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| El rincón de la Ciencia | I.S.S.N.: 1579-1149 | nº 27 (septiembre-2004) |
| Arthur Guyton y la fisiología cardiovascular (RC-72) | ||
Javier S. Mazana (Inmunólogo y Académico) | ||
A los 83 años de edad ha fallecido el Dr. Guyton (8 septiembre 1919 - 3 abril 2003) a consecuencia de un accidente de tráfico. Profesor Emérito de Fisiología y Biofísica de la Universidad de Mississippi en Jackson (USA), en 1955 fue nombrado director del Departamento de Fisiología y Biofísica de la Facultad de Medicina adscrito a dicha universidad, puesto que ocuparía hasta septiembre de 1989, fecha de su jubilación. Su Tratado de Fisiología Médica, "el Guyton", ha marcado un hito en la bibliografía médica y en la formación médica continuada durante los últimos 50 años. La 1ª edición en español es de 1963 y corresponde a la traducción de la 2ª edición en inglés de 1961. El Dr. John E. Hall, quien le sucedió en la dirección del citado departamento, estima que cada año se venden entre 140.000 y 150.000 copias de la última edición de este. Ello le permitió sacar adelante sin excesivos problemas a sus 10 hijos, todos médicos. Publicada por vez primera en 1956, ha sido traducida a 15 idiomas.
Arthur Clifton Guyton
(1919-2003)
En su curriculum vitae más de 600 publicaciones en revistas del prestigio de la Am. J. Physiol., Physiol. Rev., Circ. Res., Annu. Rev. Physiol., Physiologist. Su primer artículo de 1946 describe un método electrónico para cuantificar el tamaño de las partículas en un aerosol. Se licenció en su universidad natal en 1939, trasladándose a Harvard en 1943 donde pronto empezó a destacar. En octubre de 1946 durante su periodo de residente en cirugía en el Massachussets General Hospital contrajo la polio, desarrollando una parálisis residual que le obligó a abandonar la cirugía cardiovascular y a dirigir su futuro hacia la docencia y la investigación. Durante la Primera Guerra Mundial sirvió primero durante 4 meses en la Armada en Bethesda en el National Naval Medical Center donde se enroló el 1 de enero de 1944, y más tarde en Camp Detrick en Maryland, investigando en la guerra bacteriológica durante 22 meses.
El libro del profesor Guyton hizo posible que muchos estudiantes de Medicina accediéramos a las intimidades de la fisiología a nivel celular y subcelular: el AMP cíclico de Earl Sutherland que se comportaba como el 2º mensajero hormonal, los finos equilibrios de Henry Starling que gobiernan las presiones a nivel capilar, y la bomba ATPasa Na+K+ de membrana descubierta por Ian Glynn, que opera contragradiente electroquímico y permite el trasporte activo con gasto energético. Otra obra emblemática de las que hacen época, fue el Curso breve de Bioquímica de Albert Lester Lehninger (1917-1986). La bioquímica fue apasionante y una materia particularmente atractiva. Este bioquímico de reputación universal demostró en 1951 que el transporte de electrones desde el NADPH al oxígeno molecular es la fuente de energía inmediata para la fosforilación oxidativa.
El Dr. Guyton es considerado como un experto mundial en fisiología de la presión arterial. Durante la década de 1950 estimó el gasto cardiaco y halló que la presión en el espacio intersticial es negativa. Puso a punto nuevas técnicas de perfusión de órganos y estableció modelos matemáticos computacionales que parten de los análisis matemáticos de circuitos electrónicos que emprendiera durante sus estudios pregraduados. Toda la fisiología guytoniana transpira este interés casi obsesivo en el control de estos sistemas de autoregulación homeostática. Una de las grandes contribuciones de Guyton a la fisiología fue la del control de la presión arterial por el riñón. Carl F. Ludwig (1816-1895) propugnaba la ultrafiltración glomerular como el mecanismo básico para la formación de la orina. Norbert Goormaghtigh (1890-1960) había descrito células granuladas "epitelioides" en las paredes de la arteriola aferente que controlarían el flujo renal (descubrió también las células lacis). Un discípulo de Ludwig, el fisiólogo Robert Tigerstedt (1853-1923) y Per Bergman en Estocolmo, había descubierto la renina en las células granulares. Guyton, partiendo de un análisis teórico realizado por ordenador, propone en 1964 un nuevo mecanismo de auto-regulación del flujo sanguíneo en el glomérulo renal mediante un control por retroalimentación (feedback) a nivel del aparato yuxtaglomerular. Klaus Thurau en el laboratorio de Carl Gottschalk en Chapel Hill, el 28 de febrero de ese mismo año, logró disminuir el diámetro tubular proximal mediante la inyección retrógrada de una solución 150 mM de NaCl demostrando que el descenso de la osmolaridad del fluido tubular era la señal autorreguladora. De esta época merece también citarse a toda una pléyade de brillantes fisiólogos renales: Berliner, Beyer, Davenport, Giebisch, Gilman, Mudge y Wirz, entre otros.
