lunes, 18 de abril de 2022

INTRODUCCIÓN A LA HISTORIA DE LA VIDA Y DE LA TIERRA. "Somos polvo de estrellas"

“Somos polvo de estrellas”  

Esta icónica frase pronunciada por Carl Sagan nos recuerda cómo el Universo y lo que lo forma está conectado entre sí. La materia que conocemos está formada por átomos de diferentes tipos de elementos y éstos tienen su origen en el mismo lugar. El hidrógeno de la molécula de agua del río del que bebemos o el átomo de carbono que forma parte de una proteína de la piel de mi brazo han podido estar en otro lugar y en otro momento del universo millones de años atrás.


Para entender mejor la historia de los componentes del Universo contaremos la historia de cómo llegó un protón a formar parte del núcleo de un átomo de hierro que ahora se encuentra en el núcleo de nuestro planeta Tierra. Es una historia larga en el tiempo pero no tan compleja como pudiera parecer.

Todo comienza 13.800 millones de años atrás. Según la teoría del Big Bang toda la materia y energía que había comenzó a expandirse en condiciones de elevadas presiones y temperaturas. Partículas elementales llamadas quarks cohabitan en este inhóspito ambiente sin poder combinarse entre sí. Solo cuando la temperatura descendió una cienmilésima de segundo después de ocurrir el Big Bang estas partículas pudieron combinarse para formar protones y neutrones. Así se formó nuestro protón protagonista, tras la unión de 3 quarks que se unieron de manera estable y no se separarán nunca más ya que no se han vuelto a repetir las condiciones de elevadas presiones y temperaturas como en el Big Bang.

Este protón recién formado no tenía personalidad ninguna, era igual al resto de protones formados y aún no tenía un hogar donde instalarse. La mayoría de estos protones vagaban solitarios en la oscuridad recibiendo golpes a diestro y siniestro. Pero nuestro protón tenía una actitud muy positiva y supo aguantar y esperar. Así vivió durante más de 380.000 años soportando elevadas temperaturas, presiones,  incertidumbre e inestabilidad. Notaba que poco a poco iba descendiendo la temperatura y algunos de sus hermanos se unían con otros compañeros que no les molestaban demasiado (neutrones) hasta que el ambiente se tornó más estable y tranquilo y pudo por fin ver la luz y observar lo que ocurría a su alrededor. Vio que otras partículas con cara de pocos amigos se mantenían muy cerca de sus hermanos y sus compañeros pero sin llegar a tocarlos y que parecían, a pesar de todo, estar en armonía. Pero la mayoría estaban como él: completamente solo y con la extraña pero estable compañía de la partícula antipática (electrón). Esta situación perduró durante millones de años. Nuestro protón, ahora formando parte del hogar llamado hidrógeno, notaba que se sentía mejor en compañía de otros como él, que sufrían la misma soledad en la inmensidad del universo.

Un buen día la monotonía de la soledad terminó y la vida se convirtió en una gran fiesta llena de luz y energía. Saboreó la diversión que suponía vivir durante millones de años interaccionando por primera vez con otros núcleos en lo que nosotros llamamos estrella. Una estrella lo suficientemente grande como para tener tiempo y espacio para formar una gran familia de 26 protones con sus respectivos electrones. Ya nunca más estuvo solo y continuó su viaje en el tiempo en compañía. Vivía plácidamente en el núcleo de una estrella mucho más grande que nuestro sol hasta que un día la estrella colapsó y explotó lanzando el átomo de hierro con nuestro protón y el resto de átomos. Este grupo de átomos se diseminó en el espacio en una gran nube de gas y polvo cósmico.

Libre otra vez, pero por relativamente poco tiempo ya que esta masa de gas y polvo  se fue organizando en función de la densidad de sus partículas de manera que unas formaron el sol y otras formaron los planetas rocosos, gaseosos, satélites, asteroides, cometas y demás astros. A nuestro protón le tocó formar parte de la Tierra y al formar parte de un átomo de hierro era más denso que otro tipo de partículas así que permaneció en el interior del núcleo donde aún permanece. Aunque intuye que algún día su situación cambiará ya que percibe un enfriamiento lento pero constante del ambiente y sabe que esto, tarde o temprano, conlleva cambios.


