viernes, 5 de noviembre de 2010

Microbiología

Ni contigo ni sin tí: guía para entender los microbios



Los microbios no son tan llamativos como los tigres, las ballenas o los árboles de la selva, y no suelen aparecer casi nunca como héroes de películas, cuentos o cómics. Y, sin embargo, son los seres vivos más abundantes de nuestro planeta. Para que nos hagamos una idea, tan solo en el cuerpo humano hay aproximadamente un centenar de billones (con “be”) de microbios. Son, además, los más pequeños: para poder observarlos es necesario un microscopio que aumente la imagen al menos mil veces. Los microbios son el origen de todo lo que vive, se extienden por todo el planeta y fueron los que produjeron todo el oxígeno de la atmósfera terrestre.
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Presento en este foro un libro, o según se mire cuaderno, que ofrece una guía para entender cómo viven y cómo nos afectan los microbios, desde lo que comemos hasta las enfermedades que sufrimos. Un texto asequible, pero también riguroso, ameno y actualizado de la microbiología dirigida al público interesado en conocer el mundo de los microorganismos.
Como primicia del libro reproduzco, ligeramente modificado, el epílogo.

Narrar los microbios: reflexiones de un investigador para ser leídas por un profesor.

Este cuaderno sobre microbiología está escrito para estudiantes de enseñanza secundaria cercanos a los quince años con la esperanza de que les ayude a entender mejor el equilibrio que nuestro cuerpo, así como otros organismos, ha de lograr para convivir con los microbios. Los microbios son los seres vivos más abundantes del planeta y sin embargo los conocemos poco. No son llamativos como los tigres, las ballenas o los árboles de la selva, y nunca les encontraremos como héroes de cuentos o historietas. Por eso casi todos solo llegamos a conocerlos cuando estudiamos, y son muchas las personas que lo único que saben de virus, bacterias y mohos, es lo poco que les han enseñado en la escuela. Como ocurre con otras muchas cosas, se supone que a lo largo de la vida nos las tenemos que arreglar con unas ideas esquemáticas impartidas en lecciones breves y apenas asimiladas durante nuestra juventud. De ahí el intento de presentar aquí a los microbios de forma que el estudiante aprenda algo más sobre ellos, lo que son, y lo que hacen. Además sería bueno que el estudiante se interesase no solo en los microbios, también en la ciencia que los estudia, pues quizás así alguno puede sentirse atraído por estudiar para ser microbiólogo.
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El microbio malvado, un antihéroe. Ilustración de Andrea Briz, 1º de Bachillerato, IES Alpajés de Aranjuez.
Para que estos propósitos no fracasen lo primero es no aburrir al lector y esto al investigador le exige dejar atrás muchas de sus ideas preconcebidas. No podemos dar por sentado, como a veces nos ocurre, que el interés de los demás por nuestro trabajo sea evidente. Para explicar algo es mejor, por el contrario, partir de la base de que no es obligatorio para nadie sentir el más mínimo interés por lo que hacemos y queremos contarle, precisamente el trabajo del narrador consiste en despertar la curiosidad a través de su presentación. ¿Por qué entonces nos deben parecer interesantes los microbios si ni siquiera los vemos? La explicación, que ocupa la mayor parte de las páginas precedentes, puede resumirse en pocas palabras: los microbios ejercen acciones muy llamativas sobre el entorno y sobre nuestro cuerpo y provocan un impacto que no podemos ignorar, bien sea por los beneficios o por los perjuicios que nos causan. Por eso una forma de interesar al estudiante en los microbios es contarle no solo lo que son sino lo que hacen.
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Anthony van Leeuwenhoek, la primera persona que, con su microscopio, vio un microbio y luego acabó encontrándolos hasta en su boca. Ilustración de Sofía García, 3º de ESO, IES Alpajés de Aranjuez.
El estudio de los microbios es una ciencia, no lo podemos olvidar, y la ciencia observa, identifica, mide, clasifica y nombra. Además, la ciencia experimental formula hipótesis que somete a pruebas para comprobar o rechazar su validez, y acaba interpretando los resultados para ofrecer una imagen plausible y lógica de cuanto acontece. Mientras los resultados, si están obtenidos de forma rigurosa, son en su mayoría incontestables, no ocurre así con la interpretación que el científico hace de ellos. Me parece importante desde el principio trasladar al estudiante la necesidad de dudar sobre lo que se ha observado, y sobre todo de cuestionar las interpretaciones que se han hecho y debatir las discrepancias entre ellas. Se trata de contar la ciencia más como un proceso de avance del conocimiento que como un conjunto de dogmas. Es difícil hacerlo, porque el estudiante se debate en esa edad entre la búsqueda por un lado de unas pautas fijas y bien definidas que le sirvan de referencia para ser adulto, y el impulso de romper con todas ellas para abandonar la infancia, por otro. Una de las primeras lecciones que creo se deben aprender es que la ciencia no ofrece certezas sino probabilidades, genera dudas y no establece autoridad y que por eso el camino del incrédulo es a menudo mucho menos cómodo que el del creyente.
La microbiología como ciencia ha tenido una interesante historia, ha servido para refutar errores tan básicos como el de la generación espontánea, así como para sentar las bases de la biología molecular. Saber algo sobre el contexto en el que se produjeron los descubrimientos científicos tiene, además de interés histórico, el efecto de aproximarnos al investigador como persona y al experimento como parte de su actividad cotidiana. En algún caso hasta puede ilustrar cómo un elemento hogareño ha sido la base de un descubrimiento. Posiblemente sirva esto para desmitificar al científico, lo que no deja de ser arriesgado, pues por un lado se pierde el aura de gloria que puede impulsar a algunos estudiantes a seguir una carrera investigadora, pero por otro se gana en proximidad a la persona, mostrando que los grandes científicos con frecuencia no han sido más que gente normal pero muy trabajadora y bien formada. Quizás el descubrimiento de la penicilina por Fleming, que se relata con más detalle en el texto del cuaderno, sea el episodio de la Historia que mejor ilustre la necesidad de que a la buena fortuna, a la curiosidad y a la experiencia las acompañe la determinación sistemática para plantear unos experimentos y obtener de ellos un resultado. Porque ni existe el científico loco, ni se descubre América sin proponerse llegar a China.
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Alexander Fleming, el descubridor de la penicilina, trabajando en su laboratorio. Ilustración de Raquel Lillo, 4º de ESO IES Alpajés de Aranjuez.
Uno de los errores más frecuentes al escribir un texto es la tendencia natural a ocultar lo que es más importante tras un montón de preámbulos, explicaciones y disculpas. Lo más práctico para evitarlo es una vez escrito el texto, releerlo, allí al final de la primera página suele empezar lo que en realidad queremos decirle al lector. Espero que, como lo he releído todo, no me haya ocurrido así y que, al llegar a este punto, el lector esté tan entusiasmado con los microbios que ya no sepa vivir sin ellos, pues como dicen la copla y el título del cuaderno “ni contigo ni sin ti tienen mis males remedio…”

Miguel Vicente

Majadahonda y Cantoblanco, julio- agosto de 2010.

