jueves, 31 de marzo de 2011

III Edición del Carnaval de Química, la recopilación.


Hoy, último día del mes de marzo, publicamos una recopilación de las entradas de la III Edición del Carnaval de Química que ha transcurrido durante el mes de marzo (un mes muy accidentado para su anfitrión, por cierto) A todos los participantes mi más sincero agredecimiento por el nivel de sus contribuciones.

Nuestros participantes han recogido en sus artículos mucha de la realidad más actual de la química, en su uso diario, y de su apasionante pasado. Vamos a verlo (el orden es aleatorio).

Nuevos materiales

Germán Fernández nos habla en El neutrino de un posible sustituto del papel normal, el denominado papel de piedra. Su principal beneficio es que no necesita agua. El que no necesite la tala de árboles no es tan beneficioso como pudiese parecer.

Manuel Sánchez en Curiosidades de la Microbiología describe una forma de obtención de butanol empleando microorganismos. Un interesante posible sustituto de la gasolina. Aunque con las tendencias actuales hacia vehículos eléctricos y los basado en hidrógeno, puede que sea más interesante como fuente de este último tras la degradación de la molécula.

Servidor de ustedes comentó el hallazgo del óxido de un gas noble, el óxido de xenón, que podría explicar la baja concentración de este gas en la atmósfera terrestre.

Educación para la ciudadanía

Patricia, nuestra Investigadora en apuros favorita, recogió el espíritu del Año Internacional de la Química en su “Química: Nuestra vida, nuestro futuro”.


Criminalística


Con nombre propio

Varios grandes químicos salieron retratados en esta edición del carnaval. Dani, nos habló de Willard Gibbs
y del tío Tungsteno, y el que esto escribe glosó la figura de Florence Seibert (y la de Esmond Long)  .

Pero sin duda la parte del león de esta III Edición se la lleva algo que nos bombardea de forma continua ultimamente...

Química alimentaria

Uno de los mayores, si no el mayor, terrores de una industria alimentaria es intoxicar a sus clientes. Torjo Sagua nos anima a consultar la enciclopedia galactica para saber cómo se puede reducir la exposición de los alimentos a un metal tan tóxico como el plomo.

Los artículos más sorprendentes suelen empezar con una pregunta en apariencia inocente: ¿Qué tienen en común la producción de leche y carne con el acné?  La respuesta la da Raven en Vacas y acné, en Micro Gaia.

Otro ejemplo de pregunta inocente con resultado espectacular: ¿Qué ocurre en un huevo desde que lo compras hasta que te lo comes? ¿Por qué si en el super están a temperatura ambiente en casa los metes en la nevera? ¿Tienes lo que hay que tener para averiguarlo? Lo explica JMMulet en La química de los huevos, en Los productos naturales ¡vaya timo!

Finalmente, josemln destripa en Scientia  las medias verdades y abusos publicitarios de uno de los suplementos de moda, el revesveratrol.

Y hasta aquí esta III Edición, que ha contado con participaciones en general muy interesantes. Si alguna participación se ha escapado y no ha sido recogida, por favor dejad un comentario.

 La IV Edición del Carnaval de Química la alojará JM Mulet en Los productos naturales, ¡vaya timo!

La I Edición del Carnaval está aquí, y la II, aquí. El Carnaval de Química es una iniciativa de @DaniEPAP

sábado, 19 de marzo de 2011

André Bloch: el asesinato como una cuestión de lógica matemática.

    - ¿Está usted seguro de que es aquí?
El taxista se volvió hacia su pasajero:
    - Tan seguro como que es de día. 57, Grand Rue, Saint-Maurice. Aquí pasó la última parte de su vida el marqués de Sade, ¿sabe? Es un sitio relativamente popular ¿Quiere que le suba?
El conductor había detenido el taxi en el arco de piedra de la puerta de entrada. El pasajero observó el edificio con aprensión. Construido en el siglo XVII, se erguía en lo alto de una pequeña colina en la que caracoleaba un estrecho sendero. Tuvo que hacer un esfuerzo para recordar qué le había traído allí: la carta que llegó a su despacho, su increíble contenido, la imposibilidad de su remitente de viajar a París y su deseo de conocer al autor de una obra como esa.
    - Adelante, suba.
Mientras el taxi escalaba la empinada cuesta el pasajero se decía que quizá el autor era uno de los trabajadores de aquella institución. La elegancia de la demostración de que la parataxia de dos círculos se mantiene invariante tras una inversión, le indicaba que estaba ante una mente bien preparada.

