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Júpiter y Saturno están a punto de hacer algo que no se ha visto en casi 800 años

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Los dos planetas más grandes del sistema solar, Júpiter y Saturno, han fascinado a los astrónomos durante miles de años. Pero los dos gigantes gaseosos harán algo el próximo mes que no se veía desde la Edad Media… parecerán un planeta doble.

La rara ocurrencia ocurrirá después del atardecer del 21 de diciembre de 2020, el comienzo del solsticio de invierno.

Las alineaciones entre estos dos planetas son bastante raras, ocurriendo una vez cada 20 años más o menos, pero esta conjunción es excepcionalmente rara debido a lo cerca que los planetas se verán el uno del otro, Tendrías que retroceder hasta justo antes del amanecer del 4 de Marzo de 1226, para ver una alineación más cercana entre estos objetos visibles en el cielo nocturno

Entre el 16 y el 25 de Diciembre, los dos planetas estarán separados por menos de una luna llena pero en la noche del 21 de diciembre, cuando se acerquen más, parecerán un planeta doble, separado por sólo un quinto del diámetro de la luna llena. Para la mayoría de los aficionados con telescopio, cada planeta y varias de sus lunas más grandes serán visibles en el mismo campo de visión esa noche.

El evento celestial puede ser observado en cualquier lugar de la Tierra, pero cuanto más al norte esté alguien, menos tiempo tendrá para echar un vistazo.

Los observadores de estrellas deberían intentar ver el evento el próximo mes o arriesgarse a esperar mucho tiempo para el próximo suceso. Los dos planetas no volverán a estar tan cerca el uno del otro hasta el 15 de marzo de 2080, y en algún momento después del año 2400.

La siguiente ilustración es una captura de pantalla del cielo de Madrid a las 18:30 h del día 21 de diciembe de 2020 mirando hacia el sureste en el planetario de theskylive.com. Para ver el cielo desde tu ciudad a la hora que a ti te venga bien para la observación, haz clic aquí.

Conjuncion Jupiter Saturno
La conjunción de Júpiter y Saturno ocurrirá después del atardecer del 21 de diciembre de 2020, el comienzo del solsticio de invierno

Lentillas para frenar la miopía en niños: lo que debes saber

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Existen un conjunto de anomalías que se pueden presentar en los ojos desde una edad muy temprana y entre ellas está la miopía. Ésta dificulta la visiónde lejos, haciendo que los objetos que se encuentran a cierta distancia se vean borrosos.

En edad escolar, es fácil y rápido detectar que algo está empezando a suceder con los ojos de tus hijos. Los niños empiezan a tener quejas sobre su visión al copiar de la pizarra, esta es una de las señales más frecuentes.

Puede comenzar a los 6 años de edad o en la etapa del desarrollo entre los 12 y 13 años. Hoy día es común encontrarse con esta situación en las clases. Los médicos han ido creando diversos tratamientos para frenar y controlar su progresión con los lentes de contacto.

Dentro de la amplia gama de lentillas existente, las lentes de contacto para la miopía y astigmatismo, son diseñadas específicamente para los niños con el fin de generar un mejor campo visual y detener su aumento.

¿Se corrige la miopía en niños?

La miopía en niños puede corregirse (no curarse o eliminarse) siempre y cuando se sigan las indicaciones médicas, con los medios sugeridos al paciente. Las lentillas ayudan en este proceso, tolerando más de tres dioptrías, y frenando el proceso de aumento durante los años.

Actualmente existe un tratamiento innovador cuyos resultados a largo plazo todavía están por comprobar. Se trata de unas lentes de contacto que se colocan sólo mientras duermes. El proceso consiste en que la córnea se adapta a la lente durante la noche y se retira por la mañana, aunque la córnea recupera su forma normal a lo largo del día y, por tanto, desaparece el efecto corrector.

Estas lentillas pueden ser utilizados en personas que tengan miopía entre 0,7 a 7 dioptrías pero también pueden corregir la hipermetropía, el astigmatismo y la presbicia, siendo cada vez más utilizados por pacientes para estos casos, sobre todo por deportistas o personas que necesitan mejorar su visión sin gafas pero para las que las lentillas tradicionales también suponen un inconveniente.

Ventajas de usar lentes de contacto en niños

Una de las características más habituales en los niños es la actividad constante, participan en muchas actividades que requieren movimiento. Los lentes de contacto al no ser un objeto externo que colocar, les da igual libertad que no si no las tuvieran.

Otro factor importante a tener en cuenta es la autoestima del pequeño, de gran importancia para él y sus padres. En muchas ocasiones, llevar puesto unas gafas puede ser objeto de burla por parte de compañeros de estudio o juegos.

A fin de cuentas es un maltrato que trae consecuencias psicológicas para el niño y su relación con el medio que les rodea. Es un punto más al tomar la decisión de elegir este tipo de lentes para el niño de temprana edad.

El rol de los padres y el cuidado de las lentillas

Los padres son el pilar para los hijos, a partir de ellos se estructura su educación, su comportamiento e higiene personal. Cuando son niños y hasta la adolescencia, los padres también se encargan de enseñarles cómo cuidar bien sus lentillas.