Pediatria

Protocolos diagnósticos y terapéuticos en Pediatría
http://www.aeped.es/protocolos
Algoritmo RCP Neonatal 2009 
http://www.se-neonatal.es/upload/files/Algoritmo_RCP_term_09.pdf
Algoritmo RCP en RNMBP 2009
http://www.se-neonatal.es/upload/files/Algoritmo_RCP_prem_09.pdf
Guía de Ventilación Mecánica Neonatal
http://www.se-neonatal.es/upload/files/Ventilacion.pdf

 

jueves, 4 de noviembre de 2010

La química del amor

El rincón de la Ciencianº 19 (Diciembre-2002)
La química del amor  (RC-51)

Francisco Muñoz de la Peña Castrillo, 
IES Carolina Coronado, Almendralejo
Con este artículo pretendo ofrecer en un tono divertido y ameno una visión fundamentalmente química de algo tan sencillo como maravilloso que nos ocurre a todos alguna vez en la vida: ¡Enamorarnos!.
Los poetas nos han deleitado cantando al más maravilloso de los sentimientos desde todos los ángulos y con infinitos matices, pero los químicos también tenemos cosas que decir al respecto, quizás menos seductoras pero no por ello menos importantes.
¿Por qué nos enamoramos de una determinada persona y no de otra? Innumerables investigaciones psicológicas demuestran lo decisivo de los recuerdos infantiles -conscientes e inconscientes-. La llamada teoría de la correspondencia puede resumirse en la frase: "cada cual busca la pareja que cree merecer".
Parece ser que antes de que una persona se fije en otra ya ha construido un mapa mental, un molde completo de circuitos cerebrales que determinan lo que le hará enamorarse de una persona y no de otra. El sexólogo John Money considera que los niños desarrollan esos mapas entre los 5 y 8 años de edad como resultado de asociaciones con miembros de su familia, con amigos, con experiencias y hechos fortuitos. Así pues antes de que el verdadero amor llame a nuestra puerta el sujeto ya ha elaborado los rasgos esenciales de la persona ideal a quien amar.
La química del amor es una expresión acertada. En la cascada de reacciones emocionales hay electricidad (descargas neuronales) y hay química (hormonas y otras sustancias que participan). Ellas son las que hacen que una pasión amorosa descontrole nuestra vida y ellas son las que explican buena parte de los signos del enamoramiento.
Cuando encontramos a la persona deseada se dispara la señal de alarma, nuestro organismo entra entonces en ebullición. A través del sistema nervioso el hipotálamo envía mensajes a las diferentes glándulas del cuerpo ordenando a las glándulas suprarrenales que aumenten inmediatamente la producción de adrenalina y noradrenalina (neurotransmisores que comunican entre sí a las células nerviosas).
Sus efectos se hacen notar al instante:
  • El corazón late más deprisa (130 pulsaciones por minuto).
  • La presión arterial sistólica (lo que conocemos como máxima) sube.
  • Se liberan grasas y azúcares para aumentar la capacidad muscular.
  • Se generan más glóbulos rojos a fin de mejorar el transporte de oxígeno por la corriente sanguínea.
Hay dos cosas que el hombre no puede ocultar: que está borracho y que está enamorado 
Antífanes -388-311 a. C.-, comediógrafo griego
Los síntomas del enamoramiento que muchas personas hemos percibido alguna vez, si hemos sido afortunados, son el resultado de complejas reacciones químicas del organismo que nos hacen a todos sentir aproximadamente lo mismo, aunque a nuestro amor lo sintamos como único en el mundo.
Ese estado de "imbecilidad transitoria", en palabras de Ortega y Gasset, no se puede mantener bioquímicamente por mucho tiempo.
No hay duda: el amor es una enfermedad. Tiene su propio rosario de pensamientos obsesivos y su propio ámbito de acción. Si en la cirrosis es el hígado, los padecimientos y goces del amor se esconden, irónicamente, en esa ingente telaraña de nudos y filamentos que llamamos sistema nervioso autónomo. En ese sistema, todo es impulso y oleaje químico. Aquí se asientan el miedo, el orgullo, los celos, el ardor y, por supuesto, el enamoramiento. A través de nervios microscópicos, los impulsos se transmiten a todos los capilares, folículos pilosos y glándulas sudoríparas del cuerpo. El suave músculo intestinal, las glándulas lacrimales, la vejiga y los genitales, el organismo entero está sometido al bombardeo que parte de este arco vibrante de nudos y cuerdas. Las órdenes se suceden a velocidades de vértigo: ¡constricción!, ¡dilatación!, ¡secreción!, ¡erección! Todo es urgente, efervescente, impelente... Aquí no manda el intelecto ni la fuerza de voluntad. Es el reino del siento-luego-existo, de la carne, las atracciones y repulsiones primarias..., el territorio donde la razón es una intrusa.
Hace apenas 13 años que se planteó el estudio del amor como un proceso bioquímico que se inicia en la corteza cerebral, pasa a las neuronas y de allí al sistema endocrino, dando lugar a respuestas fisiológicas intensas.
El verdadero enamoramiento parece ser que sobreviene cuando se produce en el cerebro la FENILETILAMINA, compuesto orgánico de la familia de las anfetaminas.
Al inundarse el cerebro de esta sustancia, éste responde mediante la secreción de dopamina (neurotransmisor responsable de los mecanismos de refuerzo del cerebro, es decir, de la capacidad de desear algo y de repetir un comportamiento que proporciona placer), norepinefrina y oxiticina (además de estimular las contracciones uterinas para el parto y hacer brotar la leche, parece ser además un mensajero químico del deseo sexual), y comienza el trabajo de los neurotransmisores que dan lugar a los arrebatos sentimentales, en síntesis: se está enamorado. Estos compuestos combinados hacen que los enamorados puedan permanecer horas haciendo el amor y noches enteras conversando, sin sensación alguna de cansancio o sueño.
El affair de la feniletilamina con el amor se inició con la teoría propuesta por los médicos Donald F. Klein y Michael Lebowitz del Instituto Psiquiátrico de Nueva York, que sugirieron que el cerebro de una persona enamorada contenía grandes cantidades de feniletilamina y que sería la responsable de las sensaciones y modificaciones fisiológicas que experimentamos cuando estamos enamorados.
Sospecharon de su existencia mientras realizaban un estudio con pacientes aquejados "de mal de amor", una depresión psíquica causada por una desilusión amorosa. Les llamó la atención la compulsiva tendencia de estas personas a devorar grandes cantidades de chocolate, un alimento especialmente rico en feniletilamina por lo que dedujeron que su adicción debía ser una especie de automedicación para combatir el síndrome de abstinencia causado por la falta de esa sustancia. Según su hipótesis el, por ellos llamado, centro de placer del cerebro comienza a producir feniletilamina a gran escala y así es como perdemos la cabeza, vemos el mundo de color de rosa y nos sentimos flotando.
    Es decir LAS ANFETAMINAS NATURALES TE PONEN A CIEN.
El 50% de las mujeres entrevistadas para el libro Por qué necesitan las mujeres del chocolate confesó que elegiría el chocolate antes que el sexo. Hay quienes al chocolate lo llaman EL PROZAC VEGETAL.
En una de las aventuras de Charlie Brown se puede leer "una buena manera de olvidar una historia de amor es comerse un buen pudin de chocolate".
Su actividad perdura de 2 a 3 años, incluso a veces más, pero al final la atracción bioquímica decae. La fase de atracción no dura para siempre. La pareja, entonces, se encuentra ante una dicotomía: separarse o habituarse a manifestaciones más tibias de amor -compañerismo, afecto y tolerancia-. Dos citas muy interesantes son:
El amor es como la salsa mayonesa: cuando se corta, hay que tirarlo y
empezar otro nuevo.