El Dr. Guyton fue una personalidad destacada de la Biomedicina del siglo XX, un gigante de la Fisiología, que enseñó durante casi medio siglo a un gran número de universitarios. Su tratado de fisiología médica sigue siendo un acicate para muchos médicos inclinados vocacionalmente hacia la investigación y la docencia. Ese es su mejor legado, amén de sus hijos que atesoran los valores más nobles de su padre: su capacidad para el éxito y la honestidad intelectual.
| El rincón de la Ciencia | I.S.S.N.: 1579-1149 | nº 28 (noviembre-2004) |
| La energía eólica en España (RC-74) | ||
Fernando Blanco Silva IES Chan do Monte (Marín, Pontevedra) | ||
Los orígenes
El viento es una masa de aire en movimiento; esta masa de aire posee energía mecánica que es proporcional a su velocidad y puede ser aprovechada en muchas aplicaciones y es lo que denominamos energía eólica. Sus primeras aplicaciones fueron las velas de los barcos, de las que se tiene noticias en el año 5.000 a.C. en Egipto y Mesopotamia. Los molinos de viento son otra aplicación clásica, datan de unos 2.000 años y se empleaban para producir sonidos; posteriormente se usan para moler grano, los primeros que se fabricaron tenían el eje vertical. Otro dispositivo que funciona gracias a la energía eólica son las aerobombas para elevar la presión del agua usando energía del viento. La energía eólica en la producción de electricidad
A diferencia de las otras aplicaciones citadas el uso del viento para producir electricidad es más reciente, las primeras experiencias datan del final del siglo XIX; Charles F. Brush construyó en Estados Unidos durante 1880 una turbina eólica de 12 kW para producir electricidad en corriente continua; esta energía se almacenaba en 12 baterías.
Charles F. Brush Hay abundante información sobre la historia de la energía eólica en la web
http://www.windpower.dkEl desarrollo de las energías renovables: las crisis del petróleo de 1973 y 1979 y Ley del sector eléctrico de 1997
En Europa el precursor de la eólica fue el danés Paul La Cour que a partir de turbinas eólicas provocaba electrolisis para circuitos eléctricos a principios del siglo XX; durante las primeras décadas de este siglo Dinamarca conservó la tradición eólica e incluso hoy es el cuarto país del mundo en potencia instalada y el primero por número de habitantes. En la mitad del siglo XX un holandés, Johannes Jull introduce dos variaciones importantes, modifica los generadores para producir electricidad en corriente alterna y además diseña un aerogenerador que cambiaba la orientación en función de la dirección del viento para aprovechar con más intensidad la energía de éste.
Paul La Cour y su esposa
Para el desarrollo de las renovables fueron muy importantes las Crisis del Petróleo de 1973 y 1979, los países productores elevaron los precios del barril desde 1,5 a 9 dólares en 1973 y desde 13 a 30 dólares en 1979 causando una profunda crisis económica en los países desarrollados, aumento de la inflación y del paro y España por la dependencia energética del exterior no se libró de ello. Esto nos obligó a implantar políticas energéticas encaminadas a disminuir el consumo de petróleo mediante el ahorro energético, la eficiencia energética y potenciar otras fuentes como la nuclear, el gas natural o las energías renovables. La principal ventaja en este contexto para las es que éstas son una fuente nacional que evita la dependencia del exterior y en el caso de nuevas subidas de los precios del petróleo la diversificación energética es un arma que puede disminuir los efectos en las economías nacionales.