INTRODUCCIÓN A LA HISTORIA DE LA VIDA Y DE LA TIERRA. Método inductivo y deductivo.

                                    Reflexiones sobre investigaciones         

A lo largo de la historia las personas dedicadas a la ciencia han desarrollado diferentes maneras de explicar el mundo que les rodea. El afán en la búsqueda de la verdad sobre las cosas ha precisado de unas “pruebas” y/o una lógica para cautivar la comprensión de aquel que escucha.

Incluso desde la infancia hemos sido capaces de elaborar un razonamiento a partir de problemas que iban surgiendo con la interacción con el entorno. Un estudio publicado en la revista Science en marzo de 2018 concluye que las habilidades para elaborar deducciones lógicas aparecen desde edades tempranas incluso antes de aprender a hablar.

Así, se pueden resumir las estrategias de razonamiento de la mente humana en dos tipos: el método inductivo y el método deductivo. A grosso modo podemos resumir las diferencias en que el primero va de lo particular a lo general partiendo de observaciones empíricas y extrapolando a una teoría general que puede ser rechazada con nuevas observaciones. Es el método que sigue el método científico. En cambio el método deductivo parte de lo general a lo particular y trata de demostrar si ciertas teorías previas generales son verdaderas o falsas.

Un ejemplo de investigación basada en el método inductivo lo encontramos en esta noticia de  marzo del 2021 en la que se concluye que los neandertales pudieron haber sido capaces de oír y hablar de una manera parecida a nosotros. En el artículo se detalla cómo los investigadores llegaron a tal conclusión. Diferentes pruebas de tipo genético y anatómico apoyan la hipótesis. Durante décadas se pensó que las vías aéreas de los cráneos de neandertales se asemejaban más a las de los chimpancés y por ello no eran capaces de reproducir un lenguaje oral como el nuestro. Dos tipos de pruebas cambiaron esta creencia. La primera evidencia está relacionada con el estudio del ADN fósil que prueba que los neandertales tenían la variante humana del gen FOXP2 íntimamente relacionada con la capacidad del habla. La segunda prueba es la evidencia paleontológica. Mediante el estudio realizado sobre modelos tridimensionales del oído interno y oído medio de hasta 9 ejemplares de cráneos de neandertales se ha podido establecer esta capacidad humana del lenguaje. Este es un buen ejemplo de cómo la ciencia evoluciona cuando se sigue el método inductivo: en un primer momento la hipótesis era que los neandertales no eran capaces de comunicarse con el lenguaje pero en la actualidad, tras la aportación de nuevas pruebas empíricas, se puede concluir que no era así.



Como ejemplo de método deductivo podemos analizar el siguiente artículo relacionado con la “teoría de los seis grados de separación”. Esta teoría fue propuesta inicialmente en 1930 y defendía que las conexiones entre conocidos de la población humana necesitaba tan solo de 6 contactos para conectar el primero con el último. En 1950 se propuso establecer la teoría matemáticamente mediante fórmulas de probabilidad. En 1967 se intentó demostrar empíricamente esta teoría mediante el envío masivo de una postal a los contactos conocidos para cuantificar este grado de conectividad. Pero ha sido gracias a las redes sociales como Facebook y Twitter que esta teoría se ha podido cuantificar y demostrar así mediante el método deductivo que se acerca mucho a la teoría establecida anteriormente sin ningún dato empírico hasta ahora.

lunes, 28 de febrero de 2022

INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA. ¿Quién vigila a los murciélagos?

                                             ¿Quién vigila a los murciélagos?

La transmisión de patógenos de animales a humanos es algo que todo el mundo ha tenido muy presente durante el último par de años con la pandemia de Covid-19. Existen multitud de enfermedades que se transmiten de animales, especialmente mamíferos, a humanos. Estas zoonosis se transmiten directamente desde el animal original al humano o puede utilizar intermediarios hasta llegar a los humanos y luego transmitirse de persona a persona. 