Enrique Jardiel Poncela.
El amor es como Don Quijote: cuando recobra el juicio es para morir.
Jacinto Benavente
Con el tiempo el organismo se va haciendo resistente a los efectos de estas sustancias y toda la locura de la pasión se desvanece gradualmente, la fase de atracción no dura para siempre y comienza entonces una segunda fase que podemos denominar de pertenencia dando paso a un amor más sosegado. Se trata de un sentimiento de seguridad, comodidad y paz. Dicho estado está asociado a otra DUCHA QUÍMICA. En este caso son las endorfinas -compuestos químicos naturales de estructura similar a la de la morfina y otros opiáceos- los que confieren la sensación común de seguridad comenzando una nueva etapa, la del apego. Por ello se sufre tanto al perder al ser querido, dejamos de recibir la dosis diaria de narcóticos.
Para conservar la pareja es necesario buscar mecanismos socioculturales (grata convivencia, costumbre, intereses mutuos, etc.), hemos de luchar por que el proceso deje de ser solo químico. Si no se han establecido ligazones de intereses comunes y empatía, la pareja, tras la bajada de FEA, se sentirá cada vez menos enamorada y por ahí llegará la insatisfacción, la frustración, separación e incluso el odio.
Parece que tienen mayor poder estimulante los sentimientos y las emociones que las simples substancias por sí mismas, aquellos sí que pueden activar la alquimia y no al sentido contrario.
Un estudio alemán ha analizado las consecuencias del beso matutino, ése que se dan los cónyuges al despedirse cuando se van a trabajar. Los hombres que besan a sus esposas por la mañana pierden menos días de trabajo por enfermedad, tienen menos accidentes de tráfico, ganan de un 20% a un 30% más y viven unos ¡cinco años más! Para Arthur Sazbo, uno de los científicos autores del estudio, la explicación es sencilla: "Los que salen de casa dando un beso empiezan el día con una actitud más positiva".
Es cierto, no podemos negarlo, es un hecho científico que existe una química interna que se relaciona con nuestras emociones y sentimientos, con nuestro comportamiento, ya que hasta el más sublime está conectado a la producción de alguna hormona.
No hay una causa y un efecto en la conducta sexual, sino eventos físicos, químicos, psíquicos, afectivos y comunicacionales que se conectan de algún modo, que interactúan y se afectan unos a otros.
Existe, sí, una alquimia sexual, pero se relaciona íntimamente con los significados que le damos a los estímulos, y éstos con el poder que les ha concedido una cultura que, a su vez, serán interpretados por cada uno que los vive de acuerdo con sus recursos personales y su historia. Esperemos que estos estudios en un futuro nos conduzcan a descubrir aplicaciones farmacológicas para aliviar las penas de amor.
Espero que una vez leído este artículo no le digáis a vuestra pareja después de hacer el amor: "he tenido una sensación sumamente agradable producto del aumento de testosterona y la disminución consiguiente de serotonina", entre otras cosas porque os estrangularía.
Para terminar otras interesantes citas:
Dicen que el hombre no es hombre mientras no oye su nombre
de labios de una mujer.
Antonio Machado
El amor es ciego, el matrimonio le devuelve la vista.

