martes, 2 de febrero de 2016

Conocimientos ancestrales: arcillas bactericidas

El barro es fascinante porque es tierra que puede cobrar forma. Podemos construir casas de adobe; fabricar recipientes; obras de arte, filtros con los que eliminar bacterias y virus y así potabilizar el agua; lo podemos ingerir para mitigar el hambre como hacen en Haití. De entre el barro se dice que se originó la vida. Una teoría sobre el origen de la vida apunta a que las primeras células eran láminas de filosilicatos (el mineral que da lugar a las arcillas) que contenían en su interior ARN. 

UNA ARCILLA QUE MATA BACTERIAS

Investigadores de la Universidad de la Columbia Británica (UBC), Julian Davies y Shekooh Behroozian, han demostrado recientemente que una arcilla en disolución puede matar bacterias. He dicho demostrado porque quienes descubrieron esta propiedad bactericida fueron los indígenas de la tribu Heiltsuk
La arcilla bactericida tiene un color llamativo. Esta arcilla ha sido utilizada durante siglos por la tribu Heiltsuk como remedio ancestral. Recientemente se han demostrado científicamente sus propiedades curativas. (Foto: Kisameet Glacial Clay Inc.)
Para sorpresa de estos dos investigadores la arcilla suspendida en agua fue capaz de eliminar 16 tipos de bacterias distintas, bacterias aisladas en hospitales que son capaces de resistir a varios antibióticos. Los investigadores no tienen ni idea de cómo puede actuar esta arcilla. Lo cierto es que incluso inyectaron esta arcilla en ratones infectados y se mantuvo su capacidad bactericida y los ratones no presentaron efectos secundarios. Por este motivo lo investigadores están optimistas acerca del uso de esta arcilla con propósitos terapéuticos, pero obviamente habrá que continuar investigando hasta descifrar su modo de acción y pasar a ensayos clínicos, primero con animales de laboratorio y si todo va bien pasar a ensayos clínicos con humanos. Este barro también se podría utilizar dado sus propiedades para tratar a pacientes con quemadura que hayan sido colonizadas por bacterias resistentes a los antibióticos.
Los investigadores de la Universidad de la Columbia Británica: Julian Davies y Shekooh Behroozian con un caldero lleno de barro bactericida.
La investigación fue financiada en parte por la compañía Kisameet Glacial Clay. Esta compañía posee yacimientos de este barro, en su página web aclaran que la mina es extraída a mano por trabajadores locales de la tribu Heiltsuk y que se respetan los derechos de extracción. En un primer momento esta compañía quiere centrarse en una línea de productos cosméticos. Supongo que el respaldo de la investigación llevada a cabo por los investigadores de la UBC será determinante. Los que saben de marketing saben de estas cosas. Una compañía comenzó a vendar juguetes y vídeos para niños basándose en estudios que decían que los niños prestaban atención al color negro y que ver vídeos en donde se repetían determinados conceptos mejoraban su capacidad lingüísticas. Fue un éxito de ventas llegando a facturar hasta 400 millones de $ al año en EEUU. Posteriormente este tipo de "resultados" fueron refutados.

¿PODRÁ ESTA ARCILLA LLEGAR A SER UN MEDICAMENTO?

No sabemos si llegarán a descubrir un simple principio activo a partir de este barro. Sin un principio activo no podrán hacer ensayos clínicos. Los ensayos clínicos se basan en "un medicamento, un principio activo". No se hacen ensayos clínicos de compuestos complejos, con decenas de compuestos que puedan variar de una preparación a otra. Por tanto lo más probable es que esta arcilla se quede como producto cosmético o de terapias alternativas, un cajón de sastre. En ese sentido puede ser útil para tratar eccemas, acné. Es este tipo de cosas que un periodista, incluso un periodista científico no conoce y por eso se cuelan este tipo de noticias sensacionalistas. Hay una parte de la historia que no se cuenta y es el valor del conocimiento ancestral, el valor del descubrimiento de estos indígenas de las propiedades de esta arcilla.

LOS CONOCIMIENTOS ANCESTRALES NOS PROPORCIONAN LOS PRINCIPIOS ACTIVOS DE NUEVOS MEDICAMENTOS

Para llegar a descubrir que la arcilla curaba alguien en esta tribu debió de utilizar el método científico: establecer una relación causa-efecto y también comprobar la reproductibilidad de sus observaciones. No se si en el caso de esta arcilla está documentado quién fue el descubridor de estas propiedades. En el caso de la quina, descubrimiento realizado por Pedro Leiva, un indígena nacido en “Malacates”, actual provincia de Loja, Ecuador, a principios del S XVII si está documentado. Esta historia nos enseña cómo los descubrimientos "ancestrales" son ninguneados y eclipsados por la ciencia oficial. Reproduzco parte de una entrada antigua de este blog: "Este indígena de la tribu de los “Malacatus” realizó un auténtico descubrimiento científico: el alivio de los los síntomas de la malaria. Para llegar a este conocimiento, Pedro Leiva, utilizó, de manera intuitiva el método científico. Este consiste en establecer una causa-efecto. La causa era que Pedro Leiva sufría de fiebres, posiblemente originada por la malaria. Cuando se bañaba en un río concreto de su localidad, un río rodeado de unos árboles determinados, observó que sus fiebres remitían. Posteriormente le comunicó este hallazgo a otras personas de su tribu que también padecían de estas fiebres y el resultado fue el mismo: las fiebres misteriosamente desaparecían. Lo que Pedro Leiva en su razonamiento hizo fue el "Principio de reproductivilidad" de la ciencia.
Población de Malacatos, Loja, Ecuador. En el año de 1636 se produjo en esta poblaciòn uno de los más grandes descubrimientos de la medicina hasta entonces: el indígena Pedro Leiva descubre que la corteza del árbol de la quina es un remedio efectivo contra la malaria

Pedro Leiva no se detuvo en esta observación. Siguiendo su intuición y razonamiento lógico, llegó a la conclusión de que esos árboles que había en ese río concreto, y no en otros, eran la causa de que se aliviasen los síntomas de las fiebres. Pedro Leiva se dio cuenta que era la corteza del del árbol llamado en quechua “kinia”, que significa corteza en este idioma. Leiva depositaba cortezas de el árbol kinia en unos cántaros de agua, a esta agua medicinal la llamaban “cara Chuccho”. Al árbol también lo conocían como, el árbol para los fríos, su traducción en quichua “yura chuccho”.