El primer aerogenerador moderno que funcionó en España fue un prototipo instalado en Tarifa en 1981 de 100 kW; seis años después entran en funcionamiento los primeros aerogeneradores conectados a la red en Ampurdán (Gerona) y en Granadilla (Tenerife). Hasta 1991 la introducción fue lenta y es el Plan Energético Nacional de este año el que por primera vez marca un objetivo a alcanzar, 175 MW en 2000, que ya se superaba a mediados de los noventa.
Otra razón que influyó mucho en el progreso de la energía eólica fue el desarrollo de las preocupaciones ambientales a partir de la década de los ochenta; las energías renovables no tienen fecha de caducidad, a diferencia del carbón, gas natural o petróleo el consumo no emite gases de efecto invernadero, son fuentes seguras y no produce residuos peligrosos como la nuclear. Por todos estos motivos en España las Administraciones Públicas apuestan por ellas mediante la Ley del Sector Eléctrico de 1997 que establece la prioridad de las fuentes del Régimen Especial (minihidráulica, solar fotovoltaica, eólica, biomasa y cogeneración) sobre las convencionales al conectarse a la red eléctrica e incentiva a las renovables mediante una prima económica por cada unidad de energía; Red Eléctrica Española abona por cada kwh de electricidad eólica 6,2 céntimos de euro mientras que por las energías convencionales abona 3,5 céntimos, esta diferencia de 2,7 céntimos se denomina prima. La existencia de la prima y una disposición favorable por parte de las administraciones públicas ha causado un aumento muy importante de los parques eólicos durante los últimos años en España, tal y como se puede ver en la Gráfica 1. En la actualidad hay unos 6200 MW de energía eólica instalada en España y las previsiones del Plan de Fomento de las Energías Renovables de 1999 pronosticaban que se superarían los 9000 MW en el año 2010. Hoy en día la energía eólica es origen de un 3% de la electricidad generada en España y somos el tercer país del mundo en potencia instalada tras Alemania y Estados Unidos. Por Comunidades Autónomas Galicia está a la cabeza con más de 1500 MW y casi el 30% de la energía eléctrica producida siendo las siguientes Castilla La Mancha, Aragón y Castilla-León como se puede apreciar en el Gráfico 2.
Una aplicación interesante de la energía eólica son los pequeños aerogeneradores de potencia hasta 50 kW destinados a abastecer de energía eléctrica a edificaciones aisladas, sin conexión a la red. Estos pequeños aerogeneradores se utilizan combinados con paneles fotovoltaicos para generar energía eléctrica de origen renovable, aunque es necesario el apoyo de un generador diesel en los momentos de climatología adversa.
El futuro de la energía eólica
Las cifras expuestas antes prevén un futuro prometedor para la eólica, principalmente porque el consumo ha sido creciente y se mantendrá así durante los próximos años. La energía eólica es una fuente poco contaminante y agresiva con el medio ambiente, el crecimiento anual ronda el 30%, la potencia media de los aerogeneradores es cada vez mayor y disminuye el precio de cada MW instalado.
En España el gobierno ha elevado las cifras de la potencia de todas las fuentes de cara al año 2011 y afirma que en ese año serán 13.000 MW y el origen del 9% de la energía eléctrica consumida. Más allá de ese año la Asociación Europea de la Energía Eólica le calcula una potencia instalada en el año 2020 y que generarán el 20% de la electricidad necesaria. Este mismo informe afirma que el tamaño medio de los aerogeneradores es de 1 MW, en 2007 será 1.3 MW y en 2012 serán 1.5 MW.
En el desarrollo de la eólica influirá decisivamente una modalidad no referida hasta ahora, la eólica marina. En este momento las ubicaciones con más viento en España están ya ocupadas o autorizados otros nuevos mientras que el mar es una alternativa que puede dar muchas opciones en los próximos años ya que el potencial eólico marino en la Península Ibérica es de unos 25.000 MW (Informe de Emilio Menéndez para Greenpeace). Su principal ventaja es que en el mar la velocidad del viento es mayor por existir apantallamiento por la tierra; el precio de una instalación eólica en el mar y del mantenimiento son superiores que en tierra pero los parques offshore tienen una vida útil más larga y la producción de electricidad es un 20% mayor que en tierra, así la rentabilidad en el mar es superior que en tierra. En España no hay ningún parque eólico marino en funcionamiento pero si hay varios funcionando en otros países del Norte de Europa como Dinamarca, Suecia o Gran Bretaña.