Neveras magnéticas: un frío prometedor

El rincón de la CienciaI.S.S.N.: 1579-1149
nº 37 (septiembre-2006)
Neveras magnéticas: un frío prometedor (RC-93)

I. Alvarez Serrano (IES Victoria Kent, Torrejón de Ardoz)

REFRIGERACIÓN CONVENCIONAL
Las máquinas de frío nacen de la necesidad de conservar los alimentos, más allá de su elaboración. Antiguamente, se recogía nieve o hielo en invierno y se guardaba durante el verano en contenedores de barro cocido o en “pozos de hielo”, unas cavidades excavadas en zonas frescas, de sombra. El primer frigorífico doméstico, ¡accionado a mano!, data de 1913 y en 1918 apareció el primer frigorífico a motor eléctrico creado por Kelvinator. En 1927 recibió la denominación de electrodoméstico, cuando General Electric sacó al mercado el modelo Monitor Top, con compresor hermético. Con el frigorífico llega una pequeña revolución: dejan de ser necesarias las especias, los salados y los ahumados para conservar la carne, y con él nace también una nueva industria.
Las neveras convencionales –como las de uso doméstico- son dispositivos capaces de enfriar; es decir, extraer el calor de los alimentos y expulsarlo al exterior (si pasamos la mano por la parte trasera de un frigorífico notamos el aire caliente). Pero, ¿cómo funcionan?
El funcionamiento de un frigorífico se basa en la compresión de gases y la evaporación de líquidos; es decir, en el calor implicado en los cambios de estado. Los líquidos al evaporarse absorben calor: si estamos mojados, por ejemplo por transpiración, “nos quedamos fríos” hasta que nos secamos: el agua "roba" calor de nuestra piel para evaporarse –el llamado calor latente de vaporización-; de hecho, es éste un mecanismo del cuerpo humano para regular su temperatura. Pues bien, unas sustancias particularmente bien dotadas para estos procesos son los llamados freones o CFCs. Cuando se empezó a fabricar neveras, se usaba mayoritariamente como gas refrigerante butano (C4H10) o propano (C3H8) (hidrocarburos, derivados del petróleo), ambos inflamables. En 1931, DuPont incorporó los CFCs no inflamables y, en principio, inocuos. Más tarde se descubrió que son causantes del agujero en la capa de ozono estratosférico y se prohibieron a nivel mundial en 1995. En sustitución a éstos, se usan principalmente dos gases:
a) R134a, un hidrofluorocarbono, HFC poco perjudicial para la capa de ozono, pero señalado por el protocolo de Kyoto como agente contra el cambio climático (de 1000 a 3000 veces más que el dióxido de carbono, CO2). Al acabar la vida de la nevera, este refrigerante queda como residuo contaminante que debe tratarse de forma específica; La legislación europea establece que la fabricación de HCFCs tiene que ir disminuyendo progresivamente y parar a partir de 2026, pero para los HFCs no concreta ninguna medida;
b) R600a: un isobutano inflamable, pero la tecnología actual permite usar en una nevera muy poca cantidad, por lo que el peligro se minimiza, no habiendo problema de residuos tóxicos al terminar la vida de la nevera.
Como ya se ha indicado, el proceso se basa en el calor implicado en el cambio de estado líquido-gas, por lo que un componente fundamental de cualquier frigorífico es el compresor, cuta misión es licuar el gas:
REFRIGERACIÓN MAGNÉTICA
En esta nueva forma de refrigeración se pretende sustituir el uso de refrigerantes y compresores –ruidosos, voluminosos- por otro dispositivo que se basa en la física de un fenómeno distinto: el calor asociado a algunos cambios que sufren determinadas sustancias bajo la acción de un campo magnético; éste es el llamado efecto magnetocalórico. Fue el físico alemán Emil Warburg quien se topó por  primera vez -en 1881- con este efecto: observó que una pieza de metal se calentaba al ponerla cerca de un imán potente. ¿Cómo puede explicarse este hecho?
Magnetismo en la materia
La materia suele describirse como formada por átomos y algunos de ellos (Fe, Ni, Co) se comportan como pequeños imanes; se dice entonces que tienen un momento magnético asociado (que depende del número de electrones desapareados, “sueltos”, del átomo). Normalmente, la orientación de estos imanes es al azar –paramagnetismo- pero, cuando se aplica un campo magnético adecuado, capaz de vencer la agitación térmica, los momentos se alinean y se habla de orden magnético –ferromagnetismo-. (En algunos materiales, el orden ferromagnético se alcanza, incluso sin campo externo, por debajo de una temperatura crítica, llamada temperatura de Curie; por ejemplo, la TCurie del hierro es750ºC ). Esta transición implica un aumento de orden interno (o, alternativamente, una disminución de entropía) que lleva asociada una variación de energía, y ésta  se registra en forma de calor liberado. Por tanto, las variables que regulan este proceso, para un material dado, son el campo magnético aplicado y la temperatura. Aunque no nos detendremos en ello, merece la pena reflexionar sobre este tipo de fenómenos llamadoscooperativos: no tiene sentido preguntar si un átomo de hierro es ferromagnético, la propiedad se establece a partir de la interacción de muchos átomos juntos.
 