El taxi ya estaba ante la puerta principal. El pasajero, un hombre elegante de unos cincuenta años, pagó al taxista y entró en el edificio a través de la gran puerta cristalera. Se dirigió directamente a la señorita con cofia de la recepción.
    - Buenos días. Mi nombre es Jacques Hadamard y quisiera ver a André Bloch.
    - Buenos días. Efectivamente, aquí está su nombre – dijo, mientras consultaba una lista - ¿Es su primera visita al Manicomio de Charenton*? Veo por su cara que sí. Por favor, rellene estos formularios mientras aviso para que lleven al señor Bloch a la sala de visitas.
Hadamard, eminente matemático, profesor de la Sorbona y del Colegio de Francia, no salía de su asombro. Ese genio que le había escrito era un lunático. Aquella tarde descubriría que su corresponsal tenía toda una historia que contar, una historia de asesinatos y amor a las matemáticas.

Nacido en 1893 en Besançon, André Bloch fue uno de los tres hijos de un relojero judío alsaciano y su esposa. André y sus hermanos quedaron huérfanos siendo muy niños, siendo criados por sus tíos. André y su hermano Georges estaban en la misma clase a pesar de que Georges era más joven, y es que André no era especialmente brillante en los exámenes. Sin embargo, su profesor del colegio estaba convencido de la capacidad de André y usó sus influencias para que su alumno fuese examinado oralmente para el ingreso en la Escuela Politécnica: librado de las restricciones que le imponía una hoja de papel, André impresionó suficientemente a sus examinadores como para ser admitido en la Escuela, donde su brillante hermano ya se había matriculado por la vía ordinaria. Sin embargo, André y Georges sólo pudieron asistir durante un curso, el esfuerzo militar de la I Guerra Mundial demandaba nuevos reclutas.

Ambos hermanos resultaron heridos durante el combate pero su destino fue diferente. Mientras que Georges recibió una herida en la cabeza, a resultas de la cual perdió un ojo, André sufrió un politraumatismo al caer desde un puesto de observación de artillería; Georges fue licenciado con honor y volvió a la Escuela Politécnica, mientras que a André no se le concedió la licencia, por lo que tendría que volver al frente en cuanto se recuperase de sus heridas.

El 17 de noviembre de 1917, André se encontraba en París de permiso. Acudió a una comida a casa de sus tíos, su hogar durante muchos años, a la que también asistió Georges. Acuchilló a los tres en repetidas ocasiones hasta que los mató. Después salió a la calle corriendo y dando voces, hasta que fue detenido sin oponer resistencia. Habida cuenta de que en el incidente se veían implicados dos oficiales del ejército (ambos hermanos eran tenientes) y de que el país estaba aún en guerra, no se le dio mucha publicidad al caso. El tribunal sentenció a André a ser recluido en el Manicomio de Charenton durante el resto de su vida.

La razón, si realmente la hubo, por la que cometió los asesinatos no está del todo clara. Bloch se justificaría tiempo después ante sus médicos diciendo que estaba cumpliendo con un deber eugenésico. Tal y como él lo explicó, las leyes de la eugenesia eran indiscutibles y sus acciones eran una consecuencia necesaria dado “el historial familiar de enfermedades mentales”.

Aparte de esto y por lo demás, Bloch parecía estar perfectamente cuerdo y dedicaba su tiempo en el manicomio a trabajar en varias pruebas matemáticas. Tomó la iniciativa de escribir a varios matemáticos especializados en las distintos campos que él estudiaba, exponiéndoles sus resultados en matemática pura y aplicada. Aparte de Jacques Hadamard, Bloch mantuvo correspondencia regular con George Polya, Georges Valiron, Charles Emile Picard y Paul Montel. Aunque siempre daba la dirección postal del Manicomio de Charenton como remite, nunca revelaba su condición de interno. Tras la visita de Hadamard, se convirtió en un secreto a voces en la comunidad matemática francesa.

Siendo lo anterior llamativo, lo es aún más si tenemos en cuenta que André Bloch puede ser considerado completamente autodidacta. Todo lo que el sabía de matemáticas lo había sacado de los libros de matemáticas que le habían suministrado en Charenton y de las revistas especializadas a las que se suscribió (incluyendo el Bulletin des Sciences Mathématiques).

Junto con cuatro artículos sobre funciones holomorfas y meromorfas (que ahora son considerados fundamentales), André Bloch escribió y publicó artículos sobre teoría de funciones, teoría de números, geometría y ecuaciones algebraicas, por nombrar sólo algunas de las áreas de su interés. Continuó publicando incluso durante la ocupación nazi, pero usando un seudónimo para que su apellido judío no llamase la atención de los seguidores de la eugenesia alemanes.