El rincón de la Ciencia nº 56, noviembre de 2010 Gente de CienciaISSN: 1579-1149
Elena Boldo.
Efectos de la contaminación en la salud
Edad: 42 años
Formación:
Licenciada en Biología (Universidad de Alcalá de Henares, Madrid).
Master en Salud y Medio Ambiente (Centro Universitario de Salud Pública, Madrid).
Diploma de Estudios Avanzados (DEA) (Universidad Autónoma de Madrid).Campo de trabajoSalud Pública, Salud Ambiental, Epidemiología, Evaluación de Impacto en Salud.Centro de trabajoCentro Nacional de Epidemiología del Instituto de Salud Carlos III (Ministerio de Ciencia e Innovación). http://www.isciii.es/¿Cómo te interesaste por las ciencias?Desde pequeña me gustaba la Naturaleza, disfrutaba en el campo y me gustaba ver los animales. Cuando estaba en el Instituto, empecé a tener claro que quería estudiar Biología. Me interesaba todo lo relacionado con la Ecología y el Desarrollo Sostenible. Afortunadamente y gracias a mucho esfuerzo, conseguí la nota en Selectividad para entrar en la Facultad. Durante mis estudios universitarios, cursé la especialidad de Biología Ambiental y Sanitaria, que básicamente analiza la relación entre salud y medio ambiente. Así comencé a profundizar en el conocimiento de los factores que intervienen en la “salud de nuestro ambiente”, como la calidad del aire y del agua, o la contaminación industrial.¿A qué te has dedicado?Cuando acabé la carrera, conseguí una beca de la Consejería de Sanidad de la Comunidad de Madrid para estudiar los efectos de la contaminación atmosférica en la salud. Se trataba de colaborar en un proyecto europeo de investigación que se coordinaba desde París.Aprovechando la oportunidad que me brindó otra beca para realizar estudios de doctorado, realicé una estancia en el Instituto de Salud Pública francés. Esto me permitió el contacto con muchos investigadores europeos. Fue una experiencia muy interesante a todos los niveles y que recomiendo a todos los que leáis estas líneas. Desde el punto de vista profesional, fue allí donde tuve la oportunidad de aprender la metodología de Evaluación de Impacto en Salud (EIS), cuyo objetivo es proporcionar información a los gestores, tanto sanitarios como políticos, sobre el posible impacto que una decisión (por ejemplo, el cambio en la concentración permitida de los niveles de un contaminante del aire) puede tener sobre la salud de la población.¿En qué trabajas ahora?Actualmente trabajo en el Área de Epidemiología Ambiental y Cáncer como funcionaria del cuerpo de Técnicos Superiores Especialistas de Organismos Públicos de Investigación (Técnico I+D+i). Estoy integrada dentro de un equipo multidisciplinar donde hay médicos, biólogos, estadísticos, químicos, etc. Este grupo de trabajo se encarga primordialmente de estudiar la situación del cáncer en España y de investigar las causas que provocan esta enfermedad. Dentro de toda la actividad que desarrolla el Departamento, me encuentro especialmente involucrada en distintos proyectos de investigación, entre ellos los siguientes:1- Evaluación del impacto de la contaminación atmosférica en la población española.En este proyecto, estamos tratando de cuantificar el número de muertes que son atribuibles a las partículas y al ozono troposférico presentes en el aire que respiramos. En la actualidad, estos contaminantes están considerados como de los más perjudiciales para la salud, con efectos que van desde los muy leves hasta la muerte prematura.2- Contaminación industrial y riesgo de cáncer. En este estudio, se pretende estudiar el riesgo potencial de desarrollar cáncer en poblaciones que viven cerca de instalaciones industriales.Aunque en ocasiones la acumulación de trabajo pueda hacer de la profesión una tarea algo agobiante, el balance final es claramente positivo. Aumentar, con mi modesta contribución, el conocimiento científico sobre la materia y así poder lograr una mejor salud para toda la población es, sin duda, lo que más me motiva de mi trabajo y lo que me anima a continuar.