OCCIDENTE "DESCUBRE" LA QUINA

Cuando el padre jesuita Juan López en su misión a Malacates contrajo una fuerte infección que le provocó fiebre, fue curado con la corteza de Kinia suministrada por un indio llamado Pedro Leiva. De esta manera, la medicina oficial, entró en contacto con el conocimiento "científico" de los indígenas malacatos. Ahora bien, lo mismo que ocurre hoy en día, este tipo de conocimiento sólo se populariza cuando llega a curar a alguien famoso. Veamos como este conocimiento se volvió popular. En 1639 Juan de Vega, médico del Virrey del Perú, enfermó de fiebre de modo que los padres jesuitas le administraron la corteza antes ya utilizada y mejoró. Cuando la esposa del Virrey del Perú, Francisca Enríquez, condesa de Chinchón, contrajo malaria, aplicaron el mismo procedimiento, obteniendo muy buenos resultados, dado que la salud de la condesa mejoró significativamente. No habían descubierto la cura de la malaria, una enfermedad que en pleno SXXI todavía no tiene cura, pero habían descubierto como aliviar sus terribles síntomas. La buena noticia de este descubrimiento de importancia mundial fue anunciada por el jesuita Alonso Messia Venegas desde Ecuador, específicamente desde Loja llegando a Roma. De esta manera, Loja, y el Ecuador, comunicaron al mundo un nuevo principio activo que vendrían a formar parte de los diez o doce medicamentos con los que contaba la medicina en el SXVII.

El medicamento fue enviado en forma de polvo, la famosa cascarilla de la quina, y pronto se volvió uno de los medicamentos más cotizados en la época, llegando a valer, la cascarilla de una corteza de un árbol ecuatoriano su peso en oro".
Escudo del Perú aprobado por el Congreso Constituyente, en 1825 a propuesta de José Gregorio Paredes. Los peruanos aparte de apropiarse de la tercera parte del Ecuador como botín de guerra se adjudican de esta manera la autoría del descubrimiento del árbol de la quina, un honor del que Ecuador debiera sentirse orgulloso

LA MEDICINA TRADICIONAL CHINA GANA UN PREMIO NOBEL EMPLEANDO EL MÉTODO CIENTÍFICO

Actualmente vivimos una crisis por el aumento de bacterias resistentes a los antibióticos. En este sentido este trabajo es relevante. Hay tan pocos antibióticos nuevos que los investigadores están revisando textos antiguos en busca de nuevas curas. Por ejemplo, se comprobó que una receta medieval a base de ajo y cebolla tenía propiedades antibióticas. Otro ejemplo ha sido el reciente Premio Nobel 2015 de Medicina que premió a la  investigadora Tou Youyou. Youyou había encontrado en un manuscrito de más de mil años de antiguedad de la medicina tradicional china lo que ha venido a ser el sustituto de la quina en el tratamiento de la malaria. En este manuscrito se decía que el ajenjo chino (Artemisia annua) era considerado por los antiguos médicos chinos como un buen remedio contra las fiebres, posible síntoma de la malaria. Uno de los factores del éxito de esta planta fue que se pudo aislar  el principio activo, es decir, el producto concreto responsable de la acción terapéutica: la artimisinina.
Tou fue galardonada con el Premio Nobel por el descubrimiento de la artemisinina, un medicamento que ayuda a reducir la mortalidad en los pacientes de malaria. Fuente

Ojalá haya en estas arcillas bactericidas un principio activo que pueda dar lugar a un nuevo antibiótico. Necesitamos de nuevos productos para mantener a raya a las bacterias, por supuesto, pero debemos también aprender a valorar y respetar la labor de la medicina. Con la producción industrial de los antibióticos se comenzó a utilizarlos de manera frívola, para cualquier malestar se recetaban antibióticos, o directamente se compraban en la farmacia, los veterinarios los usaban para el engorde animal. Gran parte del conocimiento médico ancestral estaba envuelto de una fase de misterio y respeto por el terapeuta y esta parafernalia era parte de la curación. El saber del médico se trasladó hacia el prestigio del producto. Tomar el producto, en este caso el antibiótico, era sinónimo de cura. Necesitamos nuevos antibióticos, si, pero también necesitamos volver a valorar el conocimiento y el criterio médico.

Bibliografía
http://www.academianacionaldehistoria.org.ec/images/libros_pdf/HISTORIA_CIENCIAS.pdf
http://lamalariayelarboldequina.blogspot.com/2013/07/capitulo-1-un-enemigo-invisible.html

jueves, 28 de enero de 2016

Resumen "Cazadores de microbios"

Manuela Saenz es una alumna de odontología que además tiene muchísimo talento para la divulgación científica. Ya ha escrito un post notable en este blog sobre el descubrimiento de la quina por el indígena ecuatoriano Pedro Leyva.

Como parte de la asignaturas de Bioquímica I y Biología Celular los alumnos han tenido que leer el libro de Paul Kruif "Cazadores de microbios" y hacer un resumen. Algunos de los trabajos eran plagio de otros trabajos que están en repositorios en internet. El de Manuela Saenz es original y de gran calidad. Por eso lo reproduzco:


CAPÍTULO I
Antonio Leeuwenhoek
Antonio Leeuwenhoek fue el primer cazador de microbios. Dio inicio a una gran investigación. Probablemente de no haber sido por este hombre obstinado, no muy culto e inclusive corriente, la ruta de descubrimientos que desencadenó no sería la misma. Atrapado en una época en la que el “conocimiento” estaba limitado a ser un “hecho” indiscutible, pero no comprobado.
Antonio van Leeuwenhoek nació en 1632 en Delft, Holanda. Estudió para ser funcionario público gracias al impulso de su madre, pero Antonio decidió retirarse a los 16 años. Durante los próximos 6 años se dedicaría a trabajar en una tienda de Ámsterdam, de modo que no fue a la universidad. Cuando cumplió 21 regresó a Delft. Mientras que en él crecía una curiosidad y afición por tallar lentes. No obstante se desconoce de su vida entre sus 20 a 40 años. Por el mismo hecho de su falta de educación e ignorancia se mantuvo alejado de las hipótesis y teorías que se mantenían en esa época respecto a la ciencia, en sus inicios. De modo que Leeuwenhoek opto por observar e interpretar lo que veía. Con el afán de cultivar su nueva afición, aprendió a fabricar lentes, que poco a poco perfecciono, llegando a ser los mejores.
 Leeuwenhoek pasó horas y horas observando objetos bajo sus lentes, muchos lo tildaron de chiflado. Pero su interés y asombro al comprobar la potencia de los mismos fue mayor que cualquier comentario mal sano. Un día decide analizar el agua lluvia y se encuentra con unos “bichitos” como el los llamaba,  que le causaban nauseas. Sin salir del asombro quería saber más sobre aquellas criaturitas, así que continúo con sus interminables observaciones y experimentos. Empezó a realizar cultivos y decidió informar a la Real Sociedad sobre su descubrimiento; algunos miembros se burlaron y unos cuantos lo tomaron enserio. En respuesta a su carta recibió una petición para explicar a aquellos señores de Londres la realización de su microscopio. A lo que él respondió con un sinnúmero de cálculos. La Real Sociedad o nombró miembro, tras observar con sus ojos los animalillos antes descritos, continuó enviando sus observaciones.
El tiempo había pasado y Antonio Leeuwenhoek tenía 50 años cuando descubrió que los mismos bichos en los dientes, en el intestino de las vacas. Además descubrió los espermatozoides y refutó toda clase se supersticiones.
En 1723, a los 90 años murió y dejo unas cartas para enviar a la Real Sociedad.