Bloch se mostró siempre muy interesado por la vida académica francesa, incluyendo las elecciones a la Académie des Sciences, y muchas veces mostró su esperanza de que le permitiesen hacer una exposición en persona de algunos de sus resultados ante el Collège de France o la Universidad de Estrasburgo, con la que mantenía excelentes relaciones epistolares a través de Georges Valiron. Bloch, sin embargo, reconocía inmediatamente que “con toda probabilidad, no podrá ser posible durante un tiempo”.

Según los registros disponibles, André Bloch fue siempre un interno modelo y llevó una vida monástica con poca o ninguna interacción con el resto de internos o con la plantilla del manicomio, salvo para jugar alguna partida de ajedrez. Trabajaba en una pequeña mesa que habían instalado para él al final de un pasillo y no salía al exterior en el tiempo de recreo con el resto de internos diciendo que “las matemáticas son suficientes”.

Nunca mostró remordimientos por los asesinatos que cometió. El famoso psiquiatra Henri Baruk, en su no menos famoso libro Des hommes come nous, dedicó parte de un capítulo a hablar del “matemático de Charenton” (Baruk nunca se refiere a Bloch por su nombre) y a su “racionalidad morbosa” a la hora de describir cómo los asesinatos habían sido necesarios para eliminar esa rama de la familia que el consideraba defectuosa. Mucho más tarde Bloch llegaría a argumentar que sus acciones habían sido “una cuestión de lógica matemática. Había habido enfermedades mentales en mi familia. La destrucción de toda esa rama tenía que seguirse indefectiblemente”. Cuando su médico le contraargumentó, lo acusó de “lenguaje emocional” e insistió en que sus acciones se habían basado en su filosofía de “pragmatismo y racionalidad absoluta”.

André Bloch murió el 11 de octubre de 1948, de leucemia. Poco antes de su muerte recibió la notificación de que le había sido concedido el premio Becquerel de la Académie des Sciences. Hoy día su nombre se recuerda principalmente en el teorema de Bloch (y la constante de Bloch asociada) y el espacio de Bloch.




*Hoy día “Hôpital Esquirol”

Esta es la participación de Experientia docet en la Edición 2.2 del Carnaval de Matemáticas que organiza Gaussianos.

domingo, 13 de marzo de 2011

Los niños felices viven menos y otros hallazgos sorprendentes sobre la longevidad.





Las características de la personalidad y de las relaciones sociales en la niñez pueden predecir el riesgo de muerte en las siguientes décadas. Esta es la conclusión más sorprendente de un libro que acaba de aparecer: "The Longevity Project: Surprising Discoveries for Health and Long Life from the Landmark Eight-Decade Study" (Hudson Street Press, Marzo 2011).

Los autores, Howard Friedman y Leslie Martin, ambos de la Universidad de California en Riverside, llevan 20 años estudiando la personalidad como predictor de la longevidad y sus resultados muestran que muchos lugares comunes en los consejos que se dan para una vida larga están, simplemente, equivocados. Friedman y Martin examinaron, refinaron y completaron los datos que recogió en su momento Lewis Terman, de la Universidad de Stanford, y los investigadores que continuaron su trabajo, sobre 1500 niños intelectualmente dotados. Estos niños tenían unos 10 años cuando se estudiaron por primera vez en 1921.

El Proyecto Longevidad, como llegó a conocerse el estudio, siguió a los niños durante sus vidas, recogiendo información de lo más diversa: relaciones e historial familiar, evaluaciones de la personalidad hechas por padres y profesores, aficiones, mascotas, éxito laboral, niveles educativos, servicio militar y muchos otros detalles. 

En 1991, cuando Friedman y Martin comenzaron su investigación, estaba claro que algunas personas tenían más tendencia a enfermar, necesitaban más tiempo para recuperarse o morían antes que otras de la misma edad. Se proponían toda clase de explicaciones: ansiedad, falta de ejercicio, empleos estresantes, asunción de riesgos, falta de religión, insociabilidad, grupos sociales desintegrados, pesimismo, falta de acceso a la atención médica, etc, etc. Pero ninguna de estas variables se había estudiado a largo plazo. Es decir, nadie había seguido a un grupo de personas paso a paso a lo largo de sus vidas. Friedman y Martin se propusieron hacer esto mismo examinando los predictores de salud y longevidad de los participantes del estudio de Terman.

El proyecto ha durado veinte años y en él han participado más de 100 investigadores que han buscado certificados de defunción, evaluado entrevistas, y analizado decenas de miles de páginas de información sobre aquellos 1500 niños de Terman. Los resultados parciales de estos trabajos han aparecido a lo largo de los años en una serie de publicaciones, buena parte de las cuales pueden verse aquí.