La Organización Mundial de la Salud advierte que desde 1940 a 2004 se han descubierto 154 nuevas enfermedades provocadas por virus y que tres cuartas partes de ellas corresponden a zoonosis. En una investigación realizada por Daszak, Kevin J. Olival y otros colegas en 2017 (Nature 21 de junio) analizaron 754 especies de mamíferos y 586 especies virales y llegaron a la conclusión de que “Los murciélagos son huéspedes de una proporción bastante más alta de zoonosis en comparación con el resto de los mamíferos”.

Los murciélagos causan enfermedades en roedores, cánidos, bovinos y seres humanos. El contagio puede ser directo o vía intermediarios como las aves, cerdos o mosquitos. Entre los virus transmitidos a humanos por los murciélagos que presentan mayor impacto en humanos se encuentran  el SARS-CoV-2, el Ébolavirus, la rabia, el SARS-CoV-1 y el MERS-Cov. También lo son de los virus de Marburgo, Nipah y Hendra que han ocasionado enfermedades en humanos en África, Malasia, Bangladés y Australia y la gripe aviar causada por el virus de la Influenza A H5N1. Ninguno de ellos, salvo la rabia, causa la enfermedad a los murciélagos y se consideran el reservorio natural de estos virus desde hace mucho tiempo.

El hecho de que los murciélagos sean el reservorio natural de numerosos virus y que no les afecten fue motivo de que en 2018 se realizara un estudio para averiguar la razón. El artículo fue publicado en “Cell Host & MIcrobe” (Dampened STING-Dependent Interferon Activation in Bats). Tiene que ver con el acontecimiento evolutivo de la capacidad de volar de estos mamíferos. El vuelo requiere un gasto energético muy alto y provoca que células se rompan liberando fragmentos de ADN. El sistema inmune de los mamíferos les confiere la capacidad de reaccionar ante la presencia de fragmentos de ADN que pudieran pertenecer a virus extraños. Esto desembocaría en una respuesta inflamatoria que debilitaría a los murciélagos. Pues bien, los científicos han concluido que los murciélagos han perdido los genes que codifican para esa respuesta inmune y por ello no reaccionan ante la presencia de los virus patógenos mencionados.

Además, en la investigación realizada por Daszak, Kevin J. Olival en 2017, se concluyó que los murciélagos son portadores de enfermedades potencialmente reemergentes en humanos y por si fuera poco se identificaron 60  nuevas especies de paramixovirus genéticamente muy similares a las propias de humanos como los del sarampión, paperas y neumonías. Esto quiere decir que estas especies de virus similares a las humanas podrían ser causantes de rebrotes de antiguas enfermedades y de aparición de enfermedades potencialmente nuevas en las personas.

Así que, ¿Qué se puede hacer para evitar los nuevos contagios o rebrotes?. Los murciélagos están distribuidos casi por todo el mundo. Son animales bastante longevos y son numerosos. Los hay insectívoros, frugívoros e incluso los hay que muerden. Además las heces pueden ser vehículo de transmisión de los patógenos. Pueden volar y distribuirse por áreas muy amplias e incluso convivir con animales de granjas.

Así que parece inevitable la convivencia con este reservorio de virus potencialmente peligrosos para las personas. Las autoridades sanitarias aconsejan el lavado de manos frecuente y evitar el contacto directo con cerdos y murciélagos frugívoros en zonas endémicas. No se debe beber líquidos no pasteurizados y lavar las frutas antes de ingerirlas.

Ser conscientes del riesgo que existe y estar preparados para nuevas posibles enfermedades es parte de lo que también podemos hacer. Reconocer que convivimos en una especie de equilibrio con los virus patógenos y que cualquier alteración del medio ambiente puede ser detonante para la aparición de nuevos contagios. La deforestación, los hacinamientos en grandes ciudades, la ganadería intensiva o las llamadas macrogranjas, el cambio climático, etc pueden ser la causa de la ruptura de ese equilibrio con la naturaleza con consecuencias que ya hemos empezado a experimentar. Y mientras como solución a lo que pueda venir, la inversión en investigación para las vacunas del futuro.

