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La ciencia no deja de asombrarnos con nuevos descubrimientos insospechados cada semana. En el podcast Ciencia Fresca, Jorge Laborda Fernández y Ángel Rodríguez Lozano discuten con amenidad y, al mismo tiempo, con profundidad, las noticias científicas más interesantes de los últimos días en diversas áreas de la ciencia. Un podcast que habla de la ciencia más fresca con una buena dosis de frescura.

¿Por qué nacemos jóvenes? Un ojo al Sol. Máscaras del sistema inmune.

Nacemos jóvenes. Ojo al Sol. Enfermedades autoinmunes. - podcast Ciencia Fresca - Cienciaes.com

Esta semana nos adentramos en una noticia que avanza nuestra comprensión sobre los mecanismos de envejecimiento y, sobre todo, los mecanismos de rejuvenecimiento que se producen en cada nueva generación de seres vivos. Se ha descubierto que el factor más importante para explicar el envejecimiento son las mitocondrias, los orgánulos celulares encargados de la generación de energía metabólica y que, por ello, controlan literalmente la vida y la muerte de cada una de nuestras células. La mitocondrias se generaron hace por lo menos dos mil millones de años gracias a la fusión entre dos tipos de bacterias diferentes. Puesto que provienen de un microorganismo primitivo, las mitocondrias poseen su propio genoma, el cual, aunque es muy pequeño, contiene genes fundamentales para su misión: la generación de energía. Como un microorganismo que fue, la mitocondria sigue siendo capaz de reproducirse en nuestras células y, como sucede en cada reproducción, se producen errores de copia, mutaciones, que pueden causar problemas. En el caso de la mitocondria se ha comprobado que numerosas mutaciones de su genoma están asociadas con hasta 200 enfermedades diferentes, denominadas enfermedades mitocondriales. Igualmente, se ha comprobado que la acumulación de mutaciones mitocondriales a lo largo de la vida es el factor mas importante de envejecimiento.
No obstante, nacemos jóvenes, y para ello es necesario que el embrión reciba mitocondrias en buen estado, que no contengan mutaciones perniciosas, o las contengan en el mínimo número posible. Para ello, existen varios mecanismos biológicos, uno de los cuales relatamos aquí gracias al descubrimiento de un grupo de investigadores de varias universidades que son capaces de determinar la talla del llamado “cuello de botella” mitocondrial entre generaciones, uno de los mecanismos más importantes que garantizan la “salud” de las mitocondrias de los hijos (1).

El Sol es una estrella que, a pesar de su cercanía a nosotros, sigue guardando celosamente muchos de sus secretos. En su interior se encuentra la fábrica nuclear que le da vida, allí los núcleos de hidrógeno se unen entre sí para generar helio liberando en el proceso ingentes cantidades de energía. No es posible observar el interior del Sol, de hecho, sabemos lo que allí sucede porque hemos aprendido a dominar la física que subyace y las leyes que rigen los procesos nucleares. Lo que realmente podemos observar del Sol son las capas más externas: la fotosfera, la cromosfera y la corona. La fotosfera es la superficie brillante que envuelve al Sol y nos envía la energía en forma de radiaciones que nos dan la luz y la vida. Más arriba está la cromosfera, una región transparente que tiene entre 10.000 y 15.000 km de espesor y que solo es visible durante los eclipses de Sol o con instrumentos especiales que los imitan. Por último, se extiende la corona, una región mucho más tenue donde, para asombro de los científicos, la temperatura de las partículas que la componen alcanza el millón de grados centígrados, muy superior a la que tiene la superficie solar. Es precisamente esta aparente incongruencia, el hecho de que aumente la temperatura desde los 6.000 ºC de la superficie hasta el millón de grados de la corona, la que tiene intrigados a los científicos. Desde la Tierra y con instrumentos instalados en satélites se ha observado la actividad solar a gran escala revelando la existencia de manchas solares, fulguraciones y grandes llamaradas o prominencias que pueden llegar a alterar el entorno inmediato a la Tierra. Ahora, gracias a un telescopio espacial lanzado por la NASA en 2013, el satélite IRIS (Interface Region Imaging Spectrograph), se ha podido observar la superficie y atmósfera del Sol a menor escala y ese conocimiento está ayudando a resolver este problema de la temperatura en las regiones más externas. El IRIS puede observar la atmósfera solar en el ultravioleta cercano y lejano, radiaciones que no llegan hasta la superficie terrestre porque son bloqueadas por nuestra atmósfera. Los resultados de las observaciones obtenidas con el IRIS han sido publicados en un conjunto de artículos en la revista Science. Los distintos estudios revelan cómo los campos magnéticos creados por el movimiento de las partículas cargadas (plasma) que componen el Sol provocan toda una plétora de fenómenos que intervienen en el calentamiento de la atmósfera solar. Los instrumentos del IRIS revelan un mundo cambiante en permanente agitación en el que se detectan chorros de plasma que se mueven paralelos y en distinta dirección (De Pontieu et al). Prácticamente en cada lugar del Sol los campos magnéticos provocan movimientos de plasma que curvan y entrelazan provocando rápidos aumentos de temperatura. En otro artículo (V. Hansteen et al) se revela la existencia de una enorme variedad de bucles de plasma a pequeña escala y de minutos de duración, repartidos por toda la superficie del Sol. IRIS explora también regiones más extensas de fuertes campos magnéticos que se conocen como “regiones activas”. En otro artículo (Peter et al) se revela la existencia de pequeñas zonas que alcanzan temperatura de centenares de miles de grados en medio de regiones mucho más frías. Son lugares que parecen estallar como “bombas” liberando mucha más energía de la que se pensaba hasta el momento. Las regiones activas son los rasgos característicos de la atmósfera, allí se producen enormes bucles de plasma que viajan de una región a otra. El artículo firmado por Testa et al revela que los puntos de origen de estos bucles varían muy rápidamente y se deben a la emisión de partículas no térmicas que se generan en pequeñas erupciones 0 nano-prominencias. Ahora que estamos cerca del máximo de actividad solar dentro de su ciclo de 11 años, las observaciones del IRIS prometen ser muy interesantes. (2)