Las conclusiones del proyecto suponen una nueva comprensión de la relación existente entre felicidad y salud. La más llamativa sin duda es la que sirve de título a esta entrada: los participantes del Proyecto Longevidad que eran los niños más alegres y con mejor sentido del humor fueron los que tuvieron vidas más cortas, en promedio, que aquellos que no eran tan alegres. Los niños más prudentes y persistentes fueron los que se mantuvieron más saludables durante sus vidas y vivieron más.

Parte de la explicación está en los comportamientos relacionados con la salud: los niños alegres, felices, que se sentían afortunados tendían a tomar más riesgos para su salud a lo largo de los años. Si bien una actitud optimista puede ser útil durante una crisis, los investigadores encontraron que como orientación general en la vida, demasiado “todo saldrá bien” o “no pasa nada” puede ser peligroso porque puede llevar al individuo a descuidar cosas que son importantes para la salud y la longevidad. Por otro lado, la prudencia y la persistencia proporcionaban muchos beneficios durante muchos años.

Dicho de otra forma, la felicidad no es causa de la buena salud, sino que la felicidad y la buena salud tienen una raíz común.

A continuación recogemos algunas conclusiones que contradicen total o parcialmente lo que habitualmente se cree/vende.

· El matrimonio (vida en pareja, en general) puede ser beneficioso para la salud de los varones pero no influye en la de las mujeres. Los varones con matrimonios estables vivían más allá de los 70 años; menos de un tercio de los divorciados varones llegó a los 70. Y los varones que no se casaron (vivieron en pareja) nunca sobrevivieron a los que se volvieron a casar y mucho más a los que se sólo se divorciaron, pero no vivían tanto como los casados estables.


· Estar divorciado es mucho menos perjudicial para las mujeres. Las que se divorciaron y no volvieron a casarse vivían prácticamente lo mismo que las casadas estables.


· “No trabajes mucho, no te estreses” no es necesariamente un buen consejo para la buena salud y la longevidad. Los sujetos de Terman que fueron los más implicados y comprometidos con sus trabajos fueron a los que le fue mejor. Los varones y mujeres que fueron productivos continuamente vivieron mucho más que sus colegas más relajados.


· Empezar la escolarización formal demasiado pronto (estar en primero de primaria antes de los 6 años) es un factor de riesgo para una mortalidad temprana. El tener suficiente tiempo de juego y ser capaz de relacionarse con sus compañeros de clase es muy importante para los niños. 


· Tener una mascota y cuidarla y jugar con ella no está asociado con una vida más larga. Las mascotas pueden contribuir a la sensación de bienestar, pero no sustituyen a los amigos.


· La gente que se siente amada y cuidada afirma tener una mayor sensación de bienestar, pero eso no ayuda a vivir más.

· El efecto más claro para la salud de las relaciones sociales viene de estar comprometido con la ayuda a otras personas y de pertenecer a asociaciones (no necesariamente formales). Los grupos en los que te integras pueden determinar el tipo de persona que llegas a ser (de hábitos saludables o no),


Nunca es tarde para elegir una forma más sana de comportamiento. El primer paso es tirar las listas y dejar de preocuparse por estar preocupado.



lunes, 7 de marzo de 2011

Químicos Modernos: una pequeña gigante, Florence Seibert (con Esmond Long)


Esmond R. Long era hijo de un profesor de química de la Universidad Northwestern, en las afueras de Chicago (Estados Unidos). Nacido en 1890, en 1911 recibía su título de Artium Baccelaurens en química por la Universidad de Chicago. Gracias a su entorno familiar, Long tenía intereses culturales muy diversos (literatura, lenguas, historia) y era un buen atleta. Lo tenía todo para triunfar en la vida, y encaminó ese triunfo preparándose para ser médico. En su segundo año en la escuela de medicina de la Universidad de Chicago, y mientras jugaba un partido de tenis, tosió sangre varias veces. Él mismo cogió muestras de sus esputos y las colocó bajo el microscopio, comprobando que estaba, de hecho, infectado por Mycobacterium tuberculosis. Hasta la aparición de la estreptomicina durante la II Guerra Mundial, la tuberculosis, una enfermedad que afecta principalmente (aunque no sólo) a los pulmones, era temida por ser capaz de matar a adultos jóvenes y, por lo demás, completamente sanos. Hoy día la bacteria sigue siendo causa de muchas muertes en todo el mundo debido, en parte, a que está generando resistencia a los antibióticos más habituales.

Long dedicó los siguientes cinco años a someterse a las distintas terapias que se aplicaban en aquella época: tratamientos de aire seco en Arizona (equivalentes a los que aparecen en “La montaña mágica” de Thomas Mann), un régimen de ejercicios especialmente diseñados, un año de reposo en cama en Seattle y una dieta alta en colesterol. Al ser estudiante de medicina, en los últimos años de sus convalecencia en Seattle y en el lago Saranac (Nueva York), se le permitió tratar a otros pacientes y hacer análisis de laboratorio e investigación. Long se obsesionó con encontrar un método para el diagnóstico temprano de la tuberculosis.

