Quilo de Ciencia

Imagínate en un mundo futuro en el que, tras un largo día, le cuentas a tu robot doméstico cómo te ha ido y, mirándote fijamente, este te responde con un bostezo. ¿Es esto posible? ¿Cómo te sentirías? El inminente advenimiento de la interacción cotidiana entre androides o robots y los seres humanos ha abierto el interesante tema de investigación de cómo los humanos interpretaremos los diferentes matices de comportamiento de los robots, y de si estos debieran estar programados, o haber aprendido mediante inteligencia artificial, a mostrar determinadas pautas de comportamiento para tranquilizar a los desconfiados humanos. Científicos del Reino Unido, en colaboración con investigadores de la fundación Mona, que gestiona un centro de recuperación de primates en Gerona, y de la universidad de esta ciudad, en España, decidieron estudiar las respuestas dadas por catorce chimpancés adultos a las expresiones simuladas por la cabeza de un androide.

Esta semana os ofrecemos un Quilo in Memoriam del Dr. Francisco Grande Covián, titulado “La alimentación en Roma”, escrito por el insigne científico en 1992, solo tres años antes de su muerte. “La alimentación en Roma – comenta Grande Covián – es de evidente importancia, no sólo para quienes nos interesamos por la historia de la alimentación humana sino porque también constituye un tema de indudable dificultad. Los datos a mi alcance son incompletos y con frecuencia contradictorios, y no es fácil interpretarlos en términos de nuestros actuales conocimientos. Se habla repetidamente de los fabulosos banquetes de las clases dirigentes de la Roma imperial, pero es más difícil saber lo que comían habitualmente las clases populares, que constituían la mayor parte de su población.” ¿Cuáles eran los principales componentes de la dieta romana? ¿Qué especias y condimentos utilizaban? ¿Qué sabemos de la dieta de la gente común y de las clases privilegiadas? A estas y otras preguntas responde Grande Covián en su conferencia.

Hace más de un siglo, se descubrió que podíamos defendernos de las infecciones usando anticuerpos, unas proteínas que fabrica nuestro cuerpo. Al principio, se usaban sueros de animales, como caballos, para curar enfermedades. Hoy, la ciencia ha creado anticuerpos súper precisos, como los monoclonales. Un grupo de científicos ha ido más allá y ha diseñado un nuevo tipo de anticuerpo, una “super IgM”, que actúa como una súper araña con patas muy fuertes para unirse a los agentes infecciosos. Al aplicarlo en un spray nasal, protegió a ratones contra la gripe. En el futuro, podría ayudarnos a prevenir muchas infecciones respiratorias sin necesidad de vacunas tradicionales.

El profesor Grande Covián nos sigue ilustrando de manera magistral sobre aspectos fundamentales de los lípidos, tales como su papel estructural en las células, las necesidades de ácidos grasos esenciales, las grasas como vehículos de vitaminas y, un tema fundamental: la importancia de la composición de las grasas ingeridas sobre los niveles de colesterol de la sangre. En este apartado, el Dr. Grande nos explica los estudios que le llevaron a él y a otros dos de sus colegas a poder derivar una ecuación que predice la modificación esperada de los niveles de colesterol sanguíneo de acuerdo con la composición en ácidos grasos de la dieta.

Hoy os ofrecemos la primera parte de una conferencia impartida por el profesor Francisco Grande Covián, titulada, “Necesidades diarias de lípidos”. La conferencia tiene una duración aproximada de una hora, que emitiremos en dos programas correlativos de Quilo de Ciencia in Memoriam. Como estoy seguro de que podréis apreciar, la conferencia tiene un considerable valor histórico, en primer lugar, porque forma ya parte de la historia de la ciencia en sí misma, y, en segundo lugar, porque aborda interesantes aspectos de la historia de la ciencia de la nutrición y de la bioquímica. No obstante, la conferencia no solo es historia; es también ciencia y contiene una serie de notables conocimientos sobre la importancia de los lípidos en la nutrición humana que siguen siendo completamente válidos.