CAPÍTULO II
Lazzaro Spallanzani
Los microbios nacen de microbios
Lazzaro Spallanzani nació en Scandiano, Italia en 1729. Era un niño extraño que experimentaba con su entorno para descubrir. 
Spallanzini un niño pequeño un tanto raro, que hacia experimento crueles con insectos para entender cómo funcionaba la naturaleza. Quizá era un niño demasiado curioso, tanto como para aprender de ella, lo que fuese que el descubriera.  
Tras la muerte de Antonio Leeuwenhoek, este curioso niño se convirtió en adulto reprimido de alguna manera, ya que su padre lo obligo a seguir leyes, aunque él sentía indiscutiblemente ser un hombre de ciencia. En sus tiempos libres se dedicó a estudiar griego, francés y lógica; mientras que en las vacaciones observaba la naturaleza con admiración.
Entonces un día conoció a Vaillisnieri, un respetable hombre de ciencia, quien ratifico que Lazzaro Spallazini nació para ser un hombre de ciencia; de modo que Vaillisnieri convenció al padre para que le permitiera seguir su sueño. El joven Spallazini entró a la universidad de Reggio y empezó su carrera en ciencias.
Ahora la gente tenía cierta tolerancia el poner en tela de duda las supersticiones de la época.
Spallazini se ordenó sacerdote católico, a los treinta fue nombrado profesor, profesión que lo llevo a tratar con los animalillos descubiertos por Leeuwenhoek, los mismos que estaban bajo muchos cuestionamientos que el difunto no logró aclarar. Pero uno de los cuestionamientos que más pesaba sobre estos animalitos era:¿Nacen de la nada o necesitan progenitores?   
Aunque Spallazini tenía algunas ideas exaltadas sobre la generación espontánea, simplemente no podía decirlas al azar.
Tras largas horas de análisis se encontró con un libro escrito por Redi. En el que explicaba que la vida solo puede surgir de la vida.
Lazzaro Spallanzani motivado con la posibilidad de la generación espontánea empezó a realizar sus propios cultivos de bichejos.

Casi simultáneamente Needham probaba su teoría con el caldo de carnero “demostrando” que los animalillos procedían del caldo. Y por ende que la vida puede surgir espontáneamente de la materia muerta.
Spallazini solo fruncía el ceño al escuchar tal patraña así que decide repetir el experimento de Needham pero con redomas de cuello estrecho demostrando que lo que decía Needham era erróneo.

CAPÍTULO III
Louis Pasteur
Los microbios son una amenaza
 Tras la muerte de Spallazini en 1831 las investigaciones y cuestionamientos sobre los bichos se vieron estancadas. El ritmo de vida de las personas se vio facilitada por sus propios inventos como el telégrafo y la máquina de vapor. Cuando no se veía ni un poco cercana la idea de que estos microbios descubiertos por Leeuwenhoek fueran capaces de matar misteriosa y desprevenidamente a cualquiera. Pasteur a sus nueve años de edad presencio los gritos horrorizados del Labrador Nicol que había sido mordido por un lobo rabioso. En el transcurso de varias semanas habían fallecido ocho personas. Pasteur al ser un niño se preguntaba porque morían las personas al ser atacadas por un lobo, pero al no encontrar respuesta aparente. Decidió preguntar a su padre que fue un sargento. Él solo se podía preguntar porque la gente moría por la mordedura de un lobo rabioso. Pero su padre lo único que tenía claro era que la gente podía morir por balas entonces le dijo que quizá era la voluntad de Dios.
Por sus destacadas calificaciones fue una especie de profesor, de hecho era el estudiante más joven en el colegio Arbois. Más tarde asistió a la Escuela Normal de Paris, aunque la nostalgia lo obligo a regresar a casa y dejar sus estudios. Al año siguiente regreso a Paris pero esta vez sí llegaría a ser un gran químico.
Dos investigadores de la época; Cagniard de la Tour (francés) y un alemán, empezaron a investigar a los microbios.
Cuando tenía veinte y seis años descubrió que existían cuatro clases de ácido tartárico que en la naturaleza hay una gran variedad de compuestos. Por lo mismo que recibió felicitaciones  fue nombrado profesor de Estamburgo.
Obtuvo nupcias con la hija del decano de la facultad. Y continuó con su trabajo. Primero intentó cambias la química de los seres vivos, también experimentó con plantas y trató de alterar las especies.
Ideo un medio e cultivo de blastocitos y dijo q eran los culpables de las malas fermentaciones, que eran capaces de transformar el azúcar en ácido láctico. Tachándolos de ser la causa de las malas fermentaciones. Aunque quería transformar el azúcar en alcohol.
Tras varios experimentos descubrió un fermento nuevo, un pequeño animal con propiedades de transformar el azúcar en ácido butírico. También dijo que estos animales podían moverse y realizar cualquier función y          que el aire los mataba.
Pasteur tampoco creía que los microbios pudieran nacer de la materia inerte, realizo un experimento con matraces de cuello de cisne. Así que empezó una serie de travesías por el mundo, descubrió que a mayor altura el aire era menos contaminado por partículas de polvo. De modo que el número de microbios era menor.
Ahora tenía como objetivo demostrar a Francia como podría ahorrar mucho dinero a la industria. Demostrando que los fermentos que transformaban el mosto en vino, el culpable de que los vinos fueran inservibles era otra especie microbiana y una totalmente diferente presente en los vinos agrarios.


