CURIOSITY

Amigos, curiosa la fotografía tomada en Quintanilla del Agua en 1950 (D. Francisco,D. Andrés, Benigno, D. Mauro, D. Jesús y D. Deusicio). Seguramente en tiempo de confesiones y con un vehículo acorde a aquellos tiempos de certezas. También los místicos, como los poetas, buscan el conocimiento en aquello que aman y pretenden dar respuestas a los interrogantes de la vida. Aunque conviene no olvidar que, en no pocas ocasiones, la religión ha considerado a la ciencia fuente de conocimiento envenenado por negar el origen divino del hombre. Pero la ciencia, como empresa cultural de la humanidad, se hace imprescindible para unos ciudadanos libres que requieren conocimientos sobre el universo, la energía, el material genético, la vida... Y por eso, esta semana, se habló en Burgos de otra curiosidad y de otro vehículo acorde a estos tiempos de incertidumbre: la que viaja a Marte y del Rover "Curiosity", el vehículo que explora desde agosto el planeta rojo. Estuvo Javier Gómez Elvira en el Museo de la Evolución. Trabaja en el Centro de Astrobiología como Director del Instituto Nacional de Tecnologías Aeroespaciales (INTA). Y si ya sabíamos que podemos domesticar levaduras y bacterias para producir proteínas y vacunas ahora sabemos que podemos estabular un vehículo propulsado por Polonio para que deambule durante años escrutando e interrogando la naturaleza de Marte. Los objetivos de la misión son estudiar el potencial biológico, geológico y geoquímico del planeta para albergar vida. El agua, la atmósfera y la meteorología, las radiaciones... Y lo bueno de todo es que España también participa en este proyecto para explicar la naturaleza y nuestro lugar en el cosmos. Ahora no unicamente ponemos los jamones. Algunos dicen que también ponemos el cuchillo jamonero para el mayor deleite del mundo: el conocimiento.

SABOR DE OTOÑO Y OLOR A HUMEDAD

Con el otoño he vuelto a las aulas. Sí, a la Facultad de Ciencias como profesor asociado en el grado de Ciencia y Tecnología de los Alimentos. Y les he dicho a mis alumnos que no se si es una buena idea enseñar pues decía Anton Chejov -el médico y maestro de la literatura universal- que los hombres inteligentes (entiéndase en genérico) lo que quieren es aprender, el resto enseñar. Pero también les he dicho que enseñando se aprende, así es que aquí estoy, de nuevo, aprendiendo sobre sabores y olores.  

¿Sabéis que además de los cuatro sabores básicos (ácido, salado, dulce y amargo) existe un quinto sabor? Pues sí, el del glutamato, sabor producido por la sal de un aminoácido abundante en tomates, espárragos y carne. Es un aditivo y potenciador del sabor. Y, últimamente, los aficionados a la culinaria andan detrás del sexto sabor, el geométrico. Dicen que se producen moléculas sápidas al calentar alimentos a mas de 130 grados centigrados, o bien según su composición en función de la relación hidratos de carbono / proteinas. Pero para sabores os dejo la fotografía de la escuela que me trae a la memoria el sabor dulce de la infancia, de aquellas tardes otoñales, tardes de niebla, de tareas y de juegos en la calle... Pero también el sabor amargo del olvido, el de las persianas bajadas de mi escuela.

Con el otoño también he vuelto a sentir algo que hacía tiempo no experimentaba: ese placer de olor a tierra mojada.
¿Habéis notado alguna vez ese aroma a humedad al pasar cerca de una fuente o tras la lluvia? Es debido a la presencia de una molécula: la geosmina. Esta sustancia alcohólica está producida por bacterias como Streptomyces coelicolor, por algunos hongos Penicillium -que enturbian los aromas de un buen vino- y por cianobacterias del suelo. Los Camélidos detectan esta molécula en el desierto desde distancias de 80 kms. y los cactus la usan como reclamo a los insectos para que así sean polinizados por ellos.