En vez de usar gases, se emplean sólidos magnéticos; en vez de ciclos de compresión-expansión, se trabaja con ciclos de imanación-desimanación.
La refrigeración magnética se ha usado con éxito en sistemas de licuación de gases (un ejemplo relevante, cuyo interés ha hecho avanzar mucho la investigación en este campo de forma colateral, es la licuación de hidrógeno, de punto de ebullición -253ºC ; la finalidad es licuarlo de forma barata  para usarlo como combustible), aplicaciones criogénicas y actualmente se trabaja en él como gran candidato para la refrigeración doméstica y acondicionamiento de aire. Teniendo estas ideas en cuenta, ya somos capaces de diseñar un frigorífico magnético: bastará con imanar y desimanar cíclicamente el material e incorporar adecuadamente sendos circuitos de, por ejemplo, agua capaces de:  
a) aportar el calor requerido por el material para desordenarse, en ausencia de campo; 
b) retirar el calor sobrante cuando el material se ordena, en presencia de campo. 
Un dispositivo que ya se ha utilizado en laboratorios para alcanzar temperaturas bajísimas, cercanas al cero absoluto, del orden de milésimas de grados Kelvin, emplea gadolinio (Gd) como material. Éste es un metal perteneciente a la familia de los lantánidos o tierras raras, con un momento magnético triple que el del hierro y cuya T= 293 K. Dicho dispositivo se basa en el llamado proceso de desimanación adiabática (es decir, con aislamiento térmico del exterior), y podría esquematizarse así:
El material, sometido a la acción de un campo magnético, está ordenado en (1). Cuando abandona dicho campo, absorbe calor (que toma del interior de la nevera, de los alimentos: por eso éstos se enfrían) y se va desordenando hasta llegar a (2). El ciclo se completa desplazando el material de nuevo hacia la zona donde está el imán: vuelve a producirse un ordenamiento que lleva asociada la expulsión de calor a la atmósfera (o a un circuito alternativo, por ejemplo de agua)
Existen otros montajes experimentales alternativos en los que, por ejemplo, la imanación-desimanación se consigue haciendo subir y bajar la muestra por un carril que se introduce en un campo magnético o lo abandona, respectivamente, de forma cíclica. En cualquier caso, se requiere un material magnético con buenas aptitudes para el efecto magnetocalórico y un campo magnético suficientemente intenso. Veamos cómo estos requerimientos delimitan el estado actual de este “frío prometedor”:  
Dificultades experimentales:
-Se necesita disponer de materiales eficaces para operar a temperaturas próximas a la ambiente.
-Es necesario alcanzar campos magnéticos de intensidad suficiente sin necesidad de utilizar superconductores (que requieren, a su vez, muy bajas temperaturas)
-Resulta una condición industrial irrenunciable el llegar a sintetizar materiales que permitan abaratar los dispositivos. En este sentido, algunos materiales que están siendo objeto de investigación actualmente son: aleaciones del tipo Gd5Si2Ge2 o FeRh con diferentes dopantes, sistemasLa(Fe 1-xSix)13, óxidos mixtos de manganeso con estructura tipo perovskita (mucho más baratos y estables), nanocomposites de hierro (capaces de trabajar a 32ºC , según se ha publicado en los últimos meses),...
Medida experimental del efecto magnetocalórico :
Puede realizarse siguiendo dos procedimientos:
-a partir de datos directos de DT, en condiciones adiabáticas, con campo magnético externo.
-a partir de la variación de la magnetización con el campo magnético a temperaturas próximas a la de Curie. Alternativamente , pueden medirse capacidades caloríficas. La expresión de Maxwell relativa a la termodinámica permite establecer posteriormente relaciones con DT.
 



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ARTE / ARTE Lo más caro de Juan Gris

ARTE / ARTE

Lo más caro de Juan Gris

Christie's subasta «Violin et guitarre» por 25,5 millones de dólares

Día 04/11/2010 - 00.54h
La obra "Violin et guitarre", de Juan Gris, ha logrado un precio récord para la obra del pintor español al ser adjudicada por 25,5 millones de dólares, durante la primera gran subasta de la temporada de otoño en la sede neoyorquina de Christie's. Con esa suma, la pintura, concebida durante el verano de 1913, batió el anterior récord conseguido en 2008 por "Livre, pipe et verres", una pieza de 1915 que se subastó entonces también en la sede neoyorquina de Christie's por 20,8 millones de dólares.
EFE
«Violin et guitarre», de Juan Gris
La pieza, una de las favoritas del propio pintor, pertenece a una serie de trabajos que Juan Gris (1887-1927) inició durante una estancia en el sur de Francia con la que halló "su lenguaje pictórico de una forma más fluida", explicó el director del departamento de arte moderno e impresionista de Christie's, Conor Jordan.
Matisse y Léger, a subasta
La obra del considerado el tercer hombre del cubismo, junto a Pablo Picasso (1881-1973) y Georges Braque (1882-1963), ha sido una de las protagonistas de una puja compuesta por 85 lotes entre los que hay diversos óleos de Fernand Léger (1881-1955) y una majestuosa escultura de Henri Matisse (1869-1954). La escultura de Matisse, "Nu de dos, 4 état", valorada entre 25 y 30 millones de dólares, es una de las grandes esperanzas de los responsables puja de Christie's.
La pieza es un ejemplo de la trayectoria escultórica de Matisse, una de las facetas más desconocidas del artista francés, y una muestra de como "transformó gradualmente, en el curso de veinte años, nuestro lenguaje visual hasta lo abstracto", señaló la casa de subastas.
EFE
«Nu de dos, 4 état», de Matisse
Otra de las obras destacadas de la puja fue el óleo "L'Air", una pintura de Joan Miró realizada en 1938 y que ha sido expuesta en grandes retrospectivas sobre el artista español en París y Nueva York. La pintura fue adjudicada en la primera gran puja de Christie's en la temporada de otoño por 9,1 millones de dólares, cuando partía con un precio estimado de entre 12 y 18 millones. Se trata, según explicaron los responsables de Christie's, de "un paisaje surrealista con cielo azul y una montañas con tonalidades amarillas que evocan la España natal de Miró", y que cuenta con "los colores de la bandera española así como de la región natal del artista, Cataluña".
EFE
«L'Air», de Miró

NEUROCIENCIA Cómo decide el cerebro

NEUROCIENCIA
Cómo decide el cerebro
15/09/2010

A través de técnicas de neuroimagen, un equipo de científicos ha descrito las áreas neuronales relacionadas con el grado de seguridad o confianza (confidence) que el cerebro presenta a la hora de tomar decisiones. El equipo  —formado por Gustavo Deco, director de la Unidad de Investigación en Congnición y Cerebro de la Universidad Pompeu Fabra (UPF), en colaboración con los investigadores Edmundo T. Rolls, del Oxford Centre for Comuptacional Neurocience, y Fabian Grabenhorst, del Departamento de Psicología Experimental de la Universidad de Oxford—, ha desarrollado un modelo computacional que explica cómo el cerebro opera para computar el grado de confianza en el momento de decidir.

Según las conclusiones del estudio, el área del cerebro implicada en la toma de decisiones se situada en la región dorsolateral del córtex prefrontal. Hasta ahora, los mecanismos neuronales subyacentes a dicha función cerebral cognitiva no estaban suficientemente explicados hasta ahora. De esta manera, la investigación pone de manifesto que una red neuronal concreta establece las conexiones de tipo excitador entre cèlulas corticales piramidales, de tal modo que supone una arquitectura no sólo válida en la toma de decisiones, sino que también podria intervenir en la memoria.

