LOS NUEVOS EXPLORADORES DE LA GENÓMICA

La literatura existe porque la realidad no basta, decía Fernando Pessoa. Y el cine explora esa delgada línea que separa la realidad de la ficción. Woody Allen dirigió a Mia Farrow en "La Rosa Púrpura del Cairo", una hermosa película en la que la protagonista, Cecilia, se enamora del explorador Tom Baxter para escapar de la mediocridad en la que se había convertido su vida. Y también un terreno de ficción parece ser el que pisan los nuevos exploradores del siglo XXI: aquellos que estudian la estructura y funciones del material genético de los seres vivos, sobretodo en aquellos campos con implicaciones sociosanitarias como el envejecimiento, la producción agrícola, la biodiversidad etc...

La diversidad genética humana se investiga mediante los llamados polimorfismos de un solo nucleótido (SNP), de los que se piensa existen unos diez millones de ellos -asociados a características y enfermedades humanas- y que han sido estudiados en el proyecto HapMap. A este tipo de estudios se los conoce con el nombre de Estudios de Asociación Genómica (GWA, genome wide association) pues realizan una búsqueda exploratoria general en todo el genoma para identificar variantes alélicas asociadas a determinados fenotipos como puede ser la obesidad u otros procesos. Los nuevos exploradores del siglo buscan "marcadores de riesgo" que identifiquen nuevas regiones genómicas en individuos afectados de alguna enfermedad o comportamiento que son comparados con individuos sanos (controles). Pero las debilidades de estos estudios son: la posibilidad de sesgos (que pueden afectar a la validez) y que, a menudo, identifican riesgos indviduales muy pequeños de padecer una enfermedad o son de escasa relevancia clínica - pues la mayor parte de trastornos genéticos son poligénicos e indican únicamente una susceptibilidad.

No obstante la medicina de hoy vive la época en la que la genética molecular nos conduce a una medicina personalizada sobre diagnóstico, pronóstico y sobre respuesta a fármacos. Algunos estudios GWA ahondan en el conocimiento de las vias moleculares de las enfermedades inflamatorias intestinales, o bien sobre el gen FTO (fat mass and obesity associated gen), del que se han descubierto 15 variantes, aunque únicamente dos variantes estaban presentes en todas las 644 familias obesas investigadas; Otras investigaciones estudian, por ejemplo, la asociación entre el gen HLADR4 y la diabetes tipo I. Estos estudios comenzaron en 2005 en Reino Unido en grupos de investigación que originaron el "Trust Case-Control Consortium" (TCCC).

Arcadi Navarro volvió a Burgos auspiciado por la Cátedra Tomás Pascual Sanz el pasado 12 de abril y nos habló de mamíferos altruistas como los murciélagos y otros como el de este perro mastín de Lesmes Lozano que ilustra el post (Quintanilla del Agua). Pero nos habló de los chimpancés como "maximizadores racionales económicos" frente a los humanos (desmitificando aquel "Homo Economicus" del que nos hablaba J.S. Mill), quienes parecen disfrutar de un mayor rango o repertorio entre el egoismo y el altruismo que sus parientes evolutivos, destacando el papel del intercambio económico en la evolución humana. Estos aspectos se estudian mediante la Genoeconomía o estudio de la interacción entre la genética individual y las características sociales como la percepción de justicia, el pensamiento estratégico, el comportamiento social etc... Se investiga con la misma metodología casos-control con técnicas de juegos buscando asociaciones entre determinados comportamientos y la presencia de genes "proponedores" y de genes "aceptadores" en las personas investigadas. Con todas las cautelas, nos vino a decir que parece que el hombre no es egoista, que es mas generoso (proponedor) que la mujer, y aún más si negocia con una mujer, pero es mas exigente en cuanto a aceptador (la mujer parece mas conformista). También comentó que parece que el hombre padece una percepción errónea del riesgo en cuanto a que concibe mal riesgos improbables o muy próximos a la certeza, ya que esas eventualidades no eran comunes en el pasado.