Deben enseñarles a lavar los lentes y el estuche. Además de esto es fundamental llevarlos a una revisión constante en su oculista. De esta forma se sabrá si se debe cambiar la fórmula aplicada o continuar un tiempo más con la misma.

De igual manera, aunque los adolescentes ya tienen control de su higiene personal, esto no debe darse por sentado. El adulto debe acompañarlos a control médico cada cierto tiempo para certificar que la salud de sus ojos está en buen estado.

¿Cuál es la edad para empezar a usar lentillas?

No existe una edad exacta para empezar a utilizar los lentes de contacto. Hay niños que comienzan con el tratamiento oftalmológico desde muy pequeños. En cambio hay otros casos donde se recomienda iniciar su aplicación durante la adolescencia o la madurez.

Si las lentillas se usan a tiempo, pueden corregirse ciertas dificultades visuales y hay muchos niños pequeños que gozan de un tratamiento oftalmológico, con el fin de tratar ciertos problemas en sus primeros años.

Las lentes de contacto suelen ser delgadas, de silicona o plástico, poseen un aspecto de color transparente y son fáciles de colocar. Hay blandos y duros, muchos prefieren los blandos, siendo su demanda cada vez mayor en el mercado, hasta el punto de que las lentillas desechables han copado prácticamente la totalidad del mercado en la actualidad.

Además de propiciar la corrección visual, ofrecen otras ventajas porque pueden añadir color a tus ojos, aunque no siempre se recomienda, dependiendo del caso. Para los niños es preferible mantener un aspecto natural hasta cierta edad por criterios de reconocimiento personal.

En cualquier caso, la última palabra depende del especialista. Solo él sabrá qué es lo más conveniente para tu hijo. De manera que elegir las lentillas para frenar la miopía en niños dependerá de su criterio profesional.

Desarollan lentillas que se disuelven en minutos y liberan gradualmente medicamentos para los ojos

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UNAM/DICYT Expertos de la UNAM desarrollaron lentes de contacto que se disuelven en minutos en el ojo y liberan gradualmente un fármaco auxiliar en afecciones como la uveítis, que podría ocasionar ceguera si no se trata de manera adecuada. Se trata de unas lentillas biodegradables para padecimientos inflamatorios oculares.

Esta película oftálmica, cargada con dexametasona, permite la liberación controlada del principio activo y una mejor dosificación para una recuperación óptima.

El equipo de científicos de la Facultad de Estudios Superiores (FES) Cuautitlán, encabezado por José Juan Escobar Chávez, especialista en farmacia y tecnología farmacéutica, lograron un desarrollo con la forma y dimensiones de los lentes tradicionales de contacto, por lo que su aplicación es relativamente fácil; además, sus polímeros son solubles en agua, se desintegran con el fluido ocular y los residuos son expulsados.

La uveítis es la inflamación de la úvea (capa vascular del ojo), una de las causas del enrojecimiento del ojo; suele acompañarse de ardor, picazón, lagrimeo y disminución de la agudeza visual. Es ocasionada por agentes infecciosos como bacterias, parásitos, hongos y virus, y no infecciosos como la contaminación o el uso excesivo de dispositivos móviles.

Al respecto, el universitario resaltó que en los últimos años se han incrementado los casos de uveítis, sobre todo en adultos jóvenes y niños, debido al estilo de vida en combinación con las condiciones ambientales y el uso excesivo de aparatos electrónicos. “Pasan mucho tiempo frente a monitores de televisión, tabletas, laptops y teléfonos celulares”.

Mayor eficacia

El también responsable del laboratorio 12 de la Unidad de Investigación Multidisciplinaria de la FES Cuautitlán comentó que se pretende aumentar el tiempo que el fármaco permanece en la mucosa ocular para optimizar su eficacia.

Con procedimientos convencionales como las gotas, el líquido con la sustancia activa permanece poco tiempo, pues se expulsa casi de inmediato a través de las lágrimas y sólo se aprovecha un cinco por ciento.

En tanto, las lentillas creadas en la UNAM se desintegran en minutos, así que la dosis se aprovecha al máximo, sin necesidad de administrarlas de manera frecuente.

La FES Cuautitlán ya inició la solicitud de patente de esta innovación, que en 2017 obtuvo el tercer lugar del Premio Canifarma en la categoría de Innovación Tecnológica.

Carlos Arturo Velázquez Tapia y Abel Esaú Peña Cuevas, egresados de la licenciatura en Farmacia, fueron los encargados del diseño, desarrollo y caracterización de las lentillas poliméricas biodegradables.

Ahora, junto con la estudiante de posgrado Karla Stella Constantino, desarrollan en laboratorio insertos oculares de uso veterinario (para perros), también con dexametasona. “Ya tenemos caracterizada la forma farmacéutica, la probaremos primero en conejos y luego en canes”, concluyó Escobar Chávez.

