domingo, 29 de mayo de 2016

FLATO, LLANTO, BOSTEZO, HIPO, RISA... ¿POR QUÉ?

Probablemente, la mayoría os habéis preguntado el porqué de reacciones tan comunes y cotidianas del cuerpo humano como el flato, el llanto, el bostezo, el hipo o la risa. No es de extrañar que os haya entrado la curiosidad de saber la explicación de estas respuestas del organismo. Pues bien, aquí podéis encontrar una recopilación con la información sobre cada una de ellas.


¿Por qué aparece el flato?

Seguro que muchos de vosotros habéis notado alguna vez que al poco tiempo de empezar a hacer deporte aparece un engorroso dolor en la tripa que muchas veces os impide continuar y os obliga a parar. La pregunta es: ¿a qué se debe exactamente? Este dolor del que hablamos que aparece en el músculo diafragma, que separa el tórax del abdomen, es el denominado flato. Aparece con frecuencia en deportistas desentrenados, que han hecho un sobreesfuerzo, personas que no están habituadas a hacer ejercicio o por beber mucho líquido o comer mucho previamente a dicho ejercicio físico. Hay unos deportes más dados a la aparición del flato y otros en los que no es muy común que lo suframos. La natación y la carrera son deportes con más tendencia a la aparición del flato, mientras que en el ciclismo se da rara vez. Hay varias causas posibles:

-La falta de riego sanguíneo suficientemente oxigenado al diafragma, debido a que durante el ejercicio físico aumenta la demanda de energía, de oxígeno y, en definitiva, de riego sanguíneo por parte del resto de músculos que están interviniendo en la locomoción. Por lo tanto, nuestro organismo prioriza la irrigación de estos músculos y restringe la del diafragma.

-Tirones en los ligamentos que unen el estómago, el diafragma y las paredes viscerales por los movimientos realizados durante la actividad física. Por ejemplo, en el ciclismo el estómago no oscila tanto y estos tirones no son muy comunes, lo cual explica que los ciclistas no sean unos de los deportistas que más sufran este dolor.

-Los gases del intestino que pueden aparecer debido a comidas copiosas antes de hacer ejercicio y no haber hecho la digestión antes de empezar a movernos. Esto también puede provocar el roce del estómago (lleno) con el peritoneo. El flato es muy frecuente cuando hay una ingesta excesiva de hidratos de carbono y líquidos.

¿Qué hacer cuando empezamos a sentir el flato? La recomendación es disminuir la intensidad o el ritmo o incluso detenerse. Será lo mejor para nuestro cuerpo, ya que el flato es una alerta y proseguir con la actividad que estemos realizando puede conllevar un dolor más intenso, náuseas y dificultades en la respiración. También nos ayudará si nos apretarnos en el costado, flexionamos el tronco y controlamos nuestra respiración. Si hacemos todo esto, es bastante probable que el flato desaparezca y podamos continuar en poco tiempo. No obstante, si el dolor es fuerte y no desaparece pronto, lo más sensato es abandonar nuestra actividad física y posponerla para otro día a ser posible, aunque lo que sí está claro es que el flato no es un dolor que pueda desencadenar alguna otra dolencia más grave.



¿Por qué lloramos?

Antes de meternos de lleno con esta pregunta, veamos primero brevemente cómo funciona el sistema lagrimal situado al lado del globo ocular y la composición y las funciones de las lágrimas.

Nuestro ojo consta de una película lagrimal producida por la glándula lagrimal, que debe ocuparse de mantener lubricada la córnea. Una vez que la película lagrimal ha hecho su función, es drenada al punto lagrimal y a los conductos lagrimales, los cuales van a desembocar en el saco lagrimal, que a su vez gracias al conducto nasolagrimal, desembocarán en la fosa nasal. Por este motivo, nuestra nariz se tapona cuando lloramos.

Las lágrimas tienen la función de humedecer el ojo, proteger de infecciones y de agentes externos y eliminar partículas extrañas. Están compuestas en un 98% por agua y el 2% restante corresponde a glucosa, sodio, potasio y proteínas. Se diferencian tres capas en ellas: una externa aceitosa, una media acuosa y otra interna mucosa.