EL PODER DE LO PEQUEÑO: FUKUSHIMA

No sé si será por mi Mitsubitshi, por los sexadores, o por aquello de su laboriosidad, pero tengo aprecio a los japoneses. Y me solidarizo con ellos en éstos momentos en los que las contingencias de la naturaleza -a la que algunos, ¡encima! quieren salvar- les ha ocasionado una tragedia con miles de víctimas. Pero ni un terremoto de magitud 9, ni un tsunami, parece que puedan doblegar aquel espiritu nipón. Por contra, a quien el accidente de la central de Fukushima sí parece haberle llevado a la apocalipsis de la irracionalidad es al comisario europeo de la energía, quien mas que un gestor de riesgos parece un tertuliano de la prensa del corazón.
Y ocurre que para algunos, como nuevos luditas, la ciencia es inmoral y les parece indecente, inhumana y fuente de toda codicia. Si hace un año banalizaban la gripe A asegurando que la OMS se había vendido al "lobby" farmacéutico hoy, cuando la OMS dice que hasta el momento no ha habido emisiones significativas -en Tokio se informa de lecturas de 1 microSv/hora, tasa que, de mantenerse, arrojaría cifras próximas a las permitidas en nuestro pais-, estos mismos luditas anticipan el apocalipsis y culpan al lobby nuclear.

Porque la industria nuclear nació militar - a pesar de los usos médicos, arqueológicos y energéticos- el valor negativo de la energía nuclear está instalado en la sociedad y es una idea fuerza emotiva de la izquierda sociológica.
Pero la ciencia es neutra ideologicamente y el conocimiento sobre la energía atómica, la industria nuclear, la medicina nuclear... no puede ser culpable de nada, pues nada hay que haya contribuido mas al bienestar de la humanidad que la ciencia. Ya decía Calderón que "quien da luz a las gentes es quien da a las gentes ciencia".
Y me refiero a ese debate sobre la seguridad de las nucleares que los políticos, con su mentalidad cortoplacista, usurpan a una sociedad que tiene que ser reponsable en sus decisiones pues es consciente de que no existe el riesgo cero. Si esperábamos que la globalización alejara el discurso nuclear de la confrontación política, nada mas lejos de la realidad: este accidente de Fukushima ha reavivado un debate nada sereno sobre la energía nuclear entre ecologistas vitalistas - aquellos que comparten el sufrimiento con Gaia olvidando que Gaia tiembla y quien sufre son los humanos- y aquellos que están prestos a enviar a Garoña al Narayama -por vieja.

Entonces...¿De qué servirá esta entrada?
Pues no servirá para convencer, pero sí para mejorar la percepción pública de la energía nuclear, acercarla al riesgo real, y formar una actitud crítica ante la crisis energética inevitable, ya que toda actividad humana conlleva un nivel de riesgo que debe justificarse si se acepta.

¿De dónde proviene la energía nuclear?
Como cuando una familia se separa, se rompe, o como cuando la tierra tiembla, se libera una energía incontenible. Pues de la misma forma algunos núcleos de átomos son inestables y se van desintegrando emitiendo energía: radiaciones ionizantes y partículas. Uno de esos elementos es el Uranio 235, nucleo inestable y fisionable.

¿Cómo medimos el riesgo en un accidente nuclear?
En el S.I. la dosis absorbida por un tejido irradiado se mide en Gray (Gy)- El daño o efecto biológico producido por un Gray de radiación gamma en un tejido se mide en Sievert (Sv). Un Sievert equivale a 1 Julio (0,24 calorias) por Kg = 100 rems. Es decir, 1 miliSievert (mSv) equivale a 0,1 rem.En España se permiten hasta 5 mSv/año, y 10 veces mas en trabajadores expuestos.

¿Cuáles son los efectos biológicos de las radiaciones?
Que de dos tipos: estocásticos o probabilísticos, como el riesgo de cáncer de tiroides por inhalación de Iodo131, o bien determinísticos, con relación dosis efecto, distintos según la exposición. Una dosis de 3-6 Sv produce eritema en la piel; 10 Sv produce hipotiroidismo y neumopatía, y una exposición a una dosis de 20-30 Sv ocasiona la muerte en 4 días. Por analogía con el consumo de tabaco, la inhalación del humo del cigarrillo es un riesgo estocástico, frente a la quemadura del cigarrillo que será un suceso determinístico.