VER Y MIRAR. EL COLOR, EL CALOR Y EL CALOR DEL COLOR.

Ver un águila o un abejaruco es percibir lo primigenio, su apariencia: el porte majestuoso de la rapaz, la fortaleza de sus garras y del pico, o la ligereza y la belleza de las formas y esos colores tornasolados y límpidos de nuestra ave del paraíso (como éstos que nos regala la foto de Darío). Mirar el águila o el abejaruco va más allá, es contemplar, algo más subjetivo e intencional pues trata de conocer su hábitat, sus costumbres… Así que los “pajareros” no solo ven aves sino que contemplan pájaros en busca del conocimiento. Pero tras esta digresión apunto que para poder mirar lo primero es ver, es decir, medir cómo reacciona un objeto, en este caso un pájaro, ante energías incidentes. Ante nuestros ojos el ave aparece con las formas y colores cuando la luz visible incide sobre él, radiación que tiene una longitud de onda de 0.5 por 10 a la menos 6 metros y oscila a una frecuencia de 10 a la 15 Hz. A su vez el ojo de las aves, mas aguda que la humana, puede rastrear, como los cernícalos, restos de orina o excreciones que reflejan otra radiaciones como las ultravioleta (UV). También ciertos plumajes y el pico de los mirlos reflejan los UV como sistema señalizador. Y… ¿Podríamos ver el calor de las aves? No. La temperatura de los cuerpos es una radiación térmica o infrarroja que muestra el calor que irradian los cuerpos y que podemos sentir pero no ver. Las aves tampoco ven los infrarrojos, a diferencia de las serpientes que utilizan estas radiaciones para capturar a sus presas. La radiación infrarroja tiene una longitud de onda de 10 a la menos 5 metros y oscila con una frecuencia de 10 a la 12 Hz. Además existe otra forma de ver objetos: por ejemplo, Watson y Crick fotografiaron la estructura de doble hélice del ADN mediante rayos X y mediante neutrones se pueden observar en 3D estructuras químicas como proteínas de virus. Y… ¿Cómo medimos la temperatura de los cuerpos? En el sistema métrico la escala centígrada (cien grados) oscila entre los º0 C del punto de congelación del agua hasta los 100 ºC del punto de ebullición. La escala Fahrenheit, con rango de 180 grados, oscila entre los 32 ºF para el punto de congelación y los 212 ºF para el punto de ebullición. Así pues la relación ºC y ºF es de 100/180 = 5/9. Por ello, si queremos pasar de ºF a ºC, en primer lugar tenemos que restar 32 grados y después multiplicar por 5/9. De otra manera, si lo que queremos es pasar de ºC a ºF, en primer lugar multiplicaremos por 9/5 y, posteriormente, sumaremos 32 grados. Por ejemplo, nuestra temperatura corporal es de 37 ºC, lo que equivales a: 37 x 95 = 66,6; 66,6 + 32 = 98,6 ºF. Otra escala de medida de la temperatura es la Kelvin o temperatura absoluta, que sitúa el cero absoluto, es decir, la mínima energía térmica de las partículas y moléculas, por ejemplo un cuerpo negro que no emite nada de energía, en – 273,15 ºC y el punto de fusión del agua (sólido a líquido) en 273, 15 ºC. Por ello la temperatura en K = ºC + 273,15; De esta forma, nuestra temperatura corporal en grados Kelvin será K = 37 + 273= 310,15 K. Dije que no podíamos ver el calor, pero si podemos medir la temperatura del color. Un cuerpo negro al calentarse emitiría energía a longitudes de onda más cortas y frecuencias más altas (por eso cambia de color un cuerpo cuando se calienta). En fotografía y en astronomía se usa la temperatura de color, medida en Kelvin, que será una medida relativa que compara el color dentro del espectro visible con el que debería emitir un cuerpo negro calentado para emitir a ese color. Las salidas y puestas de sol en fotografía corresponden a 1.600 K (rojizo); un rayo (azulado) corresponderá a una temperatura de color de 30.000 K. En astronomía una estrella que se aleja de la Tierra se desplaza al rojo y una estrella que se acerca se corre hacia el azul.

EL AZAR EN EL TEATRO DEL MUNDO Y EL VEREDICTO DAUBERT

“Un Hombre de Suerte”. En realidad el pasado sábado 23 de junio fue una noche de suerte para todos los que vimos la representación teatral pues tuvimos el privilegio de contar con la presencia del autor de la obra: José Luis Alonso de Santos. Fue una magnífica representación a cargo de Luis Miguel Orcajo (El Duende de Lerma) en el corral de comedias Felipe-Segundo, ese original espacio escénico que ha construido mi hermano Félix en Quintanilla del Agua (foto recuerdo). Una tragicomedia que protagonizara Juan Luis Galiardo, a quien se rindió un sentido homenaje pues -coincidencias de la vida- había fallecido un día antes. El enigma de la vida, en este teatro del mundo, se escapa a la razón –nos venía a decir el autor.

Pero la obra me recordó la naturaleza irreductible probabilística de nuestras vidas. Ocurre que la gente da mucha importancia a las coincidencias y poca a las evidencias estadísticas – nos dice John Allen Paulus en “Un hombre anumérico”. ¿Saben ustedes que tan solo hacen falta 23 personas reunidas para que exista una probabilidad del 50% de que dos de ellas coincidan en la fecha de cumpleaños? (365*364…*342 / 365 elevado a 23= 0.5).

Y tras esta digresión hablaremos de evidencias y de buena ciencia pues son la incertidumbre y la variabilidad características inherentes a la clínica, a la epidemiología y a la ciencia en general. Por ello es absurda la exigencia del riesgo cero.

Pero… ¿Cómo evalúan los jueces las pruebas científicas? ¿Qué es buena ciencia para el derecho? ¿Qué es el veredicto o la doctrina Daubert?
Pues es un canon de buena ciencia establecido por el Tribunal Supremo Federal de los EEUU en 1993. Consiste en la consideración, por parte de los tribunales, de asociaciones causales a partir del riesgo relativo 2, es decir, de un incremento del 50% de la probabilidad de ocurrencia de un suceso. ¿De dónde sale este incremento del 50%? Pues si entendemos el riego nulo o neutro, de una “odds” por ejemplo o de un riesgo relativo como de valor 1, un incremento de una unidad en una “odds” significará un incremento del 50% ya que Odss = probabilidad / (1 – probabilidad) y, a su vez, Probabilidad = Odss / (Odss + 1); en este caso P= 1/(1+1)= 0.5.

LOS CINCO DEDOS DE LA EVOLUCIÓN

“Nada en Biología tiene sentido excepto a la luz de la evolución” –dijo Theodosius Dobzhansky-. Esta idea ha inspirado también a la medicina evolutiva, ofreciéndole un marco conceptual para comprender la enfermedad humana.
La evolución es el cambio en el conjunto de genes de una especie o población; el cambio en su acervo genético. Todos los seres vivos evolucionan constantemente y sin dirección hacia progreso alguno, pues no existe el diseño perfecto, debido a los cambios ambientales. La idea, humilde, nos permite prescindir de la metáfora de un cuerpo diseñado por un ingeniero o Dios Hacedor. Veamos cómo se produce este cambio… Según el Neodarwinismo (teoría sintética) los cambios en las estructuras y en los organismos, incluso en las especies, se producirían por una “lluvia fina” a través del tiempo: la microevolución, de la que la selección natural es solo uno de cinco mecanismos responsables de dichos cambios. Algunos hablan de macroevolución para hablar de cambios en las especies (especiación) para referirse a la idea de Darwin de que todos los seres tenemos un antecesor común. ¡Vámos!, que todos los seres tenemos un pariente primitivo, un tronco común en el árbol de la vida. Pero, de cualquier manera, la macroevolución no sería otra cosa que microevolución; el mecanismo, el cómo, sería el mismo a nivel molecular (ADN). Por ejemplo, los Tetrápodos (cuatro extremidades) pertenecen al Reino animal y Philum de los cordados. Son animales como Aves, Anfibios, Reptiles y Mamíferos que presentan Homología (un mismo origen en el árbol de la vida), es decir huesos con dedos en las extremidades pero con distintas funciones: patas y dedos en los reptiles y anfibios, alas en los murciélagos (mamíferos) o aletas en los pingüinos (aves).