Plata contra las superbacterias

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Un proyecto de la Universidad de Burgos avanza en esta estrategia para hacer frente a bacterias hospitalarias como ‘Staphylococcus aureus’, ‘Enterococcus faecium’, ‘Acinetobacter baumannii’ o ‘Pseudomonas aeruginosa’

UBU/DICYT La catedrática de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Burgos (UBU) Begoña García dirige el proyecto ‘Diseño y caracterización de complejos bioinorgánicos y clústeres cuánticos atómicos. Propiedades antimicrobianas en cepas resistentes. Propiedades antitumorales en oscuridad y bajo irradiación’. El objetivo es obtener potenciales antimicrobianos con metales en su estructura y el estudio de su actividad frente a bacterias hospitalarias multirresistentes o superbacterias.

El descubrimiento de los primeros antibióticos cambió drásticamente nuestra calidad de vida. Por primera vez en la historia fue posible un control efectivo de enfermedades infecciosas. Desafortunadamente, el uso inadecuado de grandes cantidades de antibióticos para controlar estas enfermedades en humanos y en animales ha creado condiciones excepcionales para la aparición de bacterias multirresistentes.

Según el informe ‘O’Neill’ 2016 -encargado por el Gobierno de Reino Unido-, en el año 2050 estas bacterias causarán más muertes por resistencia a los antibióticos que el cáncer, convirtiéndose así en la primera causa de fallecimiento por enfermedad en el mundo.

Debido al uso indiscriminado de antibióticos, España se sitúa en los primeros puestos del mundo en cuanto a incidencia por bacterias multirresistentes: la amoxicilina más ácido clavulánico suponen el 50 por ciento del consumo de antibióticos en los servicios de Medicina de Familia y se consume 40 veces más que en Alemania, banalizando su uso a pesar de saber que destruye una cantidad «importante» de flora intestinal, la cual protege al organismo frente a las resistencias bacterianas.

A día de hoy los mayores retos en la medicina moderna consisten en encontrar fármacos seguros, baratos y efectivos para tratar infecciones multirresistentes cuyo tratamiento ya no está asegurado en pacientes con lesiones traumáticas y en post-operatorios. Las perspectivas para el futuro son particularmente sombrías porque la fuente para el desarrollo de nuevos fármacos antibacterianos está virtualmente vacía.

El número de empresas farmacéuticas dedicadas a la producción de antibióticos se ha reducido drásticamente en los últimos años. Esta falta de innovación se debe a la dificultad para encontrar mecanismos alternativos de acción para los antibióticos. Por ello, entender los mecanismos de resistencia es fundamental para el desarrollo de nuevos tratamientos.

Síntesis de metalo-antibióticos

Una de las actuales estrategias en el desarrollo de pequeñas moléculas basadas en nuevos agentes antimicrobianos se centra en la síntesis de complejos metálicos que contienen antibióticos en su estructura. Esta aproximación tiene dos objetivos principales: por un lado, promover el desarrollo de nuevos fármacos con un mecanismo de acción desconocido para las bacterias patógenas y, por otro, crear un mecanismo que revierta la resistencia microbiana.

Comparado con los antibióticos originales, estos metalo-antibióticos muestran habitualmente un aumento de la actividad antimicrobiana, específicamente frente a cepas fármaco-resistentes. Dentro de los compuestos que contienen metales, los clústeres cuánticos de tres átomos de plata han mostrado excelente capacidad antimicrobiana.

En este marco, el proyecto de la UBU trata de la síntesis de potenciales antimicrobianos con metales en su estructura y el estudio de su actividad antimicrobiana frente a bacterias hospitalarias multirresistentes o superbacterias como ‘Staphylococcus aureus’, ‘Enterococcus faecium’, ‘Acinetobacter baumannii’ y ‘Pseudomonas aeruginosa’.

Ultima Thule: un enorme muñeco de nieve en los confines del Sistema Solar

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Tras sobrevolar en 2015 el planeta enano Plutón, la nave New Horizons de la NASA ha vuelto a realizar otra aproximación a un objeto situado mucho más lejos: 2014MU69, más conocido como Ultima Thule (que en latín significa “lugar más allá del mundo conocido”). Este nuevo sobrevuelo se ha producido en las primeras horas de Año Nuevo a unos 6.400 millonesde kilómetros de la Tierra, en el enigmático Cinturón de Kuiper, una región de cuerpos primordiales que contiene las claves para comprender los orígenes del sistema solar.

«Además de ser el primero en explorar Plutón, hoy New Horizons ha sobrevolado el objeto más distante jamás visitado por una nave espacial y se ha convertido en el primero en explorar directamente un objeto que contiene restos del nacimiento de nuestro sistema solar», ha destacado Jim Bridenstine, el administrador de la NASA.

