Archive for octubre, 2012

"House MRI"

House y los imágenes procedentes de MRI.

 

¿Cuantas veces el famoso médico ordeno realizar una MRI? ¿Cuantas veces hemos visto en la serie una máquina como esta?

 

 

 

 

 

 

 

"Aparato MRI"

La máquina de MRI

 

¿Pero de que se trata, cuando se dice “Vamos hacer una MRI”?

Pues bien, cada vez que House dice estas tres letras, se refiere a la técnica de “imagen por resonancia magnética”, o “magnetic resonance imaging”, y sirve para sacar imágenes en 2D de las diferentes zonas y capas corporales.

A su vez, la máquina que aparece en la imagen es un inmenso iman, y la técnica de MRI aprovecha el campo magnético de este de siguiente forma:

El cuerpo humano posee un montón de protones, o iones de hidrógeno (el átomo de hidrógeno, que perdió su único electrón). Cada protón posee un pequeño campo magnético, que está orientado en alguna dirección, como si tuviera una flecha. Ahora bien, todos los campos magnéticos de todos los protenes están orientados al azar, como si tuviéramos un montón de flechas señalando a todas las direcciones.

Cuando una persona se mete dentro de la máquina, y ésta se activa, un campo magnético muy grande actúa sobre el cuerpo, como una flecha muy gorda, y orienta todas las flechas en la misma dirección, o sea en la dirección que tiene la flecha gorda del campo magnético grande. Después el campo magnético se interrumpe, y se sustituye por las ondas de radio, que orientan todas las flechas en la dirección contraria a la flecha gorda, y se registra este momento.

Luego, se vuelve a encender  el campo magnético, y se espera que las flechas de los protones vuelvan a alinearse en su dirección, y se registra este momento. Lo interesante es los protones de los diferentes tejidos del cuerpo humano, tardan diferentes tiempos en reorientarse. Estos tiempos se calculan y se convierten en tonalidades de escalas de grises, donde cada gris diferente es un tiempo diferente. Y se forma una imagen como ésta:

"Imagen MRI"

El médico explorando una imagen de MRI

Es muy útil para visualizar alteraciones o daños corporales, como los tumores.

La importancia de esta técnica es tal que en el año 2003  Paul Lauterbur  fue golardonado con un premio nobel por su descubrimiendo, un nobel objeto de gran disputa, ya que más científicos pretendían ser sus descubridores (Raymond Vahan Damadian).

 

Esa parejita tan rica es Irene Pipperberg y su mascota-animal experimental Alex, y la historia de su relación es fascinante.

"Irene y Alex"

Irene Pepperberg y Alex, disfrutando de su relación.

Irene, una química de profesión jamas se imagino, que iba “hablar” con papagayos, pero ahí está. Y la culpa fue de un programa de televisión, que ella vio en los lejanos 70. El programa era un documental sobre el estudio de inteligencia y lenguaje en los chimpancés y delfines.

El documental impresionó tanto a Irene, que toda su vida posterior la dedicó al estudio del razonamiento lógico y lenguaje en los animales, sobre todo de los papagayos grises, vete a saber porqué…

Pronto, uno de los pajaritos de Irene se convirtió en la súper- estrella del laboratorio. Y es que Alex, demostró tener el pensamiento abstracto, un rasgo que los humanos pensamos nos hace únicos. En pocas palabras, el pensamiento abstracto es saber dar un significado a un símbolo, como los números, los dibujos, las letras etc.

Pues, con mucho entrenamiento y un trabajo muy duro, Alex fue capaz entender el significado del símbolo de suma, resolver problemas matemáticos simples, y efectuar comandos como “poner la llave azul en el cuadrado rojo”.

Pero el logro más impresionante de Alex, era comprender que los objetos pueden ser clasificados por categorías, como el color y la forma, y que un mismo objeto puede pertenecer a varias categorías distintas. Por ejemplo un triangulo rojo, por una parte pertenece a la categoría de formas triangulo, y por otra parte es de color rojo.