El accidente mas severo de la industria nuclear ha sido el de Chernobil en 1986, con mas de 5 millones de afectados. El cancer de tiroides en jóvenes, las cataratas y, sobretodo, los trastornos de salud mental de la población desplazada fueron las enfermedades mas graves. Como estas centrales no son comparables es de esperar que, en esta ocasión, el impacto sea mucho menor.

¿De qué depende el riesgo de una central nuclear?
Pues de la probabilidad de que ocurra un accidente -en este caso hablamos de un seismo de magnitud 9 y de un tsunami-, y de los daños potenciales -que en estos accidentes son muy altos por los productos radioactivos-.
Si como parece las centrales niponas estaban diseñadas para terremotos de magnitud 8 en la escala de Ritcher, Fukushima ha soportado un terremoto de magnitud 10 veces mayor.

ARTE CON-CIENCIA

El pasado jueves 24 de febrero acudí a la Sala de Exposiciones del Teatro Principal. Se inauguraba una exposición fotográfica organizada por la Universidad de Burgos en homenaje del recientemente desaparecido Dr. Juan Bartolomé (Juan Angel Bartolomé Martín, Vilviestre del Pinar-Burgos-, 1936 - Madrid, 2010). El título: "Una mirada humanitaria".

Porque si algo es universal es ese mirar a la cooperación internacional y a la acción humanitaria a la que el Dr. Bartolomé se ha dedicado toda su vida en cuerpo y alma. Poseedor de la medalla de oro de la Cruz Roja, Juan trabajó en el Instituto Social de la Marina, fue profesor de la Escuela Nacional de Medicina del Trabajo y Jefe del Servicio de Emergencias de la Agencia Española de Cooperación Internacional para el Desarrollo (AECID).

En la inauguración se destacó su sentido de la responsabilidad y la necesidad que sentía de pagar una deuda: agradecer todo lo que la sociedad había hecho por su formación y educación. Quienes le han conocido mejor que yo dicen que ha saldado de forma sobresaliente esta deuda sintiendo amor y compasión por los seres vivos. Y el mejor testimonio de ello, a modo de confesión, es esta exposición en la que el propio Dr. Bartolomé nos muestra como fue retratando el sufrimiento humano allá por donde las contingencias de los desastres -los naturales y los ocasionados por los propios humanos- le llevaron.

La última vez que le ví fue el pasado verano en Vilviestre, en el funeral de su madre. Emocionado por aquella circunstancia vital tan íntima, mostraba ese mismo semblante de generosidad, inteligencia y humildad que los mas allegados siempre han destacado entre sus virtudes.

Se me ocurre que el mejor y mas humilde homenaje que puedo hacer al Dr. Bartolomé es ilustrar este "post" con otra fotografía -su gran pasión-. Eso sí, con la foto mas famosa del mundo: "Migrante Mother", de Dorothea Lange. Yo tuve la ocasión de verla expuesta en la Galería "Spectrum" de Zaragoza en 1980. Dorothea Lange, californiana, víctima de la poliomielitis, tomó esta foto en 1936. Ese mismo año nacía Juan, y como si ya lo supiera, nacería también en él esa pasión por el reportaje fotográfico social. La fotografía se ha convertido en un icono del sufrimiento humano, de aquellos años de la Gran Depresión Americana llamados "The bitter years" (los años amargos) cuya huella literaria es la obra de John Steinbeck "Las uvas de la Ira" -crónica de un viaje en furgoneta de una de aquellas familias que buscaba jornales y una vida mejor.

¿Que quién es la mujer de la fotografía?

"The women was Florence Thompson. She was 32 years old, with seven children... Later we have known that she was a patient whit cancer and died. Like Juan..."

Sí, como Juan, que además del inglés, dominó como nadie ese lenguaje universal de la solidaridad.

EL MOL, MEDIDA DE CANTIDAD. SEPARAR EL GRANO DE LA PAJA

Aún hoy en día la fanega y el celemín son usados en Quintanilla del Agua como medidas de superficie y de cantidad. Otras medidas, quizás, ya han sido olvidadas, como la arroba -no el signo informático anglosajón que significa "at", sino la antigua unidad de masa del sistema castellano-. Trataré de separar, hasta donde mi ciencia alcanza, el grano de la paja e ilustrar el asunto -he pensado en la beldadora que muestra la foto.