El trabajo se ha llevado a cabo a través de técnicas de neuroimagen basadas en la resonancia magnética funcional depenendiendo del nivel de oxigenación sanguínea (fMRI BOLD), una variable relacionada con la dificultad de la toma de decisiones según se apliquen estímulos diferentes. En este caso se ha trabajado con estímulos térmicos, así como olfativos relacionados con la obtención de recompensa y placer subjetivo.
Modelo computacionalPor otro lado, los autores han utilizado un modelo computacional biológicamente plausible con la toma de decisiones, con el fin de establecer hipótesis cuantitativas procedentes de las técnicas de neuroimagen fMRI. La combinación de los datos obtenidos por los mismos investigadores en estudios anteriores han ayudado a relacionar el proceso cognitivo analizado según diferentes tipos de estímulos de recompensa.

El modelo, que incorpora efectos biofíscos y estadísticos, es capaz de realizar predicicones de tipo cuantitativo a diferentes niveles del proceso cerebral: desde las corrientes sinàpticas que se establecen entre las redes neuronales, pasando por la actividad neuronal, el comportamiento, hasta la fiabilidad de la elección en la toma de decisiones.



Fuente: 
UPF
Más información: Neuroimage

Ilustración: UPF

PEDIATRÍA La salud futura de los bebés prematuros

PEDIATRÍA
La salud futura de los bebés prematuros
14/09/2010

Se ha desarrollado un método para determinar el riesgo futuro de enfermedades en los bebés prematuros. Se trata de un sistema de puntuación, PhysiScore, que no exige realizar pruebas invasivas de laboratorio y resulta más exacto que otros métodos.

Los investigadores tuvieron en cuenta la edad gestacional y el peso al nacer, junto con un flujo de datos en tiempo real recogidos de forma rutinaria en las unidades de cuidados intensivos. Emplearon los datos registrados durante las tres primeras horas después del nacimiento de 138 bebés, como parte de un algoritmo informático que predijo el riesgo del bebé de desarrollar enfermedades graves.

Se comprobó que los parámetros fisiológicos, en particular la variabilidad a corto plazo de las frecuencias respiratoria y cardíaca, ayudaban a predecir mejor la morbilidad que las pruebas invasivas de laboratorio. El sistema superaba también las pruebas de Apgar, el método estándar desde hace más de medio siglo para evaluar el bienestar físico del recién nacido.

El PhysiScore fue especialmente preciso en la predicción del riesgo de infecciones y complicaciones cardiopulmonares, aún cuando éstas no se diagnostiquen hasta días o semanas después.

Los hallazgos podrían contribuir a orientar mejor la intervención médica especializada y reducir los costes de atención de salud.
 



Fuente: SINC

Más información: Science Translational Medicine

BIOLOGÍA CELULAR Nuevas claves sobre la apoptosis

BIOLOGÍA CELULAR
Nuevas claves sobre la apoptosis
05/10/2010

  • En la imagen, la proteína DRP-1 (en rojo) deforma la estructura de los lípidos de la membrana mitocindrial, lo que provoca la activación de BAX (en azul).
    Foto: CSIC




A diario, nuestro cuerpo elimina de forma controlada más de 100 millones de células defectuosas mediante un procedimiento denominado “suicido celular” o apoptosis. Se trata de un proceso de gran complejidad, cuyos desajustes pueden originar graves enfermedades, entre las que destaca el cáncer. Durante las últimas dos décadas ha sido posible identificar los distintos componentes celulares implicados en la apoptosis. Sin embargo, aún quedan importantes cuestiones por resolver sobre el funcionamiento de algunas piezas claves de este gran rompecabezas celular.

El trabajo, dirigido por el Profesor Jean-Claude Martinou, del departamento de Biología Celular de la Universidad de Ginebra (Suiza), y en el que han colaborado la Unidad de Biofísica CSIC-UPV/EHU, las universidades de Salzburgo (Austria), Hanover (Alemania), y Florida (EE.UU),  evidencía que tres componentes esenciales del proceso apoptótico -las proteínas BAX, DRP-1 y el lípido cardiolipina- actúan de forma conjunta para producir un gran agujero en la membrana externa de la mitocondria, el cual resulta letal para la célula.
Pero, probablemente, el aspecto más novedoso del estudio es que los investigadores han conseguido descifrar un nuevo 'lenguaje' utilizado por BAX y DRP-1 para comunicarse: estas dos proteínas no interaccionan físicamente entre sí, como ocurre habitualmente, sino que lo hacen a través de los lípidos de la membrana. “Específicamente, lo que hace una de las proteínas (DRP-1) es deformar la bicapa lipídica de la membrana y la estructura resultante es la que aparentemente posibilita la activación de la segunda proteína (BAX)”, explica Gorka Basañez, de la Unidad de Biofísica (CSIC-UPV/EHU), uno de los autores de la investigación.
Los hallazgos podrían abrir nuevas vías para el desarrollo racional de fármacos antitumorales específicamente dirigidos contra estos componentes de la maquinaria apoptótica celular.



Fuente: UPV/EHU y CSIC
Más información en Cell

DEPRESIÓN

DEPRESIÓN
Influencia en la alteración cerebral
08/10/2010

La depresión afecta a una sustancia fundamental para el funcionamiento del cerebro: la noradrenalina. El estudio, que  se ha desarrollado en muestras cerebrales post-autopsia de una serie de pacientes que fallecieron diagnosticados de trastorno depresivo mayor, la forma más severa de depresión, ha permitido a un de grupo de investigación de Receptores de Neurotransmisores del Instituto de Biomedicina y Biotecnología de Cantabria (UC-CSIC) en colaboración con otros equipos de investigación (Centro de Investigación Biomédica en Red de Salud Mental, el Instituto Carlos III y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas).
Así, pues, la enfermedad depresiva altera el funcionamiento de las células cerebrales que se comunican por medio de la noradrenalina, un neurotransmisor a nivel postganglionar simpático. Esta alteración es especialmente compleja. Por un lado, los enfermos deprimidos tienen aumentado el número de proteínas cerebrales sobre las que actúa directamente la noradrenalina, pero por otra parte, la actividad química que tales proteínas deben poner en marcha a lo largo del cerebro está disminuida.  Los resultados de este trabajo pueden contribuir a un mejor desarrollo de nuevos fármacos antidepresivos.
Incidencia en ascensoLa depresión mayor es una patología cerebral grave. Afecta a unos 6 millones de personas en España, según datos del Centro de Investigación Biomédica en Red de Salud Mental. Su prevalencia a lo largo de la vida es de 8,9 % para hombres y del 16,5 % para mujeres; su incidencia está aumentando en las últimas décadas. La depresión se caracteriza por alteraciones anímicas, conductuales y somáticas; es a menudo recurrente, se cronifica en un 25 % de los casos y puede presentarse a cualquier edad, causando una gran discapacidad a los enfermos que la padecen. De hecho, según el estudio publicado por la Organización Mundial de la Salud, la depresión mayor será la segunda causa de discapacidad en el año 2020. Dicho trastorno está presente en el 70% de los suicidios consumados.