Finalmente Long consiguió que le permitiesen volver a la Universidad de Chicago y en 1918 recibía su doctorado en patología o, para ser precisos, en lo que entonces se conocía como “patología química”, para diferenciarla de aquella que se basaba en las formas de los patógenos y en los tejidos enfermos. No cejó en su empeño de ser médico y en 1926 conseguía su título, para el que había trabajado mientras daba clases de patología en la universidad. Mientras tanto se había vinculado al Instituto Sprague Memorial de Chicago, un centro dedicado a la promoción de la salud con un fuerte acento en la prevención. Allí Long realizó estudios sobre la tuberculosis con una estrella emergente, Florence Seibert.

Seibert nació en Easton (Pensilvania, EE.UU.) en 1898. A los tres años contrajo poliomielitis. Esta enfermedad la dejó parcialmente discapacitada y tuvo dificultades para andar el resto de su vida. Era muy menuda, ya adulta no llegaba al metro y medio de altura y pesaba poco más de 40 kilos. Siendo niña y, mientras los otros niños jugaban en la calle, ella aprendió a tocar el violín, una actividad que mantuvo toda su vida. Siendo adolescente se vio atraída por la ciencia y devoraba las biografías de los científicos famosos.

Tras el instituto, Seibert asistió al Goucher College en Baltimore, ciudad en la que se encontraba (y se encuentra) su verdadero objetivo, la Escuela de Medicina Johns Hopkins. Pero, tras terminar sus estudios de ciencias en Goucher en 1918, Seibert se vio necesitada de dinero para poder continuar estudiando. La casualidad quiso que obtuviese un empleo temporal en el laboratorio de química de una fábrica de papel donde uno de sus profesores era director de investigación. En aquellos tiempos era poco menos que impensable que una mujer obtuviese un empleo científico, pero la I Guerra Mundial se había llevado a tantos científicos al campo de batalla que había abierto una ventana de oportunidad para las mujeres. Y Seibert la aprovechó.

Seibert se dio cuenta de que la investigación química la atraía más que la medicina, en parte porque las obligaciones de un químico no eran tan exigentes para sus piernas como las de un médico. Su determinación la llevó a la Universidad de Yale, que le concedió un doctorado en bioquímica en 1923. A continuación Seibert realizó una estancia postdoctoral en la Universidad de Chicago. Mientras estuvo allí aprendió a conducir un coche especialmente adaptado para ella en la que los controles de acelerador, embrague y freno eran manuales, su “nuevo par de piernas”.

Seibert fue contratada por el Sprague Memorial, donde terminaría conociendo a Long. Seibert ya tenía una reputación como investigadora: en su primer año allí recibió el premio Howard Taylor Ricketts por un trabajo que había comenzado en Yale y terminado en Chicago. En aquellos días los pacientes presentaban unas fiebres cortas pero intensas tras recibir agua destilada por vía intravenosa. Seibert descubrió que, aunque la destilación del agua mataba a las bacterias y otros microbios del agua, a menudo no destruía las toxinas que las bacterias habían producido antes de ser matadas. Algunas veces algo de agua pulverizada proveniente del agua que hervía en el matraz de destilación pasaba al matraz de producto terminado llevando con ella las toxinas, contaminando el agua ya destilada. Estas toxinas eran las causantes de las fiebres. Seibert inventó una nueva trampa para el agua pulverizada que evitaba la contaminación del agua destilada.

En el instituto Seibert comenzó a trabajar con Long en los estudios sobre la tuberculosis. Cuando Long se convirtió en profesor de la Universidad de Pensilvania y director de los laboratorios del Instituto Phipps de la Tuberculosis en 1932, invitó a su colaboradora a unirse a su equipo, con lo que Seibert se convirtió en profesora asistente. El objetivo de ambos era mejorar el test existente para el diagnóstico de la tuberculosis llamado test de la tuberculina o test de Mantoux. En este test una pequeña cantidad de una sustancia llamada tuberculina, que es producida por la bacteria de la tuberculosis, se inyecta bajo la piel del paciente. La tuberculina se había descubierto en la década de 1890. Es un antígeno, es decir, una sustancia capaz de provocar una respuesta inmune en forma de anticuerpos. Si una persona ha estado expuesta a e infectada por la bacteria de la tuberculosis, aunque no muestre necesariamente los síntomas de la enfermedad, sí habrá desarrollado una respuesta inmune y formado anticuerpos de la tuberculosis. Cuando al cuerpo se le inyecta con el antígeno tuberculina, estos anticuerpos acuden rápidamente al lugar de la inyección para neutralizar la tuberculina y en unos pocos días forman un bulto rojizo y duro. Este bulto indica que esa persona ha sido infectada por la bacteria de la tuberculosis; si no se forma, entonces es que su sistema inmune no tiene anticuerpos y su cuerpo no ha sido infectado.