Foto de Ultima Thule
A la izquierda, composición de dos imágenes tomadas por la cámara LORRI de New Horizons, que proporciona la mejor indicación del tamaño y forma de Ultima Thule hasta el momento. A la derecha, posible aspecto y giro de Ultima Thule. / NASA/JHUAPL/SwRI; sketch courtesy of James Tuttle Keane

Las señales que confirmaban que la nave espacial estaba en buen estado y que había registrado bien los datos científicos sobre Ultima Thule llegaron, a través de las antenas de la Red de Espacio Profundo de la NASA en Robledo de Chavela (Madrid), al centro de operaciones de la misión: el Laboratorio de Física Aplicada (APL) Johns Hopkins. En concreto, a las 16:29 horas (hora peninsular española) de este martes, casi 10 horas después de que New Horizons estuviera más cerca del objeto.

Exploración más lejana de la historia

«New Horizons funcionó como estaba previsto, realizando la exploración más lejana de cualquier mundo a lo largo de la historia», ha subrayado el investigador principal Alan Stern, del Southwest Research Institute en Boulder, Colorado. «Los datos que tenemos parecen fantásticos y ya estamos conociendo mejor a Ultima».

Las imágenes tomadas durante la aproximación de la nave espacial, que llevaron a New Horizons a tan solo 3.500 kilómetros de su objetivo a las 06:33 horas, revelan que este objeto del cinturón de Kuiper puede tener una forma similar a un bolo, girando de extremo a extremo, con unas dimensiones de aproximadamente 32 por 16 kilómetros. Aunque existe otra posibilidad: que esté formado por dos cuerpos separados que orbiten entre sí.

En cualquier caso, los datos del sobrevuelo ya han resuelto uno de los misterios de Ultima Thule, demostrando que está girando como una hélice con el eje apuntando aproximadamente hacia New Horizons. Esto explica por qué, en imágenes anteriores, su brillo no parecía variar mientras giraba. El equipo aún no ha determinado su período de rotación.

La nave espacial New Horizons ya ha enviado las primeras imágenes (de momento pixeladas) de Ultima Thule y lo seguirá haciendo, junto a muchos otros datos, en los próximos días y meses. La transmisión de información científica se prolongará a lo largo de los próximos 20 meses.

Casi 13 años después de su lanzamiento en 2006, la nave ha cumplido con otro de sus hitos y ahora continuará su exploración por el desconocido Cinturón de Kuiper hasta al menos 2021.

La exposición al cannabis y al estrés durante la adolescencia puede llevar a trastornos de ansiedad a largo plazo

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Un nuevo estudio realizado en animales de laboratorio muestra que la exposición al cannabis y al estrés durante la adolescencia puede llevar a trastornos de ansiedad a largo plazo caracterizados por la presencia de miedo patológico.

El trabajo, realizado por el Laboratorio de Neurofarmacología-NeuroPhar de la Universidad Pompeu Fabra (UPF), ha sido liderado por los investigadores Fernando Berrendero, ahora en la Universidad Francisco de Vitoria, y Rafael Maldonado. Los resultados se han publicado en la revista Neuropharmacology.

El cannabis continúa siendo la droga ilícita más consumida en todo el mundo. Su uso regular comienza a menudo durante la adolescencia; esto es especialmente preocupante ya que este período es crucial para una correcta maduración del cerebro mediante la reorganización de las sinapsis neuronales. De hecho, numerosos datos preclínicos y epidemiológicos sugieren que la exposición a cannabinoides en adolescentes puede aumentar el riesgo de aparición de enfermedades psiquiátricas en la vida adulta.

Así, los resultados del Plan Nacional sobre Drogas muestran un aumento del consumo de cannabis y una revisión reciente evidencia que en los últimos años ha disminuido la percepción de riesgo de su consumo en la población joven, de 12 a 17 años, que es la franja de edad en la que se centra este artículo.

“Hemos investigado las consecuencias de la exposición simultánea al Δ9-tetrahidrocannabinol (THC), el principal responsable de las propiedades psicoactivas del cannabis, y al estrés durante la adolescencia”, explican Rocio Saravia y Marc Ten-Blanco, primeros autores del artículo. Concretamente, han estudiado cómo esta exposición durante la adolescencia afecta a la extinción de la memoria del miedo en los ratones adultos.

Deterioro en la extinción del miedo

En ocasiones, un estímulo que debería ser neutro –como puede ser por ejemplo el hecho de ver al dentista con su bata blanca– se asocia con uno amenazante –que sería el dolor que hemos sentido en anteriores visitas– y provoca una respuesta de miedo.

Normalmente, las reacciones de miedo disminuyen con el tiempo a medida que el estímulo condicionado se deja de asociar con la experiencia negativa. Esto se conoce como extinción del miedo. Pero cuando esto no ocurre correctamente, se producen trastornos de ansiedad, como el síndrome de estrés postraumático, las fobias o los ataques de pánico.

“Los ratones adolescentes tratados con THC y expuestos al estrés exhiben un deterioro en la extinción del miedo en la edad adulta. Sin embargo, este efecto no se observó en los animales expuestos a estos dos mismos factores por separado”, detalla Berrendero. Además, la resistencia a la extinción del miedo se asoció con una disminución de la actividad neuronal en la amígdala basolateral y la corteza prefrontal infralímbica, lo que sugiere una desregulación a largo plazo del circuito que regula el miedo.