Para comprenderlo mejor os cuento un experimento que se hizo con Alex. se le presentaban dos objetos, y el tenía que decir sí si eran iguales, o no, en el caso de que no lo fueran. Se le presentaron muchas parejas de objetos, y en una de ellas había objetos parecidos en muchos aspectos (color, forma), pero diferentes en un solo (el material), sorprendentemente Alex exclamo no, y lo hizo repetidas veces, con parejas similares, lo que validaba el experimento.

Irene demostró, que con un entrenamiento adecuado los pajaros muestran tener el razonamiento y la abstracción, antes vistos sólo en los experimentos con los primates. Aun más, Alex comprendía algo tan complicado, como la persistencia de los objetos, es decir, para Alex un objeto escondido seguía existiendo, lo que los niños tardan 2 años en aprender, pero Alex, lo hizo en 22 semanas de su vida pajaruna.

Alex murió con la edad de 25 años, pero otros papagayos grises siguen el experimento. ¿Quien sabe, si todos los animales tienen capacidad de comprender las nociones abstractas, y los humanos no somos tan especiales?

 

A menudo mencionamos en que “cabeza” se encuentra la sangre de alguien, cuando hablamos de su inteligencia.  ¿Será importante la sangre para nuestro cerebro? Intuitivamente entendemos que sí. ¿Qué función cumple la sangre en el cerebro? ¿Cómo llega ahí? De todas estas cuestiones nabló en su charla  El sistema microvascular del cerebro humano” del doctor en medicinas, MD (pero no médico doctor como House) Miguel Marín – Padilla.

MD es un hombre ya con cierta edad, y con mucha experiencia en histología (estudio de tejidos) y embriología (estudio de desarrollo de los embriones), que hizo descubrimientos de importancia en las décadas 60-70, unos descubrimientos que han sido posibles gracias a gran devoción por su trabajo y un uso minucioso de lupa. Y este hombre tan maduro, al mirar la sala dice “veo muchos cerebros jóvenes…” (uy que miedo de repente ja ja).

Para entender la importancia de este hombre en el estudio del cerebro basta solo comentar que los embriólogos que le precedieron no fueron capaces establecer los caminos, a través de los cuales el cerebro es irrigado por la sangre. Esto se debía a qué para estudiar el cerebro, a éste se le quitaban las meninges, justo por debajo de  las cuales se encuentran los más gruesos vasos sanguíneos, formando una placa o plexo. Los pequeños capilares que parten del plexo y atraviesan el cerebro no podían ser detectados a simple vista. El MD descubre este hecho y observa los agujeritos de los capilares a través de una lupa y observa también su relación con los vasos del plexo.
El MD comprobo, que dicho plexo, se forma a partir la semana octava del embarazo, en los embriones humanos, al mismo tiempo cuando la corteza cerebral del embrión pasa de ser una masa sin definición a una estructura formada por capas de neuronas llamadas piramidales, muy importantes en el aprendizaje, la memoria, y el sueño.
Conforme la corteza humana va tomando forma, las neuronas piramidales se alargan, y los vasos sanguíneos les siguen, penetrando cada vez más profundo dentro del cerebro.
La forma de alargarse los capilares es ir dividiéndose, siguiendo señales químicas de un capilar cercano, de modo que los dos puedan conectar, formándose una red sanguínea alrededor de las neuronas. Al avanzar el capilar en por el cerebro, va formando una invaginación en él y se rodea de una sustancia blanca, de naturaleza grasa llamada  glia,que asegura que la sangre no este en contacto directo con las neuronas, porque siendo de otro modo la química del sistema nervioso podría estar sujeta a continuas variaciones, influyendo incluso lo que comemos de una forma extrema en nuestra mente. Una de las funciones de la glía es nutrir las neuronas, por intercambio con la sangre,  y evitar paso de las sustancias indeseables desde la sangre a las neuronas.
Y es que la nutrición de las neuronas es un asunto de casi vida o muerte, porque las neuronas consumen muchísimo, un 20 % de lo que consume todo el organismo, y  si se les priva de la comidita (glucosa) se resienten, y si la privación es muy larga pueden morir. Por ello un organismo que pasa hambre usa la grasa para construir “comida” alternativa a las neuronas – los cuerpos cetónicos, llamadas así por su olor, que se nota el el aliento de las personas desnutridas. Un efecto parecido provocan las famosas dietas proteicas. Pero todo este parrafo es apunte mio no del autor de la charla.
Al final MD compara el cerebro con el músculo que al mayor entrenamiento más poderoso se vuelve y mayor es su demanda de nutrientes,y por tanto mayor es elriego sanguíneo. También le da importancia, al ejercicio continuo de nuestras facultades mentales, diciendo que si las neuronas se usan poco, los capilares adyacentes degeneran, y con ello la red capilar del cerebro en general, lo cual afecta a su vez otras neuronas. Es decir, si no ejercitamos nuestro cerebro, lo echamos a perder, y nos volvemos más “tontos”. No sé cuanta razón puede llevar MD en este asunto, pero si siendo un hombre cubeirto de canas es capaz de dar una charla científica, del modo qué la dio – fácil, divertido, y ordenado a la vez, yo creo que tendríamos que hacer le caso y hacer más ejercicio mental todos los días.