Normalmente, solemos asociar las lágrimas al llanto, pero hay otros motivos o emociones que conllevan también esta secreción. Según esto, podemos diferenciar distintos tipos de lágrimas: basales, que son segregadas constantemente en pequeñas cantidades para mantener lubricados los ojos; reflejas, como respuesta a un estímulo externo como un roce, un golpe o la entrada de partículas extrañas en el ojo; y emocionales, como respuesta a un estímulo interno como estados emocionales de tristeza o alegría.

Pero no nos vayamos demasiado por las ramas y adentrémonos ya con el porqué del llanto, de esas lágrimas que salen de nuestros ojos y bajan por las mejillas en respuesta a un estado emocional, a diferencia del lagrimeo, que es también el derramamiento de lágrimas pero no emocional. En realidad, los científicos no han encontrado una clara explicación racional a este hecho, pero se ha comprobado que puede tener algún efecto beneficioso, como puede ser:

-Conectar con los demás y reforzar relaciones personales. El llanto tiene una función comunicativa. Sirve para expresar emociones y pedir ayuda o consuelo a los presentes. Estas lágrimas son producidas por un sentimiento fuerte, ya sea estrés, placer, ira, tristeza, alegría o sufrimiento.

-Disminuir el estrés, puesto que las lágrimas poseen la hormona adenocorticotropa (ACTH) o también llamada hormona del estrés.

-Provocar una sensación placentera. Muchas veces nos sentimos mejor después de haber llorado un buen rato y esto se debe a que estas lágrimas contienen también toxinas que son eliminadas con ellas, como es el caso de la leucina encefalina, que actúa como un analgésico natural.

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¿Por qué bostezamos?

Bebé, Niño, Lindo, Expresión, Cara, Humana, InfantilEl bostezo es algo común en el día a día de las personas y que también se da en otras especies (monos, perros, gatos, pájaros, peces…). Bostezamos unas ocho veces al día de media y se suele asociar popularmente con el cansancio o el sueño. Sin embargo, y aunque ni siquiera los científicos se ponen de acuerdo para dar una explicación definitiva a este hecho, la causa no parece ser estrictamente esta. En definitiva, parafraseando al psicólogo Robert Provine, el bostezo es uno de los actos más usuales y más misteriosos hasta el momento sobre el ser humano. Tres décadas después, la cuestión sigue sin estar del todo resuelta. Tampoco el bostezo es por mala educación o aburrimiento como a menudo se suele atribuir; es un acto involuntario.

El bostezo es a veces una manera de mantener alerta al individuo y evitar que se duerma, ya que las bocanadas de aire permiten enfriar los vasos sanguíneos de la nariz y enviar sangre al encéfalo a mayor velocidad.


Pero además, estas bocanadas de aire pueden responder a otra necesidad por la cual bostezamos: refrigerar el cerebro. Debido a la actividad del cerebro, la temperatura cerebral puede aumentar y con el bostezo conseguimos introducir aire frío que temple la sangre de la cavidad nasal y que permita que continúe el buen funcionamiento del cerebro.

En otras ocasiones, el bostezo es simplemente una respuesta a la abundancia de dióxido de carbono en el ambiente o a la falta de oxígeno en el cerebro detectada por el núcleo paraventricular del hipotálamo. Dicho de otra manera, es también una manera de oxigenar el cerebro.

Incluso se ha comprobado que el bostezo incrementa temporalmente los niveles de cortisol, una hormona asociada al estrés, por lo que podría ayudar a reducir la ansiedad y el estrés y a aumentar la atención.

Otra curiosidad sobre el bostezo que también nos habrá sorprendido es su capacidad para contagiarlo a las personas que están a nuestro alrededor. Al instante de bostezar, otra persona que te está viendo repite el mismo gesto. Incluso el mero hecho de leer la palabra bostezo puede llevar involuntariamente a realizar esta acción. ¿Por qué? Al parecer, el contagio del bostezo está relacionado con la conexión emocional con otras personas y la empatía. Por ello, es más probable que bostecemos al ver a una persona cercana hacer lo mismo que al ver a un desconocido bostezando por la calle. En cambio, las personas autistas, por este mismo motivo, no se suelen contagiar de los bostezos.


¿Por qué se produce el hipo?

Lindo, Sorprendido, Mujeres, Niña, Aislados, ManoEl hipo consiste en un sonido inspiratorio consecuencia de la contracción brusca, involuntaria e intermitente del diafragma que hace que la epiglotis se cierre, provocando este típico sonido.

La respiración consta de dos fases: una llamada inspiración en la que el aire entra y los pulmones se llenan, y otra llamada espiración en la que el aire sale y los pulmones se vacían. Para que esto se produzca, sabemos que el diafragma desciende durante la inspiración y asciende durante la espiración. Sin embargo, cuando introducimos en nuestro cuerpo una gran cantidad de líquido o de comida, es posible que los músculos abdominales presionen de manera excesiva sobre el diafragma que hace que la epiglotis se cierre. Cuando esto ocurre, este mecanismo se descoordina, el diafragma sube o baja antes de lo normal, se altera la respiración, se producen inspiraciones y espiraciones incompletas, se incrementa la presión del aire en los pulmones y se produce el denominado hipo.


Lo normal es que el hipo desaparezca al cabo de pocos minutos, pero si queremos deshacernos más rápidamente de él, suele funcionar la técnica de inspirar profundamente, contener la respiración y luego expulsar lentamente en la espiración todo el aire contenido. También podemos beber agua fría y tragar sin respirar.


¿Por qué nos reímos?

La risa es un signo de alegría y de felicidad y algo innato en nuestra especie. Sin embargo, está relacionada con el desarrollo cognitivo, edad, época, cultura y carácter de cada persona, lo cual explica que el sentido del humor varíe de unas personas a otras. La risa es un fenómeno muy familiar para todos, pero para la ciencia continúa siendo algo misterioso también.

El proceso es el siguiente: cuando el cerebro (especialmente el sistema límbico) detecta una incongruencia, la procesa, envía las señales por el hipotálamo, la hipófisis y el sistema nervioso autónomo para producir la risa y se liberan también unas hormonas llamadas dopamina y serotonina, que actúan como neurotransmisores de esa sensación placentera. Mientras nos estamos riendo, un gran número de músculos faciales se contraen y la respiración se altera por irregularidades en el cierre de la epiglotis. Además, si nos continuamos riendo durante un buen tiempo, es posible incluso que los conductos lagrimales se abran, caigan algunas lágrimas y que nuestro rostro se ruborice.

Tampoco nos podemos olvidar de las cosquillas, que son otra ocasión en la que se produce la risa pero su fundamento es distinto, por lo que constituyen una excepción. Mediante el estímulo de ciertas partes del cuerpo, como los pies, el cuello, las axilas o el abdomen, soltamos también carcajadas imposibles de contener. Cuando nos hacen cosquillas, se activa el hipotálamo, que controla reacciones instintivas a situaciones de lucha o huida, y se estimulan las mismas fibras amielínicas que son las causantes del dolor. La risa histérica provocada por las cosquillas es en realidad un mecanismo de defensa. Aquí está la explicación también de por qué no podemos hacernos cosquillas a nosotros mismos y provocarnos la risa, puesto que nuestro cerebro es consciente de que no es necesario producir una respuesta a la acción.

En cualquier caso, la risa es muy beneficiosa para la salud. Se ha comprobado que tiene múltiples ventajas: disminuye el estrés, mejora el estado de ánimo y de bienestar psicológico, estimula el sistema inmune, incrementa el umbral de dolor, aumenta la oxigenación del cerebro, regulariza el ritmo cardíaco y disminuye la presión arterial, siendo capaz de reducir la posibilidad de sufrir problemas cardiovasculares, sin olvidarnos de que tampoco deja de ser una forma de ejercitar el cerebro y de mantenerlo activo. Así que riamos, que es gratis.

Close up portrait of hard laughing young man. Isolated on white background, mask included

jueves, 26 de mayo de 2016

CARACTERÍSTICAS DEL AGUA

Para empezar, podemos hablar de su abundancia. El agua es un componente fundamental tanto del planeta como de los seres vivos, incluyéndonos a nosotros mismos. La Tierra está compuesta en un 70% por agua, aunque solo un 2,5% de dicho agua es dulce y, a su vez, el 75% de ese pequeño porcentaje lo encontramos en forma de hielo, de manera que es inaccesible para nosotros. De esta manera, únicamente nos queda un 1% que es potable, a la que tenemos acceso, la cual la encontramos minoritariamente en ríos y lagos (tan solo supone un 0,3% del agua dulce) y sobre todo bajo tierra (25% del agua dulce). No obstante, esa diminuta proporción es suficiente y totalmente indispensable para la vida.

La proporción de agua en los seres vivos varía de unos a otros. En el ser humano está alrededor del 70%, aunque varía con la edad, disminuyendo con el paso de los años. Sin embargo, hay organismos en los que la proporción es inferior, como es el caso de los gatos y los perros, donde el porcentaje cuando son adultos es del 60%, y también existen organismos en los que el porcentaje es mayor, estando compuestos casi en su totalidad por agua, como es el caso de la medusa, en la que el agua constituye más del 95% de su cuerpo. Independientemente de que la posean en mayor o menor cantidad, lo que está claro es que el agua es imprescindible para la vida y para que las funciones de los seres vivos tengan lugar de la manera adecuada.

Si nos adentramos ya en la composición química de la molécula de agua, consta de un átomo de O y dos de H, que se unen entre ellos mediante enlaces covalentes en los que cada H comparte un par de electrones con el O. Sin embargo, como la electronegatividad del O es mayor que la del H, los pares de electrones compartidos son atraídos por O. Además el O, que tiene hibridación sp3, posee otros dos pares de electrones sin compartir, lo cual tiene dos consecuencias: la presencia de una carga negativa débil en la zona donde se encuentran los electrones no compartidos y la geometría tetraédrica de la molécula de agua, de manera que los átomos de H forman un ángulo de 104,5º con el O.

Este último hecho unido a la mayor electronegatividad del O, crea una asimetría en la molécula de agua que provoca la aparición de cargas parciales opuestas (negativa en los electrones no compartidos del O y positiva donde están los H). Por ello, y a pesar de ser eléctricamente neutra pues no posee carga eléctrica neta, la molécula de agua tiene carácter dipolar.

Esta polaridad favorece la interacción entre moléculas de agua, de forma que la zona con carga eléctrica parcial negativa de una de ellas es atraída por la zona con carga positiva de la otra, estableciéndose entre ambas, además de enlaces dipolo-dipolo, enlaces o puentes de H entre el O de una molécula y el H de otra, que son lo suficientemente débiles como para separarse las moléculas y lo suficientemente fuertes como para que se vuelvan a unir. Además, también pueden formar puentes de H con otras moléculas polares distintas que tenga grupos OH y NH (alcohol, aminas, etc). Esto convierte al agua en una molécula altamente cohesiva, ya que cada molécula de agua puede establecer cuatro puentes de H con otras moléculas. Estos puentes de H también van a tener una gran importancia en el ADN, donde están presentes uniendo adenina con timina y guanina con citosina.

Una característica especial del agua es que en estado líquido tiene una densidad mayor y un volumen menor que cuando se encuentra en estado sólido, ya que en sólido los enlaces de H dejan más huecos en la molécula. Esto hace que el hielo flote sobre el agua líquida.

El agua además tiene un gran poder disolvente. Se puede disolver en sustancias polares y también lo puede hacer con sustancias cargadas, ya que, por ejemplo, cuando el agua se quiere unir a la NaCl, se produce la solvatación con los iones de Cl- y Na+ que lo forman, es decir, se interpone entre ellos, separándolos, disminuyendo la atracción entre ellos y manteniéndolos en disolución. En cambio, no es soluble con moléculas apolares (hidrofóbicas). Sin embargo, también se forman enlaces hidrofóbicos con el agua, puesto que las moléculas hidrofóbicas se separan del agua y tienden a juntarse entre ellas, estableciendo dichos enlaces. Esto se puede explicar por el tercer principio de la termodinámica, que dice que la entropía o desorden siempre aumenta.

Cabe destacar también, como características del agua, que se encuentra en estado líquido a temperatura ambiente, que es un líquido prácticamente incompresible y con capacidad de adhesión a la superficie de otras estructuras y de ascender por conductos estrechos, como el xilema de los vegetales (todo ello debido a su elevada cohesión interna). Además, tiene una elevada tensión superficial (debido a que las moléculas de la superficie únicamente pueden formar los puentes de H con las moléculas del interior del líquido y no con el aire), elevado calor específico (puesto que al suministrar calor al agua parte de la energía se emplea en romper enlaces de H, de modo que cuesta más variar su temperatura), alto calor de vaporización (ya que para pasar de líquido a gas hay que romper los enlaces de H) y capacidad de ionización.




CURIOSIDAD: EL EFECTO MPEMBA

Este efecto, que recibe el nombre del estudiante de Tanzania que lo descubrió en 1969 mientras hacía helados en sus clases de cocina, consiste en que el agua caliente se congela más rápidamente que el agua fría, al contrario de lo que probablemente podríamos pensar por lógica en primera instancia. No obstante, este fenómeno no siempre se da, sino que para ello es necesario que existan determinadas circunstancias y no dos temperaturas cualesquiera. No observaremos el efecto Mpemba si ponemos a congelar agua a 35ºC y a 5ºC, pero sí si tenemos estos recipientes con agua a 70ºC y a 90ºC, a 80ºC y a 95ºC, a 50ºC y a 95ºC, etc. Es decir, los efectos de este fenómeno son apreciables para temperaturas altas y/o con una diferencia notable entre ambas. ¿Cuál es la explicación?

Para saber el motivo no hay más que volver a lo que hemos explicado anteriormente y hacer uso también de nuestros conocimientos básicos de química. La explicación no va más allá de la composición química del agua, los enlaces covalentes que existen entre los átomos de hidrógeno y oxígeno, la agitación térmica y la evaporación. El agua caliente, a diferencia del agua fría, presenta una mayor agitación de las partículas y mayores corrientes de convección, lo cual favorece la transferencia de calor con el congelador o, en su defecto, con el medio externo frío en el que se encuentre. Además, la evaporación está más presente en el agua a mayor temperatura, de modo que la masa de agua caliente que queda y que se debe congelar es menor que la del agua fría. Además cuanto más caliente se encuentra un líquido, más burbujas de gas van a presentar y más van a dificultar la formación de cristales de hielo. Por ello, el agua fría se va congelando por partes, juntándose poco a poco los cristales de hielo entre ellos, mientras que el agua caliente lo hace al mismo tiempo. Estas tres causas son las que hacen posible otra de las peculiaridades del agua: el efecto Mpemba.

miércoles, 25 de mayo de 2016

LA NANOTECNOLOGÍA REVOLUCIONARÁ LA MEDICINA

Todos somos conscientes del espectacular desarrollo que está experimentando la tecnología en los últimos años y de su enorme impacto en nuestras vidas. Tanto es así que hoy en día sería complicado pensar a veces en una vida sin tantos dispositivos tecnológicos como tenemos ahora a nuestro alrededor y sin todas las facilidades que estos nos brindan en el día a día. Pero remontémonos a los orígenes de la tecnología, y más concretamente, a 1959, fecha en la que empezó a surgir ya incluso una ciencia basada en el estudio y en el desarrollo de sistemas a una escala mucho menor, a escala nanométrica, aunque en realidad no fuese hasta pasadas dos décadas cuando adquieriera verdadero auge. Ahora ya no solo se trata de mejorar las características de los nuevos aparatos tecnológicos para hacerlos cada vez más potentes, sino también de fabricarlos lo más pequeños, compactos, ligeros y fáciles de transportar que sea posible. Esta tendencia a reducir el tamaño de cualquier dispositivo o a estilizarlo, sin que esto suponga una pérdida de las cualidades del producto o para que tenga nuevas aplicaciones, dio lugar al nacimiento de la nanotecnología, es decir, la tecnología a escala nanométrica, que tiene el mismo fin que siempre perseguimos: que la tecnología nos ayude lo máximo posible, que sea capaz de mejorar nuestra calidad de vida y que, en definitiva, vivamos en un mundo mejor.