Fuente: Universidad de Cantabria

Más información en  
Biological Psychiatry

Caminar para recordar

SALUD
Caminar para recordar
15/10/2010

Una investigación reciente sugiere que caminar por lo menos 10 kilómetros semanales puede proteger el tamaño del cerebro, a la vez que preservar la memoria en edades avanzadas, según publica la Academia Americana de Neurología.
“La masa cerebral se reduce en las etapas finales de la edad adulta, un hecho que deriva en problemas de memoria. Nuestros resultados deberían fomentar ensayos bien diseñados de ejercicio físico en las personas adultas de avanzada edad como enfoque prometedor para prevenir la demencia y la enfermedad de Alzheimer”, comenta Kirk I. Erickson, autor del estudio e investigador en la Universidad de Pittsburgh (EEUU).
Para el estudio, los investigadores registraron en 299 personas sin demencia y con una media de edad de 78 años los kilómetros que recorrían en una semana. Después de nueve años, los científicos realizaron escáneres cerebrales de los probandos para medir la masa cerebral. Cuatro años más tarde, se evaluó a los mismos participantes para comprobar si habían desarrollado demencia o deterioro cognitivo. El estudio demostró que las personas que habían caminado unos 10 kilómetros semanales como mínimo presentaban mayor volumen de materia gris que los sujetos que no habían andado tanto. No obstante, los datos apuntan que caminar la distancia sugerida o más no conlleva un mayor aumento del volumen de la masa gris en  el cerebro. Unos cuatro años más tarde, el equipo observó que 116 personas de todos los participantes (un 40 %) habían desarrollado demencia o deterioro cognitivo. Los investigadores concluyeron que aquellos sujetos que manifestaron caminar más, consiguieron reducir a la mitad el riesgo de desarrollo de problemas de memoria.
"Si el ejercicio regular en la mediana edad puede mejorar la salud del cerebro, así como el pensamiento y la memoria en la vejez, debería ser una razón más para incorporar la práctica regular de ejercicio a todas las edades como un imperativo dentro de la salud pública", apunta Erickson. El estudio ha contado con el apoyo del Instituto Nacional sobre el Envejecimiento de los Estados Unidos.



Fuente: SINC y American Academy of Neurology
Más información en Neurology

Teflón: tan útil como peligroso

409 -OCTUBRE 2010


Apuntes - Teflón: tan útil como peligroso Moyer, Melinda W.


DORLING KINDERSLEY Getty Images
Aunque los alimentos no se peguen al teflón, éste sí se pega a nosotros. Las fábricas productoras de sartenes antiadherentes afectan al entorno y contaminan las aguas con ácido perfluorooctanoico, un subproducto. Este compuesto, que no es biodegradable, ha conseguido acceder al cuerpo de más del 95 por ciento de los habitantes de EE.UU. y, según la EPA, la Agencia de Protección Medioambiental de ese país, probablemente tenga efectos cancerígenos en los humanos. Otros estudios lo han relacionado con la infertilidad, trastornos inmunitarios y problemas de crecimiento prenatal. El teflón también puede causar problemas en la cocina: cuando supera los 270 grados centígrados (algo posible si se calienta una sartén vacía durante varios minutos) el recubrimiento se agrieta y libera vapores tóxicos.
El teflón ha provocado bastantes dolores de cabeza a DuPont, fabricante del recubrimiento. En 2005, la compañía fue multada con 16,5 millones de dólares (la mayor sanción administrativa jamás impuesta por la EPA) por ocultar resultados que demostraban que el ácido perfluorooctanoico estaba contaminando el agua potable en las inmediaciones de una fábrica de DuPont al oeste de Virginia, y que el compuesto atravesaba la placenta y pasaba de madre a hijo. Desde entonces, DuPont se ha comprometido a eliminar este producto químico del proceso de fabricación del teflón antes de 2015 y sustituirlo por productos alternativos biodegradables. Renee Sharp, del Grupo de Trabajo Medioambiental, un organismo de control sin ánimo de lucro, afirma que hay pocos datos disponibles: "No podemos estar seguros de que el producto que saldrá al mercado sea más seguro".

ONCOLOGÍA Un caballo de Troya contra el cáncer

ONCOLOGÍA
Un caballo de Troya contra el cáncer
21/10/2010

  • Células cancerosas en arteriola pulmonar

Desde hace años, se están diseñando nanopartículas que transporten medicamentos tóxicos a las células cancerosas. Los fármacos se transportan dentro de una envoltura con el fin de no afectar a los tejidos sanos y evitar el ataque del sistema inmunitario. Una vez alcanzado su objetivo, las nanopartículas liberan su carga y eliminan las células dañadas.

En la actualidad, después de numerosas investigaciones con cultivos celulares y animales, se hallan en fase de ensayo clínico en humanos casi una docena de fármacos a base de nanopartículas, la mayoría de ellos ideados para tratar o diagnosticar el cáncer. Otros compuestos se hallan en estudios preclínicos y están a punto de estudiarse en humanos. Aunque se necesitarán varios años para comprobar la inocuidad y eficacia de los compuestos, los científicos esperan obtener resultados positivos, lo que representaría un gran avance en la lucha contra el cáncer.

Hoy en día el cáncer suele tratarse con los mismos tratamientos drásticos que los oncólogos han utilizado desde hace decenios, como la cirugía, la irradiación y la quimioterapia. Muchas de las quimioterapias que se administran a los pacientes ejercen un efecto tóxico no sólo en las células cancerosas sino también en las células normales.