CAPÍTULO IV
Roberto Koch
El paladín contra la muerte
Entre 1860 y 1870 mientras Pasteur dedicaba sus esfuerzos a la industria del vinagre y su latente problema con su producto. Un destacado estudiante alemán de la universidad de Gotinga cursaba la carrera de medicina. Este joven soñaba en ser un explorador o quizá un médico militar con la ilusión de viajar y conocer muchos lugares nuevos.
Al finalizar sus estudios realizó sus prácticas en el internado de Hamburgo, cosa que por demás le parecía poco interesante. Mientras que en las calles se divulgaban las palabras de Pasteur, ya que afirmaba que aquellos seres diminutos eran unos terribles microbios asesinos. Pero muy difícilmente Roberto lograba escuchar este tipo de cosas ya que él se encontraba totalmente enfocado en aquellos pacientes psiquiátricos.
Se casó con Emma Franz con la condición de olvidar esas ideas locas de vivir viajando, de aventura en aventura. Koch se sentía muy inquieto por esta situación ya que él deseaba algo más emocionante en su vida. Hasta que un día llegó a Wollstein ya que celebraba su aniversario número veinte junto a Emma, la misma que le obsequio un microscopio.
Este microscopio es de suma importancia en la historia ya que de no haber sido así...
A  Roberto Koch no le desagradaba la idea de salvar a los niños y a la gente de la terrible difteria sino que le molestaba de sobremanera el hecho de ni siquiera entender de qué quería curar a las personas que recurrían a él. En el aquel momento prácticamente se había convertido en un precursor de la explicación a las enfermedades.
Para 1873 los médicos aun no tenían una explicación del todo clara y sobre todo comprobada sobre el origen de las enfermedades quizá sabían lo mismo que las demás personas que carecían del conocimiento médico q ellos “poseían”. Aunque Pasteur afirmó que pronto se descubriría que aquellos microbios eran la causa oculta de lo tuberculosis y muchas otras enfermedades.
Al parecer los médicos luchaban en contra de la “palabrería de Pasteur”.
El carbunco era un enfermedad que afectaba a cualquiera de hecho podía atacar a un animal como a una persona. Era una plaga ineludible.
Mientras que dividía su tiempo en sus propios cuestionamientos y experimentos sufría del ajetreo propio de un médico. De modo que sabía aprovechar muy bien sus tiempos libres. Así que tomo varias muestras de un una vaca muerta por carbunco, llegando a ver en el microscopio unos blastocitos cortos y poco numerosos.
Decidió experimentar con ratones infectándolos con una astilla empapada con sangre de otro animal infectado. Al día siguiente lo encontró tieso y con una coloración azulada. Había conseguido infectar al ratón. Y ahora su gran curiosidad era ver como se desarrollaban los blastocitos. Con firmes intensiones de crear su propio cultivo de los mismos.
Elevo el nivel de sus investigaciones y experimentos así que decidió buscar cuerpos humanos de personas ya fallecidas de tuberculosis y hacer algunas observaciones. Un día de 1882 dio por concluidas sus investigaciones diciendo que la enfermedad podía ser causada dentro del cuerpo humano por las aguas contaminadas.

CAPÍTULO V
Pasteur y el perro rabioso
La fiebre puercal era una enfermedad de la época, la misma que se daba en mujeres embarazadas a días de entrar en labor de parto. Esta fiebre era sumamente letal aunque Pasteur creía que los únicos culpables de la muerte de todas estas mujeres eran los médicos. Pues decía el haber descubierto aquel microorganismo. Y así fue como empezó a experimentar en animales específicamente en vacas con la teoría de que si les inyectaba con tuberculosis en pequeñas dosis a medida de que pasaba el tiempo, si la vaca sobrevivía, se convertiría en una vaca inmune a la enfermedad con la que intencionalmente había sido infectada. Luego experimento con gallinas (en 1880) de la misma manera que con las vacas. Todo fue comprobado porque mediante pasaban los días ni las vacas ni las gallinas murieron infectadas.
Sus experimentos fueron publicados en la Academia de la Ciencia. Decidió dar por concluida su investigación con un último experimento entonces así fue como el 31 de mayo contaba con 48 ovejas, 2 cabras y algunas vacas se comprobó la teoría de Pasteur. Estos animales fueron vacunados y ninguno murió.
Al finalizar ese año lleno se fructíferos experimentos. Decidió experimentar con un perro rabioso encerrándolo en una jaula con algunos perros sanos para que este los contagiara. Aunque cuatro perros fueron inyectados con la enfermedad de los cuales a la mañana siguiente encontraron a dos de ellos sin vida. Por su parte los dos perros que sobrevivieron se recuperaron en unos meses.
A su consultorio llega una madre con su hijo casi nauseabundo con mordeduras de perro en catorce lugares distintos. Todas las mordeduras fueron causadas por un perro rabioso. El niño de nueve años sería el primer experimento en humanos. Pasteur llamo a dos de sus amigos médicos esa misma tarde empezaron con el experimento. Al transcurrir el tiempo el niño mejoró hasta su recuperación total.
Pasteur falleció en 1895, fue un gran hombre de ciencia ya que salvo miles de vidas.

CAPÍTULO VI
Roux y Bering
Un discípulo y ayudante de Pasteur llamado Emilio Roux. En compañía de Berin discípulo de Koch jugarían un papel fundamental en el descubrimiento de la toxina diftérica.
Roux encontró el bacilo que probaba la enfermedad, muy peligrosa y muy mortal era capaz de propagarse a través de gotas muy pequeñas que era distribuida como volantes en la calle por medio de estornudos también con la tos.  Mientras que Emilio descubrió la “kriptonita de la difteria”. Obteniendo la teoría del bacilo que votaba veneno en la sustancia cultivada. Casi forzando a construir una membrana en la garganta. Esta enfermedad desgarraba los tejidos. Trataron de debilitar a la enfermedad con una antitoxina construida de bacilos se afteina.
De modo que la toxina diftérica y tricloruro de sodio formaban una sustancia antidiftérica, era inyectable. Una especie de vacuna para salvar vidas.
CAPÍTULO VII
Elias Metchnikoff
Los solícitos fagocitos
Un ruso indio, que nació en  el sur de Rusia (1845). Fue estudiante de Krarkoff, muy interesado en el descubrimiento y la ciencia. Fue allí en donde vio por primera vez un microscopio. Para sus veinte años tenía varios trabajos científicos, lo suficientemente buenos para ser publicados en revistas científicas.
Estudio la digestión de alimentos en estrellas de mar y esponjas. Dijo que estos poseían células errantes capaces de perjudicar a seres microscópicos llamado fagocitosis. Definiéndolo como inmune al ataque de bacterias. Que tenían una especie de sistema eficaz e inmune.
Experimento en monos con la enfermedad llamada sífilis y logro curarlos con ayuda de Roux.
Metchnikoff estuvo ausente durante veinte años y murió a los setenta y un años de edad.
CAPÍTULO VIII
Theobald Smith
 Theobald Smith fue un hombre de gran temple que dio un gran impulso a la humanidad. Él fue el encargado de dar una exposición magistral de como el ganado propio del sur al ser transportado al norte (y viceversa) contraía fiebre de tejas hasta que finalmente muere. Y como era posible que los del norte podían contagiar a los del sur.
Smith era bachiller en filosofía, también médico. Pero para el no era suficiente poder diagnosticar la enfermedad; él quería dar una cura a la misma.
Junto a si colega y amigo Kilborne experimentaron con una vaca completamente sana colocándole garrapatas del norte de carolina para comprobar o desechar la idea de que era la causante de la muerte del ganado. Tras el paso del tiempo la vacuna recayó y le realizo una muestra de sangre a la vaca, al hacerlo descubrió que la sangre de la misma era de una consistencia viscosa y tenía otro color diferente al normal.
Llego a concluir que las garrapatas no eran las causantes de la enfermedad y muerte, el causante era el huevecillo de la garrapata, que al incrustarse en la vaca mataban la misma.