El test, tal y como existía a comienzos de los años 30 del siglo pasado, era muy poco fiable debido a las impurezas en la tuberculina. En Chicago Long y Seibert descubrieron que el agente activo de la tuberculina era una proteína. El objetivo de Seibert pasó a ser separar esta proteína del resto de sustancias y purificarla de esta forma. Necesitó más de una década de trabajo desarrollar el proceso de purificación. Finalmente desarrolló una técnica que usaba filtros hechos de arcilla porosa y algodón tratado con ácido nítrico. La proteína de tuberculina purificada se conoce hoy día como derivado proteico purificado (PPD, por sus siglas en inglés), y todavía se usa hoy día.

Seibert pasó la mayor parte de su vida profesional en la Universidad de Pensilvania. A pesar de sus logros científicos no tuvo ascensos, siendo profesora asociada durante 20 años antes de que la nombraran catedrática (full professor). Se convirtió en una autoridad mundial en separación de proteínas. Como en el caso de la tuberculina, algunas veces es necesario separar las proteínas unas de otras o de otras sustancias con objeto de estudiarlas individualmente. Seibert fue uno de los primeros científicos en dominar dos importantes métodos de separación, la electroforesis y la ultracentrifugación. Ya retirada investigó el papel de las bacterias en el desarrollo del cáncer.

Si bien Seibert recibió varios honores y distinciones en su vida, incluyendo la Medalla Garvan de la American Chemical Society, Long llegó a ocupar puestos muy importantes y recibió innumerables homenajes. Terminó siendo, entre otras cosas, director del Instituto Phipps, presidente de la División de Ciencias Médicas del Consejo de Investigación Nacional de los Estados Unidos, uno de los responsables de la salud de las tropas durante la II Guerra Mundial y de la población civil de las zonas en conflicto tras ella. En la última parte de su carrera dedicó su atención a la lepra, siendo editor del International Journal of Leprosy.

Seibert estuvo siempre agradecida a Long por haber reconocido sus capacidades: “La ciencia tiene muchos grandes hombres en ella. Y los grandes hombres son rápidos a la hora de dar oportunidades tanto a mujeres como a varones si ven la clase de capacidad que un problema científico necesita y la voluntad de poner la clase de trabajo que demanda”.

Esta entrada participa en la III Edición del Carnaval de Química que organiza Experientia docet.


viernes, 4 de marzo de 2011

Genética y eficiencia del conectoma cortical humano.


Lo bien que funcione nuestro cerebro, su eficiencia, depende de varios factores. Un estudio llevado a cabo por un equipo encabezado por Alex Fornito, de la Universidad de Melbourne (Australia), y cuyos resultados se publican en el Journal of Neuroscience abunda en la posibilidad de que el factor más importante es el genético, especialmente en las regiones relacionadas con la inteligencia. Con todo, la influencia del ambiente en el desarrollo de lo que denominamos inteligencia sigue siendo considerable.

El córtex humano es una compleja y tupida red de conexiones interneuronales. La construcción de esas conexiones tiene un coste energético pero, por otro lado, cuantas más conexiones existan mayor capacidad de procesamiento tendrá el cerebro. Podemos ver entonces que podría existir una presión evolutiva hacia cerebros más interconectados que se ve limitada por el coste del establecimiento de esas conexiones. El trabajo de Fornito et al. lo que hace es establecer una primera prueba de la influencia de la genética en lo eficiente que son las interconexiones de las redes cerebrales y viene a reforzar la hipótesis de la búsqueda de la eficiencia es un factor fundamental en el desarrollo del cerebro.

Pongamos el resultado en contexto. El cerebro humano necesita unos 20 años para desarrollarse completamente. Cuando se analiza el cerebro de un adulto lo que se encuentre será el resultado de, en primer lugar, las instrucciones genéticas que especifican el diseño general del cerebro, en segundo de la formación de las conexiones que adaptan el cerebro a su entorno durante el desarrollo y, finalmente, de la adaptación continua como respuesta a la experiencia. Los investigadores han establecido que la herencia genética supone un 60 %, lo que deja un amplio margen para que el ambiente y las experiencias puedan modelar el estado de un cerebro en un momento dado. Esto querría decir que si pretendemos entender la inteligencia, las enfermedades mentales o las neurológicas hemos de considerar seriamente, aunque no aisladamente, la componente genética.