En aras de garantizar la uniformidad y permanencia de las unidades de medida se creó un Sistema Internacional de Medidas (SI). Por este motivo el Sistema Métrico Decimal apareció con la Revolución Francesa y se adoptó en 1795. Las siete unidades básicas de este sistema son: el metro (diezminollésima de la cuarta parte...), el Kilogramo, el segundo, el amperio, el grado Kelvin, la candela y el mol.

Nótese que la cantidad de cualquier sustancia, sean átomos, moléculas, iones..., se mide en moles. Una unidad de masa atómica es la suma de protones mas neutrones que componen el núcleo de esa sustancia. Y como es dificil medir la masa de un átomo en gramos, es por lo que se ha usado, como patrón de referencia, el mol de Hidrógeno que es el elemento químico mas ligero (su masa atómica es 1 gr/mol). Es decir, prácticamente es la masa de un protón (el hidrógeno tiene un protón y un neutrón en su nucleo). De esta forma, un mol de hidrógeno (1 gr/mol de hidrógeno) contiene (6,022) x (10 elevado a 23) átomos de hidrógeno. Este número es el llamado NUMERO DE AVOGADRO.

Entonces... ¿Qué es un MOL?
Un MOL de cualquier sustancia será la cantidad de materia o sustancia que hay en el número de Avogadro de átomos que componen esa sustancia.

Veamos un ejemplo para la práctica. Para conocer los niveles de determinadas sustancias en sangre (bilirrubina, dopamina, glucosa, plomo...) las cantidades especificadas se expresan generalmente en unidades usuales en Estados Unidos (unidades US); así, la plumbemia (plomo en sangre) se mide en microgramos por decilitro. Se aceptan niveles de plumbemia normales en adultos hasta 25 microgramos por decilitro. Pero esta no es una medida del Sistema Internacional para determinar la cantidad del elemento. Por este motivo la determinación en el laboratorio se hace considerando una cifra de normalidad de hasta 1207 nanomoles/Litro.

¿Cómo seremos capaces de pasar, entonces, de moles a gramos, o mejor, de 1207 nanomoles/Litro a 25 microgramos/decilitro?

Deberíamos proceder como sigue:
1207nmol/L / (10 elevado a 9) = (1,207) x (10 a la -7) mol/L. x 207 gr/mol (peso atómico del plomo) = (2,5) x (10 a la -5) gr/L, que x (10 a la 6) = 250 microgramos/Litro = 25 microgramos/decilitro.
También debe notarse que 1 parte por millón de plomo (ppm) será 1 microgramo de Pb por gr de disolvente.

¿Y cuantos gr hay en 5 moles de H2O?

La masa molecular de 1 mol de agua es: (H2)= 1,01 x 2= 2,02 gr + (O)= 16 x 1= 16 gr;
2,02 + 16 = 18,02 gr/mol; 18,02 x 5 moles= 90,1 gr hay en 5 moles de agua.

Actualmente solo se habla de masas molares, pero como había elementos que reaccionaban según su valencia también se han usado y se usan pesos equivalentes. En este caso hay que decir de qué reacción se trata: en reacciones acido base, un mol de ácido es el número de protones H(+)que actúan; y en un mol de base será el número de OH(-). En reacciones redox, un mol es el número de electrones que se ganan o se pierden.
De esta forma, molaridad se refiere a moles de soluto/litro de disolvente y normalidad a equivalentes de sustancia/litro de disolvente.
Un mol de ácido sulfúrico (H2SO4)= 2 eq-gr(equivalentes/gramo)de ácido sulfúrico, porque actúa como 2(H+). Así, una molaridad 0,05 de ácido sulfúrico 0,05(M)equivaldrá a una concentración normal de 0,1(N).

SOFA EN LA U.C.I. DEL HOSPITAL YÁGÜE DE BURGOS

No, no hablamos del sofá que nos pintan en el hogar del irreverente y sarcástico Homer Sipmson. Ni, por supuesto, de aquella moral del personaje televisivo que nos insta a " si algo te resulta difícil, no vale la pena que lo hagas". Hablamos, eso sí, de un lugar no tan desenfadado pero sí tan admirable por su humanidad y amor a la vida: la UCI del Hospital Yágüe de Burgos. Y doy fe de ello pues he tenido a mi madre ingresada en dichos aposentos durante un angustioso mes, sufriendo como hijo y luchando como médico contra la incertidumbre del "Síndrome del Distress Respiratorio Agudo" (SDRA).