Desde el origen de la vida, parásitos y no parásitos han evolucionado de manera conjunta, lo que ha establecido una carrera de armamentos entre ambas clases de seres vivos. Esto ha permitido el desarrollo de relaciones de dependencia y al mismo tiempo de conflicto extraordinarias entre parásitos y hospedadores. Una de ellas es la establecida entre ciertas mariposas de la familia Maculinea y hormigas de la familia Myrmica. Estas mariposas y hormigas son bastante comunes en el continente euroasiático. En particular, hablamos de la relación parásita entre la mariposa hormiguera de lunares (Maculinea arion, también conocida como Phengaris arion) y la hormiga Myrmica sabuleti.

El organismo humano no es una excepción del primer principio de la termodinámica, o principio de la conservación de la energía, enunciado por Julius Robert Mayer, en 1842. Esto quiere decir que el organismo humano, como el de todos los seres vivos, no es capaz de crear ni destruir energía; sólo puede transformar unas formas de energía en otras. No debe olvidarse pues que, como escribe Lehninger en su conocido tratado Bioenergética: «No hay vitalismo ni magia negra capaz de hacer que los organismos vivos puedan evadirse de la naturaleza inexorable de los principios termodinámicos.» Insisto en ello porque si lo que leemos en algunos anuncios fuese cierto, especialmente cuando se habla de dietas de adelgazamiento y cambios de composición corporal, tendríamos que dudar de la validez de dichos principios.

Desde hace décadas, los científicos estudian qué genes a lo largo de la evolución han sido los más importantes para que los humanos hablemos. Hasta ahora, el principal candidato era el gen llamado FOXP2. Los humanos poseemos una variante del gen FOXP2 que no poseen otros animales relacionados con nosotros, en particular no la poseen chimpancés o gorilas. Esta aparente exclusividad humana hizo creer en un principio que esa variante de FOXP2 era la que nos capacitaba para hablar. Gracias a los progresos en la secuenciación del DNA se ha podido obtener y comparar la secuencia de especies humanoides, como neandertales y denisovanos, así como de gorilas, chimpancés, orangutanes y bonobos. A partir de la comparación de esos genomas, se han identificado 61 genes cuyas variantes aparecen exclusivamente en la especie humana. Una de estas variantes génicas ha atraído mucho la atención de los científicos. Se trata de una variante del gen NOVA1, que produce una proteína que interacciona con el RNA en las neuronas y modula su función.

“Los seres vivos son sistemas sumamente inestables, que solo pueden subsistir a condición de recibir un suministro continuo de energía libre. En el caso del hombre y los animales, esta energía procede de la oxidación de los tres componentes orgánicos principales de la materia viva, es decir, los hidratos de carbono, las grasas y las proteínas. Las necesidades nutritivas de un adulto normal pueden reducirse a lo siguiente: una cantidad de hidratos de carbono y grasas suficiente como para aportar un 85 a un 90 por 100 de las necesidades totales de energía; las grasas deben contener los dos ácidos esenciales; una cantidad de proteínas que contenga los ocho aminoácidos esenciales más algunos de los no esenciales; y trece vitaminas y unos veinte minerales. En total, no más de unas cincuenta sustancias individuales”. De estas cosas hablaba el Dr. Grande Covián en su artículo sobre alimentación y nutrición que hoy ofrecemos con la voz del investigador clonada por IA.

No creo equivocarme al afirmar que cuando hablan de algún gen asociado con alguna condición o alguna enfermedad, la gente conocedora de algo de genética suele pensar que las mutaciones o variantes del gen consiguen modificar, aunque sea solo un poco, la proteína producida por el gen, lo que causa la enfermedad. Sin embargo, hay mutaciones en zonas del ADN que ejercen efectos muy importantes sin afectar a las proteínas. Una de estas mutaciones es especialmente sorprendente, pues afecta al crecimiento muscular de forma inusual y revela mecanismos inesperados de regulación genética. Esta mutación, llamada Calipigia, es la que creo una de las más extrañas y complicadas del mundo, y será el tema principal de este podcast.