Fuentes bibliográficas:

https://www.nytimes.com/es/2020/01/30/espanol/ciencia-y-tecnologia/Murcielagos-virus-coronavirus.html

https://www.agenciasinc.es/Reportajes/En-busca-de-los-origenes-del-virus-que-ha-puesto-en-jaque-a-todo-el-planeta

https://ri.uaemex.mx/handle/20.500.11799/98970



INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA. Napoleón contra un ejército de ricketssias

                             Napoleón contra un ejército de ricketssias

Durante el período comprendido entre 1799 y 1815 Napoleón encabezó las denominadas guerras napoleónicas. Durante muchas de las batallas Bonaparte supo dirigir a sus tropas y diseñar estrategias para salir victorioso de ellas. Pero su ocaso comenzó tras la campaña de invasión a Rusia en 1812. Para ello la Grande Armée de Napoleón estaba formada por 691.550 soldados, el mayor ejército jamás formado en la historia europea. Tras la toma de poder de Moscú, los rusos adoptaron la estrategia de esperar y dejar que el invierno y las duras condiciones que asolan a los soldados en las guerras consumieran las fuerzas francesas. Sobrevivieron menos de 30.000 soldados.

“ Dondequiera que haya guerras siempre habrá enfermedades infecciosas”. Dra. Carole Reeves, experta en historia de la Medicina

En 2001 se llevó a cabo una investigación en una fosa común de Vilna con unos 2000 a 3000 cadáveres de soldados franceses (Trabajo publicado en “Journal of Infectious Diseases” de enero de 2006). Se realizaron análisis genéticos a partir de la pulpa extraída de dientes y se determinó la presencia de Bartonella quintana, bacteria causante de la enfermedad llamada fiebre de las trincheras. También se identificó a Ricketssia prowazakii causante del tifus exantemático. Ambas enfermedades son transmitidas por los piojos (Pediculus humanus) y eran comunes durante las guerras debido a las malas condiciones de salubridad y al hacinamiento en las trincheras. 

Así, durante el invierno de la campaña 1812-1813 los soldados de Napoleón soportaron unas duras condiciones climáticas y hacinamiento en trincheras donde los piojos se pudieron transmitir con facilidad. Las bacterias contenidas en los piojos son eliminadas con las heces. La introducción del microorganismo patógeno al torrente sanguíneo se veía facilitado por el rascado.

Ricketssia se multiplica en las paredes de los vasos sanguíneos del cuerpo que infectan causando vasculitis y trombosis. La enfermedad se manifiesta asimismo con un cuadro gripal con fiebres muy altas y cefaleas tras 1 o 2 semanas. A los 4-7 días aparece una erupción cutánea característica.

Desarmadas ante este ejército microscópico de ricketssias las tropas de Napoleón asumieron una derrota que sería decisiva en la historia de Europa.


Fuentes:

http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/science/newsid_4541000/4541942.stm

https://es.wikipedia.org/wiki/Guerras_napole%C3%B3nicas

https://historia.nationalgeographic.com.es/a/fatidica-campana-napoleon-rusia_6461


domingo, 27 de febrero de 2022

INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA: Zoonosis: Angiostrongiliasis y Tifus de la garrapata

Zoonosis: Angiostrongiliasis y Tifus de la garrapata

La zoonosis hace referencia a aquellas enfermedades transmitidas por distintas especies de animales a la especie humana. Se conocen más de 200 tipos de zoonosis. Algunas tienen poco alcance tanto geográfica como temporalmente. Sin embargo, existen casos de zoonosis que persisten y se hace necesario incluso por parte de la Organización Mundial de la Salud declarar diversas Emergencias de Salud Pública Internacional. Las últimas emergencias globales emitidas por la OMS han sido: Influenza A (H1N1) en 2009; Poliomielitis en 2014; Zika en 2016 y Ébola en 2014 y 2016. Poliomielitis y Ébola siguen activas siendo ésta última un caso de zoonosis relacionada sobre todo con murciélagos de la fruta.