CAPÍTULO IX
David Bruce
 David Bruce un hombre muy inteligente y entusiasta, con grandes ideas revolucionarias creía que África sería un lugar grandioso para hacer experimentos.
Estudio en la escuela de Edimburgo y al finalizar se enlisto en el servicio militar. Aunque como militar no era el mejor, ni el más premiado o alguno de los soldados sobresalientes. Simplemente carecía de tacto hasta que su seño se cumplió. Lo mandaron a África específicamente a Zululandia como un investigador, a recolectar información de la nagana o espíritu reprimido, enfermedad causada por el mosquito tse tse.
También se halló con una enfermedad que a sus víctimas morían al dormir, la llamaron la enfermedad del sueño; también causada por la misma mosca.
Al fin y al cabo nunca encontró la respuesta a sus cuestionamientos. Prácticamente murió buscándolas.    


CAPÍTULO X
Ross contra Grassi
El paludismo
Ronald Ross junto con Battista Grassi ambos investigadores. Cerca del año 1899 se había descubierto que esta enfermedad era causada por un mosquito.
Ronald Ross oficial de servicio médico en la India. Battista Graci un italiano conocedor de insectos y otros vivos. Ros sostenía la idea de que el paludismo era causado por una picadura. Tras realizar varios experimentos dijo que el mosquito era los portadores y en el momento de la picadura el mosquito absorbía la sangre y dejaba el virus dentro de nuestros cuerpos.
Y así fue como Ross ganó el premio nobel por haber descubierto el proceso de transición del paludismo. Recibió tantas ovaciones que se convirtió en el cenador de Italia.
CAPÍTULO XI
Walter Reed
El interés de la ciencia por la humanidad
Walter Reed fue un soldado con gran constancia y disciplina. Investigó sobre la fiebre amarilla, ahí y fue en donde trabajó. El mismo que recibió órdenes estrictas de buscar información y que entrevistase al que fuera necesario. Por lo que estuvo un tiempo en Cuba, en donde conoció a Lazear, un médico un tanto desanimado.
Una vez que el médico dijo que todo era causa de la picadura de un mosquito, este soldado informo a sus superiores.
Entre tantos experimentos Lazear murió picado por este mosquito. Cinco años más tarde Carroll murió.
CAPÍTULO XII
Pablo Ehrlich
La bala mágica
En 1864 nació Pablo Ehrlich en Silencia. Empezó a preguntarse cómo podría destruir a estos microorganismos. Por esto lo llamaban el doctor falseo. En fin el decidió que era posible así que empezó a experimentar.
Pasó por tres universidades en la carrera de medicina en las que no mostro ningún interés.
Experimento con ratones y encontró el compuesto 606 la que elimana el tripanosoma totalmente. Aunque al probar en seres humanos solo existían dos opciones; la primera curarte y la segunda morir intentándolo.
 Pablo Ehrlich muro en 1910.                                                    
  

Bibliografía

lunes, 25 de enero de 2016

Identificar fácilmente virus evitará el abuso de antibióticos

Un nuevo método para discernir cuándo una enfermedad respiratoria es causada por un virus o una bacteria evitará la ingesta innecesaria y excesiva de antibióticos y permitirá la prescripción de medicamentos más eficaces, según publica la revista especializada Science Translational Medicine.
A partir de un simple análisis de sangre, los investigadores de la Duke University Medical Center (Carolina del Norte, EE.UU.) demostraron poder determinar el origen de la infección respiratoria.

Gracias a este procedimiento, los científicos estadounidenses pudieron señalar con precisión si la infección se debe al virus de la gripe, al rinovirus (que causa el resfriado común), a bacterias de estreptococos (causantes de amigdalitis, meningitis o neumonía) o a otras infecciones comunes.
El beneficio inmediato de este avance científico es que se evitará la sobredosis o la toma innecesaria de antibióticos, que no curan las infecciones víricas.
“Alrededor de tres cuartas partes de los pacientes acaban tomando antibióticos para tratarse infecciones bacterianas, a pesar de que la mayoría tiene infecciones víricas”, explicó el doctor Ephraim L. Tsalik, que lideró el estudio.
La infección respiratoria es una de las razones más comunes por las cuales la gente va al médico, por lo que ya se tenía gran cantidad de información sobre las diferentes patologías, y sin embargo aún no existía “una manera eficiente o de mucha precisión” para distinguirlas, según Tsalik.
“Existen riesgos en el uso excesivo de antibióticos, tanto para el paciente como para la salud pública”, alertó el científico.
El método desarrollado fue exitoso en el 87 % de los casos, con una muestra de 300 pacientes, un porcentaje suficientemente elevado con el que los investigadores consideran que están “un peldaño más cerca de desarrollar un análisis de sangre rápido que se pueda usar en las clínicas”, según la publicación.

Con la sangre extraída de los pacientes, los expertos en enfermedades genéticas de Duke desarrollaron lo que denominan “firma genética”, unos patrones que reflejan qué genes están activados y cuáles no, lo que indica si el cuerpo está luchando contra una infección vírica o bacteriana.
Esta técnica es “mucho más precisa que otros test que se centran en la presencia de determinados microbios”, aseguran los investigadores, que buscan las alteraciones en más de 25.000 genes en su estudio.
En el estadio actual de desarrollo del test, los resultados se obtienen 10 horas después de la extracción de sangre, por lo que ahora los científicos de Carolina del Norte se dedican a reducir el tiempo de espera a 60 minutos.

jueves, 21 de enero de 2016

La caca será un negocio y se venderá en la teletienda

Un día, leyendo una entrevista al escritor alemán Ernst Jünger, cuando le preguntaron cual era su secreto para llegar en tan estupenda forma física (se murió con 102 años) dijo que él seguía un proverbio alemán que decía: "Para llevar una buena vida hay que al menos cagar una vez al día, tener sexo una vez por semana y una borrachera al mes". Para los alemanes es importante acudir al baño diariamente para tener una vida feliz y longeva, más importante que otras actividades más lúdicas.

Ahora la ciencia empieza a entender que las bacterias que viven en nuestro intestino pueden afectar a nuestras emociones. Nada que no supiésemos por otra parte. Ahora bien, este conocimiento, con el marchamo de prestigio que tiene la ciencia, no tardará en convertirse en materia de negocio para todo tipo de charlatanes y pseudocientíficos sin escrúpulos. Cuando se correlacionó el cancer de colon con la falta de fibra hizo que todos los fabricantes de cereales sacasen productos ricos en fibras. Se hicieron campañas publicitarias y como el hombre de nuestro tiempo se educa a través de la publicidad no tardaron los alumnos más aventajados de este sistema pedagógico perverso en presentar escarificaciones de colon con sangrado en heces por el abuso de alimentos con fibra. Para ellos la ecuación era simple: si pocas fibras en la dieta produce cancer de colon mucha fibra me protegerá de todo mal.
 "y recuerde, con 10 supositorios de excrementos le regalamos una bolsita de hierbas medicinales usadas por los chamanes de la tribu de los yanomamis"