 

Los lectores que no están en continuo contacto con la genética pueden tener algunas dificultades cuando al leer artículos de biología. Y es que hay que conocer el lenguaje técnico, que la verdad cuando se conoce bien facilita enormemente la lectura, escritura y comprensión de los texto científico. Así que adelante a conocer un poco de lenguaje científico.

Primero de todo la replicación. Nuestras células continuamente replican su genoma, es decir producen una copia exacta (en realidad casi exacta) del mismo con el objeto de fabricar una célula igual. Se puede decir que un genoma dado se multiplica y se preserva a través generación en generación.

El siguiente punto es la transcripción. Se refiere al proceso por el cual un gen (una secuencia dentro del genoma con una información concreta) produce una molécula de ARN, o “mensajero”, que exporta la información codificada dentro del gen desde en núcleo al citoplasma.

Y es en este punto cuando podamos hablar de la expresión. Un gen se expresa, o habla,  a través del mensajero de ARN, el cual “se traduce” a las proteínas en el citoplasma. en realidad son las proteínas las moléculas que producen los pigmentos del pelo y la piel, las que llevan a cabo todos los procesos finos que ocurren en nuestro orgánismo, que dan fuerza a los músculos, en fin que nos hacen como somos.

En los apartado anteriores el lector es posiblemente no se dio cuenta de que ahí en realidad estaba explicando “Dogma central de la biología molecular” formulada en un principio por Crick, uno de los descubridores de la estructura de ADN. Esta dogma postula:

El ADN se transcribe a  ARN y este, a su vez, se traduce a las   proteínas, y no en otro sentido, o sea las proteínas no pueden traducirse a los genes por ejemplo. Aquí hay que decir que el vocablo dogma fue utilizad por Crick e sentido humorístico, y que han sido admitidas numerosas exepciones. Un  ejemplo de excepción es  el virus del SIDA, que codifican su información como ARN, y la pasan a ADN dentro de la célula, con el proposito de integrarse dentro del genoma de la misma.

Aquí lo podéis verlo todo  en bonito

 

 

 

 

 

 

¿Alguna vez el lector se ha preguntado cual es el origen de estas ronchas labiales que salen regularmente a algunas personas? El nombre común de la molestia es “Herpes”, y la provoca un agente infeccioso llamado herpes virus, nombre que hace alusión a su facilidad de contagio, transmisión y recurrencia.