Otros casos menos conocidos de zoonosis se describen a continuación:

Angiostrongiliasis es un caso de zoonosis poco conocido relacionado con el consumo de gasterópodos terrestres siendo éstos . El  patógeno es una larva de un nematodo del género Angiostrongylus. La enfermedad causada por su ingesta puede tener dos variantes: Angiostrongiliasis abdominal y Angiostrongiliasis cerebral.



En el primer caso la enfermedad está causada por la larva de Angiostrongylus costaricensis. Se manifiesta con dolor abdominal, vómitos y alteraciones intestinales que pueden desembocar en perforación intestinal.

En segundo caso el causante es Angiostrongylus cantonensis y pueden manifestarse de 3 maneras: 

- Como meningitis eosinofila: fiebre, parestesias, cefáleas, vómitos, rigidez en la nuca, parálisis facial.

- Forma ocular: la larva se instala en la parte posterior del ojo provocando pérdida de visión, dolor ocular y desprendimiento de retina.

- Forma pulmonar: larvas se instalan en un pulmón causando neumonía grave, exudados y hemorragias.

Fiebre botonosa mediterránea, también denominada tifus de la garrapata. El agente infeccioso es una bacteria, Rickettsia conorii y transmitida por la garrapata marrón del perro. La enfermedad tiene un período de incubación de 1 a 3 semanas tras las cuáles se manifiesta con fiebres altas, dolores musculares y articulares, dolores de cabeza y fotofobia. El cuadro se puede complicar con insuficiencia renal, meningoencefalitis, y fallo multiorgánico.

Fuentes:

https://es.wikipedia.org/wiki/Angiostrongiliasis

https://es.wikipedia.org/wiki/Fiebre_botonosa_mediterr%C3%A1nea

jueves, 24 de febrero de 2022

INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA. El nombre y apellidos de los microbios.

                                             El nombre y apellidos de los microbios

        Los microorganismos fueron las primeras formas de vida de nuestro planeta. Ocupan

todos los ambientes y lugares incluyendo aquellos que para los humanos tienen condiciones

extremas en cuanto a temperatura, salinidad, pH, etc. Todos los días se descubren nuevos

microorganismos y se hace necesario realizar, no sólo una correcta clasificación sino, acuñar

un nombre que los identifique. Un ejemplo de ello lo tenemos muy cerca con el

descubrimiento hace un par de años de Nocardia gipuzcoensis

        El nombre que se asigna a la nueva especie de microbio es el nombre científico

siguiendo la nomenclatura binomial (sistema adoptado por Carl Linneo, 1707 - 1778). Consta

de 2 palabras en latin: la primera palabra corresponde al género y es compartida por otras

especies próximas. Y la segunda palabra corresponde con lo que sería el “apellido” y que

identifica a cada especie.

        Los microorganismos se pueden dividir en virus, bacterias, hongos y protozoos, aunque

es verdad que los virus no son considerados seres vivos y se clasifican separadamente.

         La clasificación de las bacterias se realiza primero atendiendo a la tinción de Gram,

siendo gram positivas si se tiñen de azul y gram positivas si se tiñen de rojo ya que poseen

paredes celulares de diferentes características. Además, atendiendo a su forma serán cocos,

bacilos, vibrios, espirilos y espiroquetas. Y por último se clasifican en aerobias o anaerobias

si necesitan oxígeno o no para vivir. Pues bien, cada vez que se cree descubrir una especie

nueva y tras realizar las pruebas pertinentes, bautizar un microorganismo no es tarea  fácil,

así que muchas veces se echa mano de, no solamente las características que las clasifican

sino, matices más concretos que faciliten su identificación. Así aparecen nombres científicos

tales como el anteriormente mencionado. Nocardia guipuzcoensis: Nocardia en honor al

médico Edmon Nocard que fue el primero en identificar una bacteria del mismo género y

guipuzcoensis en referencia a la nueva especie descubierta por médicos del País Vasco

(también existe Nocardia donostiensis!)

Otros ejemplos:

  • Haemophilus influenzae (gripe).

  • Streptococcus pneumoniae (neumonía).

