presenilinas 1 y 2
Dentro del cromosoma 21 se encuentra el gen PPA. Las mutaciones producen un aumento de las concentraciones del péptido Ab. La gran producción de Ab llevaría a la formación de depósitos en forma de placas seniles.

 
Una colaboración de científicos japoneses y españoles, describen en 2018 una nueva serie de biomarcadores que caracterizan las etapas iniciales de la enfermedad: “Electromagnetic signatures of the preclinical and prodormal stages of Alzheimer´s disease”.

El análisis de exomas permitió al equipo de Carlos Cruchaga y Alison Goate, “Rare coding variants in the phospholipase D3 gene confer risk for Alzheimer´s disease” Cruchaga et al (2014) identificar variantes del gen PDL3 asociadas a la enfermedad de Alzheimer. El descubrimiento de PLD3 fue gracias a un diseño mixto que incluía familias afectadas por la EA y una extensa cohorte de casos y controles. La variante p. V232M se segregaba, además re-secuenciaron el gen en otros 2.000 casos y observaron que otras variantes, aparte de p. V232 M, participaban en la patogenidad de PLD3, tanto en americanos de origen europeo, como americanos de origen africano. PLD3 se expresa en grandes cantidades en neuronas del hipocampo, córtex enthortinal y córtex frontal. El único gen que se ha asociado de forma constante con la enfermedad es el gen APOE; se sabe que ser portador del alelo 4 incrementa las posibilidades de una persona de padecer Alzheimer entre 3-8 veces; el componente hereditario del Alzheimer llega al 60-80%.

 

Bibliografía:

 

OMS Alzheimer
https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/dementia

 

Nakamura et al.; “Electromagnetic signatures of the preclinical and prodomal stages of Alzheimer´s disease”, Brain, 2018
https://doi.org/10.1093/brain/awy044

 
Cruchaga C. et al; “Rare coding variants in the phospholipase D3 gene confer risk for Alzheimer´s disease”, Nature 2014

 
Links relacionados:

 

 

Ministerio de Sanidad Alzheimer
http://www.escuelas.mscbs.gob.es/enfermedades/alzheimer/queEs.htm
https://www.mscbs.gob.es/ciudadanos/asocEnfermosYFamiliares/alzheimer.htm

 

 

Fundación Alzheimer España
http://www.alzfae.org/

 

 

UCM Universidad Complutense Diagnóstico del Alzheimer avances
https://www.ucm.es/investigacion-internacional-complutense-alzheimer

 

24 de septiembre: Día mundial de la investigación contra el cáncer

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24 Septiembre Investigación en Cáncer

“Cáncer” es un término que designa un amplio grupo de enfermedades que pueden afectar a cualquier parte del organismo; también se habla de “tumores malignos” o “neoplasias malignas”.

 
Se produce por la transformación de células normales en células tumorales en un proceso que tiene varias etapas, pasando de una lesión precancerosa a un tumor maligno. Resultado de la interacción de factores genéticos del paciente y agentes externos:
a) Carcinógenos físicos: radiaciones ultravioletas e ionizantes
b) Carcinógenos químicos: amianto, humo del tabaco, aflatoxinas y arsénico
c) Carcinógenos biológicos: virus, bacterias y parásitos.
La incidencia de esta enfermedad aumenta con la edad:
– Se acumulan factores de riesgo de determinados tipos de cáncer
– Disminuye la eficacia de los mecanismos de reparación celular

 

 

A lo largo del siglo XXI el cáncer será la principal causa de muerte en los países desarrollados. La frecuencia relativa de cada tipo de cáncer varía según el sexo y la región geográfica. En Europa, en varones, el cáncer de próstata es el más frecuente, seguido del cáncer de pulmón y el de colon y recto. En mujeres, el más frecuente es el cáncer de mama, seguido del colorrectal y el de pulmón.

 
Alrededor de un tercio de las muertes por cáncer se debe a los principales factores de riesgo conductuales y dietéticos:
– Índice de masa corporal elevado
– Ingesta reducida de frutas y verduras
– Falta de actividad física
– Consumo de tabaco y consumo de alcohol

 

Tratamientos contra el cáncer

El tratamiento del cáncer se fundamenta en cuatro pilares:
– Cirugía
– Quimioterapia
– Radioterapia
– Inmunoterapia

 

ensayos clínicos

Los ensayos clínicos se diseñan para mejorar las terapias contra el cáncer, la respuesta al tratamiento puede ser:
– Completa: se produce la desaparición de todos los signos y síntomas de la enfermedad
– Parcial: existe una disminución significativa de todas las lesiones mensurables.

 

 

Cirugía
Preventiva: para extirpar lesiones que con el tiempo pueden llegar a ser malignas
– Diagnóstica: una muestra de tejido para analizarla
De estadiaje; conocer la extensión del tumor
– Curativa: se extirpa todo el tumor con tejido sano de alrededor
Paliativa: para tratar alguna complicación del tumor y disminuir los síntomas que se ocasionan
Reparadora: para restaurar la apariencia y la función de un órgano tras la realización de la cirugía curativa.

 

 

Quimioterapia

Su objetivo es destruir, empleando una gran variedad de fármacos, las células que componen el tumor con el fin de reducir y eliminar la enfermedad.
Los fármacos se denominan antineoplásicos o quimioterápicos. Este tratamiento se administra en forma de ciclos. La quimioterapia puede administrarse en forma de pastillas o inyectando la medicación en una vena.

 

 

Radioterapia

Puede administrarse asociada a otras terapias (cirugía y quimioterapia) o como tratamiento único. Puede ser de dos tipos:
Externa: administración de las radiaciones desde el exterior mediante unos equipos que generan la radiación
– Interna: administración de la radiación a través de materiales radiactivos (isótopos) con distintas formas, que se introducen en el organismo, muy próximos o en contacto con el tumor.

 
Bibliografía:

 

OMS Cáncer
https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/cancer

 

AECC Tratamientos
https://www.aecc.es/es/todo-sobre-cancer/www.aecc.es/es/todo-sobre-cancer/tratamientos

 

Links relacionados:

 

AECC Asociación Española Contra el Cáncer

Inicio

 

Unidos Contra el Cáncer: criterios de inclusión Ensayos Clínicos
https://unidoscontraelcancer.org/para-pacientes-y-cuidadores/ensayos-clinicos/como-funcionan-los-ensayos-clinicos/

 

NCCN National Comprehensive Cancer Network
https://www.nccn.org/about/news/ebulletin/ebulletindetail.aspx?ebulletinid=3672

 

Cancer.net Terapia dirigida
https://www.cancer.net/es/desplazarse-por-atención-del-cáncer/cómo-se-trata-el-cáncer/qué-es-la-terapia-dirigida

 

NIH Terapia dirigida
https://www.cancer.gov/espanol/cancer/tratamiento/tipos/terapia-dirigida/hoja-informativa-terapias-dirigidas

 

CIC Centro de Investigación del Cáncer
http://www.cicancer.org/es

 

CNIO Centro de Investigaciones oncológicas
https://www.cnio.es/

 

Temporal de gota fría o dana

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GOTA FRIA

En el plano meteorológico un frente está haciendo estragos desde hace días en diferentes puntos de la geografía sureste peninsular de España (Comunidad Valenciana, Murcia) extendiéndose por Andalucía (Granada, Málaga) y penetrando en la Meseta y Zona norte:
– Conductores atrapados en calles
– Coches flotando descontrolados arrastrados por la corriente
– Aparecen ríos donde antes había vías de tráfico y trenes.
– Notables entradas de agua en bajos y garajes
– Caídas de árboles en las calzadas

 
Causando importantes daños materiales. El Ministerio de Defensa ha puesto en marcha un dispositivo donde participan: Unidad Militar de Emergencias, Ejercito de Tierra, Armada y Ejercito del Aire.