Ahora la ciencia demuestra que la calidad de nuestra caca afecta a nuestras emociones. Entonces ¿Por qué no hacernos trasplantes de caca de gente feliz?. Hace poco ha salido un estudio que dice que los indígenas del Amazonas tienen el microbiota más diverso del planeta. Al mismo tiempo parecen estar felices, sanos y en comunión con la naturaleza... Ya está tardando el listo que les compre las cacas de los indígenas amazónicos, las envase y las venda a los angustiados habitantes del primer mundo como un pasaje hacia la felicidad y el reestablecimiento del equilibrio con la madre naturaleza. De todo este proceso los que serán los tipos más felices del planeta serán estos indígenas que disfrutarán vendiendo sus heces a habitantes de Japón, Alemania, Canadá o los EEUU.
Artículo aparecido en la revista Quo con el título "¿La microbiota afecta a nuestras emociones?"
Hasta hace poco las heces era un tema tabú para los adultos que no para los niños. Los niños siempre han disfrutado hablando de ellas. Esto ha hecho que algunos autores utilicen las cacas para hablarles a los niños de microbiología. Ahora con estos estudios tener una buena caca, equilibrada, megadiversa y propia de una persona feliz será una obligación de aquellos que además de poseer un iPhone6 quieran estar en equilibrio con la madre naturaleza. Os dejo con una canción de Extremoduro en la que hace referencia a lo importante que es la relación del humano con su microbiota.
Extremoduro, en la letra de su canción ¡Qué sonrisa tan rara! dicen: "Hay quien pensaba que era un nuevo dios naciendo y era un pedo de un exquisito cocido".

Para saber más.

lunes, 18 de enero de 2016

Francis Mójica ha sido la primera persona en describir el sistema CRISPR

Francis Mójica descubridor de CRISPR, la técnica de edición genética más eficaz y barata. Fotografía de Roberto Ruiz



Mapa con la historia de CRISPR. En verde, los primeros pasos dados en España. Fuente: Cell

Francis Mójica ha sido la primera persona en describir el sistema CRISPR. Leer su historia aquí. Este es un sistema que permite editar el ADN. Estoy completamente seguro que se otorgará el premio Nobel a los descubridores de este sistema de edición de ADN.


domingo, 17 de enero de 2016

Primera foto del ADN

Con un microscopio de electrones y un ‘estudio fotográfico’ microscópico creado por pilares de silicio, el profesor de física de la Universidad Magna Graecia Enzo Di Fabrizio capturó lo que se creía imposible: una imagen del ADN.

jueves, 14 de enero de 2016

Ciclo de Krebs, el oxígeno y las bacterias

Decía el genetista ucraniano Theodosius Dobzhansky, que "nada en biología tiene sentido si no es a la luz de la evolución". La vida sobre la Tierra tiene aproximadamente 4000 millones de años. En un principio sobre la faz de la Tierra no había prácticamente oxígeno. Este periodo sin oxígeno, anaerobio, duró aproximadamente 1500 millones de años hasta que aparecieron las cianobacterias. Unas bacterias fotosintéticas capaces de capturar CO2 y gracias a la energía del Sol convertirlo en azúcar, en glucosa.
La vida sobre la Tierra tiene 4000 millones de años. Durante 1500 millones no había oxígeno sobre la Tierra hasta que aparecieron las cianobacterias como las que aparecen en el dibujo. Comenzaron a llenar la atmósfera de O2 y desde entonces, unos 2500 millones de años, la mayoría de los organismos usamos el O2 para respirar y es por eso que necesitamos el ciclo de Krebs.
Hasta que el oxígeno aparece en la atmósfera terrrestre la forma de obtener energía consistía en captar alimentos y quemarlos, oxidarlos, en ausencia del oxígeno. Se llama oxidación a una reacción de captación de electrones, esa reacción va acompañada de una liberación de energía que es captada por la célula para producir ATP. El ATP es la moneda energética de la célula. Casi todo en la célula funciona con el ATP como combustible.
Mapa resumen de las rutas metabólicas de una célula. En rosa las reacciones de liberación anareobia de energía conocida como glucólisis. Esta reacción da como producto ATP y piruvato. En amarillo las reacciones de liberación de energía aerobia conocida como ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa. Los productos finales de estas reacciones son el H2O, el CO2 y el ATP.

Cuando se observa el mapa del metabolismo de una célula eucariota siempre se observa que en el centro hay un círculo. Ese círculo representa al ciclo de Krebs (ver vídeo), un ciclo de nueve reacciones enzimáticas que convierten al piruvato en ATP, H2O y CO2. El CO2 es el que eliminamos en la respiración.

En el mapa de las rutas metabólicas se resumen de esta manera la evolución de la obtención de energía, primero en ausencia de oxígeno: ruta de la glucólisis en rosa, una ruta que libera energía, ATP, y un producto final como es el piruvato. Cuando gracias a las cianobacterias y su capacidad fotosintética aparece el O2 sobre la Tierra ocurre una revolución. Para la mayor parte de los organismos, bacterias en aquel momento, el O2 era tóxico. Eso creó una presión selectiva que hizo que aquellas bacterias capaces de vivir en la presencia del O2 tuviesen una ventaja selectiva. Aparecieron bacterias capaces de vivir en presencia del O2 y con capacidad de utilizar el oxígeno como aceptor final de electrones. Se selecciona en estas bacterias una serie de rutas metabólicas conocidas como ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa. Estas rutas van a oxidar, y por tanto a liberar energía, el piruvato que es un producto final de la glucólisis hasta llevarlo a CO2, agua y ATP. Este CO2 se eliminará por la respiración, agua y ATP. Bastante más ATP que la reacción de la glucólisis.

La glucólisis libera 2 ATPs mientras que la reacción del ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa es mucho más eficiente energéticamente: liberan 34 ATPs. Esto ha permitido que los animales y plantas con metabolismo aeróbico sean mucho más activos que los animales de vida anaeróbica. Imaginemos el mundo sin oxígeno, anaeróbico, de las fumarolas volcánicas de los fondos submarinos. Los animales que viven allí son animales sésiles, fijados a las rocas, cuya única actividad consiste en filtrar el agua para alimentarse de bacterias.
Animales filtradores de bacterias que viven en las profundidades de los océanos, en un ambiente carente de oxígeno, alimentándose de bacterias que viven de las emanaciones de las fumarolas volcánicas. Como podéis ver, tienen una vida un poco aburrida.
En la célula eucariota, el tipo de célula de los humanos, también se puede hacer arqueología evolutiva. Por ejemplo, la glucólisis tiene lugar en el citoplasma de la célula, mientras que el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa tienen lugar en la mitocondria. La mitocondria es una antigua bacteria Gram negativa que se fusionó con una arqueobacteria para dar lugar a la primera célula eucariota. Este proceso de simbiosis se le conoce como Teoría Endosimbiótica Seriada.
Las dos primeras reacciones enzimáticas del ciclo de Krebs, mediadas por la piruvato deshidrogenasa y por la citrato sintasa fueron descubiertas por el premio Nobel español Severo Ochoa.
El ciclo de Krebs en el centro del motor de la célula

Este ciclo constituye el final común de la serie de reacciones de oxidación, es decir de liberación de energía, de TODAS las moléculas utilizadas como alimento, ya sean proteínas (carne o pescado), grasas o hidrátos de carbono (pan, pasta). Aunque la mayoría de estas moléculas se introducen en el ciclo a través del piruvato que se convierte en acetil-coenzima A por la enzima piruvato deshidrogenasa descubierta por el premio Nobel español Severo Ochoa, también existen otros puntos de entrada de moléculas en el ciclo de Krebs.