En la última noticia de hoy abordamos un avance sobre el mecanismo de generación de las enfermedades autoinmunes, en particular sobre la artritis reumatoide. Las enfermedades autoinmunes son aquellas causadas por errores del sistema inmune que conducen a que este ataque a nuestras propias células como si de enemigos extraños se tratara. Para detectar a los enemigos, el sistema inmune debe ser capaz de identificar las “caras” extrañas, es decir, aquellas que son diferentes de las que presentan las células del propio organismo. Para ello, el sistema inmune, que es “ciego” y solo puede identificar “caras” (moléculas concretas o antígenos) mediante el “tacto” (interacciones moleculares específicas), pone en marcha un sistema de generación indiscriminada de “máscaras”, es decir, de moléculas que encajan en “caras” (nuestras propias moléculas). Durante el proceso de generación de “máscaras”, éstas son probadas frente a las propias “caras”, y aquellas que encajan en ellas, son eliminadas. Solo aquellas “máscaras” que no encajan en nuestras propias “caras” son mantenidas, con la esperanza bien fundada de que esas máscaras encajarán en “caras” extrañas, ya que hemos eliminado de la colección aquellas que encajan en las nuestras. La eliminación de las “máscaras” que identifican a nuestras propias “caras” es absolutamente necesario, ya que las “máscaras” son utilizadas para detectar a extraños y matarlos, por lo que en el caso de no eliminar correctamente las “máscaras” que identifiquen a nuestras propias caras, el sistema inmune va a eliminar también a miembros de nuestra propia “familia” al suponer que son extraños.
Investigadores japoneses, que trabajan en varias universidades de Japón y de los Estados Unidos, intentan averiguar qué “cara” es identificada erróneamente como extraña en el caso de la artritis reumatoide. Para ello, modifican de una manera muy ingeniosa el sistema de generación molecular de “máscaras” en ratones de laboratorio, lo que permite que los animales no puedan eliminar aquellas que identifican a algunas de sus propias “caras”. El análisis de las “máscaras” así producidas les permite identificar el antígeno que, al ser atacado por el sistema inmune, genera la artritis reumatoide (3).

(1). Maternal age effect and severe germ-line bottleneck in the inheritance of human mitochondrial DNA. Boris Rebolledo-Jaramillo et al. (2014).

(2) Prevalence of small-scale jets from the networks of the solar transition region and chromosphere, by H. Tian; E.E. DeLuca
Hot explosions in the cool atmosphere of the Sun. Peter et al
On the prevalence of small-scale twist in the solar chromosphere and transition region. De Pontieu et al
The unresolved fine structure resolved: IRIS observations of the solar transition region. Hansteen et al
Looking closer at the Sun. K. Harra

(3). Detection of T cell responses to a ubiquitous cellular protein in autoimmune disease. Yoshinaga Ito et al. (2014). Science. 17 October 2014 • VOL 346 ISSUE 6207, pp. 363.

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