 

 
Dana o gota fría, es un sistema de baja presión en los niveles altos de la atmósfera que se ha separado por completo del flujo zonal en altura, se da en el hemisferio Norte, puede permanecer estacionario varios días.

 
El origen “gota fría” viene de la escuela alemana “Kaltlufttropfen” (gota de aire frío). En español se usa también para designar precipitaciones abundantes (violentas o intensas durante horas o días, acompañadas de actividad eléctrica o granizo), por lo cual se ha fijado por AEMET (Agencia Española de Meteorología) el término “dana” (depresión aislada en niveles altos” en homenaje al meteorólogo Francisco García Dana (Jefe del Centro de Predicción del Instituto Nacional de Meteorología).
A mediados del siglo XX, se acuño en vocablo “cut-off low” o depresión aislada (una depresión cerrada en altura que se ha aislado y separado de la circulación atmosférica asociada al chorro, que se mueve independiente del flujo, llegando a ser estacionaria o retrógrada (desplazamiento en dirección Este-Oeste); pero en este caso no se trata de una DANA, se trataría de una Borrasca Fría Aislada.

 

RADAR Meteosat Infrarojo
En meteorología DANA, se representa en las cartas un volumen de aire frío en los niveles altos de la atmósfera, rodeado de isotermas cerradas: Depresión Aislada en Niveles Altos. Se forma cuando un frente de aíre polar frío (corriente en chorro) avanza lentamente sobre Europa occidental a gran altura (5-9 km) y que al chocar con el aire más cálido y húmedo del Mar Mediterráneo genera fuertes y dañinas tormentas. Al producirse una ruptura en la circulación general del oeste, provocando que la corriente en chorro genere un ramal descendente que se aísla de la circulación general. Al producirse esta incursión del chorro polar en latitudes menores, se genera una “gota” de aire frío que se ve rodeada de una gran masa de aire cálido (anticiclón subtropical). Esto genera como consecuencia del gradiente térmico vertical, el ascenso de una gran masa de aire caliente y húmedo, hasta las capas medias y altas atmosféricas.

 

 
Podemos dividir a la DANA en dos secciones:
Borde oriental del chorro: es el más inestable, es el borde divergente en altura, el viento geostrófico que parte del vértice de la vaguada o sección sur de la gota fría, más veloz que el propio viento del vértice, generando un vacío de masas de aire en capas altas, con ascensos de masas de aire.
Borde oeste: el viento que se aproxima al vértice del sistema es más veloz que el del propio vértice, se produce una convergencia o no divergencia en altura que se solventa con un movimiento subsidente que da origen a una mayor estabilidad.

Dana AEMET
Se deja notar especialmente en zonas costeras, donde se concentran aguas a una temperatura superior a lo normal, que da origen al ascenso de aire húmedo y cálido que produce lluvias intensas y duraderas: Fundamentalmente en España, en la costa este y las islas Baleares, también en zonas interiores de la meseta (donde existe un gradiente térmico vertical asociado al gran calentamiento diurno de la superficie).
Es un fenómeno meteorológico anual que suele coincidir con el inicio del otoño y la primavera en el Mediterráneo occidental.

 

Gota Fría 1

La cantidad de lluvia con la Dana puede ser de gran intensidad, desbordándose barrancos, ríos o inundándose locales y carreteras. Las autoridades suelen difundir por redes sociales y medios de comunicación avisos y estados de emergencia. Desde el año 2002 la Dirección General de Protección Civil ha puesto en marcha el sistema SIGE (Sistema informático para la Gestión de Emergencias).
Las medidas de prevención a seguir:
a) Casa: revisar los desagües, que no estén obstruidos por hierbas, ramas y otros obstáculos. Revisar tejados, ventanas y bajantes de agua. Tener al lado una fuente de luz como linterna o vela, móvil y una radio. Si hay inundación abandonar los puntos más bajos como sótanos y garajes.
b) Carretera: no pasar por zonas inundadas, alejarse de ríos y barrancos. Conducir despacio. Si no se pueden abrir las puertas, evacuar el agua por las ventanillas. Obtener información del estado de las carreteras y la situación atmosférica del itinerario.
c) Autoridades locales: en carreteras limpieza de cunetas, canalizaciones de aguas pluviales. Inspeccionar la altura del cauce de los ríos y pantanos, evitar taponamientos por materiales que generen el desbordamiento.

 

 
Bibliografía:
• DANA o gota fría AEMET Agencia Española de Meteorología
https://meteoglosario.aemet.es/es/termino/219_dana-o-gota-fria

 

• DANA concepto, historia, tipos AEMET
http://www.aemet.es/es/conocermas/recursos_en_linea/publicaciones_y_estudios/estudios/detalles/Las_gotas_frias_DANAs
• National Weather Service-Glossary EE. UU
https://w1.weather.gov/glossary/

 

• Francisco Martín León; “Las gotas frías/DANAS-Ideas y conceptos básicos”, AEMET; 2003
LAS GOTAS FRÍAS / DANAS IDEAS Y CONCEPTOS BÁSICOS

 

Links relacionados:
• El tiempo en España Meteosat
https://www.meteosat.com/

 

Red Radio de Emergencia REMER (Protección Civil) Vademécum
http://www.proteccioncivil.es/catalogo/carpeta02/carpeta24/vademecum17/vdm0254.htm#G

Dispersión de las diásporas y polinización

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polinización

La función de estos mecanismos es para perpetuar la especie y el área de distribución.
Las semillas son los órganos de diseminación de los vegetales. Contienen el embrión de la futura planta, sustancias de reserva y una o más cubiertas protectoras. Se denomina diáspora a la unidad funcional de diseminación (propágulo). Especies no relacionadas pueden presentar una convergencia evolutiva al tener una misma estrategia de dispersión.

 
Aproximadamente el 30% de los cultivos agrícolas del mundo dependen de la polinización realizada por insectos y otros animales. La polinización es “la transferencia del polen de los estambres al pistilo”, a través del viento y a través de los insectos, también a través del agua y de los animales vertebrados. La polinización puede ocurrir dentro de la misma flor o entre varias flores.

 
Las plantas vasculares superiores productoras de semillas (angiospermas), se encuentran en todos los ambientes, distribuidas en los diferentes continentes. Las ventajas son principalmente:
– Oportunidad de extender su área
– Disminuye el emparentamiento, da más vigor a la progenie.
– No hay competencia con la planta madre por el espacio y los nutrientes.

 
La diáspora es cualquier parte de la planta que le sirve para reproducirse, así la dispersión puede ser:
Sexual: semillas y frutos
Vegetativa: bulbos y tubérculos

 

 
La corteza terrestre formada por placas, ha ido moviéndose, produciéndose una separación gradual de los continentes. La explosión evolutiva de las angiospermas, y la aparición de muchas de las familias actuales tuvo lugar antes de la separación definitiva de los continentes. Se conocen alrededor de 411 familias de angiospermas, en el Cretácico medio ya existían las principales familias, durante el Eoceno el clima del mundo era tropical de esta manera todos los grupos de angiospermas pudieron dispersarse ampliamente. Hay especies que se encuentran distribuidas de manera discontinua como consecuencia de los cambios climáticos que se dieron en el pasado, junto con la aparición de las barreras geográficas.

 

 

 
La dispersión a gran distancia se lleva a cabo por tres agentes: animales, deriva oceánica y el viento.
Una misma especie puede recurrir a dos agentes, se dice que son especies “Polícoras”, lo normal es que sean anemócoras, hidrócoras o zoócoras.

semillas
Anemocoria: aprovechar la fuerza del viento para la diseminación, permite recorrer grandes distancias. Tienen estructuras especiales: semillas aladas, con aristas, con pelos y coronas membranáceas. Algunas veces se dispersa la planta entera “Estepicursores” como la Salsola kali.

 
Hidrocoria: utiliza el agua como mecanismo, un lado es impermeable al gua y por el otro les proporciona flotabilidad. La dispersión por corrientes oceánicas, puede ser debida a una cavidad dentro del propágulo (cámaras aeríferas o cámaras oleaginosas) por ejemplo Cocos nuccifera; baja densidad del tejido cotiledonario, cubierta fibrosa o bajo peso de la semilla.

 

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Zoocoria: facilitada por animales, es más segura. Las dos estrategias principales son atraer a los herbívoros con frutos atractivos “Endozoocoria”(frugívoros, comedores de fruta) o tener algún mecanismo para engancharse a algún animal “Epizoocoria o Exozoocoria”. Dispersión de las semillas por aves “Ornitocoria”.

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Hay plantas que usan hormigas “Mirmecocoria”, tienen las semillas pequeñas protuberancias con sustancias azucaradas que sirven de reclamo para las hormigas; cuando son apéndices grasos “Eleosomas”. “Antropocoria” diseminación producida por el hombre, mediante la “Domesticación” favorece diversos genotipos.

 

 

Autocoria: es la dispersión activa por parte de la planta, unas veces se mueve la planta “Rupicolas”, otras veces el fruto explota debido a una tensión y las semillas se disparan.

 

polen

El polen es el nombre de los granos microscópicos, que producen las plantas con semilla (espermatófitos), cada uno de los cuales contiene un microgametófito (gametófito masculino). El saco de polen es la parte de la antera que contiene los granos de polen, en los órganos masculinos de la flor, los estambres. Una vez ocurrida la polinización, llegado el grano de polen al estigma, se produce la germinación.

germinación

La polinización es el proceso de transferencia del polen desde los estambres hasta el estigma. Lo pueden realizar diferentes agentes que se llaman “vectores”:
a) Bióticos: himenópteros (abejorros, abejas y avispas); lepidópteros (mariposas y polillas) y dípteros (moscas); colibrís; ratones; monos.
b) Abióticos: agua o viento

Las principales causas en la disminución de la polinización:

  • fragmentación de los hábitats
  •  sustancias químicas agrícolas o industriales
  •  parásitos y enfermedades
  •  introducción de especies exóticas

zoocoria d
En el Triásico ya se daba la polinización biótica, la polinización por insectos más temprana es de hace 96 millones de años en el Cretácico. Hay un mutualismo entre insectos himenópteros y angiospermas. Cuando las abejas van de una flor a otra colectando polen depositan granos en otras flores, causando una “polinización cruzada”. Las abejas melíferas han desarrollado en el tercer par de patas unas “cestas” para trasladar los granos de polen.

 
La aerobiología es la ciencia que estudia las partículas biológicas transportadas a través del aire: bacterias, esporas, insectos y polen. La Red Española de Aerobiología (REA) tiene su centro en la Universidad de Córdoba, en el departamento de Botánica y Ecología.

 

 

Bibliografía:

 

– Strasburguer; “Tratado de Botánica”, 6ª edición, Ed. Marín; 1977

 
Investigación y Ciencia; 2013 “La dispersión de semillas”.
https://www.investigacionyciencia.es/revistas/investigacion-y-ciencia/alimentacin-587/la-dispersin-de-las-semillas-11531

 
– Barth, F; “Insects and Flowers. The Biology of a Partnership”. Ed. Princeton; 1985

 
Zvy Dubinsky & Joseph Seckbach; “All flesh is grass”, Plant-animal interrelationships, Ed. Springer; 2010

 

David IIuz; “Zoochory: The Disperal of Plants by Animals”; Ed. Springer, 2010
https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-90-481-9316-5_9

 

Links relacionados:

 

Real Jardín Botánico de España
http://www.rjb.csic.es/jardinbotanico/jardin/index.php?Cab=111&len=es

 

– FAO Polinización cruzada
http://www.fao.org/3/y5110s/y5110s03.htm

 

– La Red Española de Aerobiología (REA)
https://www.uco.es/rea/

Vida, la gran historia

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La vida surgió cuando se dieron las condiciones apropiadas. Primero fueron simples compuestos orgánicos; después, organismos unicelulares, luego los pluricelulares, vegetales y animales.

 

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La evolución humana u hominización, es el proceso de evolución biológica de la especie humana desde sus primeros eslabones hasta la actualidad (genética, antropología física, paleontología, estratigrafía, geocronología, arqueología y lingüística).

libro arsuaga

 
¿quiénes somos? ¿de dónde venimos? ¿qué hacemos aquí? ¿qué nos ha creado?
En su nuevo libro. “Vida, la gran historia” Juan Luis Arsuaga; da respuesta a estas preguntas desde el origen del cosmos hasta el origen de la vida.
Aporta las informaciones que han pensado los diferentes genios. El lector decide por sí mismo si cada paso de la historia humana es algo que tenía que suceder o pudo no haber ocurrido nunca. Es un viaje desde la aparición de la vida en la Tierra hasta hoy, desde hace 4.000 millones de años:
– Historia de la evolución
– La raza humana
– Patrones del mecanismo evolutivo
– Dirección de avance de la evolución
El autor traza una auténtica historia de la vida que culmina con la pregunta: ¿Por qué estamos aquí?

 
Juan Luis Arsuaga es científico, profesor y paleontólogo español. Doctor en Ciencias Biológicas y catedrático de Paleontología por la Universidad Complutense de Madrid, dirige el Centro UCM-ISCIII de Evolución y Comportamientos Humanos. Co-dirige en las excavaciones en la Sierra de Atapuerca (Burgos) y ha sido galardonado con el Premio Príncipe de Asturias de Investigaciones Científica y Técnica en 1997. Es director científico del Museo de la Evolución Humana en Burgos.

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El estudio de la historia de la Tierra se basa en el análisis de las capas superiores y los restos de fósiles que en ellas se encuentran. La ciencia que lo estudia se llama paleontología.
Jacques L. Monod Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1965, en sus obras sobre el origen de la vida, sostiene la idea de que la vida surgió por un accidente químico, un evento de “probabilidad cero” irrepetible: “somos simplemente agentes químicos secundarios en un majestuoso, pero impersonal drama cósmico”.

 
Para que una nueva especie emerja, se debe de producir una separación entre las poblaciones:
a) Física: barrera natural
b) Ecológica: alimentación, reproducción

 

evolucion 1

Durante la última época glacial, muchas poblaciones de animales en Europa quedaron geográficamente separadas al refugiarse en regiones más cálidas, esas poblaciones diferentes adquirieron algunas variantes genéticas propias de cada una de ellas.
Al producirse con el paso del tiempo cambios en el ADN de diferentes poblaciones hacen que poblaciones separadas no puedan cruzarse: originando especies diferentes.

 
Así hay dos tipos de evolución:
– Microevolución: cambios evolutivos dentro de las poblaciones
– Macroevolución: cambios evolutivos por encima del nivel de especie

 

 

Si la historia de la Tierra desde su origen la reducimos a un día, los humanos evolucionamos de otros mamíferos hace unos segundos.
Los fósiles antecesores del hombre se reparten entre los géneros: Australopitecos y Homo, de hace unos 5 millones de años. El estudio del ADN y las proteínas sanguíneas de los monos africanos con los del hombre indican que la separación de los chimpancés y los gorilas sucedió en un estadio tardío de la evolución.

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Darwin definió la evolución como “descendencia con modificación”, las especies cambian a lo largo del tiempo, dan origen a nuevas especies y comparten un ancestro común.

 

Charles Darwin
“El origen de las especies” publicado en 1859, es considerado un trabajo fundamental en ciencia y la base de la teoría biológica evolutiva. El viaje de Darwin alrededor del mundo a bordo del Beagle entre 1831 y 1836 recopiló flora y fauna y observó la naturaleza. Obra base del darwinismo.

 
El Darwinismo es un término con el que se describen las ideas de Charles Darwin, en relación a la evolución biológica por “selección natural”. En el darwinismo hay tres ejes teóricos que explican distintos aspectos de la realidad biológica:
a) El transformismo: las especies van cambiando sus características a lo largo del tiempo de una manera gradual.
b) Diversificación de las especies: por adaptación a ambientes o modos de vida diferenciados, ramificándose, así las especies tienen un origen común o un antepasado común (filogenia).
c) Adaptación al ambiente: que se produce por la selección natural mediante la variabilidad natural hereditaria de los individuos de una especie y mediante la tasa diferencial del éxito reproductivo.

 

 
Para los científicos actuales los cambios evolutivos son dirigidos por muchos factores, no solo por la selección natural:
– Mutaciones
– Migración
– Azar

 

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Darwin sitúa la especie humana actual dentro de la evolución biológica de la “selección natural” y la “selección sexual”. Se dio cuenta que los animales de especies modernas descendían de un “antepasado común”.

 
Theodosius Dobzhansky un genetista ruso (1900) fundó “la síntesis evolutiva moderna”. Estudiando la mosca de la fruta (Drosophila). Descubrió una especie existente con mejores adaptaciones al medio. Llegando a la conclusión que “la raza humana” está condicionada por la herencia, pero nunca por encima de las condiciones ambientales.

 
Teilhard de Chardin, jesuita, paleontólogo y filósofo francés unió: ciencia, religión y filosofía. Proyectando una evolución después del ser humano que avanza hacia Dios. Sus preguntas son:
¿Cómo se ha ido organizando el universo para producir al hombre?
¿Qué vendrá cuando se consuma la hominización?

 

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Las transformaciones físicas por las que el género Homo tuvo que pasar, las denominamos “proceso de hominización”:
– Posición erguida
– Bipedismo
– Aumento del tamaño del cerebro
– Lenguaje

 

craneos 1

 

craneos 2

 

craneos 3

 
Bibliografía:

Juan Luis Arzuaga; “Vida, la gran historia: Un viaje por el laberinto de la evolución. Ed. Destino. 2019
Mark B. Adams; “The Evolution of Theodosius Dobzhansky”; Princeton University Press, 2014.
Gerardo Anaya Duarte; “El pensamiento Ético de Theilard de Chardin”; Universidad Iberoamericana; México, 1994
Charles Darwin; “El origen de las especies”, Colección Austral. Espasa Calpe.1988
Jacques Monod; “El azar y la necesidad”, Ed. TusQuets. 2016

 

Links relacionados:

 

• Museo evolución Humana
http://www.museoevolucionhumana.com/

 

• National Geographic: Charles Darwin el padre de la teoría de la Evolución
https://www.nationalgeographic.com.es/historia/actualidad/charles-darwin-el-padre-de-la-teoria-da-la-evolucion_7971/5

El mar que nos rodea

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Los océanos son siete décimas partes de la superficie total del Globo. El agua es un líquido esencial para la vida animal y vegetal, tanto en su evolución como en la formación del planeta.
En su ciclo hidrológico establece contacto con la atmósfera, la superficie terrestre y los seres vivos; moldeando a lo largo de las épocas geológicas: los continentes y los fondos oceánicos.
Rachel Carson bióloga marina y profesora, en 1950 publica “The Sea Around” siendo éxito de ventas, donde nos muestra: la historia, la geología y zoología de los océanos, sin haber perdido vigencia y rigor científico

 

 

Rachel Carson (1907-1964) estudió Biología Marina en Johns Hopkins University, enseño Zoología en la Universidad de Maryland y trabajó para el U.S. Fish and Wildlife Service. Comenzó su carrera como limnóloga en el U.S. Bureau of Fisheries, a partir de la década de los años 1950, tuvo una gran actividad como escritora naturalista; destacando:
– “The Sea Around”
– “The Edge of the Sea”
– “Under the Sea Wind”
Esta trilogía nos describe los océanos desde las costas hasta las profundidades.

 

El mar que nos rodea

En su libro “El mar que nos rodea”, un clásico de la Ecología, se remonta al origen de la vida ligada al agua, y nos explica el proceso de formación de los océanos. El libro está dividido en tres partes:
1) El mar. Cuna de la vida: narración de su origen y formación
2) La Inquietud del mar: el viento, el Sol, rotación terrestre y las mareas
3) El hombre y el mar que le rodea: termostato del globo, importancia en las rutas comerciales.

 

 

La mayor reserva de agua se encuentra en los océanos:
– Océanos: 97%
– Glaciares y casquetes polares: 2,24%
– Agua subterránea: 0,61%
– Ríos, lagos y corrientes: 0,2%
– Atmósfera: escasamente un billón de m3 de agua

 

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En el “ciclo hidrológico” el agua a través de los ríos establece contacto con los gases de la atmósfera y los minerales de la corteza terrestre. De los océanos el agua se evapora y es transportada sobre la superficie terrestre donde se deposita en forma de lluvia, nieve o granizo. Al caer el agua establece contacto con rocas, sedimentos, suelo y seres vivos animales y vegetales de la superficie terrestre.

 

 

El agua de los océanos es una disolución de sales que se han acumulado a lo largo de los tiempos geológicos procedentes de los continentes. La evaporación del agua del mar, deja los residuos de sales. El cloro es el 55% del peso de toda la materia disuelta y el sodio el 31%.
La proporción de sales disueltas en agua pura se denomina “salinidad”, se mide en tanto por mil en peso. La densidad de una sustancia es la masa de una unidad de volumen. El agua del océano tiene una densidad que oscila entre 1.027 y 1.028. La densidad del agua del mar es determinada por dos factores: la salinidad y la temperatura. Cuanto mayor es la salinidad, mayor es la densidad.
A medida que la salinidad aumenta se requiere una temperatura de congelación más baja: el punto de congelación disminuye. El agua caliente al ser más ligera que el agua fría tiende a ir hacia la superficie, pero a temperaturas próximas a 0ºC la tendencia se invierte y el agua caliente es más pesada que la fría, el máximo de densidad se alcanza a 4ºC, esto se conoce como “anomalía térmica del agua”. Así el calor se pierde por conducción y no por convección (más lento) impidiendo que el agua se congele por completo.

 
Las propiedades físicas del agua son:
– Punto de fusión: 0ºC
– Punto de ebullición: 100ºC
– Capacidad disolvente
– Elevada constante dieléctrica
– Bajo grado de ionización
– Alto calor de vaporización
– Alto calor específico

 

 

En la superficie de los océanos podemos encontrarnos los siguientes fenómenos: olas, corrientes marinas y los icebergs.

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Las olas marinas son producidas por el viento: la energía del aire en movimiento se transmite a las ondas de agua, erosionando las costas de los continentes y produciendo plataformas. Son “ondas oscilatorias progresivas” ya que se propagan a través del agua originando un movimiento oscilatorio. Hay dos tipos de olas: de viento y marejada. Las de marejada son olas de viento que abandonan la región donde se formaron, de menos intensidad o calma y van disminuyendo gradualmente de tamaño.

 

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Corrientes marinas, son causadas por los vientos que soplan sobre la superficie. La acción del viento y las diferencias de densidad forman un sistema de circulación oceánica con movimientos horizontales y verticales. Debido a la “fuerza de Coriolis”, el movimiento del agua se ve desviado hacia la derecha en el hemisferio norte. En los océanos Ártico y Antártico se sumerge el agua enfriada hacia el fondo, desplazándose hacia el ecuador y desplazando hacia arriba el agua menos densa y más cálida.” Una corriente ecuatorial” indica cinturón de los alisios, las corrientes ecuatoriales están separadas por una “contracorriente ecuatorial”. La corriente ecuatorial se dirige hacia los polos, en las latitudes bajas y a lo largo de los bordes de los bordes occidentales de los océanos, dando lugar a una corriente paralela a la costa: corriente del Golfo, corriente del Japón y corriente del Brasil.

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Los icebergs se forman al separarse grandes bloques de hielo de un valle glaciar o de un casquete de hielo que penetra en el mar.

 

El agua de los ríos y torrentes es un vehículo de transporte de los residuos, que van a parar al mar. El mar tiene mecanismos biológicos y fisicoquímicos de autodepuración. Pero en los últimos 50 años se están produciendo una gran cantidad de residuos que se vierten a los ríos.

 

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Un componente esencial de las aguas es el oxígeno disuelto; para desarrollarse la vida. Otro gas es el CO2. Las principales reacciones químicas que hay en el agua son: oxido-reducción, ácido-base y complejación. Las aguas con altos valores de BOD o de COD tienen en disolución mucha materia orgánica, que empobrece los niveles de oxígeno.

 

BOD (Biological Oxygen Demand): demanda biológica de oxígeno, mide la cantidad de dioxígeno consumido al degradar la materia orgánica de una muestra líquida. Es la materia susceptible de ser consumida u oxidada por medios biológicos que contiene una muestra líquida, disuelta o en suspensión..
COD (Chemical Oxygen Demand): cantidad de sustancias susceptibles de ser oxidadas por medios químicos que hay disueltas o en suspensión en una muestra líquida. Mide el grado de contaminación.
TOC (Total Organic Carbon): cantidad de carbono unido a un compuesto orgánico y se usa como un indicador de calidad del agua o del grado de limpieza.

 

Los contaminantes principales son:
– Contaminantes inorgánicos: de metalurgia y actividad mineral (Cd, Cr, Cu, Fe, Pb, Mn, Hg, Ag, Zn, CN-)
– Nutrientes en exceso
– Contaminantes que alteran el PH (ácido o alcalino) y la salinidad del agua
– Contaminantes en aguas residuales urbanas: compuestos químicos y microorganismos

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En resumen, los océanos son el origen de la vida en el planeta Tierra, fuente de recursos y moldean los fondos marinos, los continentes y el clima. Científicos como Raquel Carson nos enseñan sus secretos y como cuidarlo, cuidando así nuestra supervivencia.

 
Bibliografía:

 

National Book Foundation: Raquel Carson

Rachel Carson


Raquel Carson; “El mar que nos rodea”; Ed. Planeta, Critica. 2019
University of Maryland: Rachel Carson
http://136.160.254.67/cbl/research-discovery/rv-rachel-carson
• Vernon L. Snoeyink & David Jenkins; “Química del agua”; Ed. Limusa, México. 1990.
Arthur N. Strahler; “Geografía Física”; Ed. Omega, Barcelona. 1984
Xavier Doménech; “Química ambiental. El impacto de los residuos”; Miraguano Ediciones. Madrid. 1994
CarbajaL Azcona, Ángeles; González Fernández, María; “El agua para la salud, pasado, presente y futuro”. Vaquero y Tosqui. Ed. CSIC. Dpto. de Nutrición. Facultad de Farmacia. Universidad Complutense.2012
https://www.ucm.es/data/cont/docs/458-2013-07-24-Carbajal-Gonzalez-2012-ISBN-978-84-00-09572-7.pdf

 

Los factores de crecimiento: neuroplasticidad

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En 1947 Rita Levi-Montalcini y Stanley Cohen de la Universidad de Washington en San Luis, descubren el factor de crecimiento nervioso (FCN o NGF– nerve growth factor-) y recibieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1986. Supone un avance en el conocimiento de la embriología.

 
Los factores de crecimiento (polipéptidos) controlan el crecimiento y la diferenciación de las células animales.
NGF fue el primero de una serie de factores que dirigen el desarrollo del feto, alteraciones de estos son los causantes de muchas malformaciones congénitas y tumores en el ser humano.

 
En “Elogio de la imperfección”, Rita Levi-Montalcini hace un recorrido por su trayectoria profesional y vital. Nace en una familia judía, durante la primera guerra mundial. Pasa su infancia en Turín. Se matricula en medicina en 1930, ayudante del histólogo Giusepppe Levi. Después de la segunda guerra mundial desarrolla su carrera científica en Estados Unidos.
En 1947 Viktor Hamburguer de la Universidad de Washington; experto sobre el desarrollo del sistema nervioso en el embrión de pollo, le ayudó a profundizar en el conocimiento de un tipo de tumor de ratón: cuando se trasplantaba al embrión de pollo, causaba un crecimiento de las fibras nerviosas relacionadas con la transmisión de los impulsos sensoriales. Ese crecimiento no requería un contacto directo con el tumor; liberándose al medio algún tipo de factor que estimulaba el crecimiento de los nervios: el factor de crecimiento nervioso NGF.

 

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Los factores de crecimiento neuronal – neurotrofinas– son proteínas presentes en el sistema nervioso y otros sistemas del cuerpo humano, necesarias para la supervivencia y desarrollo de las neuronas en el período embrionario. Guían a sus axones hacia las conexiones para formar “circuitos neuronales” y evitar la muerte celular.

 
En el adulto también son importantes para la “plasticidad cerebral”: un correcto neurodesarrollo. Las neurotrofinas permiten fortalecer las conexiones neuronales en:
– Aprendizaje
– Memoria
– Regeneración neuronal
En el sistema nervioso central existen neuronas colinérgicas sensitivas sensibles a FCN, que inervan diferentes estructuras, incluido el hipocampo, que realiza un importante papel en la memoria y en el aprendizaje (juega un papel fundamental en el almacenamiento de la información nueva en la memoria, existen circuitos y áreas cerebrales implicados en la memoria a corto y largo plazo).

 
Los factores de crecimiento neuronal son importantes para el estudio de:
– Trastornos del neurodesarrollo: autismo, trastorno por déficit de atención-hiperactividad
– Enfermedades neurodegenerativas: demencia del Alzheimer, la corea de Huntington
– Trastornos psiquiátricos: depresión y ansiedad.
Los factores de crecimiento, los receptores y los intermediarios que propagan la señal por el interior de la célula, pueden estropearse, ocasionando malformaciones congénitas, procesos degenerativos y tipos de cáncer.

 
Levi-Montalcini y sus colaboradores demostraron que el NGF tiene la misma función en:
– Reptiles
– Aves
– Anfibios
– Peces
– Mamíferos

 
Tipos de factores de crecimiento:

 

PDGF, platelet-derived growth: factor de crecimiento derivado de plaquetas, regulador esencial de los procesos de coagulación y cicatrizado.
TGF-beta; BMPs, proteínas morfogenéticas del hueso: factor de crecimiento transformante beta
FGF y KGF: factores de crecimiento de los fibroblastos
EGF y relacionados TGF-alfa: factor de crecimiento epidérmico
HGF: factor de crecimiento de los hepatocitos
VEGF, vascular endotelial growth factor: factor de crecimiento endotelial vascular
IGF.1, insulin-like growth factor-1: factor de crecimiento insulínico tipo 1, los IGF (factores de crecimiento similares a la insulina, o somatomedinas); ordenan crecer a todos los tejidos del cuerpo, incluido el hueso. Si los niveles de IGF son bajos, hay deficiencias de crecimiento. Los niveles altos ocasionan problemas como acromegalia.
NGF: factor de crecimiento nervioso
G-CSF, granulocyte-colony stimulating factor: factor estimulante de colonias de granulocitos
GM-CSF, granulocyte-macrophage colony stimulating factor: factor estimulante de colonias de granulocito y macrófagos
EPO: eritropoyetina, estimula a las células de la médula ósea a producir glóbulos rojos, que transportan el oxígeno por la sangre.
TPO: trombopoyetina
SCF, stem cell factor: factor de células madre

 
Bibliografía:

 

Rita Levi- Montalcini; “Elogio de la imperfección”; Ed. Booket, 2015

 

Geoffrey M. Cooper & Robert E. Hausman; “La célula”; Ed. Marban, 2004

 

El factor de crecimiento nervioso. Investigación y Ciencia
https://www.investigacionyciencia.es/revistas/investigacion-y-ciencia/teora-de-nudos-35/el-factor-de-crecimiento-nervioso-2632

 

The Nobel prize
https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1986/levi-montalcini/facts/

 

Levi-Montalcini UNED

 
Levi- Montalcini St. Louis University

http://beckerexhibits.wustl.edu/mowihsp/bios/levi_montalcini.htm

¿Producen los eructos de las vacas cambio climático?

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El cambio climático en el planeta esta aumentado, se argumenta que la producción de carne está produciendo más “efecto invernadero” que todos los coches.
Según la FAO, en EE. UU las emisiones de gases con efecto invernadero han disminuido un 11,3% desde 1961, pero la producción de carne procedente de la ganadería se ha duplicado. La demanda de carne procedente de la ganadería se ha multiplicado en los países emergentes y en vías de desarrollo, con Oriente Medio, el norte de África y el sudeste asiático a la cabeza.

Emisiones metano por especies ok

 

Intensidad de emisiones por producto ok
El punto de partida debe de situarse en hechos amparados por la ciencia. El 77% de los animales que se producen para la alimentación en el mundo son el pollo y el cerdo y el 22% el vacuno. Cada especie contribuye al cambio climático de manera diferente:
Los rumiantes, poligástricos (estómago dividido en cuatro compartimentos- vacas, cabras, ovejas) con la emisión de gas metano.
Los monogástricos (cerdos, aves, caballos, conejos, peces) con la de óxido nitroso y de CO2.

 

Estómagorumiantes ok
El metano tiene un potencial de calentamiento 28 veces mayor que el CO2 y dura en la atmósfera diez años. Pero el CO2 y el óxido nitroso duran más de 100 años.
De todas formas, hay que replantearse que la sociedad consume mucha proteína animal y que hay que bajar el consumo. En unas partes del mundo es imperativo reducir el consumo de proteína animal y otras partes la gente necesita aumentar el consumo de carne porque tienen una lista baja de proteínas.

 

 

Según la APE (Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos), las principales fuentes de emisión de GEI (gases de efecto invernadero) durante el 2016 fueron:
– La producción eléctrica 28%
– El transporte 28%
– La industria 22%
– La agricultura y la ganadería 9% (la ganadería 3,9%)

 

 

En 2006, la FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura), la ganadería producía un 18% de los gases de efecto invernadero en todo el planeta.

 

 

El error está en que la FAO llevó a cabo una evaluación integral del ciclo de vida para estudiar el impacto climático de la crianza del ganado, teniendo en cuenta los factores asociados a la producción de carne:
– Emisiones generadas por la elaboración de fertilizantes
– La conversión de bosques en pastos
– Cultivo de pienso
– Emisiones provenientes de los animales (eructos y deposiciones) desde su nacimiento hasta su muerte.
Estudios recientes llevados a cabo por Frank M. Mitloehner de la Universidad de California, en Davis: demuestran que, si todos los estadounidenses eliminasen todas las proteínas animales de sus dietas, las emisiones de gases de efecto invernadero del país solo se verían reducidas en un 2,6%.

 

 

Efectos positivos del ganado rumiante en la población:
a) Los cambios genéticos, tecnológicos y de gestión que se han llevado a cabo en la agricultura y ganadería de Estados Unidos han producido una gestión ganadera más eficiente.
b) Los humanos necesitamos micro y macronutrientes procedentes de la carne.
c) La celulosa aporta energía que solo se libera mediante la digestión de los rumiantes (vacas, ovejas)
d) El 70% de las tierras agrícolas son “dehesas” que solo puede ser aprovechada por ganado rumiante.
e) Los nutrientes para una población con un crecimiento exponencial (9.800 millones en 2050) solo pueden ser aportados a gran escala mediante el consumo de carne.
f) La ganadería es una fuente de ingresos de millones de personas en todo el mundo.

 
Según los diferentes tipos de dietas; hay diferente impacto ambiental: desde las basadas en pescados, la flexiteriana (consumo bajo de proteína animal), las vegetarianas, la mediterránea (la mediterránea tiene impactos muy buenos en la reducción del CO2 y en la salud).
En 2015 el consumo de carne anual per cápita:
– en los países de economías estables: 92 kilos
– en Oriente Medio y en el norte de África: 24 kilos
– en el sudeste asiático: 18 kilos

 

Países de economías estables como EE. UU deberán adoptar medidas sostenibles para la cría del ganado, si se reduce en algunas partes del mundo el consumo de carne se reducen las emisiones de efecto invernadero, pero hay partes del planeta donde la gente necesita aumentar el consumo de carne porque tienen una dieta baja en proteínas.

 

En Estados Unidos hay desiertos alimentarios “ambiente obesogénico”: áreas pobres en las que no se encuentran frutas y verduras, solo fastfood.
Existe la posibilidad de que Bruselas grave la producción agroganadera: con un impuesto a la leche y la carne europea, para controlar las emisiones de gases de efecto invernadero.

 

Ciclo del carbono

Principales gases con efecto invernadero:

 

A los gases que atrapan calor en la atmósfera se les llama “gases de efecto invernadero” GEI, las formas de eliminación de los principales gases.

 

Dióxido de carbono (CO2): procede de la quema de combustibles fósiles (carbón, gas natural y petróleo), residuos sólidos, árboles.
Metano (CH4): se emite en la producción de carbón, gas natural y petróleo. Prácticas ganaderas y agrícolas, descomposición de residuos orgánicos.
– Óxido nitroso (N2O): actividades agrícolas e industriales, combustibles fósiles y residuos.
– Gases fluorados: hidrofluorocarbonados, perfluorocarbonos, hexafluoruro de azufre y trifluoruro de nitrógeno.

 

 

“La concentración” es la cantidad de un gas específico en el aire. Las concentraciones más altas generan más efecto invernadero (se mide partes por millón, partes por mil millones y partes por mil billones).

 

Estos gases pueden permanecer durante diferentes periodos de tiempo, desde unos pocos años hasta miles.

 

Para cada gas se ha calculado el efecto invernadero: Potencial de Calentamiento Global (Global Warming Potential, GWP) (capacidad de calentar la atmósfera y tiempo promedio que permanece); los que tienen más alto GWP tienen más efecto.
Bibliografía:

 

• National Geographic El eructo de las vacas y el medio ambiente
https://www.nationalgeographic.es/medio-ambiente/2019/07/eliminar-eructos-metano-vacas-cria-selectiva

 
• EPA Agencia de Protección Ambiental de EE.UU. Las vacas y efecto invernadero
https://espanol.epa.gov/la-energia-y-el-medioambiente/descripcion-general-de-los-gases-de-efecto-invernadero

 
• FAO Emisiones ambientales de animales de granja
http://www.fao.org/gleam/results/es/
http://www.fao.org/3/a-i4260s.PDF

 
• Frank M. Mitloehner; “Yes, eating meat affects the environment, but cows are not killing the climate”, The Conversation; 2018
https://theconversation.com/yes-eating-meat-affects-the-environment-but-cows-are-not-killing-the-climate-94968

 
• Frank M. Mitloehner; “Livestock´s Long Shadow”, ACS Chemistry for life; 2010
https://www.acs.org/content/acs/en/pressroom/newsreleases/2010/march/eating-less-meat-and-dairy-products-wont-have-major-impact-on-global-warming.html

 
Maurice E. Pitesky, Kimberly R. Stackhouse& Frank M. Mitloehner; “Clearing the air: Livestock´s contribution to climate change” 239 th National Meeting of the American Chemical Society; Advances in Agronomy, Elsevier; 2009
http://dels.nas.edu/resources/static-assets/banr/AnimalProductionMaterials/PiteskyClearingAir.pdf

 
Bonilla Cárdenas, Jorge Armando & Lemus Flores, Clemente; “Enteric methane emission by ruminants and its contribution to global climate change”, Revista Mexicana de ciencias pecuarias, 2007
http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2007-11242012000200006

Síndrome de descompresión en buceo

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El síndrome de descompresión es el término empleado para denominar a la enfermedad aguda crónica en medicina como embolia gaseosa producida por una disminución brusca de la presión atmosférica.
Este síndrome de descompresión también es conocido como “enfermedad de los buzos” o “mal de presión”.

 
La primera vez que se observó este proceso fue en 1839, conocido entre los buzos que están durante tiempo prolongado en cámaras de aire comprimido. Los síntomas aparecían al volver al hábitat normal. La medida terapéutica conocida era devolver al buzo a una cámara de alta presión, e iniciar la descompresión.
Se produce una sobresaturación excesiva de gas inerte que puede alcanzar el punto crítico de sobresaturación a partir del cual el gas cambia de estado y forma burbujas.

 

Estas burbujas pueden ser: intravasculares o extravasculares creando un cuadro sintomático de enfermedad descompresiva.
Un descenso brusco de la presión del aire produce una disminución de la solubilidad de las fases en solución, y los gases disueltos retornan al estado gaseoso dentro de la corriente sanguínea, formando burbujas de gas. Estas burbujas de gas liberadas dentro de la corriente sanguínea pueden obstruir algunos de los vasos terminales (arteriolas), interrumpiendo el aporte sanguíneo a las terminaciones nerviosas, desencadenándose así los síntomas que se producen debido a cuadros isquémicos (infartos) en diferentes zonas, cerebrales, óseas, renales, etc.

buceador en el agua
Para prevenir esta enfermedad en los buzos, deben de respirar una mezcla gaseosa que contenga uno o más gases inertes (nitrógeno, helio, hidrógeno), y deben permanecer un tiempo y a una profundidad determinada para que se produzca una saturación considerable de gas inerte en los tejidos. Para ello es necesario realizar durante el ascenso paradas estáticas por el buzo para eliminar el sobrante de gas inerte que se acumula en los tejidos.
Solo la mitad de las personas con enfermedad por descompensación presentan síntomas al cabo de una hora de salir a la superficie, mientras que un 90% los manifiesta al cabo de 6 horas.

 
Los primeros síntomas pueden ser:
– Fatiga
– Inapetencia
– Cefalea
– Vaga sensación de malestar

 
Los síntomas que indican la afectación de la médula espinal: pueden incluir entumecimiento, hormigueo, debilidad o una combinación de los anteriores, y pueden darse en los brazos, en las piernas o en las cuatro extremidades.
Los síntomas de afectación cerebral son en su mayoría similares a los de la embolia gaseosa, e incluyen:
– Cefalea
– Confusión
– Dificultad para hablar
– Visión doble

 

La pérdida de consciencia es poco habitual.
Los síntomas de afectación del oído interno tales como vértigo severo, zumbido en los oídos y pérdida de audición.
Los síntomas de afectación pulmonar provocados por las burbujas de gas que viajan a través de las venas hacia los pulmones, producen tos y dolor torácico y empeoran progresivamente la dificultad para respirar (asfixia). Los casos graves que son raros, pueden acabar en choque (shock) y muerte.

 
El riesgo de sufrir la enfermedad por descompresión se agrava con muchos de los siguientes factores:
– Defectos cardiacos
– Agua fría
– Deshidratación
– Volar después de bucear
– Esfuerzo
– Fatiga
– Aumento de presión (por profundidad en la inmersión)
– Tiempo transcurrido en un ambiente presurizado
– Obesidad
– Edad avanzada
– Ascenso rápido

 

 

Tipos de descompresión:

a) El tipo I de enfermedad de descompresión tiende a ser leve y afecta principalmente a las articulaciones, la piel y los vasos linfáticos.
b) La enfermedad de descompresión de tipo II, potencialmente mortal o a menudo afecta a sistemas de órganos vitales, entre los que se incluyen el cerebro y la médula espinal, el sistema respiratorio y el sistema circulatorio.

 

 

Efectos tardíos de la enfermedad por descompresión:
La osteonecrosis disbárica (necrosis ósea avascular) es un efecto tardío de la enfermedad de descompresión que implica la destrucción de tejido óseo, especialmente el hombro y la cadera. En las personas que trabajan en un entorno submarino profundo.
Problemas neurológicos crónicos, como la parálisis parcial, suelen deberse a que el tratamiento de los síntomas de la médula espinal fue postergado o inadecuado.

 

 

El aire está sometido principalmente de nitrógeno y oxígeno. Al estar sometido a presión elevada se comprime, cada inspiración realizada en las profundidades contiene muchas más moléculas que una inspiración en la superficie. El exceso de moléculas de oxígeno inhaladas bajo una presión elevada no se acumula. Sin embargo, el exceso de moléculas de nitrógeno sí se acumula en la sangre y los tejidos. A medida que va disminuyendo la presión exterior durante el ascenso tras una inmersión o durante la salida de una cámara hiperbárica, el nitrógeno acumulado que no puede expirarse de inmediato forma burbujas en la sangre y los tejidos. Estas burbujas pueden expandirse y lesionar los tejidos o bien obstruir los vasos sanguíneos de varios órganos, ya sea directamente o provocando pequeños coágulos de sangre.

 
Durante una reducción de la presión ambiente, la presión puede exceder la velocidad a la que el gas se puede eliminar por difusión y perfusión, si la concentración es demasiado alta puede llegar a una etapa en la que la formación de burbujas puede ocurrir y sobresaturar los tejidos.