Uno de los fármacos más populares últimamente para la pérdida de peso es Ozempic. Inicialmente, el fármaco estaba indicado para tratar a la diabetes de tipo 2, que se genera como resultado de la resistencia a la acción de la insulina. Los efectos de Ozempic no terminan aquí, ya que también disminuye la motilidad gástrica, lo que resulta en una absorción más lenta de la glucosa por el intestino. Al mismo tiempo, la disminución de la motilidad contribuye a aumentar la sensación de saciedad y, por tanto, a disminuir la ingesta de calorías, ya que el estómago se vacía más lentamente. Además, Ozempic también puede actuar sobre el hipotálamo para aumentar igualmente la sensación de saciedad. Es este último efecto lo que convierte a Ozempic en una herramienta eficaz para conseguir una pérdida de peso. Por supuesto, los efectos de Ozempic están en ocasiones acompañados de efectos secundarios más o menos graves, dependiendo de cada paciente.

La teoría del envejecimiento propuesta por el zoólogo ruso Ilya Metchnikoff (1845-1916) alcanzó gran popularidad a comienzos del siglo XX. Postulaba dicha teoría que las enfermedades de la edad avanzada, y el envejecimiento mismo, son consecuencia del efecto nocivo de las sustancias tóxicas producidas por las bacterias que colonizan nuestro intestino. Metchnikoff propuso por tanto el consumo de yogur como método para conseguir una flora intestinal favorable y alcanzar una larga y sana. Pero ninguna de las premisas que le sirvieron de base para edificar su teoría ha tenido confirmación. El yogur, y otros productos lácteos semejantes, son sin duda alimentos excelentes; pero no hay prueba convincente de su capacidad para prolongar la vida humana.

Nadie puede saber si existe otra mente además de la suya. Nuestra mente particular es la única a la que tenemos acceso, y lo más que podemos hacer es mantener la idea, la hipótesis conocida como teoría de la mente, de que los demás cuentan con una mente similar a la nuestra ¿Podemos saber si los demás seres humanos poseen o no una mente? Luke A. Townrow y Christopher Krupenye, dos investigadores de la Universidad John Hopkins, USA, decidieron intentar responder a la pregunta. En una serie de elegantes y sencillos experimentos, investigaron si los bonobos son capaces de atribuir a un compañero humano conocimiento o ignorancia sobre la localización de una recompensa alimentaria, y utilizar esta atribución para modificar su comunicación con él. Los estudios, pues, no perseguían conocer si los bonobos poseen una teoría de la mente sobre otros bonobos, sino si la han podido desarrollar también con los seres humanos.

El tratamiento de las células con pulsos eléctricos de corta duración, del orden de microsegundos, produce poros en la membrana celular que permiten temporalmente el paso de moléculas cargadas del exterior al interior de la célula, o viceversa. Esta técnica se denomina electroporación, por razones obvias, y se utiliza en numerosos laboratorios del mundo para introducir genes en las células y estudiar así sus funciones. La electroporación también se ha estudiado en terapia anticancerosa, para intentar que las células tumorales incorporen genes estimuladores de la respuesta inmunitaria contra ellos, o facilitar la infección de las células cancerosas por virus que destruyen de forma dirigida a las células tumorales. Estas terapias no han ofrecido resultados prometedores. Sin embargo, la electroporación sí se utiliza en el caso de tratamientos de tumores cutáneos o subcutáneos. Esta técnica se denomina electroquimioterapia.

Las leguminosas, una familia botánica que incluye no menos de trece mil especies, son un valioso alimento. Sus semillas han sido parte de la alimentación humana desde los tiempos más remotos. De hecho, algunas de ellas figuran entre las primeras plantas cultivadas por el hombre para su alimentación y los datos que poseemos indican que su cultivo debió comenzar hace ocho mil años. En términos generales, las leguminosas secas contienen aproximadamente un 60% de hidratos de carbono, principalmente almidón, un 20% de proteínas y una menor cantidad de grasa que no pasa del dos al cuatro por ciento. Son también una buena fuente de calcio y de hierro y tienen un buen contenido de algunas vitaminas hidrosolubles del grupo B.