  • Neisseria meningitidi (meningitis).

  • Vibrio cholerae (cólera)

  • Spirillum volutans


        Como se observa, en bacterias es frecuente hacer referencia a la forma del

microorganismo o a la enfermedad que origina.

        Los hongos se pueden bautizar también en función de cómo se clasifican o haciendo

referencia a alguna característica concreta. La levadura de la cerveza Saccharomyces

cerevisiae haría referencia al hongo unicelular fermentador de azúcares para producir

cerveza por ejemplo. Otros ejemplos los encontramos con Penicillium chrysogenum,

productor del antibiótico penicilina o Encephalitozoon cuniculi parásito intracelular causante

de una infección del sistema nerviosos central en conejos (“cuniculi”)

        Por último, los protozoos se pueden clasificar según su manera de desplazarse: ciliados

(paramecios como Paramecium aurelia), flagelados (Tripanosoma cruzi, nombre que hace

referencia a la forma del microbio un trépano o sacacorchos) y rizópodos (Ameba proteus,

aludiendo al movimiento ameboide de sus pseudópodos)

INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA. Adiós antibióticos, hola Bacteriófagos

                                        Adiós antibiótico, hola bacteriófagos  


 

 Ya en 1945 Alexander Fleming nos advirtió al recibir el Premio Nobel de Medicina por su

descubrimiento de la penicilina:

 “existe el peligro de que un hombre ignorante pueda fácilmente aplicarse una dosis insuficiente de antibiótico, y, al exponer a los microbios a una cantidad no letal del medicamento, los haga resistentes”

Tras más de 70 años de tratamientos de infecciones con antibióticos, numerosas especies de bacterias han desarrollado resistencia a la acción de los antibióticos. El uso abusivo y el hecho de que los antibióticos luchan contra microorganismos muchas veces de manera poco específica está perjudicando los tratamientos de ciertas infecciones.

La Organización Mundial de la Salud publicó en 2017 la primera lista de patógenos prioritarios resistentes a antibióticos entre los que se encuentran bacterias de los géneros: Acinetobacter, Pseudomonas y varias enterobacterias como Klebsiella, E. coli, Serratia, y Proteus. Con esta lista la OMS pretende alertar para que gobiernos, empresas y comunidad científica aúnen esfuerzos para priorizar la investigación en nuevas alternativas a los antibióticos.

Por lo tanto se buscan soluciones que sean más eficaces y minimicen las probabilidades de aparición de resistencias a los antibióticos. Existen líneas de investigación sobre los bacteriófagos o fagos que son virus que infectan a bacterias. Su principal interés radica en que son muy específicos para cada bacteria y una vez  parasitada se multiplica y provoca su destrucción liberando nuevos fagos. Además existen en gran abundancia en la naturaleza y prácticamente cada bacteria tiene asignado su bacteriófago.

Otro elemento interesante es que estos bacteriófagos serían eficaces contra aquellas bacterias resistentes a antibióticos con lo cuál se recuperará el tratamiento contra aquellas infecciones que se han convertido en complicados de tratar.

Además, para minimizar la probabilidad de que las bacterias desarrollen resistencia a los fagos se utilizaría un “cóctel” de fagos diferentes eficaces contra una determinada bacteria.

Para evitar la aparición de inmunidad humana se haría preciso un seguimiento médico minucioso ya que las dosis sucesivas en un tratamiento sería de una mayor concentración de fagos para esquivar los anticuerpos neutralizantes.

Hoy en día existen numerosos casos exitosos de tratamientos con bacteriófagos y la ciencia avanza cada vez más deprisa. La creación de una vacuna contra el SARS CoV 2 en menos de  un año es muestra de ello. Los desequilibrios provocados bien sea artificial o naturalmente entre la convivencia de la especie humana y las especies microscópicas patógenas suponen un reto para la ciencia. Pero también lo es para las instituciones de los gobiernos transmitir una educación científica a la sociedad para proporcionar a los ciudadanos la información adecuada para la toma de decisiones frente a los tratamientos del futuro.

Fuentes: