Sobre el cambio climático (I): sequías y bosques

Hoy es uno de esos días que pueden cambiar el rumbo de la historia. Aunque cualquiera se fía. Esto no lo digo yo, lo dicen los periódicos, con títulos como "El planeta se la juega en la Cumbre del Clima de París".  El calentamiento global es un problema que no nos parece importar demasiado...ya veremos qué pasa en los próximos años. Porque es un problema de esos que, por más que ignores, no va a desaparecer. Puede que esta vez los gobernantes lleguen a acuerdos, y puede que hasta los cumplan. Intentaré mantener mi optimismo.

Todos los temas que ahora se dedican a discutir los políticos en la COP han sido estudiados por los científicos que forman parte del IPCC (Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático, más conocido por sus siglas en inglés). Esta organización se dedica a realizar evaluaciones científicas periódicas sobre el riesgo de cambio climático provocado por las actividades humanas. Participan en su creación científicos que voluntariamente evalúan los datos y crean un informe (que posteriormente hay que resumir para los políticos...en fin...) que recoge sus conclusiones, basadas en los datos medidos. 

Protesta en la Plaza de la República de París frente al cambio climático. Debido a la prohibición de manifestaciones en la capital gala, se colocaron cientos de zapatos en la plaza, representando a los manifestantes. Fuente: El Mundo. 

Los bosques, tan importantes para la humanidad, para el resto de especies animales y para el mantenimiento de los ecosistemas, se verán afectados por el calentamiento global. Y según muestran algunos estudios, ningún bosque está libre de sufrir los efectos negativos. 

Incluso bajo hipótesis conservadoras, los cambios climáticos futuros probablemente incluyan nuevos aumentos en la temperatura media (unos 2-4 °C a nivel mundial) con una desecación significativa en algunas regiones, así como el incremento en la frecuencia y severidad de sequías extremas, temperaturas extremas y olas de calor.

Entender y predecir las consecuencias de estos cambios climáticos en los ecosistemas resulta ser uno de los grandes retos científicos actuales y prever los impactos sobre los bosques es de vital importancia. 

Logo de la Conferencia sobre el cambio climático que se está realizando en Paría. Han acudido más representantes de más países que en ninguna ocasión anterior. Fuente : google imágenes. 

Los bosques (bajo una definición amplia que incluya zonas densamente arboladas y sabanas), cubren el 30% de la superficie terrestre del mundo. Alrededor del globo muchas sociedades dependen de los bosques porque les proporcionan madera, protegen las cuencas...Aunque una serie de respuestas pueden y se deben esperar, los recientes casos de aumento de la mortalidad de los árboles y extinciones provocadas por la sequía y / o las altas temperaturas aumentan la posibilidad de que una mortalidad forestal amplificada pueda estar ocurriendo ya en algunos lugares, en respuesta al cambio climático global. Ejemplos de recientes extinciones están particularmente bien documentados para las partes del sur de Europa  y para los bosques templados y boreales del oeste de América del Norte, donde las tasas de mortalidad de fondo han aumentado rápidamente en los últimos años/décadas . El factor causal común implicado es la temperatura y / o el aumento del estrés hídrico, aumentando la posibilidad de que los bosques del mundo estén cada vez más respondiendo al calentamiento actual y a la desecación.

A continuación se ofrece una visión general de la mortalidad de los árboles al estrés hídrico y el aumento de la temperatura a nivel global. 

Los puntos blancos indican localidades documentadas con mortalidad forestal relacionada al estrés climático de la sequía y las altas temperaturas. El mapa de fondo muestra la limitación potencial ambiental a la Producción Primaria Neta de la vegetación. La mortalidad forestal por la sequía y el calor a menudo es documentada en zonas relativamente secas (rojo/naranja/rosa) pero también ocurre fuera de estas regiones. Fuente: google imágenes. 

Amplias extinciones espaciales están comúnmente asociadas a los déficits de agua prolongados en tipos de vegetación como  la sabana y el bosque de coníferas templado durante sequías de varios años. Notablemente, sin embargo, la mortalidad causada por la sequía no se restringe a los bosques típicamente pensados como limitados por agua, como se destaca en los eventos, en los países con selvas tropicales de Borneo, donde la mortalidad a nivel de fondo ha llegado a ser tan alta como del  26% después del severo ciclo de  El Niño 1997/1998 o la cuenca del Amazonas en 2005. La mortalidad en los bosques tropicales húmedos y estacionalmente secos parece ser relativamente difusa e incitada la mayoría de las veces por cortas pero extremas sequías estacionales. En bosques templados, las sequías (estacionales) cortas pueden ser más propensas a inducir la muerte regresiva de árboles de hoja ancha (angiospermas de hoja caduca) que de coníferas (árboles de hoja perenne) por el aumento de su vulnerabilidad debido a la cavitación del xilema (la cavitación puede aparecer en el xilema de las plantas cuando el potencial del agua se hace tan grande que el aire disuelto dentro del agua se expande hasta llenar la célula de la planta. Las plantas generalmente son capaces de reparar los daños producidos por la cavitación, por ejemplo con la presión de bombeo de las raíces). 

 Bosque suizo  durante una grave sequía que tuvo lugar en 1999. La mortalidad provocada por la sequía se ha ido incrementando a lo largo de los años. Fuente: Nature. 

Los recientes y abundantes ejemplos de sequía y mortalidad de árboles en todo el mundo sugieren que ningún tipo de bosque o zona climática es invulnerable al cambio climático antropogénico, incluso en entornos que normalmente no se consideran limitados por agua.

Sobre la dentadura de los caballos

Cuando era pequeña tenía mi lista de animales favoritos. Con el tiempo iba variando, pero algunos no podían faltar nunca, como por ejemplo los perros, las ardillas y los caballos. Siempre me han encantado los caballos, aunque como amazona dejo mucho que desear.

Cuando escuché por primera vez el origen y la historia de los caballos, estos animales me fascinaron aún más. El origen de los caballos se encuentra en un pequeño mamífero herbívoro que pobló América del Norte hace 55 millones de años. A partir de este fueron surgiendo diversas especies y géneros relacionados. El género Equus, es decir el del caballo moderno, apareció hace unos 5 millones de años. 

La historia curiosa es que hace unos 15.000 años grupos de caballos cruzaron el denominado Puente de Beringia desde América hacia Europa. El caballo se fue extendiendo por Eurasia, mientras que hace unos 10.000 años desapareció del continente americano. Sino hubiera sido por ese puente de tierra que unía ambos continentes (y hay que tener en cuenta que el puente de Beringia sólo se formó en dos momentos de la última glaciación) los caballos no habrían cruzado hacia Eurasia y se habrían extinguido. Sin embargo, los descendientes de aquellos individuos que cruzaron Beringia se convirtieron en unos de los animales más importantes para el desarrollo y el progreso de la civilización humana. Y cuando los primeros exploradores españoles llevaron caballos al Nuevo Continente, sin ellos saberlo, estaban acercando otra vez a los descendientes del género Equus al lugar de sus orígenes. 

Cuadro de Augusto Ferrer-Dalmau: "La marcha a Tenochtitlán". Representa (idílicamente) a Hernán Cortés en su marcha a la conquista de las tierras mexicanas más allá de la ciudad de Veracruz. Fuente: Espejo de Navegantes. 

La evolución de este grupo de mamíferos es muy interesante, y el estudio de su dentadura ha dado lugar al desarrollo de una historia adaptativa ejemplar. En mi primer post hablé del peligro del adaptacionismo. Sin embargo esto no quiere decir que no se puedan desarrollar e investigar ejemplos de adaptación. Sencillamente es necesaria una evidencia directa de que la selección natural es la causante del desarrollo de los rasgos en cuestión, y resulta que un ejemplo de adaptación clara es la dentadura de los caballos: 

Una de las transformaciones evolutivas más importantes de estos mamíferos herbívoros es su dentición. Un estudio demuestra que los patrones de desgaste indican que los cambios evolutivos en la morfología del diente son posteriores a los producidos en la alimentación.

Los resultados obtenidos convierten la investigación sobre los dientes en un registro fósil fundamental para entender la selección natural que defendía Darwin y los cambios climáticos del pasado. 

En paleontología se ha considerado durante mucho tiempo que los cambios evolutivos en los dientes de caballo fueron causados por la selección natural, debido a modificaciones en la dieta provocadas por las sucesivas variaciones climáticas y la aparición de nuevos hábitats. Para probar esta hipótesis se ha empleado el estudio de los patrones de desgaste de los molares de caballos fósiles a lo largo de toda su historia evolutiva. Con este fin se ha utilizado el registro de la morfología de desgaste de las cúspides de los molares de 6.500 caballos fósiles que representan 222 poblaciones diferentes y más de 70 especies extintas de estos animales.

Dietas diferentes hacen que los dientes de caballos, al igual que los de otros herbívoros, se desgasten de manera diferente. Por ello, a través del examen de los patrones de desgaste en los dientes fósiles es posible reconstruir la alimentación de las especies extinguidas. Esta metodología, denominada análisis de “mesodesgaste” dental, ha permitido interpretar la alimentación de las especies extintas.

Gráfico que resume el estudio de cómo ha evolucionado la dieta y la dentadura de los caballos. Únicamente los équidos cuya dieta estaba basada en la ingesta exclusiva de hierba sobrevivieron y dieron lugar al caballo moderno. Fuente: Evolutionevidence.org

De acuerdo con los patrones de desgaste dental, las dietas de los caballos variaron al mismo tiempo que los cambios de la vegetación a lo largo de los últimos 55 millones de años. Así, por ejemplo, los primeros caballos (de tres dedos) vivían en hábitats muy cálidos de tipo selva tropical, y tenían molares adaptados para comer fruta y vegetación blanda. El clima de la tierra se enfrió y estos hábitats de selva fueron reemplazados por otros templados más boscosos, y los caballos desarrollaron aristas cortantes en sus molares más adaptados para cortar hojas y vegetación más dura. Hace unos 18 millones de años aparecieron caballos con dientes con la corona más alta y más complejos, lo que sugiere que evolucionaron para hacer frente a la alimentación de los hábitats de pastizales abiertos (praderas) que se extendieron durante este tiempo.

Una de las dentaduras utilizadas durante el estudio. Fuente: google imágenes. 

Se ha demostrado que la mayoría de las especies de caballos evidenciaron una variación muy grande en sus dietas. Este descubrimiento sugiere que la selección natural para el cambio dental puede haber sido débil o inexistente la mayor parte del tiempo, pero dicha selección natural se produciría de repente, en función de la disponibilidad de determinada alimentación y provocaría una selección intensa en momentos puntuales.

También se ha podido saber que los cambios evolutivos en la morfología del diente son posteriores a los cambios en la dieta alrededor de un millón de años o tal vez algo más. Por ejemplo, hace unos 18 millones de años, comienzan a aparecer los caballos con los molares más evolucionados, varios millones de años después de que las dietas empezaron a cambiar.

Este desajuste temporal en la evolución de los dientes de caballo en comparación con los cambios en la dieta, es fundamental para apoyar la hipótesis clásica que propone que estos dientes han evolucionado por selección natural causada por cambios en la alimentación. Si, por ejemplo, se hubiera encontrado que los cambios evolutivos en los dientes eran anteriores a los cambios en la dieta, la hipótesis de la evolución por selección natural no tendría sentido. Sin embargo, la observación de que a variaciones en la dieta siguen cambios dentales es coherente debido a la evolución causada por la adaptación al medio.

                                              

Sobre nutrición (I): la canela

La canela es mi especia favorita. Recuerdo que de pequeña me encantaba mojar los dedos en la mezcla de azúcar y canela que mi abuela preparaba para espolvorear sobre algunos dulces. Cualquier postre con canela está mejor, nadie me convencerá de lo contrario. Una de las cosas que más me gusta hacer es espolvorearla por encima del café. Supongo que cogí esa manía en una conocida cadena de cafeterías que te ponen una mesita con cosas que echar sobre tu bebida (sí, esa cadena). No encuentro una sustancia (comestible) mejor para empezar una serie sobre nutrición. 

La especia se obtiene del árbol de la canela, cuyo nombre científico es Cinnamomum verum. El origen de esta planta se encuentra en Sri-Lanka. Lo que se hace para obtener el ingrediente que tanto me gusta es extraer trozos de corteza, que se extraen pelando y frotando las ramas. El resultado son las ramas de canela que se venden en cualquier lado, aunque lo más habitual es comprarla ya molida. 

La canela no sólo da un montón de sabor sino que además, al igual que muchas otras especias, tiene importantes beneficios para la salud. Estos efectos positivos sobre la salud se asocian con su composición fenólica. El principal compuesto fenólico encontrado en la canela comercial se denomina proantocianidinas (PA). Estas son un tipo de metabolitos, polímeros de alto peso molecular. En realidad estos compuestos pueden ser ampliamente encontrados en el reino vegetal, ya sea en frutas, semillas, flores y hojas y presentan un gran rango de propiedades biológicas que en estudios han evidenciado su actividad antioxidante, antiinflamatoria, antidiabética y antibacteriana.

Recientemente se ha descubierto que el tipo de PA presente en la canela es bastante más complejo de lo que se pensaba, incluyendo galocatequinas, que se han relacionado con la actividad biológica de los polifenoles de la uva y el té, con lo que la presencia de estas subestructuras puede explicar algunas de las propiedades de los extractos de canela.

Como se ve, añadir especias a la dieta no sólo ayuda a aportar sabor a las comidas, sino que también supone un efecto beneficioso para la salud porque tienen muchas propiedades. Por ejemplo, aquí va una lista de especias que por sus propiedades se consideran anticancerígenas (de algunas hablaré en otros posts): cúrcuma, jengibre, chile, clavo, menta, tomillo, orégano, romero, mejorana, albahaca, perejil, cilantro, comino, hinojo y anís. 

Y por último, voy a compartir una receta con canela que además de estar muy  rica es también muy sana. Es un batido con manzana que viene estupendo para tomar a cualquier hora, por ejemplo a media mañana o para merendar, y si se deja un buen rato en el frigorífico, sale una bebida saludable y refrescante para los meses de calor. El sabor es espectacular, ¡es como beber tarta de manzana! Pero con menos calorías ;)

BATIDO DE MANZANA Y CANELA

Ingredientes:

• Dos manzanas tipo Royal Gala
• Un vaso de leche de soja
• Una cucharadita de canela molida
• Una cucharada de un endulzante natural tipo stevia

Metemos todos los ingredientes en la batidora y mezclamos bien durante varios segundos, hasta que todos los ingredientes estén bien combinados y sin muchos grumos.

¡Que aproveche!

Sobre el plástico

" —¿Puedo citar otra viciosa sensación que usted nunca ha sentido? —¿Cuál? —Nunca ha pensado cuan pequeño se siente uno cuando mira el océano. Él rió. —Nunca. Ni mirando los planetas ni los picos de las montañas ni el Gran Cañón del Colorado. ¿Por qué tendría que pensar así? Cuando miro el océano, siento la grandeza del hombre. Siento la magnífica capacidad del hombre que creó ese barco para conquistar todo el espacio sin sentido. Cuando contemplo los picos de las montañas, pienso en los túneles y en la dinamita. Cuando contemplo los planetas, pienso en los aeroplanos. —Sí, y ese sentido especial de sagrado arrobamiento que los hombres dicen que experimentan en la contemplación de la naturaleza... yo nunca lo he recibido de la naturaleza, sino de... —Se detuvo. —¿De qué? —De los edificios —murmuró—. De los rascacielos. —¿Por qué no quería decirlo? —No... sé. —Yo daría la puesta de sol más hermosa por la vista de las líneas de los rascacielos de Nueva York, particularmente cuando uno no ve los detalles y sí solamente las formas. Las formas y los pensamientos que la han creado. El cielo sobre Nueva York y la voluntad del hombre hecha visible. ¿Qué otra clase de sentimientos necesitamos?"

Diálogo de El Manatial, Tomo II,  de Ayn Rand, 1943

Soy muy dada a leer casi cualquier cosa que pasa por mis manos. En mi casa hay una biblioteca que todavía no he terminado de descubrir, pero hace poco me fijé en los dos tomos de El Manantial. Son dos libros de una edición de los sesenta, bastante castigados por el tiempo, sobretodo las cubiertas, cuyos dibujos dejan bastante que desear. Pero como es un libro bastante famoso y controvertido, no pude evitar leerlo. No sé qué famosa de no mucha edad comentó hace poco que había abandonado la fe católica después de leer las obras de Rand. Así que la curiosidad malsana me pudo. Hay muchas cosas en la obra de Rand que no me gustaron. Otras sí. El personaje de Howard Roark, el arquitecto en el que se centra la trama, es digno de admirar. Cómo la autora critica a las personas que prosperan en sus trabajos a través de engaños, argucias, pisoteando a los rivales y haciendo la pelota descaradamente, en vez de forjarse una carrera a base de esfuerzo y talento, es notoriamente digno de respetar también. 

Sin embargo otras cosas, como este diálogo entre Gail Wynand, dueño de un periódico sensacionalista, y Dominique Françon, algo así como la heroína de la novela y amada de Howard Roark, me dejó completamente estupefacta. Nunca había leído un desprecio tal hacia la naturaleza. Hay otros comentarios que se sitúan dentro del pensamiento egoísta racional y que tratan sobre el ser humano que también me dejaron perpleja, pero que no voy a comentar porque al ser este un blog de ciencias, el diálogo que está arriba es el que llama aquí la atención. 

Lo primero que me hizo pensar fue en si realmente hay gente que siente tal desprecio hacia la naturaleza. A ver, no sé cuantos grandes constructores como Roark existen hoy en día, cuyo objetivo lícito es ensalzar el espíritu humano y su creación. Pero siendo sincera, tampoco veo la necesidad de despreciar la naturaleza para poder admirar la obras del hombre. No me parecen cosas excluyentes. Debo decir en defensa de la autora, Ayn Rand, que cuando escribió esta novela, había muy poco conocimiento del impacto que podía tener sobre el medio ambiente (y por ende sobre las poblaciones humanas) las actividades antropogénicas. No fue hasta los sesenta, con la publicación de Primavera silenciosa, cuando comenzó a existir una toma de conciencia de los efectos reales sobre el medio ambiente. Pero ese es un tema que me encantaría tratar en otro post.

Lo cierto es que los niveles de contaminación de hoy en día son alarmantes. Contaminamos, consumimos y gastamos como si no hubiera un mañana, sin importarnos mucho las consecuencias que esto tenga sobre el medio ambiente y también, sobre la vida de miles de personas. Y no creo que todo aquél que contamina, ensucia y desprecia el medio ambiente, sea porque lleva dentro un gran constructor más preocupado por ensalzar al hombre que por cuidar de ríos y bosques. No. Lo que somos, es egoístas. A secas. Sin supuesto trasfondo ético o moral alguno. Hace poco la revista Science, concretamente en su número de febrero, publicó un reportaje sobre el plástico. Pues bien, en este artículo se recogía el trabajo de un grupo de investigadores de la Universidad de Georgia, que por primera vez han hecho una estimación de la cantidad de plástico que llega a los océanos desde los países con costa, y el resultado es este: entre 4.8 y 12.7 toneladas. Cada año. Pero eso no es todo. Todavía no sabemos cuantas especies marinas se ven afectadas por este material, pero se piensa en miles. Encima, la cantidad de plástico que se ha estimado que se encuentra flotando en el océano (¿habéis oído hablar de la famosa isla de plástico del Pacífico?) es infinitamente menor a la cantidad que se expulsa al océano. O sea, que los números no concuerdan, con lo que el 99% del plástico que llega al océano, no tenemos ni idea de dónde está. A lo mejor está sedimentando en el fondo del océano, mientras que otra parte, además de convertirse en microplásticos por procesos degradativos, está pasando a la cadena trófica. Y si comes pescado, lo más probable es que estés ingiriendo microplásticos tú también. 

Las consecuencias de nuestro tipo de consumo son fatales para el medio ambiente, y aunque este no nos importe, debería importarnos nuestra salud, y la de miles de personas que se ven afectadas. Lo bueno de todo esto, es que siempre podemos hacer algo. No os voy a decir que hagamos como la chica del blog Trash is for tossers, que directamente se ha lanzado a intentar vivir sin producir basura. Pero sí que podemos hacer algunas cosas:

Lauren Singer, del blog Trash is for tossers. En la imagen, foto de su post sobre cómo hacer consumo cero en un festival de música. ¡Sí, también es posible! ;)

-Comprar más a granel. Cada vez hay más tiendas que te permiten comprar así.

-Huir de los productos excesivamente empaquetados. No hace falta una bandeja de gomaespuma y dos vueltas de plástico de embalaje alimentario para vender dos aguacates. 

-Reciclar y reutilizar. ¡Básico! No cuesta nada llevarse bolsas que tengamos por casa al hacer la compra para no tener que comprar nuevas. Y tampoco cuesta nada separar los residuos. Hoy en día se venden papeleras muy monas y espaciosas para tenerlo todo organizado.

-Comprar menos cosas de plástico, y más cosas de calidad. Os recomiendo la tienda Sin Plástico, de unos chicos vascos muy majos que nos animan a comprar escobas, vasos, cuencos, cepillos de dientes, peines...que no estén hechos de plástico. Si das un vistazo por casa, te asombras de la cantidad de cosas que tenemos que están hechas de plástico (¡y que no tienen por qué!).

Sobre el mal humor

Desde hace un tiempo, mi madre y yo acudimos a la filmoteca a ver películas. La entrada es barata (¡2,50 euros!), ponen cintas relativamente recientes, y casi siempre, en VOS. Por eso la cola suele ser larga, y los comentarios sobre la preocupación del aforo, se repiten semana tras semana. Pero no, nunca venden entradas de más y todos los espectadores nos acomodamos perfectamente. Una de las últimas películas que hemos visto ha sido "El Médico", adaptación cinematográfica de la primera novela de la serie sobre la familia Cole, escrita por el escritor norteamericano Noah Gordon. Debo admitir que tengo pánico a las agujas, a la sangre, a las heridas, y no digamos ya a contemplar operaciones médicas y cirugías varias. De hecho, mi madre sigue disgustada conmigo por haber hecho biología en vez de medicina. ¿Por qué escoger una carrera de ciencias sin futuro pudiendo hacer medicina? En fin. Madres.

    Ibn Sina (personaje de El Médico) científico persa y maestro del joven aspirante a médico Rob Cole, impartiendo una de sus clases magistrales. Fuente: FilmAffinity.

A pesar de la inquietud y aprensión con la que entré a ver el film, debo decir que hasta yo pude soportar verla, así que la recomiendo, porque a pesar de que (al ser una novela) algunos hechos descritos en la película no guardan veracidad histórica, es interesante cómo ahonda en el conocimiento de la medicina a mediados de la Edad Media, y cómo la influencia de los pensadores griegos (como en todas las artes medievales) era muy importante. Lo cierto es que el desarrollo de la medicina resulta curioso e incluso apasionante, y va a la par con el desarrollo del resto de ciencias naturales. No es hasta el siglo XIX, con el desarrollo de nuevas herramientas y la comprensión de procesos básicos de la naturaleza, cuando comienza, por así decirlo, a existir una ciencia rigurosa que entra a descubrir, crear e innovar de una manera exponencial, así hasta nuestros días. En un siglo y medio se han descubierto más cosas sobre la naturaleza, el  cuerpo humano y el mundo que nos rodea que en todo el resto de la historia de la humanidad. El desarrollo científico y técnico del siglo pasado fue fundamental en el desarrollo de la medicina moderna, que ha permitido alargar nuestra esperanza de vida hasta edades anteriormente excepcionales. 

Una de mis partes favoritas de la película fue, sin duda, ver cómo descubrían cuán equivocados estaban los griegos y los romanos en sus conocimientos de anatomía. De hecho, los errores anatómicos y fisiológicos que cometió Galeno (médico romano) se extendieron hasta bien entrado el siglo XVI. Otra de las teorías mantenidas durante mucho tiempo fue la teoría hipocrática de los cuatro humores. Hipócrates propuso que el cuerpo humano estaba compuesto por cuatro líquidos, o humores (bilis negra, bilis, flema y sangre) y que la salud dependía de un correcto equilibrio entre los cuatro. Cualquier enfermedad se debía a un exceso o déficit en alguno de los cuatro líquidos, teoría de la cual derivó la famosa práctica de la sangría, establecida en Europa hasta bien entrado el siglo XVIII. De esta curiosa teoría surgió otra que también relacionaba el carácter con la predominancia de uno de los humores, de manera que podías ser sociable, calmado, melancólico o colérico dependiendo del humor que se imponía en uno mismo.

Los cuatro humores, relacionados con los cuatro elementos y las cuatro cualidades. Fuente: google imágenes.

De todas estas teorías, que tanta influencia tuvieron en la medicina durante tantos años, nos ha quedado una expresión, "estar de mal humor". Que es el que suelo tener cuando hablo con mi madre sobre mi decisión de haber estudiado biología :)

Sobre el uso de nanopartículas en medicina

Un News and Views es algo así como un ensayo tipo de nota de prensa que suele aparecer en las revistas científicas. Su objetivo principal es hacer un repaso sobre las últimas novedades de un tema específico. Durante la carrera nos propusieron hacer varios ensayos de este tipo, y uno de ellos tenía como tema "Luchando contra el cáncer desde la nanomedicina". Yo centré el mío en los avances en la administración de fármacos mediante nanopartículas magnéticas. 

Este tema me pareció y me sigue pareciendo realmente apasionante, por eso siempre me fijo en las noticias que aparecen relacionadas con sus avances, como esta que me encontré hace unos días. Los investigadores saben desde hace tiempo que las células cancerosas que viajan fuera del tumor (las más mortales, pues producen la metástasis) evitan la detección inmune mediante la alteración de los azúcares de su superficie. Se han llegado incluso a desarrollar fármacos que evitan este tipo de alteraciones de los azúcares, pero estos compuestos también interfieren con azúcares necesarios para las células normales, con resultados letales en animales. Ahora, el grupo de investigadores holandeses que señala el artículo han conseguido empaquetar  el fármaco en nanopartículas dirigidas exclusivamente a las células cancerosas, y  han demostrado que esta combinación evita que las células cancerosas provoquen metástasis en ratones.

Imagen que acompaña a la noticia: el empaquetado de fármacos en nanopatículas puede ayudar a prevenir la metástasis en algunos tipos de cáncer. Fuente: BIOPHOTO ASSOCIATES/SCIENCE SOURCe

Os quiero poner la nota de prensa que hice para la carrera, y que explica un poco qué es la nanotecnología y cuál es  otra de las muchas formas de utilizarla en oncología:

La nanotecnología es el campo multidisciplinar que implica la creación y desarrollo de nanoherramientas y nanoobjetos. “Nano” se refiere a la escala de objetos medidos en nanómetros. En cáncer, la nanotecnología busca caracterizar la interacción de dispositivos a nanoescala con componentes celulares y moleculares específicamente relacionados con el diagnóstico y terapia del cáncer. El potencial de la nanotecnología en el cáncer está en la capacidad de diseñar vehículos con unas propiedades terapéuticas que, debido a su pequeño tamaño, pueden penetrar profundamente en los tumores y con un alto nivel de especificidad. La nanotecnología ofrece una  extraordinaria oportunidad  para realizar avances significativos en el diagnóstico y tratamiento del cáncer.

 Esta imagen explica muy bien los beneficios y la especificidad del uso de nanopartículas. El fármaco sólo entraría en contacto y "afectaría" a las células tumorales. Fuente: google imágenes. 

El rápido desarrollo de la nanomedicina ofrece enfoques innovadores para mejorar tanto el diagnóstico de cáncer como la tecnología terapéutica actuales.

Durante las últimas dos décadas, una variedad de vehículos de escala nanométrica han sido desarrollados para su uso terapéutico. Los modelos preclínicos usando estas herramientas han sido bien documentados y examinados. Los sistemas basados en nanopartículas de liberación de fármacos ofrecen la posibilidad de optimizar la administración de fármacos, mientras que reducen los efectos secundarios producidos por el medicamento o por la administración del mismo. Estos sistemas siguen evolucionando y son objeto de ensayos en curso en oncología clínica.

De este modo, entre los numerosos desafíos que enfrenta el campo de la oncología, la liberación controlada de fármacos más eficiente y la penetración en tumores sólidos, se cree ahora que son posibles gracias al uso de nanopartículas magnéticas.

Un estudio reciente realizado por Kong et al.  documenta la creación, con éxito, de un sistema de suministro de medicamentos que utiliza nanocápsulas, las cuales liberan el medicamento bajo demanda dependiente de un estímulo magnético. Esta tecnología proporciona la capacidad de liberar un medicamento de manera remota y en repetidas ocasiones mientras se esté en el estado “on”, pero contiene el medicamento a salvo en el compartimento de entrega mientras se está en el estado “off”. Estas nanocápsulas de sílice porosa magnética se sintetizan con nanopartículas de  óxido de hierro  y con moléculas de medicamentos anticáncer, como camptotecina y doxorubicina, que intencionadamente quedan atrapados en el hueco interior. La liberación conmutable del producto se consigue mediante la aplicación (a distancia) por radiofrecuencia de un campo magnético. Un incremento en la temperatura que afecta a las nanopartículas de hierro acelera la difusión y posterior liberación de las moléculas del medicamento. Los problemas a los que se enfrenta esta nueva técnica son que sólo se puede aplicar en tumores ya detectados y localizados (lo que se podría resolver incluyendo moléculas de detección en el exterior de las nanocápsulas), y que  en tumores alojados muy internamente en la cavidad corporal, las nanocápsulas tienden a acumularse en el espacio entre el tumor y el imán externo (lo que podría resolverse mediante la implantación quirúrgica de imanes cerca del lugar del tumor, como ya se ha comprobado en algunos experimentos).

Sobre las plantas y su capacidad de sentir dolor

Cualquier vegetariano se ve alguna vez enfrascado en una discusión sobre distintas cuestiones relacionadas con su alimentación. Las más comunes giran en torno a nutrición, salud, cocina, y derechos de los animales. Sin embargo, un argumento que merece una mención a parte es el "dolor" que también sienten las plantas.

Muchos omnívoros buscan argumentar y deslegitimar un tipo de alimentación vegetariana (el por qué la necesidad de hacer esto, no lo sé. Es otro tema que se podría analizar a fondo) y una de las salidas más sorprendentes es esta: "las plantas también son seres vivos, ¿es que no te dan pena?".

Un bonito ejemplar de  Lactuca sativa, o lo que es lo mismo, una lechuga. Fuente: Google imágenes.

Hace ya un tiempo escribí sobre esto en un foro, porque creo que es un tema que se puede explicar desde un punto de vista científico. Vaya por delante que la fisiología vegetal es, con mucho, la asignatura de Biología que menos tragaba de toda la carrera. Para mí era un auténtico rollo, me producía un sopor indescriptible sólo ver los apuntes. Qué le vamos a hacer, el reino vegetal nunca me ha interesado lo más mínimo (que levante la mano todo aquél biólog@ al que alguna vez le han preguntado cómo cuidar de una planta!) y sin embargo tuve que profundizar (y mucho) en su formato, forma y fondo. Con lo cual, voy a poner mi razonamiento sobre la cuestión de si las plantas son seres vivos, de si son capaces de sentir dolor o qué es lo que pasa con ellas :) :

Las plantas tienen sistemas de respuesta frente al estrés, incluyendo en los agentes causantes de éste tanto factores bióticos como abióticos. Una planta también tiene sistemas de respuesta frente a una herida, por ejemplo, y mecanismos de defensa. Es un ser vivo sésil, pero está vivo con lo cual es un sistema de células capaces de responder ante estímulos externos. Las plantas crecen, se alimentan, respiran, se reproducen, luchan con otros individuos (por la luz, el espacio, contra depredadores, etc) envejecen...en eso no se diferencian a los animales o a las setas o incluso a las bacterias. Todos los seres vivos interaccionan con su entorno, intentan sobrevivir, reproducirse...todos tienen un código genético, que incluye una batería de genes que se van activando y desactivando a lo largo de su vida según sus necesidades (y por otras razones). Crecen óptimamente si las condiciones se lo permiten y no tanto si éstas son algo desfavorables.

Si alguien quiere profundizar un poco más en los mecanismos de respuesta al estrés y de defensa de las plantas, puede buscar cosas relacionadas con el ácido abscísico o el ácido jasmónico, dos hormonas fundamentales en estas respuestas para las plantas.

Imagen de planta dañada y de la estructura química del ácido jasmónico. Fuente: Google imágenes. Una de las estrategias de defensa más interesantes del grupo de los jasmonatos es inducir la síntesis de inhibidores de proteasas, que detienen el ataque de los insectos. 

Ahora bien. El dolor sólo y exclusivamente pueden experimentarlo seres vivos con sistema nervioso. Es una experiencia asociada a algún tipo de lesión celular y que se produce gracias a la existencia de nociceptores, receptores del dolor. Las plantas, como todos los seres vivos, tienen sistemas para captar estímulos pero éstos no tienen nada que ver con los que tenemos los seres vivos con sistema nervioso, que tenemos receptores sensoriales, terminaciones nerviosas especializadas en captar estímulos externos o internos. 

Hay receptores para los sonidos (mecanorreceptores), para la luz (fotorreceptores), etc, y los que captan cualquier tipo de lesión a nivel tisular o celular, se denominan nociceptores, y que yo sepa no existe nada semejante ni en plantas, ni en hongos ni en protozoos. Nociceptores sólo tenemos los que tenemos sistema nervioso. Vamos, la mayoría de los animales (una esponja, por ejemplo, es un animal sin sistema nervioso).

El dolor es única y exclusivamente la percepción sensorial transmitida a través de los nociceptores, por lo que las plantas no sienten dolor entendiendo dolor como este tipo de señal. Otra cosa es que las plantas no tengan sus propios mecanismos de percibir una lesión en su estructura, pero seguro, segurísimo, que no le provocan lo que nosotros entendemos por "dolor". 

Dibujo esquematizado del proceso de conducción del dolor. Fuente: Google imágenes.  Para más información sobre los mecanismos biológicos detrás del dolor, recomiendo este post del blog "Acercando la biofísica"

De hecho el dolor no es sólo una experiencia sensorial, sino también una experiencia subjetiva, es decir, cada individuo percibe el dolor de distinta manera.

Las plantas no tienen autoconciencia como nosotros porque no tienen un sistema nervioso central como nosotros, es así de sencillo. Nosotros tenemos nervios, neuronas y un cerebro en el que confluyen todos ellos y desde donde se controlan nuestros sentidos y nuestros órganos, y muchas de la decisiones que tomamos (ojo, que no todas) se toman de forma consciente. Por eso es por lo que tenemos autoconciencia. Las plantas tienen una organización más difusa, digámoslo así. No existe un punto central en el que confluya el control de sus sistemas porque no lo necesitan, igual que no tienen un corazón para que fluya la savia por su cuerpo porque ya fluye solita gracias a la entrada de agua por las raíces y la salida por los estomas de las hojas (según la teoría de la tensión-cohesión), o sea que no lo necesitan. 

Cualquier ser vivo, sea cual sea, desde una bacteria hasta yo misma, tenemos herramientas para captar estímulos tanto internos como externos, porque nos es vital para poder realizar nuestras funciones vitales, ya sea para captar nutrientes, interactuar con otros individuos, para reproducirnos...todos necesitamos "estar al tanto" de lo que ocurre a nuestro alrededor. Pero que una bacteria sea capaz de captar la luz y desplazarse hacia zonas con más o menos intensidad luminosa, que forme biopelículas en las que convive con otras bacterias con las que interactúa e intercambia genes por conjugación, o que una planta sea capaz de provocar la senescencia de sus órganos y perder hojas/ramas porque está en situación de estrés hídrico, o de crecer más que la planta que tiene al lado y que le está robando la luz, o que segregue hormonas en determinadas situaciones que son captadas por otras plantas, todo esto, aunque demuestra que son seres vivos que interactúan con el ambiente y entre sí, todo esto no significa que sientan o sufran como hacemos los animales. Las plantas no sienten dolor y no sufren como nosotros, y aunque tienen sus propios  medios de captar la luz, no ven como vemos nosotros, porque no tienen fotorreceptores como los nuestros ni neuronas que transforman la señal luminosa que llega a los bastones y conos en una señal eléctrica (fototransducción) que nuestro cerebro traduce en una imagen. ¿Las plantas tienen células fotosensibles que captan la luz? Vamos que sí. ¿Las plantas ven como vemos nosotros? No. Ni falta que les hace, además. ¿Son las plantas capaces de captar estímulos internos y externos, positivos y negativos, y de interactuar con otros individuos? Por supuesto. Y las bacterias también. ¿Sienten como nosotros, o sufren y padecen como nosotros? No. Y de nuevo, ni falta que les hace :)