Para llegar a estas conclusiones el equipo de investigadores comparó los escáneres por resonancia magnética funcional de 16 parejas de gemelos (gemelos monocigóticos) y13 parejas de mellizos (gemelos dicigóticos). Los investigadores fueron capaces de construir mapas detallados de la conectividad funcional entre 1041 regiones corticales diferentes, caracterizando la eficiencia de la red.

Tomando el cerebro en su conjunto, el 60% de las diferencias entre personas se pudo explicar por los genes. Pero no en todas las regiones cerebrales se encuentra la misma influencia. Los efectos más fuertes de la genética se encuentran en regiones del córtex prefrontal que, como es conocido, juega un papel fundamental en la planificación, el pensamiento estratégico, la toma de decisiones y la memoria.

Trabajos anteriores han demostrado que las personas con conexiones cerebrales más eficientes obtienen mejores resultados en los test de inteligencia, y que la eficiencia de las redes cerebrales es menor en personas que sufren esquizofrenia; en ambos casos en el córtex prefrontal. Teniendo en cuenta lo limitado de la muestra, y que por lo tanto el trabajo debe reproducirse idealmente con números mayores de sujetos, el lector puede aventurar sus conclusiones.

Referencia:

Fornito A, Zalesky A, Bassett DS, Meunier D, Ellison-Wright I, Yücel M, Wood SJ, Shaw K, O'Connor J, Nertney D, Mowry BJ, Pantelis C, & Bullmore ET (2011). Genetic Influences on Cost-Efficient Organization of Human Cortical Functional Networks. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience, 31 (9), 3261-3270 PMID: 21368038

jueves, 3 de marzo de 2011

El origen evolutivo de la visión: un invertebrado que ve como un vertebrado.


Según la teoría generalmente aceptada hay una clara distinción entre los vertebrados y los invertebrados. Pero parece que la realidad se resiste a las simplificaciones a las que tan aficionado es el cerebro humano. Un equipo de investigadores encabezado por Yale Passamaneck, de la Universidad de Hawai (Estados Unidos), publica en EvoDevo los resultados del estudio de un invertebrado que ve de forma más parecida a como lo hacen los vertebrados que a a la de los invertebrados. Esto implica que hay que revisar completamente la actual hipótesis sobre la evolución de la visión.

Aunque los ojos de los animales varíen en apariencia las células fotorreceptoras que están en ellos y que son las que en definitiva son las sensibles a la luz son de sólo dos tipos: ciliadas y rabdoméricas. Los vertebrados vemos la luz con las del tipo ciliado (que parecen pelos doblados) mientras que los invertebrados emplean fotorreceptores rabdoméricos (que parecen cerdas, pelos rectos).

En 2004 se lanzó la hipótesis de que un ancestro tanto de los invertebrados como de los vertebrados percibía la luz con receptores rabdoméricos pero que también tenía receptores ciliados secundarios en el cerebro, donde se han encontrado en gusanos marinos y abejas, que podrían haber sido sensibles a patrones como el ciclo lunar. Conforme los vertebrados evolucionaban los receptores ciliados habrían teóricamente migrado hacia la superficie corporal y convertido en el fotorreceptor primario.

Pero los nuevos resultados no encajan con esta hipótesis ya que se han descubierto fotorreceptores ciliados en las larvas de un invertebrado marino, Terebratalia transversa, un braquiópodo, unos animales con concha que pueblan la Tierra desde hace 540 millones de años. Los investigadores identificaron la expresión de un gen característico de los receptores ciliados, el de la opsina ciliar, en las células del “ojo” (realmente es un punto sensible a la luz) de las larvas de T. transversa. Démonos cuenta que estamos ante una identificación molecular, no histológica.

Lo que antes parecía que estaba claro ya no lo está: no podemos estar seguros de qué fotorreceptor fue primero, y cual evolucionó después, suponiendo, obviamente, que existiese una prelación; porque otra posibilidad es que un ancestro usase ambos receptores y que, tras milenios de evolución, uno u otro perdiese su función visual.

Adicionalmente los investigadores encontraron que los embriones de T. transversa, que tienen el tamaño de un grano de arena y que carecen de cabeza, nervios u “ojos”, también expresaban el gen de la opsina ciliar. Esto indicaría que esta molécula tendría una función incluso antes del desarrollo de ojos verdaderos con fotorreceptores conectados al cerebro. La opsina se encontró en la mitad de las células de los embriones y es la primera vez que se encuentra una opsina en una célula que no sea una neurona.