Durante este tiempo también he aprendido física y fisiología PO2 /FiO2, PEEP ...y sobretodo química, la de disfrutar de la capacidad y el compromiso del personal -lo mejor de nuestro sistema-, no solamente de los médicos, sino de enfermeras y auxiliares pues , como en la literatura o en el ejército, aquí todos los cargos son importantes. Y allí han estado todos, José Antonio Fernández Ratero a la cabeza, José Luis Fernández, Fernando Callejo, Ramón Giral, Chus López, Marta Arroyo,Eugenia Perea, Esther, Ana... cultivando lo problemático y lo difícil -que diría Ortega-; en defintiva, haciendo ciencia y medicina basada en la evidencia.

Y todos ellos bregan diariamente con la incertidumbre del pronóstico, es decir, predecir muerte, secuelas, complicaciones... que depende de la enfermedad que traten -de su historia natural- y de su curso clínico. Nos dió tiempo a hablar de la edad, que al igual que en los marcadores de riesgo, es un marcador pronóstico, no modificable, y que afecta al curso clínico (en general, no favorablemente, aunque en el caso del distress no parece que tengamos evidencia sobre el asunto).

Determinar los factores pronósticos no es tarea fácil; se puede hacer por la experiencia personal, pero aquí cabe el riesgo de falta de precisión, ya que puede fallar por la escasa casuística (y el azar puede jugarnos una mala pasada), o por sesgos de selección de pacientes o de información.También se puede determinar los factores pronósticos revisando críticamente la literatura, con herramientas como el metaanálisis -que mejora la precisión de las estimaciones-, o bien ahondando en el conocimiento del curso clínico de las enfermedades mediante los diferentes diseños de los estudios de investigación sobre supervivencia, tasa de complicaciones etc... Y así pueden conocerse, por ejemplo, los malos factores pronósticos como: días de estancia, relación PO2/FiO2, días de hipoxemia, etc...

En ese largo mes del frío, mientras mi madre seguía con el pecho congelado, también tuvimos tiempo de tratar del sistema SOFA (Sequential Organ Failure Assesment), una variable sintética que se obtiene en función de otras variables intermedias para predecir la mortalidad en las Unidades de Cuidados Intensivos (UCI). Se trata de asignar diariamente de 1 a 4 puntos según el estado funcional de los sistemas respiratorio, circulatorio, renal, hematológico,hepático y nervioso. Algunos estudios han utilizado un modelo de Regresión Logística para obtener un modelo probabilístico. Así, obtener 3 o más puntos establece una mortalidad del 9%. Si fallan 4 o más órganos, predice una mortalidad del 82%. Un total de 15 o más puntos, predice una mortalidad del 90%. Es un sistema similar al APGAR, que cuantifica la vitalidad del recién nacido dando un puntaje global. Estas variables sintéticas deben ser fiables (reliability), es decir, que sean reproducibles y no influenciables por los instrumentos de medida o por los propios intensivistas, y válidas (que abarquen todos los conceptos que se quieran medir, y que tengan capacidad predictiva). Un reciente estudio de Minne et al. refiere que la combinación de medidas de gravedad tradicionales (como el APACHE II)al ingreso en UCI junto con medidas secuenciales de SOFA mejoran la capacidad predictiva de ambos sitemas.

Con estos métodos la medicina debe desconfiar ya de la suerte y de la fatalidad.

ORANGUTANES. ¿A UN PASO?

El pasado 2 de febrero de 2011 acudí al Museo de la Evolución Humana de Burgos (MEH) a una conferencia del Catedrático de Genética de la Universidad Pompeu Fabra D. Arcadi Navarro. El título "Orangutanes y Humanos ¿Solo a un paso?". El profesor ha coordinado un trabajo, formando parte de un consorcio internacional, que ha secuenciado el genoma de una orangután hembra (Susie, en la foto). Pongo pygmaeus, ORANG-UTAN, el hombre de los bosques, natural de Asia, es un ancestro común del ser humano -junto con chimpancés y gorilas- de hace unos 12 millones de años.