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Tensión de gas inerte en los compartimientos de tejido durante una inmersión de descompresión con el cambio de gases para acelerar la descompresión.

 

La descompresión implica una compleja interacción en la solubilidad del gas, presión parcial y gradientes en la concentración, la difusión sirve como transporte en la mecánica de burbujas en los tejidos vivos.

 

 

Solubilidad: propiedad de un gas, líquido o sustancia sólida que tendrá lugar en la dispersión homogénea en forma de moléculas o iones en un medio líquido o sólido.
Gradiente de presión parcial: se puede utilizar como un modelo para el mecanismo de accionamiento de la difusión. Es la variación de la presión del soluto en un punto a otro en el disolvente.
Perfusión: flujo de masa de sangre a través de los tejidos, los materiales disueltos son transportados en la sangre mucho más rápido del o que serían distribuidos solamente por difusión.

Saturación y sobresaturación: cuando el suministro de gas a un disolvente es ilimitado, el gas se difunde en el disolvente hasta que se alcance el equilibrio y la cantidad de difusión de vuelta es igual a la cantidad de difusión
La desgasificación de los tejidos: el gas permanece en los tejidos hasta que la presión parcial de este gas en los pulmones se reduce lo suficiente para causar un gradiente de concentración con la sangre a una concentración más baja que los tejidos.
Insaturación inherente: una reducción metabólica de la presión total de gas en los tejidos. En un estado de equilibrio cuando los tejidos se han saturado por los gases inertes de la mezcla del tanque, algunos procesos metabólicos reducen la presión parcial del oxígeno menos soluble y lo reemplazan con dióxido de carbono, que es considerablemente más soluble en agua.

Detector ultrasónico de burbujas Doppler: es un equipo de detección de burbuja que utiliza señales ultrasónicas reflejadas desde las superficies de burbujas para identificar y cuantificar las burbujas de gas presentes en la sangre venosa.

 

 

Para prevenir la formación de “burbujas de gas” los buzos limitan la profundidad y la duración de las inmersiones, hasta el punto de que no sea necesario hacer paradas de descompresión durante el ascenso o bien ascendiendo con paradas de descompresión, según las guías. En ellas se detalla un patrón de ascenso que, permite expulsar el exceso de nitrógeno sin causar las lesiones. Hay unas computadoras portátiles sumergibles que miden la profundidad y el tiempo de permanencia. Calcula la descomprensión para un retorno seguro hasta la superficie e indica cuando hay que hacer las paradas.

 

 

Son necesarias algunas precauciones:
– Tras varios días de inmersión, se recomienda pasar un periodo de 12 a 24 horas antes de hacer un viaje aéreo o de más altitud.
– Las personas recuperadas de un trastorno por descompresión moderada deben abstenerse de practicar submarinismo por lo menos durante un periodo de 2 semanas.
– Las personas que han sufrido una descompresión, no deben volver a bucear hasta haberse sometido a una valoración médica.

Alrededor del 80% de las personas se recuperan completamente.

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A veces se requiere el tratamiento con “una cámara de alta presión”: terapia de recompresión. Restaura la circulación sanguínea normal y el oxígeno en los tejidos afectados. Después de la recompresión, la presión se reduce gradualmente con pausas establecidas para dar tiempo a que el exceso de gases abandonen el organismo sin causar daños.
Bibliografía:

Guyton y Hall; “Tratado de fisiología médica”, 13ª edición, Ed. Elsevier; 2016

 

Guías FEDAS (Federación Española de Actividades Subacuáticas)
http://fedas.es/wp-content/uploads/2017/04/Guía-de-Tablas-FEDAS-2017.pdf

 

Tablas de descompresión Armada Española
http://www.armada.mde.es/ArmadaPortal/page/Portal/ArmadaEspannola/mardigitalbuceo/prefLang-es/

 

Tablas de descompresión de buceo de la Marina de los Estados Unidos
http://anebp.org/app/subidas/Manual_US_NAVY_rev6_español_castellano_2008-2016-11-22.pdf

 

Tablas de buceo FMDAS: Federación Madrileña de actividades subacuáticas
http://www.fmdas.com/Descargas/Buceadores

 
BOE 24 de abril de 2017: Modificación de normas de seguridad en actividades subacuáticas
https://boe.es/boe/dias/2017/04/24/pdfs/BOE-A-2017-4468.pdf

 

National Geographic: destinos en el mundo para bucear
https://viajes.nationalgeographic.com.es/a/destinos-mundo-para-bucear_9880/3

 

Apolo XI: avances biomédicos

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El Apolo 11 fue una misión tripulada de Estados Unidos para colocar a los primeros hombres en la Luna. Se envió al espacio el 16 de Julio de 1969 y llegó a la superficie lunar el 20 de julio, dos astronautas: Neil Armstrong y Edwin F. Aldrin caminaron sobre su superficie. Un total de 6 misiones espaciales llegaron a la luna y 12 astronautas caminaron sobre ella.
Se necesitó un gran desarrollo tecnológico para efectuar el viaje, y muchas tecnologías y materiales biomédicos actuales se deben al avance en la carrera espacial.

 

 

Apolo XI 2

 
Cuando el módulo Eagle aluniza en el Mar de la Tranquilidad las imágenes fueron seguidas en televisión por 600 millones de personas en todo el planeta y posteriormente tuvo un impacto político, mediático y social.

 
Humberto Fernández-Moran Villalobos, un médico y reconocido científico venezolano en el campo de las ciencias físicas y biológicas, fue uno de los científicos que aportó más al desarrollo del proyecto de la NASA en el programa Apolo. Fue el fundador del Instituto Venezolano de Neurología e Investigaciones Cerebrales (IVNIC). Inventó el bisturí de punta de diamante, contribuyó al desarrollo del microscopio electrónico.

 

apolo XI 1
Algunos logros biomédicos de la NASA:

 

1. Medidor de la temperatura del oído
Se realiza con infrarrojos, con este sistema la NASA desarrolló el primer termómetro aural. Se desarrolló en el Laboratorio de Propulsión de la NASA (el JPL, Jet Propulsion Laboratory) en Pasadena (California). Así se evita el contacto con las mucosas, frenando la contaminación cruzada.

 

2. Leds en terapia
Calentamiento en fisioterapia mediante infrarrojos o Leds rojos. Se empezaron a usar para el crecimiento de plantas en naves espaciales (investigaciones de fotobiomodulación, PBMT) y posteriormente se usó con fines terapéuticos.

 

3. Monitorización ultrasónica en hospitales
Se basa en la monitorización ultrasónica que desarrolló la NASA en 1978.

 

4. Prótesis
La robótica, estudio de nuevos materiales y las actividades extravehiculares (EVA) se usan para la creación de prótesis avanzadas.

 

5. Fruta deshidratada
Los alimentos deshidratados duran más tiempo, frenándose así el crecimiento de microorganismos. También se consigue un ahorro en peso, pesan un 80% menos que en su estado original, conservando el 98% de sus nutrientes, se usó posteriormente en el uso doméstico.

 

6. Purificación del agua
Con tecnología de la NASA: combinando intercambio iónico, procesos de ultrafiltración y adsorción química. Se usa para limpiar el agua y se instala en campos de refugiados o tras desastres naturales.

 

7. Espuma con memoria
Es de un material llamado “foam”, que es sensible al calor, tiene una base de poliuretano; este material se adapta al cuerpo y toma su forma.

 

 

Bibliografía:

 

SP-368 Biomedical Results of Apollo – NASA History Office
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http://www.semae.es/wp-content/uploads/2011/11/14.-Medicina-espacial.pdf