Y… ¿Cómo explicar la microevolución, esa sutileza que conduce a la variabilidad de la vida, al cambio en el acervo genético de las poblaciones?. Una forma original de explicar los cincos mecanismos es mediante la analogía de la mano: “Los cinco dedos de la evolución”, original del profesor de biología Paul Anderson:
- El dedo meñique: representaría a las poblaciones pequeñas, aisladas. Imaginemos un buque con 20 personas que naufraga en una isla. La mitad de las personas son pelirrojas, por lo que el acervo genético de esa población será de un 50% para ese carácter. Si por una epidemia u otra causa mueren cinco pelirrojos, ahora la prevalencia de ese carácter será de 5/15 (33%). Como una especie se define por la capacidad de reproducirse entre sus miembros, pequeños cambios en poblaciones aisladas pueden originar nuevas especies.
- El dedo anular significará la pareja, el sexo como una forma de barajar genético. El azar influye en la meiosis y en los genes a transmitir. Es la deriva genética que puede aumentar genes en la población. Si en nuestra población ficticia de pelirrojos no se emparejara ninguno acabarían desapareciendo.
- El dedo medio simbolizará las mutaciones, que añaden genes a la población y variabilidad. Los humanos tenemos versiones diferentes de un gen (dos alelos, uno de madre y otro de padre). Son los llamados polimorfismos, muy frecuentes en insectos y peces. Si aparece una mutación nueva, por ejemplo un nuevo color de pelo, cambiaría el acervo genético de la población.
- El dedo índice significará el movimiento, las migraciones, el flujo de genes. Si emigran pelirrojos, si se van, cambiará el acervo genético de la población.
- El pulgar, por último, simbolizará el mecanismo de la “selección natural”, único mecanismo que es adaptativo. Es un efecto, más que una causa, por la que los individuos mejor adaptados tienen más éxito reproductivo. Por ejemplo, la Biston betularia, la polilla inglesa del abedul que muestro en la foto, cambió el color de sus alas de blancas a negras para mimetizarse y ocultarse de los pájaros. Ocurrió en el periodo desde 1850 a 1900 debido al hollín de la industria, que ennegreció los abedules. El mismo pulgar es un efecto de la selección natural.  
La selección sexual es una forma particular de selección natural: el pavo real exhibe sus buenos genes con plumas brillantes (para reivindicarse libres de parásitos) y con numerosos ocelos, en clara ostentación de poderío y éxito reproductivo. Todo aún a costa de arriesgar su supervivencia haciéndose presente a los depredadores. Es el llamado “pleitropismo antagónico” o maximización reproductiva.

Existen buenas adaptaciones como la del pelirrojo que vive en latitudes altas para así captar mejor la vitamina D o la de la piel negra en el ecuador para protegerse de las radiaciones ultravioleta. También se conservan caracteres heterocigotos, como la anemia de células falciformes, que a pesar de ser mala hemoglobina protege del paludismo. Otra ventaja heterocigótica que se mantiene es la defensa frente a enfermedades intestinales en la fibrosis quística (FC).Cuando los cambios ambientales o culturales son favorables, como la disponibilidad de la leche del ganado en el neolítico -cuando aparecieron antígenos nuevos como la leche, el huevo y el gluten-, el hombre evolucionó hacia la tolerancia a la lactosa.

Pero también existen malas adaptaciones como: la celiaquía, que es una enfermedad autoinmune por intolerancia al gluten de cereales como el trigo, cebada, el centeno y la avena. El brazo corto del cromosoma 6 presenta un marcador DQ2 presente en el 30% de la población pero en el 95% de los celiacos. Otra maladaptación es el llamado genotipo ahorrador o “thrifty”, útil en periodos de hambruna pero perjudicial y facilitador de la obesidad actualmente. También la co-evolución entre gérmenes patógenos y humanos hace que ante un ambiente hostil para los gérmenes, como es la presencia de antibióticos, debido a su ventaja reproductora los patógenos se adaptarán y aparecerán las resistencias a los antibióticos con la inevitable guerra armamentística. Esta misma coevolución sustentaría la hipótesis de la Higiene como responsable del incremento de las alergias debido a una falta de regulación de la respuesta Th2 ante la falta de estímulo de los parásitos frecuentes en otras épocas.

Amigos, esto ha sido todo...  Hemos visto una nueva forma de entender la medicina, el diagnóstico, la patogenia y el tratamiento. Una nueva forma de entender la enfermedad humana como adaptación o desadaptación y como ya explicó el patólogo español Dr. Roberto Novoa Santos (1885-1933) en su "Patología General". Un saludo a la evolución.

DIVULGACIÓN CIENTÍFICA. UNA TARDE “AMAZING”

El viernes 1 de junio pasé una tarde “amazing” en el Museo de la Evolución Humana (MEH) de Burgos a pesar del bochorno y de la tormenta postrera. Se celebró la reunión “Amazings Atapuerca 2012” Y… ¿Qué es Amazings? Pues una conocida web de divulgación científica donde participan más de un centenar de conocidos blogueros. Este año tocaba Burgos y creo compartir la agradable sorpresa que ha supuesto la organización, el Museo, las visitas y el contenido del evento. Por mi parte agradecer a Rodrigo Alonso y a Antonio Mencía sus atenciones. Xurxo Mariño, doctor en biología (foto), divulgó el sentido evolutivo del cerebro respecto a tres aspectos fundamentales: “el movimiento” (el Sistema Nervioso Central es un interfaz entre la información que recibe de los sentidos y la acción muscular. Las plantas no tienen cerebro, no necesitan moverse y viven con lo que les cae encima), “la predicción” (el SNC dispone de memoria motora antes de ejecutar movimientos, como cuando nos atamos los zapatos) y “la representación” del mundo exterior (para el cerebro es mejor tener algo que nada pues continuamente trata de dar sentido a todo, va construyendo la realidad y así surge la conciencia del “yo”). Para el cerebro únicamente existiría la física (vibraciones, radiaciones elctromagnéticas…) y la química. Los mapas funcionales que están en la corteza cerebral (los visuales en la corteza occipital, el homúnculo es el mapa sensorial que está en la corteza parietal…) son los que construyen la realidad y la conciencia del “yo”. Los colores no existen, son una invención de nuestro cerebro. Las plantas, aunque no tienen SNC, no necesitan moverse pues tienen química y, así, las orquídeas -nos acaban de decir que el 80% de las orquídeas que viven en España lo hacen en Burgos- segregan hormonas sexuales para engañar a los abejorros incitándoles a copular y asegurándose la polinización. Las plantas también construyen su realidad –colorida a nuestros ojos- pero que avisa a los pájaros mediante las radiaciones ultravioletas. Aunque no lo dijo, el cerebro también es un órgano social pues simula la realidad exterior y es muy sensible a las emociones, pensamientos, intenciones y a los objetivos de los demás. Por ello, las decisiones que implican movimiento se “deciden” más en el sistema límbico de las emociones que en el lóbulo frontal, más calculador. (Quizá fuera la dieta lo que separó los destinos de los géneros Paranthropos y Homo en el linaje de los homininos, adquiriendo esos rasgos propios de los humanos: aumento del cerebro, lenguaje y cultura simbólica y tecnología.) Más tarde José Ignacio Pérez, fisiólogo, nos habló de aspectos térmicos y evolución. Los humanos somos endotermos y perdemos calor por convección, radiación y, sobretodo, por evaporación –nos dijo-. Disponemos de entre 2 y 5 millones de ellas, es decir, entre 50 y 300 glándulas sudoríparas por centímetro cuadrado. Es por esta razón por la que podemos disipar tanto calor como 15 litros de sudor al día, 10 veces la ingesta calórica diaria. (Si corremos a unos 3 m. por segundo o unos 10 Km/h, desarrollando unos 600W, necesitaríamos que el potencial de las glándulas sudoríparas trabaje al 80% para mantener la temperatura). Jaime Armentia, director del Planetario de Pamplona, nos explicó el cielo del Homo antecesor -lástima de tormenta. Por último tuve la oportunidad de saludar a Carlos Briones Llorente, doctor en Química y afamado investigador y divulgador burgalés del CSIC, que estudia la evolución molecular y divulga, de forma excelsa, el paso de la química a la biología (foto). Convenimos vernos el próximo año pues del 9 al 12 de junio de 2013 se celebrará en el Fórum de Burgos, gracias a sus auspicios, el XII Congreso Nacional de Virología.