“Nuestros hallazgos destacan la influencia de factores ambientales como el estrés en los efectos deletéreos de la exposición al cannabis durante edades precoces y sugieren que las consecuencias del consumo precoz de cannabis dependen de manera importante del ambiente de consumo”, explica Rafael Maldonado, catedrático de Farmacología de la UPF. “La presencia de situaciones de estrés, que es habitual en los consumidores de esta sustancia, puede empeorar sus efectos deletéreos”, concluye.

Referencia bibliográfica:
Saravia R, Ten-Blanco M, Julià-Hernández M, Gagliano H, Andero R, Armario A, Maldonado R, Berrendero F. Concomitant THC and stress adolescent exposure induces impaired fear extinction and related neurobiological changes in adulthood. Neuropharmacology, November, 2018. https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2018.11.016

Las abejas son capaces de identificar las zonas que producen mejor alimento y adaptar su comportamiento

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Las abejas de la miel de que viven en zonas altas son más grandes, más oscuras y su pelaje es más largo en comparación con las abejas de zonas bajas. Sin embargo, estas diferencias no parecen ser debidas a genes relacionados con la morfología o la pigmentación, sino a genes asociados con el comportamiento y la alimentación, según un estudio con participación de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), publicado en la revista Molecular Ecology.

Los investigadores han explorado las diferencias en el ADN entre poblaciones de abejas asiáticas (Apis cerana) pertenecientes a zonas altas y bajas en la provincia de Yunnan, China. “Hemos utilizado diferentes programas bioinformáticos para escanear los genomas de estas abejas y hemos identificado varias regiones que parecen estar favorecidas por la selección natural en las abejas de zonas altas”, explica Santiago Montero-Mendieta, investigador predoctoral del CSIC en la Estación Biológica de Doñana.

Abeja asiatica de montana
Una abeja asiática poliniza una planta de la familia de las Brasicáceas (Crucíferas)./ Tetsuya Shimizu

En estudios anteriores se había relacionado la capacidad de adaptación a zonas altas de las abejas africanas (Apis mellifera) con dos mutaciones que afectan el orden de determinados genes dentro de los cromosomas 7 y 9. Algunos de estos genes estarían relacionados con la conducta alimentaria, lo que podría indicar que la abundancia y distribución de los alimentos es un factor importante para la adaptación a los hábitats de gran altitud en abejas.

Sin embargo, ahora los resultados de este estudio indican que las abejas asiáticas que viven en zonas altas no tienen tales reordenamientos cromosómicos en su genoma. Por ello, se sugiere que estos mecanismos no son imprescindibles para que las abejas se adapten a zonas altas.

“En nuestro estudio con abejas asiáticas no hemos encontrado diferencias en genes que tengan funciones asociadas a la morfología o la pigmentación y dichos genes tampoco se observaron previamente en las abejas africanas”, añade Montero- Mendieta.

Mejora del aprendizaje

“Hemos identificado señales de selección en genes potencialmente relacionados con la mejora del aprendizaje a través del olfato y la capacidad de recordar dónde se encuentran los alimentos. Creemos que estas mejoras podrían ser cruciales para las abejas que viven en zonas altas, ya que en dichas zonas la disponibilidad de recursos suele ser menor” explica. “Por ello, aunque la adaptación a hábitats de gran altitud en las abejas asiáticas tiene una base genética diferente a la de las abejas africanas, pensamos que es posible que se esté produciendo una selección para genes con funciones similares en ambas especies”.

Los resultados de esta investigación serán de gran utilidad para monitorear las poblaciones de abejas asiáticas y establecer prioridades de conservación. Matthew T. Webster, investigador en la Universidad de Uppsala (Suecia), que ha dirigido el estudio, manifiesta que: “Los servicios de polinización proporcionados por las abejas son esenciales para la producción de alimentos en todo el mundo”, pero que por desgracia “las poblaciones de abejas asiáticas en China han ido disminuyendo desde principios del siglo XX debido a los cambios en las prácticas agrícolas y la introducción de abejas no nativas”.

Por lo tanto, “resulta importante comprender como las poblaciones de esta especie se adaptan a las diferentes condiciones ambientales tales como la altura, ya que esto puede ayudar a mejorar los esfuerzos de conservación y su manejo,” concluye el investigador.

Montero-Mendieta S, Tan K, Christmas M, Olsson A, Vilà C, Wallberg A, Webster M. The genomic basis of adaptation to high-altitude habitats in the Eastern honey bee (Apis cerana), Molecular Ecology. DOI: 10.1111/mec.14986.

El Hubble descubre materia oscura dentro de los cúmulos galácticos

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La materia oscura es aquella que no podemos observar, pero que supone un 80% de toda la existente en el Cosmos. La comunidad científica se percató de su existencia después de que Fritz Zwicky midiera, en la década de los 30, los movimientos de las galaxias dentro de los cúmulos de galaxias. Entonces, se puso de manifiesto que los movimientos de las galaxias estaban afectados por la fuerza gravitatoria de algo que no se podía ver.