Así, hemos abierto camino a un innovador e inmenso área de estudio, un campo con muchas más aplicaciones de las que seguramente nos podemos imaginar. La nanotecnología comprende áreas como la biología, la física, la química, la ingeniería, la informática, la microelectrónica, la biotecnología y la medicina. La nanotecnología es un campo que está creciendo de manera exponencial y en el que tenemos mucho que trabajar, pero es conveniente resaltar especialmente la gran importancia que está teniendo ya y que puede llegar a tener en biotecnología y medicina, tanto dirigida a técnicas de diagnóstico y de imagen como terapéuticas.

-En cuanto a las técnicas de diagnóstico, ha sido sobre todo en aquellas llevadas a cabo in vitro donde hemos podido comprobar que el empleo de las partículas nanométricas como agentes de contraste han tenido una gran repercusión, facilitando la detección de enfermedades genéticas, infecciosas e incluso alteraciones de proteínas en sus estadíos más tempranos. La nanotecnología ya está dejando huella en este área también con los biochips, que son unos dispositivos capaces de analizar moléculas orgánicas y de darnos grandes cantidades de información a nanoescala y en poco tiempo, lo que nos va a permitir desarrollar vacunas o identificar mutaciones.

-Por otro lado, respecto a las técnicas terapéuticas, son ya patentes los avances que ha proporcionado la nanotecnología en el tratamiento de enfermedades como el cáncer, neurodegenerativas, autoinmunes y cardiovasculares. Cabe destacar la acción de las nanopartículas transportadoras de fármacos, vacunas o incluso insulina en los diabéticos, las cuales se dirigen hasta las células diana ofreciendo una mejora de su estabilidad frente a la degradación, de su solubilidad y de su distribución atravesando las barreras biológicas, lo cual supone un aumento de la efectividad y una reducción de la dosis que se ha de suministrar al paciente. Se espera además que pequeños sensores, ordenadores y diversos aparatos implantables que resultan económicamente rentables permitan un continuo control sobre la salud de los pacientes, así como un tratamiento automático. Y en cuanto al cáncer, ahora la nanotecnología nos puede ofrecer la posibilidad de transformar en beneficios todos los hallazgos sobre esta enfermedad realizados por el Proyecto Genoma Humano, ya sea por una vía diagnóstica, terapeútica o preventiva, para los enfermos de cáncer. De hecho, se han desarrollado ya nanoaparatos para el cáncer, capaces de detectarlo en sus primeros estadíos, localizarlo con máxima precisión, proporcionar tratamientos y medir la eficacia de los mismos. Estos tratamientos facilitan el acceso a las células tumorales y reducen la acumulación del fármaco en las células sanas, reduciendo así su toxicidad. 

Sin embargo, el papel de la nanotecnología en terapia no termina aquí, puesto que ya se preveen dos nuevos avances que no tardarán en llegar. Uno de ellos se basa en las moléculas de RNA, que probablemente constituirán una nueva forma de tratar cualquier enfermedad, como el cáncer, el SIDA o la gripe. El otro es un nuevo modelo matemático de movimiento que podrá ayudar a desarrollar nanoaparatos capaces de moverse por líquidos, lo cual puede ofrecer una nueva manera de transporte de fármacos y otras sustancias por el interior del organismo.

Por último, tampoco nos podemos olvidar de la influencia que puede tener la nanotecnología en la medicina regenerativa, es decir, en la reparación o sustitución de tejidos y órganos dañados. Las principales aportaciones de la tecnología a escala nanométrica en este campo están encaminadas a la producción de nuevos materiales, uso de células madre y obtención de moléculas bioactivas que se utilicen como señales para la señalización celular.

Por lo tanto, los beneficios son ya más que evidentes. Sin embargo, aún nos queda mucho por descubrir en este nuevo, prometedor y profundo mundo de la nanociencia o nanotecnología y la pregunta que se nos plantea ahora es hasta qué punto puede llegar a revolucionar la medicina. Las esperanzas puestas en ella son muy grandes y el tiempo nos dará la respuesta.