Dentro de los herpes virus existen dos diferentes, pero igualmente “incómodas” variedades, ambas  causantes de las  infecciones sin manifestaciones clínicas que permanecen en estado de latencia dando lugar a posteriores infecciones recurrentes. El herpesvirus simple tipo HV1 provoca famosas llaguitas  en los labios l y el HV2 afecta al área genital, y es una enfermedad de transmisón sexual. Las dos variedades se caracterizan por ser susceptibles al calor, éter, alcohol, antisépticos y a las radiaciones ultravioletas, pero una vez se cogidas no existe tratamiento eficaz, ni siquiera las famosas pomaditas de los anuncios funcionan bien, ya que sólo son capaces de parar al virus en la etapa más temprana de la infección, que por desgracia es asintomática

¿Como se las arregla el pequeño cabroncete? Eso es: un pequeño pero muy listo cabroncete. Se trata de partículas de 100 nm (10⁻7 m) que encierran ADN de doble cadena. Eso es importante, al ser en ADn bicatenario, o sea como el ADN de la célula, no se percibe como extraño (hay virus de ARN y ADN de simple cadena). Además son más independientes que la mayoría de los virus porque son capaces de producir factores propios de replicación(multiplicación de ADN), mientras existen muchos virus, que deben robar a la célula practicamente todo, esto permite que la célula sigue funcionando a pleno rendimiento, y no se ve perjudiada por la presencia del virus, con lo cual seguirá devidiendose, originando muchas células infectadas.

Por otra parte los herpes virus son capaces de colonizar dos tipos de tejidos diferentes: uno es el epitelio, cuyas células se caracterizan por una rápida división, lo que al virus le viene de perlas para reproducirse, además por ahí es más fácil infectar otras personas, el otro es el tejido nervioso, que le sirven al virus de escondite de las células inmunitarias. Luego, se puede distinguir dos fases de vida del herpes:

Una de ellas es la infección activa, o sea el virus entra en contacto con la superficie de las células epiteliales, sus envueltas se fusionan con dicha superficie, y el material genético se libera dentro de la célula, empieza entonces la orgía vírica, que dura entre 2 y 12 días. Al final las células son reventadas por las múltiples partículas de la progenie viral, dejando el aspecto desagradable al lugar de la infección. Pero en algunas ocaciones, el virus prefiere no hacer nada, quizás cuando nota que el sistema inmune del huésped está bien fuerte, por la existencia de alguna otra infección. Entonces en lugar de replicarse y matar células, busca sitio donde esconderse y esperar tiempos mejores. Esto ocurre generalmente en la primera infección durante la infancia.  Estos virus viajan  desde el epitelio por las terminales nerviosas y terminan alojándose  en los ganglios (trigémino principalmente) y se mantienen en latencia, reactivándose por factore ambientales como infecciones febriles, traumatismos,
radiaciones solares o UV, modificaciones hormonales y shocks emocionales, cuando el sistema inmune está debilitado o demasiado ocupado. El HV2 suele alojarse en los ganglios sacros y lumbares.

Y como a los seres humanos nos gusta observar y conocer e investigar, y el contagio del herpes es fácil y frecuente, y provoca signos bien feos de la enfermedad, ¿que mejor que conocerlo un poco? Las extrañas recaídas en la enfermedad respectaron una mayor espectación de los científicos. De ahí las investigaciones acerca de la latencia.

Las primeras investigaciones sobre la latencia se han hecho por el año 1977  y han demostrado que el virus se mantenía en el organismo una vez pasada la enfermedad de forma latente y volvía a aparecer cuando el sistema inmune estaba debilitado. En los estudios se infectaron los animales y  humanos con el virus y se fue comprobando el paso de la enfermedad a las distintas temperaturas corporales.  Se vio  que en un organismo condicionado ante estrés, el virus es capaz de reaparecer con un rápido incremento de partículas víricas , mientras que si el organismo se encuentra en un estado respuesta inmune alta, como en este caso la respuesta febril, la cantidad disminuye gracias al sistema de alerta de las defensas del propio organismo frente a la infección. Esto  demostraba  que una mínima respuesta de defensas inhibe la replicación del virus, disminuyendo la cantidad y la capacidad de  infección. Tras doce días se le añadió medicación de inhibición del sistema inmune y la temperatura del organismo comenzó a aumentar y con ello la reaparición del virus, verificándose que los síntomas de enfermedad cesaban por la entrada del virus en latencia frente al sistema inmune, y no por la eliminación completa del virus.

De ahí, es que si no quieres que te salga, mantén bien tus defnsas, algo harto de complicado, ya que la inmunidad humana depende de muchos factores, uno muy importante es el estrés, que como sabemos empíricamente, es   difícil de evitar, sobre todo en los tiempos que corren.

 

"Xurxo"

Xurxo en NAUKAS hablando sobre la química de la mente

Año 2012, de nuevo en Amazings Bilbao, ahora NAUKAS, de nuevo lo paso muy bien,me divierto mucho,me río, y aplaudo, pero esta vez con algunas decepciones importantes, que no puedo no mencionar..

Al principio tuve que soportar algunas charlas acerca de la informática, aun que tengo que reconocer que una me gustó, la de los timos en internet, de “Tony Le Blank a Megaupload” de Juan Gomez Jurado  mostrando una vez más que fáciles somos de engañar. Una vez más se nos recordó, que la unión hace fuerza, y que las cosas más simples pueden dar resultados sorprendentes, en “La inteligencia de las hormigas”  de Alex Méndez Feliú (Txapulin). Y muchas cosas más, pero todas las estrellas de amazing, incluso la sensual Natalia (Bynzelman), quedaron eclipsadas por la historia de un protón, desde la infancia del universo hasta convertirse en parte, literalmente, de la mente humana, de  Xurxo Mariño.

Aun así, aun con estos buenos sentimientos, me quedé un poco desilusionada. Entiendo que son difíciles los tiempos que corren, pero ¿hacía falta tanta entradilla política? No creo que el lugar donde la ciencia se difunde debería convertirse en un anexo de una ideología política.

Es más hubo insultos y comparaciones mal hechas. ¿En serio os parece correcto usar la definición “desminuido psíquico”, que es una descapacidad, para ensultar la casa real? No sé porque esta combinación de palabras de repente se convirtió en un insulto. Pero ,si esto fuera poco, hubo comparaciones de los humanos con los simios, otra vez en el sentido peyorativo, como en el caso de la Duquesa de Alba. Y lo peor, se les llamo a un personaje público, Punset,  “tonto” y “gilipollas”. Por  favor, si de verdad todos somos divulgadores, seamos todos más civilizados.

Y último apunte: si tu charla no es muy divertida, hombre no pasa nada, sólo tienes que nombrar a los magufos, reirte de la homeopatía, como si esto arreglase todo… Os pido por favor defended vuestras ideas con honor. No basta con llamar tonto al contrario, se trata de ser mejor.

 

 

 

Así que vamos a hablar de como se hacen los sabrosos y tan saludables frutos como éstos:

"Fruto"

Éstos son los llamados “frutos carnosos”.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¿Pero qué es un fruto? ¿De donde vienen las manzanas y las naranjas? Pues bien, el fruto es el ovario (las flores también tienen ovarios), de la flor transformado después de haber sido fertilizado.Ovario es la parte del  la flor que contiene óvulos, que al ser fertilizados por el polen darán lugar a las semillas, mientras tanto la pared del ovario se engrosará, cambiará de color y textura, convertiendose en el fruto propiamente dicho. La transformación del ovario en el fruto no ocurre porque sí, ya que el fruto cumple una función importante que es proteger las semillas y dispersarlas. Estás funciones están finamente controladas por las hormonas vegetales, y éstas a su vez por los diferentes genes que hay en la célula de una planta.

Para estudiar como los genes controlan la transformación del ovario en el fruto, los autores del artículo “Don’t ‘leaf’ now. The making of a fruit”, que significa “Hojas nooooo. ¡¡¡Hagamos el fruto!!!, han recurrido a la famosa planta modelo  Arabidopsis thaliana. La idea fue: como la genética de A.thaliana se conoce perfectamente, podemos estudiar los procesos de formación de fruto en ello y extrapolarlo a otras plantas, igual como se hace con el ratón y humano.