TUBERCULOSIS: LA ENFERMEDAD DE LA PASIÓN

Esculapio, dios de la medicina, dijo: “Si ansías conocer al hombre, penetrar en su trágico destino ¡hazte médico, hijo mío!”

Porque, amigo lector, es menester recordar que nunca fue tan certera esta sentencia como cuando se refiere a las enfermedades infecciosas que, a juicio de William Mc Neill, marcaron el devenir de la humanidad. Pues la epístola de hoy trata de una trágica, devastadora y funesta enfermedad, la tuberculosis, que ha afligido al hombre desde tiempos remotos, desde el neolítico, época en la que aumentó la población y se domesticó el ganado. Existen evidencias de la enfermedad desde hace 9000 años en Haifa (Israel) y en un caso de mal de Pott (tuberculosis vertebral) en Heilderberger (Alemania) hace 5000 años. Fue Robert Koch quien descubrió en 1882 un bacilo largo (3-5 micras) del género Mycobacterium (M. tuberculosis), del que se conocen cincuenta especies. El bacilo ha sido el protagonista de las representaciones artísticas y culturales de todas las épocas. Y el horror a esta enfermedad se manifiesta no sólo en el mundo de la pintura, ejemplificado con este “grito” de Edvard Munch (su madre y su hermana murieron de tuberculosis), sino también en el mundo de la literatura, de la ciencia… Fueron tuberculosos famosos: Antón Chéjov, el poeta Jhon Keats, el médico Andrea Vesalio, Kafka… Enfermedad mixtificada hasta que llegó la era antibiótica (la estreptomicina se descubrió en 1944), la tisis era considerada como la enfermedad del alma, de la pasión, ya que era la causa de la muerte de mas de la mitad de quienes enfermaban, en su mayoría jóvenes. En el hombre la patología tuberculosa se produce por tres especies: M. tuberculosis, M. bovis y M. africanum. El reservorio es humano y se transmite por aerosoles. El bacilo posee poca patogenicidad pues necesita infectar a 20 personas para provocar un nuevo caso de enfermedad, pero presente elevada virulencia y mortalidad sin tratamiento antibiótico. Mientras la epidemia actual de Tuberculosis se desarrolla en África, en el siglo XX se vivió en Asia y en Europa se padeció en los siglos XVIII y XIX, con la industrialización, la pobreza y el hacinamiento como protagonistas. Por entonces la mortalidad por tuberculosis alcanzaba cifras de hasta el 25%. Mas cerca y reciente en el tiempo, en Burgos, en 1930, según el Boletín Técnico de la Dirección General de Sanidad se produjeron trescientos fallecimientos (4,1% de la mortalidad en ese año). Actualmente se declaran unos 80.000 casos en Europa y la enfermedad aún supone un desafío para su control por los problemas sociales, las inmunodeficiencias y las resistencias a los antibióticos. ¡Consérvate bueno!