El trabajo, que ha sido portada de Nature el pasado 27 de enero, revela que, en lo que podemos comparar los genomas, nos separan unas diferencias del 3%, unos 90Mb de polimorfismos de un solo nucleótido (SNP).

Se sabe que los orangutanes tienen genes estables relacionados con los lípidos, que no padecen Alzheimer etc... y, aunque es mucho lo que no sabemos, estos descubrimientos de biología molecular nos permitirán escudriñar en esa pregunta recurrente sobre ¿Por qué somos como somos?

Disertó sobre el ADN -molécula que controla la química de la vida-, sobre un genoma compuesto por unos 30.000 genes, con 3 mil millones de letras en 23 pares de cromosomas. De los 30.000 genes, solamente el 1,5% codifican proteinas.

Si nos comparamos dos seres humanos nos diferenciaremos en el 0,1%, es decir, en el 1 por mil de nuestros genes. Si tenemos 3 mil millones de letras (3Gb), dos humanos nos diferenciaremos en 3 millones de letras (3Mb) que explicarían por qué unos son celíacos, otros intolerantes a la lactosa, otros obesos, otros trasnochas, otros tras una infección por virus herpes pueden padecer un Linfoma etc...

Por cuantificar las diferencias -entendidas éstas en lo que podemos compararnos- nos diferenciamos de los orangutanes en 90 millones de letras, y de otro humano en 3 millones de letras.

EL PUENTE DEL CONOCIMIENTO

¿Quieres aprender cómo funciona el conocimiento sobre el mundo?
La respuesta a esta pretenciosa pregunta es: ¡atraviesa el puente del conocimiento!

No solo el hombre, los animales también aprenden; incluso hay animales sociales; pero lo característico del hombre es la cultura -un camino hacia el conocimiento mediante el cerebro y el lenguaje, la principal herramienta del pensamiento y socialización.

Así que el deseo de inteligibilidad mueve al hombre, tanto al científico como al artista. ¡Veamos los principales tipos de razonamiento!

Existen dos tipos de razonamiento; uno sigue el camino de la INDUCCIÓN, de lo particular de los objetos a lo general de la teoría o ideas. Es el camino ascendente del arco del conocimiento que nos dice David Oldroyd, como el que está tras el puente que estás viendo, el de la recogida de observaciones, de las diferencias, del análisis; un camino de hormigas recolectoras que salen de la caverna para observar el mundo de los objetos. Pero, ¡ojo!, no es un camino seguro para inferir la verdad de las teorías -recordemos la historia de aquel "pavo inductivista" de Hume, que tras observar durante meses que todos los días lo echaban de comer a las 9 de la mañana infirió la teoría de que "todas las mañanas comía". Esto fue así hasta el 24 de diciembre, mañana en la que ignoraba el ayuno preceptivo del "inductivista pavo" antes del sacrificio.

Un artista, como mi hermano Félix, cultiva un saber mas indisciplinado y realiza un camino inverso - parte de una idea y construye un pueblo o una bella figura, una obra de arte. Además, la tendencia hoy en el arte es que también el artista puede experimentar, interaccionar, como Félix en su territorio ARTlanza, un auténtico "LAB" de la cultura donde también cabe la ciencia.
Pero decíamos que el otro camino es el de la DEDUCCIÓN, el descendente, el que va de lo general, de la teoría, a lo particular. Es el camino de las analogías, de la síntesis, de los teoremas o axiomas, de las matemáticas - que según nos advierte Gödel no pueden usarse para demostrarse a sí mismos-. Es también el camino de los libros sagrados -revelados- de las religiones.

El método científico - éste sí es disciplinado- es el hipotético-deductivo. Los científicos no son depositarios de ninguna verdad. Se parte de una hipótesis, o conjetura, o propuesta de explicación de los hechos, que se intenta falsar. Es el Falsacionismo de Karl Popper, aquel que deja con vida únicamente las teorías que resisten este intento de falsación, considerando que son correctas provisionalmente. Así, desciende por el camino deductivo, contrasta con los hechos y vuelve a formular nuevas hipótesis cruzando, de nuevo, este puente del conocimiento como el del territorio ARTlanza, cargados de nuevas conjeturas dispuestas a la falsación.