Si bien la función de la opsina ciliar en esta etapa de la vida no es conocida aún, los investigadores sí pudieron constatar que los embriones son atraídos por la luz, lo que apunta a la posibilidad de que la presencia de la molécula proporcione una sensibilidad rudimentaria a la luz. Estos embriones podrían representar un momento en la evolución anterior a la aparición de los ojos verdaderos, cuando las proteínas visuales eran las encargadas de la sensibilidad a la luz en cada célula. Si esto fuese así, estos braquiópodos podrían atesorar la clave de cómo apareció la visión.

Referencia:

Passamaneck, Y., Furchheim, N., Hejnol, A., Martindale, M., & Luter, C. (2011). Ciliary photoreceptors in the cerebral eyes of a protostome larva EvoDevo, 2 (1) DOI: 10.1186/2041-9139-2-6

miércoles, 2 de marzo de 2011

No es tan noble el xenón como lo pintan o por qué hay tan poco xenón en la atmósfera.



Se sabe desde hace décadas que la abundancia en la Tierra del xenón es menor de lo que debería ser según las proporciones observadas del resto de gases nobles. Las abundancias de estos gases se usan por los geoquímicos para evaluar y datar los principales procesos terrestres, incluyendo la formación de la atmósfera. Para poder hacerlo parten de una hipótesis básica: que los gases nobles son inertes en toda circunstancia. Un trabajo realizado por Gary Schrobilgen y David Brock, de la Universidad McMaster (Canadá), cuyos resultados se publican en el Journal of the American Chemical Society explica la baja abundancia del xenón y pone en evidencia que el xenón no es tan noble como se suponía.

Los primeros indicios de la anomalía aparecieron en los años 70 del siglo pasado, cuando se comprobó que el xenón es unas 20 veces menos abundante en la atmósfera que los otros gases nobles. Y eso a pesar de que el estudio de los meteoritos sugiere que su abundancia en el Sistema Solar debería ser aproximadamente la misma. Aparecieron varias hipótesis: que el xenón se había escapado al espacio, o había quedado atrapado en las capas polares o en las rocas sedimentarias. Pero los cálculos indicaban que estos procesos sólo podían justificar, en el mejor de los casos, una quinta parte del gas que faltaba.

En el 2005, sin embargo, se descubrió que a altas presiones y temperaturas el xenón parece que es capaz de desplazar al silicio en el cuarzo (dióxido de silicio cristalino). Los investigadores proponían que al cambiar sitios con el silicio el xenón se uniría a dos oxígenos a ambos lados. Si esto fuese así podría justificar la pérdida de xenón en un pasado distante, quizás durante una época de continuos bombardeos con meteoritos ricos en cuarzo. El problema era que se suponía que el xenón no reacciona con el oxígeno.

Schrobilgen y Brock han venido a reforzar esta hipótesis al demostrar que el xenón puede unirse al oxígeno. Añadieron cristales de tetrafluoruro de xenón (XeF4) a agua en el punto de congelación en presencia de ácido sulfúrico para producir un sólido amarillo-naranja por hidrólisis. Un análisis espectroscópico demuestra que este sólido es óxido de xenón (XeO2). Además, la espectroscopia Raman confirma que la estructura local (debemos tener en cuenta que esto es una red extensa) corresponde a un Xe(IV) unido a cuatro átomos de oxígeno (en la imagen) con una geometría cuadrada y plana. Finalmente los espectros vibracionales del XeO2 casan con la idea del cuarzo dopado con Xe.



Referencia:

Brock, D., & Schrobilgen, G. (2011). Synthesis of the Missing Oxide of Xenon, XeO2, and Its Implications for Earth’s Missing Xenon Journal of the American Chemical Society DOI: 10.1021/ja110618g

martes, 1 de marzo de 2011

III Edición del Carnaval de Química



Tenemos el enorme placer de acoger este mes la III Edición del Carnaval de Química. Y para celebrarlo convertimos Experientia docet en la web del Carnaval durante marzo.

La líneas generales de funcionamiento son las mismas que ya estableciera Dani para la I Edición y que consolidó Cendrero en la II Edición. Las particularidades de esta III Edición son las siguientes:

  1. La publicación de entradas para la participación en la III Edición comienza el 1 de marzo y concluye el 27 del mismo mes. La recopilación comentada de entradas se publicará el 31 de marzo.

  2. La temática es libre, si bien se sugiere el tema “La química de todos los días”.

  3. Si se quiere participar y no se tiene un blog se pueden enviar textos e imágenes a cesar_tome (arroba) yahoo (punto) es y aparecerán publicados en Experientia docet (si quieres participar y nunca has publicado contarás con mi ayuda).

  4. Las entradas participantes habrán de ser comunicadas expresamente: por correo a cesar_tome (arroba) yahoo (punto) o como comentario en esta entrada.


    Mantente al día de las novedades en twitter: @CarnavalQuimica