La nanomedicina tiene el potencial de cambiar esta situación. A diferencia de las medicinas tradicionales, los nuevos fármacos pueden diseñarse para llevar a cabo distintas funciones. Para tratar el cáncer, un fármaco debe ser soluble en agua para ser transportado por la circulación sanguínea; debe burlar la defensa de las células inmunitarias y evitar el aclaramiento renal o hepático; y por último, debe alcanzar su objetivo y eliminar las células cancerosas. Las medicinas tradicionales deben reunir todas esas propiedades en una sola molécula. En cambio, las nanomedicinas pueden dividir las distintas funciones entre diferentes componentes. La superficie de la partícula puede crearse de forma que sea soluble, resista al sistema inmunitario y alcance su objetivo, mientras que la carga de la partícula debe destruir las células cancerosas.


 



Más información en Science

Fotos: Wikimedia Commons

¿Qué es el fractal de Mandelbrot?

MATEMÁTICAS
¿Qué es el fractal de Mandelbrot?
22/10/2010

Consideremos la siguiente función compleja:
f(z) = z2 + c,
donde c es un parámetro. El conjunto de Mandelbrot se define como el conjunto de todos los puntos c del plano complejo para los cuales la siguiente sucesión:
0, f(0), f(f(0)), f(f(f(0))), ...
no diverge. Por ejemplo, es inmediato ver que c=0 pertenece al conjunto. Y es fácil convencerse de que c=-1 o c=i también, pero que c=1 ya no. En principio, para cada punto c del plano complejo habría que considerar la sucesión correspondiente y calcular si la misma diverge o no.

Supongamos que hacemos esto para cada punto del plano complejo y que decidimos pintar de negro los puntos que pertenecen al conjunto. ¿Qué aspecto tendría el resultado?

Puede demostrarse que el conjunto de Mandelbrot es compacto (es decir, que para pintarlo no necesitaríamos una cantidad infinita de pintura -un círculo, por ejemplo, es compacto, pero el plano complejo o la recta real no lo son-) y conexo (es decir, es "de una sola pieza": podríamos pintarlo sin necesidad levantar la brocha del plano en ningún momento -por ejemplo, un circulo es conexo, pero el conjunto formado por dos círculos separados, no-). Su aspecto viene a ser algo así:



Como vemos, la frontera del conjunto parece muy intrincada. De hecho, lo es: esa línea, con sus infinitos "pelillos", ramificaciones y subramificaciones, es lo que se conoce comofractal de Mandelbrot.

La belleza del fractal se pone de manifiesto cuando intentamos determinar con más y más precisión la geometría de esa curva. ¿Qué ocurriría si tomáramos una lupa para examinar, cada vez con mayor detalle, la forma de sus ramificaciones? Veríamos que su forma es infinitamente complicada; tanto que, de hecho, cada vez aparecen figuras nuevas. El siguiente video lo ilustra:



Los puntos que no se encuentran pintados de negro son aquellos que no pertenecen al conjunto. Los colores que se les han asignado constituyen un efecto visual para resaltar la geometría del fractal (los puntos que pertenecen al conjunto siguen siendo aquellos de color negro).

Por supuesto, la imagen que muestra el final del video no significa que ésos sean los detalles más pequeños del fractal: sólo indica que, en ese momento, el programa de ordenador ha detenido sus cálculos. Sin embargo, la complejidad en los detalles jamás deja de crecer. Una infinidad de formas nuevas sigue esperando a todo aquel que tenga paciencia para calcularlas.

Apuntes - Potenciadores de la memoria López Aranda, M. F. La pérdida de memoria afecta a la mayoría de las personas que padecen enfermedades neurológicas y neurodegenerativas. El elevado coste del tratamiento y el deterioro de la calidad de vida de los pacientes constituyen un grave problema social. El trastorno es, además, uno de los que más castiga a la población anciana, que ve mermada su autonomía. En nuestro laboratorio de neurobiología, junto con Zafar U. Khan, J. F. López Téllez, I.Navarro y M. Masmudi Martín, hemos descubierto que la estimulación con la proteína RGS-14 (que participa en la regulación de la señalización intracelular) de la corteza visual secundaria V2, una diminuta región cerebral, puede mejorar la memoria. Los experimentos se realizaron con ratas, cuya memoria se midió mediante la prueba de reconocimiento de objetos. Los múridos que sobreexpresaban la proteína inyectada en V2 retuvieron la información de un objeto durante meses; los animales control, en cambio, fueron incapaces de almacenar la misma información durante más de 45 minutos. Asimismo, los animales inyectados con RGS-14 almacenaron el triple de información que los no inyectados. Las ratas sometidas al tratamiento recordaron múltiples objetos; los animales sin tratar, sólo dos. La importancia del hallazgo, publicado en Science en julio de 2009, radica en la repercusión social de sus aplicaciones. La proteína RGS-14 podría convertirse en un fármaco que remediase las deficiencias en la memoria de ancianos y pacientes con patologías neurológicas o neurodegenerativas.

Apuntes - Potenciadores de la memoria López Aranda, M. F.

La pérdida de memoria afecta a la mayoría de las personas que padecen enfermedades neurológicas y neurodegenerativas. El elevado coste del tratamiento y el deterioro de la calidad de vida de los pacientes constituyen un grave problema social. El trastorno es, además, uno de los que más castiga a la población anciana, que ve mermada su autonomía.
En nuestro laboratorio de neurobiología, junto con Zafar U. Khan, J. F. López Téllez, I.Navarro y M. Masmudi Martín, hemos descubierto que la estimulación con la proteína RGS-14 (que participa en la regulación de la señalización intracelular) de la corteza visual secundaria V2, una diminuta región cerebral, puede mejorar la memoria.
Los experimentos se realizaron con ratas, cuya memoria se midió mediante la prueba de reconocimiento de objetos. Los múridos que sobreexpresaban la proteína inyectada en V2 retuvieron la información de un objeto durante meses; los animales control, en cambio, fueron incapaces de almacenar la misma información durante más de 45 minutos. Asimismo, los animales inyectados con RGS-14 almacenaron el triple de información que los no inyectados. Las ratas sometidas al tratamiento recordaron múltiples objetos; los animales sin tratar, sólo dos.
La importancia del hallazgo, publicado en Science en julio de 2009, radica en la repercusión social de sus aplicaciones. La proteína RGS-14 podría convertirse en un fármaco que remediase las deficiencias en la memoria de ancianos y pacientes con patologías neurológicas o neurodegenerativas.