Pues aquí está la plantita, no es nada vistosa:

"A.thaliana flor y ovario"

A.thaliana flor y ovario

"Arabidopsis thaliana"

Fruto de la Arabidopsis thaliana

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Después de producirse la fertilización el ovario se alarga y produce cantidad de diferentes tejidos. Del desarrollo de estos tejidos entre otras cosas va a depender la apertura del fruto y la dispersión de las semillas. El diminuto fruto consta de dos valvas que encierran el septo, o lámina con semillas. cuando las semillas estén listan, las valvas deberían abrirse para dispersarlas.

Las estructuras implicadas en la apertura del fruto son las márgenes de las valvas y una estructura llamada replum, que se encuentra justo entre las márgenes de las valvas y asimismo es la parte más externa del septo:

"Esquema del ovario"

Esquema del ovario de A.thaliana

Las células de las márgenes de las valvas producen dos proteínas con nombres extraños SHP1/2 y IND, estás dos proteínas actúan como hormonas, haciendo prliferar células lignificadas. Si estás dos hormonas no estuvieran limitadas por algún factor los margenes de las valvas lignificados se cerrarían sobre el replum, y el fruto nunca se abriría. ¿Como lo soluciona la planta? Por supuesto con otra proteína. Las células del replum producen la proteína REPLUMLESS (RPL) que limita los factores de proliferación de las células de los márgenes de las valvas (SHP1/2, IND). Si esta proteína se pierde por mutación (en un experimento científico por ejemplo), las márgenes de las valvas se expanden encerrando el replum y como el resultado el fruto no puede abrirse. Otra proteína FRUITFULL (FUL), requerida también para la elongación del fruto, actúa de un modo similar a RPL reprimiendo SHP1/2 y IND pero en las células de las valvas (no en los márgenes). Al final tenemos tres dominios del ovario:

"Dominios del ovario"

Diferentes dominios del ovario definidos por acción de distintas proteínas.

El primer dominio está formado por las células de las valvas, cuya identidad está protegida por la proteína FUL, que inhibe las proteínas SHP1/2, IND, factores de proliferación de las células de los margenes de las valvas.  Del mismo modo la proteína RPL impide  la invasión del replum por las células de las margenes de las valvas. De este modo cuando el fruto madure, tendrá tres estructuras diferentes, bien definidas, con el replum sobresaliendo de las valvas, margenes de las valvas lignificadas rodeando las valvas, y no el replum. En el caso de no existir factores de represión de SHP, IND , las células de las margenes de las valvas proliferarían sin control por todo el fruto, como un cáncer, lignificando incluso  el replum, con lo cual el fruto no se abriría. ¿Se os ocurre como se podría aprovechar tal cosa?

Una idea importante que quiere transmitir el artículo es que la manipulación genética de las plantas es una herramienta muy antigua de la agricultura y anteriormente se ha hecho por la selección pero que en actualidad se puede hacer directamente si se conocen los bien los factores genéticos implicados en el desarrollo de las plantas. Como el ejemplo se pone una planta llamada Brassica que es una pariente cercana de la arabidopsis, por tanto las dos plantas deberían tener patrones de desarrollo comunes. Brassica es un cultivo importante para la producción de algunos aceites y biodiesel pero presenta un fallo importante y es que sus frutos no se abren todos al mismo tiempo. Este hecho interviene negativamente tanto en la recogida de las semillas como en la rotación de los cultivos, por que si se quedan semillas en el campo y se planto otro cultivo éste estará contaminado por Brassica, obligando así a los agricultores no cambiar de cultivo, que resulta muy agotador para la tierra. Curiosamente la solución a esto ha sido sobreproducir la proteína full ectopicamente (o sea fuera de su dominio), aunque los autores no dicen donde, se puede sospechar que en las margenes de las valvas, que entonces no madurarían, con lo cual el fruto tampoco se abriría. Este tipo de soluciones me plantea una duda ¿Como recolectamos las semillas si el fruto no se abre?