Este componente del Universo recibió el nombre de materia oscura porque se creía compuesta de materia ordinaria que no emitía ni reflejaba la luz. Hoy en día se sabe que su naturaleza es distinta y que se trata de materia exótica que es transparente en todos los rangos del espectro electromagnético, pero el término “oscura” ha seguido formando parte de su nombre.

Abell S1063
Cúmulo de galaxias Abell S1063. Crédito: Gabriel Pérez Díaz (SMM, IAC).

Mireia Montes, investigadora de la Universidad de New South Wales y de la Universidad de Yale, e Ignacio Trujillo, investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y de La Universidad de La Laguna (ULL), han publicado un artículo donde relacionan la distribución de la materia oscura con la de la luz intracumular. Una luz que no pertenece a ninguna galaxia en concreto, sino que forma parte de la estructura global de la agrupación galáctica.

El estudio, publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), se basa en seis cúmulos galácticos observados por el Telescopio Espacial Hubble. Estas seis agrupaciones de cientos, e incluso miles, de galaxias fueron estudiadas con los datos de la iniciativa Hubble Frontier Fields, que reconstruyó la distribución de la masa de materia oscura a partir del efecto de las lentes gravitacionales. Un proceso complejo, con el que se calcula la masa de grandes objetos gravitatorios que curvan la luz emitida por galaxias distantes, produciendo un efecto similar al de una lente.

“Al observar cómo se repartía la materia oscura a través del cúmulo —relata Montes, quien fue estudiante de doctorado en el IAC y en la ULL—, nos dimos cuenta de que lo hacía como la luz intracumular”. Para comprobar que la distribución de ambas coincidía, utilizaron la distancia de Hausdorff, un marcador que sirve para establecer la similitud entre dos conjuntos de puntos y que los smartphones aplican en sus sistemas de reconocimiento facial.

“Comparamos la distribución de luz intracumular con la ubicación de la masa de materia oscura y de los rayos X —comenta Trujillo—. Las dos primeras son idénticas, hasta donde los datos permiten observar. Por primera vez, estamos viendo algo que se distribuye igual que la materia oscura. Esto permitiría estudiar su localización de forma precisa en más cúmulos de galaxias, sin necesidad de reconstruir los mapas de lentes”.

La luz intracumular se ajusta tanto a la distribución de materia oscura porque las estrellas no chocan entre sí. Esta luz se crea por el arranque de las estrellas de las partes más externas de las galaxias que conforman el cúmulo. Estas estrellas son luego arrastradas y flotan libremente dentro del cúmulo de galaxias bajo la acción gravitatoria del cúmulo como un todo. El brillo superficial de la luz intracumular es extremadamente bajo, 100 veces más tenue que el que se aprecia en el cielo nocturno de las zonas más oscuras del planeta, como el Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma).

“Que la materia oscura y la luz intracumular se distribuyan igual—indica Montes—, nos abre las puertas a estudiar esta distribución de materia oscura en cientos de cúmulos de una manera mucho más eficiente que antes”. Este descubrimiento permite avanzar en la comprensión de la materia oscura y abre la puerta a futuras investigaciones en otros cúmulos de galaxias. “Establecer la localización de la materia oscura, ayudará a entender el origen de esta componente de la naturaleza tan poco conocida”, afirma Trujillo.

Referencia bibliográfica
Mireia Montes, Ignacio Trujillo; Intracluster light: a luminous tracer for dark matter in clusters of galaxies, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 482, Issue 2, 11 January 2019, Pages 2838–2851, https://doi.org/10.1093/mnras/sty2858

¿Por qué un buceador sufre descompresión al subir a la superficie y una tortuga marina no?

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Hasta hace menos de una década no había evidencias de que los animales que bucean pueden sufrir el síndrome de descompresión, o enfermedad del buceador. Pero el descubrimiento en 2014, por parte de investigadores de la Fundación Oceanogràfic, en Valencia, de que muchas tortugas atrapadas en redes de pesca mueren por esta enfermedad ha abierto toda una nueva área de estudio, y ha alertado de que podrían estar muriendo por la acción humana más tortugas de lo que se creía. Ahora, los mismos autores describen en la revista Journal of Experimental Biology el mecanismo fisiológico que está detrás de este fenómeno. Los investigadores proponen cómo estos animales evitan la descompresión en condiciones normales, y por qué puede fallar el sistema en situaciones de estrés, provocando el mal del buceador.

El nuevo trabajo, liderado por el veterinario de la Fundación Oceanogràfic Daniel García-Párraga, pone el foco en un esfínter específico situado en la arteria pulmonar de las tortugas marinas. Cuando estos animales bucean normalmente este esfínter cierra el acceso de la sangre a los pulmones, mientras que en situaciones de estrés, por ejemplo cuando quedan atrapados en las redes, ocurre lo contrario: el esfínter se relaja y la sangre llega a los pulmones.

El acceso de la sangre a los pulmones durante la inmersión es lo que pone a la tortuga en riesgo de padecer el síndrome de descompresión.