Para un científico, es siempre un gran orgullo y satisfacción, y una gran alegría, comprobar que el trabajo que ha podido hacer, en el caso de Jorge Laborda el descubrimiento del gen DLK1, puede ser utilizada más tarde por otros para desarrollar nada menos que una nueva herramienta para tratar con éxito una enfermedad de la gravedad del cáncer de hígado. Hoy Jorge cuenta la historia de este último descubrimiento y cómo está enlazado con otros realizados en las últimas tres décadas y media con el que inicialmente realizó hacia finales de los años 80 del siglo pasado. La historia es muy educativa tanto para aprender o recordar interesantes aspectos sobre el cáncer y el sistema inmunitario, como para observar cómo funciona la ciencia y comprobar que, por pequeña que sea, cualquier contribución al conocimiento humano puede resultar importante.

En el episodio anterior de Quilo de Ciencia in memoriam, el Dr. Francisco Grande Covián nos explicó unos experimentos pioneros realizados por el médico y fisiólogo francés Magendie. En estos experimentos, Magendie ponía en evidencia la existencia de un nutriente fundamental de naturaleza grasa que hoy conocemos como vitamina A. Además, los experimentos indicaban que este componente necesitaba también de nutrientes proteicos para resultar eficaz, ya que la alimentación de perros exclusivamente con mantequilla, un alimento con abundante vitamina A, pero muy escaso en proteínas, conducía a la aparición de los mismos síntomas que los que se observaban en el caso de alimentar a estos animales exclusivamente con azúcar, que carece de esta vitamina. En la segunda parte de su artículo dedicado a la memoria de Magendie, publicado en el libro La alimentación y la Vida, el Dr. Grande Covián nos relata los descubrimientos científicos que permitieron explicar las agudas observaciones de este médico francés.

En el capítulo del libro del Dr. Francisco Grande Covián La Alimentación y la Vida, que abordamos hoy, el investigador nos traslada desde la actualidad hasta hace más de doscientos años para recuperar la memoria del gran fisiólogo francés François Magendie. Fue este científico quien, en sus experimentos con animales, realizó la primera observación indicativa de la existencia de la vitamina A. Sin embargo, como sucedió con Gustav von Bunge, del que hablamos en el episodio anterior, la contribución de Magendie no fue debidamente reconocida. Escuchad y disfrutad con la primera parte de la interesante historia que, con su habitual maestría, el Dr. Grande Covián nos ofrece hoy, y acabará de ofrecernos en el siguiente episodio de Quilo in Memoriam.

Probablemente, alguna vez una médico o enfermero te ha golpeado suavemente en la parte inferior de la rodilla con un pequeño martillo para estimular un reflejo. Este reflejo, consistente en una contracción muscular involuntaria que desencadena una patadita, recibe el poco imaginativo nombre de reflejo de estiramiento muscular y es la respuesta muscular más rápida frente a estímulos mecánicos. El reflejo se desencadena porque, al golpear con suavidad el llamado tendón patelar —situado bajo la patela de la rodilla— este transmite la tensión al músculo cuádriceps, localizado en la parte superior del muslo. Este músculo, posee un centro sensorial capaz de detectar las contracciones o estiramientos y de desencadenar una reacción para compensarlos. Hasta hace poco se pensaba que esos cenntros sensoriales estaban formado por cuatro tipos de células y ahora un grupo de investigadores ha descubierto otro tipo: los macrófagos del sistema inmunitario.

En el capítulo de su libro La Alimentación y la Vida que abordamos hoy, el Dr. Grande Covián nos traslada casi a los inicios de la historia de la nutrición, a un tiempo en el que no se conocían aún las vitaminas. Nos explica con bastante detalle unos experimentos pioneros y fundamentales que condujeron por primera vez a sospechar no solo de su existencia, sino a considerar la conclusión de que debían existir sustancias orgánicas que, en muy pequeña cantidad, eran indispensables para el crecimiento de los animales jóvenes y para la salud de ellos y de los animales adultos. Se trataba en efecto de las vitaminas. Os invitamos a escuchar este nuevo episodio de Quilo In Memoriam, en honor del ilustre científico español Francisco Grande Covián.