Hay algunos aspectos curiosos en esta serie de reacciones. Las reacciones A y 4, es decir, las llevadas a cabo por la piruvato deshidrogenasa y por la alfa-cetoglutarato deshidrogenasa son muy similares. Se lleva a cabo en presencia de seis cofactores y evitan que el ciclo de Krebs avance en la dirección opuesta.

La reacción 5 y la 1 también son similares. La reacción 5 genera energía que se transfiere al trifosfato de guanosina (GTP). El fosfato del GTP puede ser transferido fácilmente al ADP para formar ATP.
La mayor parte de la energía que se forma por la oxidación del acetilo en el ciclo de Krebs no se genera en el mismo ciclo de Krebs. En el ciclo de Krebs se producen coenzimas reducidas: NADH y FADH2. Estas enzimas se van a oxidar en el ciclo de la fosforilación oxidativa. Acoplado a esa oxidación va a ocurrir la fosforilación del ADP en ATP. Esa fosforilación ocurre en la mitocondria también. La fosforilación oxidativa traslada electrones a una serie de enzimas localizadas en la membrana interna de la mitocondria. Asociados a esos electrones se trasladan protones al espacio intermembrana de la mitocondria, un orgánulo celular con dos membranas, lo mismo que las bacterias Gram negativas, de las que proceden. En la membrana interna existe una bomba de protones, la ATP sintasa (ver vídeo).

Los protones pasan a través de la bomba y esa energía sirve para que la bomba una un fósforo inorgánico (PO43-), es decir, una molécula muy cargada negativamente, al fósforo inorgánico del ADP. La molécula resultante es el ATP. Una molécula que tiene tres fósforos inorgánicos, muy cargados negativamente unidos. ¿Habéis intentado alguna vez unir dos imanes del mismo polo? Eso es lo que ocurre en el ATP, que se han unido tres moléculas, el fósforo inorgánico, muy cargados negativamente mediante dos enlaces covalentes que cuando se rompen liberan mucha energía. Es un tipo de energía de repulsión electromagnética. Esa fuerza de repulsión es lo que hace mover a todas las maquinarias basadas en proteínas que tenemos en nuestra célula.

El ATP es la moneda energética de la célula

Es por así decirlo la gasolina que mueve todas las reacciones enzimáticas en la célula. En nuestras gasolineras existe dos tipos de combustibles: la gasolina y el diesel. En las células, tanto bacterianas como en las eucarióticas (las de humanos, plantas, hongos y protozoos), se usa básicamente el ATP. La molécula está compuesta de una base nitrogenada, la adenina, unida a un azúcar, la ribosa, a la ribosa se le unen tres fosfatos inorgánicos. Que la adenina esté unida a una ribosa es otro ejemplo que apoya la teoría que dice que el primer ácido nucleico que soportó la vida fue el ARN y no el ADN como ocurre hoy en día en la mayoría de los organismos, excepto en los virus de tipo ARN.
Los tres fosfatos inorgánicos son moléculas cargadas negativamente, y están unos al lado de los otros. ¿Habéis intentado alguna vez unir dos imanes por polos semejantes? los imanes se repelen y hace falta mucha fuerza para juntarlos. Eso es lo que ocurre con los tres fosfatos inorgánicos. Están unidos covalentemente pero se repelen y cuando el enlace covalente se rompe el fosfato saliente sale repelido y ese movimiento de repulsión hace mover todas las máquinas enzimáticas de la célula.
Una de las acepciones de la Real Academia de la Lengua Española sobre la palabra "parsimonia": Frugalidad y moderación en los gastos. Esta es una caracteristica de los seres vivos. Cuando algo funciona no se cambia. ¿Cómo se va a seleccionar mejoras en algo que ya es inmejorable? esto es lo que le ocurre a moléculas como el ATP. Su estructura es igual en cualquier organismo que miremos.
Estructura de la mitocondria: al igual que las bacterias Gram negativas de las cuales procede, la mitocondria también tiene doble membrana. Una externa y otra interna. Estas dos membranas definen un espacio intermembrana. Las mitocondrias tienen ribosomas (en azul) más pequeños que los ribosomas eucarióticos. En la membrana interna tienen un complejo de proteínas con forma de chupete que es la ATP sintasa encargada de generar ATP. El ADN de la mitocondria es de doble cadena y circular como las bacterias.
Mitocondrias ¡Qué la fuerza te acompañe! 