El aire que respiramos contiene sobre todo nitrógeno y oxígeno. El oxígeno se usa en la respiración, pero el nitrógeno debe exhalarse de nuevo. Cuando un buceador humano se sumerge, el nitrógeno pasa de los pulmones al torrente sanguíneo y a los tejidos; durante su regreso a la superficie deberá hacer paradas a distintas profundidades, para dar tiempo a que el gas regrese a los pulmones para ser expulsado -de lo contrario, el nitrógeno disuelto en sangre puede formar las burbujas que dan lugar a la enfermedad del buceador-.

Daniel García- Parraga, en el centro, tratando una tortuga boba. Foto: F. O.

Las tortugas marinas no hacen paradas al subir, sino que cierran su esfínter en la arteria pulmonar desde el inicio de la inmersión, evitando así en todo momento que el nitrógeno llegue a la sangre.

“Nuestro trabajo demuestra que cuando la tortuga bucea normalmente su sistema circulatorio funciona de manera diferente de cuando está estresada”, explica García-Párraga. “Cuando la tortuga bucea tranquila aguanta bien, porque tiene la capacidad de que la sangre no pase por el pulmón -o que pase muy poca-, pero cuando se queda enmallada y libera adrenalina, el esfínter se relaja”.

Demostración ‘in vitro’

Se trata, no obstante, de una primera demostración hecha in vitro, no con animales vivos. Los investigadores recurrieron a tejidos de cinco tortugas que ya tenían heridas letales, y los expusieron a los neurotransmisores que se emplean habitualmente para estudiar fisiología de los vasos sanguíneos y del músculo liso respiratorio (acetilcolina, serotonina, epinefrina e histamina). Se sabe que los animales secretan o no estos compuestos en función del grado de estrés que sufren, así que variando sus concentraciones los investigadores pudieron simular situaciones de buceo “normal” y de estrés, y comparar ambas.

En su trabajo en Journal of Experimental Biology los autores escriben: “Este trabajo propone un mecanismo que permite a las tortugas restringir el flujo sanguíneo a través de los pulmones y limitar el intercambio de gases durante el buceo, para reducir el riesgo de embolia gaseosa”. Dado que en situaciones de estrés el esfínter se relaja, “este mecanismo se vuelve una desventaja, y aumenta el riesgo de enfermedad descompresiva cuando la tortuga queda atrapada en las redes”.

Importantes implicaciones para la conservación

El hallazgo de que las tortugas pueden en efecto sufrir el síndrome de descompresión es el logro que precede al trabajo que ahora se publica, y supuso en su día un importante cambio de paradigma.

“Antes se daba por hecho que las tortugas marinas, como otros animales buceadores, habrían desarrollado mecanismos de adaptación a los cambios de presión, y que por tanto no sufrían la descompresión”, explica García-Párraga. Pero en 2014 este grupo postuló que los animales sufrían la enfermedad descompresiva al observar que algunas tortugas que habían quedado atrapadas en redes de pesca y que, en apariencia, estaban sanas, morían a los pocos días. El hecho de que los animales se curaran tras pasar unas horas en una cámara hiperbárica, igual que se hace con los buceadores humanos, les dio la razón.

Este hallazgo tuvo un gran impacto en la comunidad científica y también en la conservación, ya que implica que muchas de las tortugas capturadas en las redes, y devueltas al mar, podrían morir poco después. El impacto real de la pesca sobre las tortugas puede ser mayor de lo estimado hasta ahora.

Casi cien tortugas enfermas al año

En la actualidad llegan cada año al Oceanogràfic casi un centenar de tortugas marinas, principalmente tortuga boba o Caretta caretta, que han sido capturadas accidentalmente o aparecen enfermas en la costa. Los pescadores ya conocen el problema y la solución y no las devuelven inmediatamente al mar, sino que facilitan el que puedan ser descomprimidas en la cámara hiperbárica de la Fundación Oceanogràfic antes de regresar a aguas abiertas.

Un sistema similar en mamíferos marinos

Este hallazgo en tortugas, y los precedentes relativos a la función pulmonar de mamíferos marinos, ha permitido a investigadores de la Fundación Oceanogràfic y la Woods Hole Oceanographic Institution en Massachusetts, EE. UU, proponer una nueva hipótesis, publicada este año en la revista Proceedings of the Royal Society B. Según esta nueva propuesta, los mamíferos marinos cuentan con adaptaciones fisiológicas y anatómicas que les permiten gestionar de manera voluntaria el intercambio de gases en los pulmones; en condiciones de estrés, no obstante, estos mecanismos fallan, lo que resulta en un exceso de nitrógeno en sangre que aumenta el riesgo de embolia gaseosa y enfermedad descompresiva.

Comprender mejor la respuesta fisiológica de estos animales al estrés, por tanto, puede contribuir a reducir el impacto de la acción humana sobre la vida marina.