Las mitocondrias ocupan el 15-20% del volumen de una célula hepática. En la saga Star Wars cuando se refieren a que alguien tiene un porcentaje más alto de midiclorianos hacen referencia a las mitocondrias. Claro que en este caso estamos hablando de ciencia ficción. En cierta manera en Star Wars están en lo cierto porque en las mitocondrias se genera el ATP que se usa en la mayor parte de las actividades celulares que requieren energía. Además de la energía también intervienen en la síntesis de muchas sustancias, incluídos ciertos aminoácidos y los grupos hemo. Tiene una participación vital, junto con el retículo endoplasmático, en la captación y liberación de iones calcio, que son iniciaodres esenciales de actividades celulares. Por ejemplo, cuando las concentraciones de calcio aumentan y llegan a niveles muy altos en el citosol, parte del exceso es captado por un transportador localizado en la membrana mitocondrial interna. El proceso de muerte celular, llamado apoptosis, se regula por fenómenos que ocurren en las mitocondrias. Este proceso también es pura arqueología evolutiva. Se sabe que las bacterias pueden organizar la muerte de algunas de ellas cuando las poblaciones alcanzan unas concentraciones muy elevadas. Es lo que se conoce como “quorum sensing”. Este mecanismo parece que es utilizado por la célula eucariótica para utilizarlo como mecanismo de suicidio.
Metabolismo de la mitocondria: Las reacciones de la glucólisis anaerobia (en ausencia de oxígeno) generan piruvato y NADH en el citosol. En ausencia de oxígeno, el piruvato se reduce por acción del NADH hasta lactato (u otro producto de fermentación, como el etanol en las levaduras). El NAD+ formado en esta reacción se reutiliza en la continuación de la glucólisis que tiene lugar en el interior de la mitocondria en donde tiene lugar la glucólisis aerobia. En presencia de oxígeno, el piruvato se mueve hacia la matriz a través de un transportador de membrana, en donde se descarboxila y se une a la coenzimaA (CoA), una reacción que genera NADH. El NADH producido durante la glucólisis dona sus electrones de alta energía a un compuesto que cruza la membrana mitocondrial interna. La acetil-CoA cede el acetilo al ciclo de Krebs (en la figura ciclo del TCA). En este ciclo se genera ATP y NADH y FADH2. Los electrones de estas moléculas pasan por la cadena de transporte de electrones, que està formada por portadores transmembrana en la membrana mitocondrial interna, hasta llegar al oxígeno molecular (O2), en donde se forma H2O. Los electrones que se ceden a la cadena de transporte de electrones llevan asociados concomitantemente protones que se acumulan en el espacio intermembrana. Estos protones regresan a la matriz de la mitocondria atravesando la ATP sintasa como el agua de una presa que sale a presión. Esta energía la utiliza la ATP sintasa para coger una molécula de ADP y unirle un fosfato inorgánico para generar ATP.
Fosforilación oxidativa. En el primer paso, sustratos como el isocitrato y el succinato se oxidan y los electrones se transfieren a las coenzimas NAD+ o FAD para formar NADH o FADH2. Después, estos electrones de alta energía (-0.32V) se transfieren mediante una serie de transportadores de electrones de la cadena respiratoria. La energía liberada se usa para trasladar protones de la matriz hacia el espacia intermembranal, con lo que se establece un gradiente electroquímico de protones a través de la membrana mitocondrial interna. En el paso 2, los protones se mueven a favor del gradiente electroquímico  a través de la ATP sintasa.
Las membranas de la mitocondria dividen al organelo en dos compartimentos acuosos, uno en el interior, llamado matriz, y otro entre las membranas interna y externa, conocido como espacio intermembrana. La matriz tiene una consistencia gelatinosa por la elevada concentración de proteínas hidrosolubles. Las proteínas del espacio intermembrana están muy estudiadas por su participación en el inicio del suicidio celular o apoptosis.

Las membranas externa e interna tienen propiedades muy diferentes. La membrana externa está formada por lípidos, casi un 50%, y continen una mezcla curiosa de enzimas que participan en actividades tan diversas como la oxidación de la adrenalina, la degradación del triptófano y la elongación de los ácidos grasos. En cambio la membrana interna contiene una proporción elevada de proteínas. La membrana interna es rica en cardiolipina, un fosfolípido típico de las membranas bacterianas, este es otro ejemplo de arqueología (del griego ἀρχαιολογία archaiología 'historia antigua') evolutiva.

Lo mismo que las bacterias, la membrana externa de las mitocondrias tienen porinas. Estas porinas, cuando están abiertas, dejan pasar moléculas como el ATP, el NAD y la coenzima A. En cambio, la membrana interna de este organelo es impermeable, todas las moléculas y los iones requieren transportadores de membrana especiales para ingresar en la matriz. Esto es muy importante para mantener el gradiente de protones que hace mover la ATP sintasa. Un gradiente de protones sería como el agua almacenada en una presa y la turbina que genera la electricidad sería la ATP sintasa.
Si veis el vídeo de la ATP sintasa de las mitocondrias es igualita a una turbina Kaplan. La turbina se mueve porque el agua de la presa tiene energía potencial acumulada. En el caso de la ATP sintasa, la concentración de protones hace que tenga una energía libre mayor y por ese motivo fluyan hacia el compartimento de menor concentración de protones, o de menor energía libre, lo mismo que el agua sale a presión de la presa hacia una posición de menor altura. En ese proceso tanto la turbina como la ATP sintasa mueven el rotor y generan energía.


La matriz mitocondrial contiene ribosomas, de tamaño mucho menor a los que se encuentran en el citosol de la célula eucariota. También tiene un cromosoma circular y la maquinaria  para producir su propio ARN. El cromosoma mitocondrial codifica un pequeño número (13 en el caso de los humanos) de polipéptidos que se integran en la membrana interna con los polipéptidos codificados por genes que se encuentran en el núcleo. Esto tiene sentido porque si la membrana interna es tan impermeable, las proteínas hidrofóbicas que se van a integrar en la membrana es mejor que estén codificadas desde dentro para evitar tener maquinaria en las membranas de la mitocondria encargadas de importarlas en el hipotético caso de que estuviesen codificadas por el ADN del núcleo de la célula. El ADN mitocondrial  humano también codifica dos ARN ribosómicos y 22 ARN de transferencia que se utilizan en la síntesis de proteínas en el interior de la mitocondria.

La mayor parte de los genes de la bacteria aerobia de la que procede la mitocondria se perdió o se transfirieron al núcleo. El investigador gallego Antón Vila-Sanjurjo intentó, de forma muy valiente y arriesgada, dotar a la mitocondria de los genes necesarios para que llevase una vida independiente. La mitocondria está ya tan adaptada a la vida en el interior de la célula eucariota que fue incapaz de lograr su objetivo (podéis escuchar su entrevista en este podcast). Una nota curiosa para los frikis: Es interesante la ARN polimerasa de la mitocondria que no tiene que ver con las ARN polimerasa de bacterias ni de las células eucariotas, ambas compuestas de múltiples subunidades. La ARN polimerasa de la mitocondria es similar a la de los bacteriófagos.

Conocer el metabolismo anaerobio te puede salvar la vida

Hay determinados ejercicios que requieren de un gasto de glucosa anaerobio. Se trata de ejercicios muy intensos que necesitan ATP de manera urgente (levantamiento de pesos, 100 metros lisos...). Para este tipo de ejercicios, en el consumo de glucosa no intervienen las mitocondrias para nada. La glucosa no se oxida hasta CO2 y H2O, como en el caso del metabolismo aerobio. En el ejercicio anaerobio (sin oxígeno) se gasta glucosa que se convierte en ácido láctico. Ese ácido láctico se expulsa al torrente sanguíneo y en el hígado el ácido láctico se convierte de nuevo a glucosa.

Un atleta especializado en disciplinas anaeróbias tiene en sus células musculares muchas bombas para expulsar rápidamente el ácido láctico al torrente sanguíneo. Si no estás entrenado no tienes tantas bombas de expulsión. Si es así, el ácido se acumula en la célula y cambia su pH. Cuando el interior de la célula se acidifica el metabolismo, la maquinaria, deja de funcionar. En el video se observa a una persona de 50 años que comienza un ejercicio anaerobio. A los 10 segundos todas sus células musculares están tan llenas de ácido láctico que el ácido para la maquinaria y la mano se le abre. Si este señor hubiese parado su ejercicio a los 5 segundos, parando por ejemplo en el balcón del último piso, y esperado 20 minutos, hubiese podido bajar otros 5 segundos hasta su casa con seguridad. Un escalador no hubiese tenido ningún problema en realizar ese descenso con seguridad, precisamente porque es capaz de bombear el ácido láctico fuera de la célula.