Referencia bibliográfica
García-Párraga, D., Lorenzo, T., Wang, T., Ortiz, J. L., Ortega, J., Crespo-Picazo, J. L., … & Fahlman, A. (2018). Deciphering function of the pulmonary arterial sphincters in loggerhead sea turtles (Caretta caretta). Journal of Experimental Biology 2018 221: jeb179820 doi: 10.1242/jeb.179820

La apnea del sueño infantil se puede detectar en casa

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Investigadores del Grupo de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Valladolid (UVa), del Hospital Universitario Rio Hortega de Valladolid y de la Escuela de Medicina de la Universidad de Missouri (Estados Unidos) han diseñado un método diagnóstico alternativo para detectar con precisión la apnea del sueño infantil, fundamentado en el análisis del nivel de saturación de oxígeno en sangre durante una noche.

Actualmente, la polisomnografía nocturna o PSG es la prueba diagnóstica estándar para la apnea del sueño, pero presenta diversas limitaciones. Implica que el paciente pase una noche en el hospital totalmente cableado, ya que se toman diversos registros biomédicos de manera simultánea. La incomodidad que supone para el paciente es grande y, si el paciente es un niño, los problemas se multiplican. Además, la interpretación de esta prueba es compleja y supone un importante coste sanitario.

Apnea del sueño
Representación explicativa de la obstrucción en la ventilación que se produce en el síndrome de apnea del sueño/Habib M’henni

Por ello, la comunidad científica está buscando métodos diagnósticos simplificados, pruebas más sencillas pero igualmente concluyentes. “La PSG es una prueba de elevado coste económico, ya que requiere la presencia del niño y personal médico especializado durante la noche en una unidad de sueño. Además, se trata de una prueba altamente intrusiva para los niños debido al uso de múltiples sensores y presenta disponibilidad limitada. Estas situaciones, junto con la alta prevalencia de la enfermedad, han potenciado la demanda de técnicas de diagnóstico alternativas más sencillas”, explica a DiCYT el investigador del Grupo de Ingeniería Biomédica Fernando Vaquerizo.

La alternativa a la PSG que plantean es el análisis automático de una sola señal, la saturación de oxígeno en sangre recogida en una oximetría nocturna, un método consistente en la colocación de una pinza en el dedo del paciente para evaluar su nivel de oxígeno en sangre durante toda la noche. Como apunta Vaquerizo, esta prueba destaca por ser fiable y sencilla de utilizar en niños, y además se puede realizar en el domicilio del paciente ya que existen dispositivos portátiles comerciales.

Para analiza restos datos, los investigadores han utilizado un tipo de procesamiento de señales denominado transformada wavelet discreta (DWT), “que permite evaluar señales no estacionarias y analizar con gran resolución las componentes frecuenciales de la señal de saturación de oxígeno relacionadas con la apnea del sueño infantil”, precisa el investigador. También aplicaron otras técnicas de extracción de características estadísticas y un algoritmo de selección de características para obtener información complementaria. Por último, emplearon tres algoritmos de clasificación (regresión logística, máquinas de vector soporte –SVM- y red neuronal) para detectar la presencia de apnea del sueño infantil moderado a severo.

Probado en cerca de un millar de pacientes pediátricos

El equipo probó el método diseñado en una muestra de 981 pacientes pediátricos (602 niños y 379 niñas) con edades comprendidas entre los 2 y los 11 años, que acudieron a la unidad del sueño del Hospital de la Universidad de Chicago por sospecha de apnea.

Pulsioxímetro portátil
Pulsioxímetro portátil para medir la frecuencia cardíaca y la saturación de oxígeno durante el sueño. Foto: UJI.

Con la técnica implementada, los investigadores han logrado una precisión diagnóstica del 84 por ciento en la detección de la apnea infantil moderada a severa, superior a la registrada en estudios previos.
“Estos resultados sugieren que el análisis wavelet podría ser una herramienta útil para caracterizar la señal de oximetría y mejorar el rendimiento diagnóstico y la implementación de una prueba simplificada de detección de la apnea del sueño pediátrica”, señala vaquerizo, quien agrega que con esta técnica y empleando distintos algoritmos de clasificación se ha podido caracterizar los efectos del apnea del sueño infantil en la señal de oximetría y obtener información complementaria a los métodos tradicionales de análisis de la señal de oximetría.

Una patología con alta prevalencia e infradiagnosticada

Los resultados obtenidos tienen gran relevancia ya que el Síndrome de la Apnea-Hipopnea del Sueño en niños (SAHS), un trastorno respiratorio caracterizado por la aparición recurrente de eventos de ausencia completa (apnea) y/o reducción significativa (hipopnea) del flujo aéreo durante el sueño, tiene una alta prevalencia (entre el 1 el 5 por ciento) en la población infantil y, además, es una patología infradiagnosticada. La enfermedad, como subrayan los autores de este trabajo, puede tener múltiples consecuencias negativas para la salud y el desarrollo de los niños, como la disfunción cardiometabólica, el déficit neurocognitivo o el retraso en el crecimiento.

Referencia
Vaquerizo-Villar F, Álvarez D, Kheirandish-Gozal L, Gutiérrez-Tobal GC, Barroso-García V, Crespo A, et al. (2018) Wavelet analysis of oximetry recordings to assist in the automated detection of moderate-to-severe pediatric sleep apnea-hypopnea syndrome. PLoS ONE 13(12): e0208502. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0208502


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