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Ciencia Fresca

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.

Policía del sistema inmune. Habla el meteorito marciano. Descifrando el racismo.

Policía inmune, meteorito y racismo. Podcast Ciencia Fresca. CienciaEs.com

Policía interna del Sistema Inmune

De qué manera el sistema inmune tolera lo propio y ataca lo extraño es un fenómeno de la Naturaleza que todavía no es bien comprendido. Las investigaciones encaminadas a comprenderlo, además de hacernos avanzar en el conocimiento puramente científico, tienen repercusiones sobre nuestra salud, ya que importantes enfermedades, que incluyen la diabetes de tipo 1, la esclerosis múltiple o el vitíligo son de origen autoinmune, es decir, se originan por una ruptura de la tolerancia a lo propio.
Desde hace ya algunos años ha quedado demostrado que una de las maneras en que el sistema inmune desarrolla tolerancia a los antígenos propios es mediante la generación de células reguladoras de la actividad inmune agresiva. Estas células reguladoras pertenecen a la clase de los llamados linfocitos T, así denominados porque su desarrollo tiene lugar en el timo, un órgano situado por encima del corazón. La tecnología actual ha permitido identificar las señas de identidad molecular de estas células T reguladoras (Treg), lo que a su vez ha permitido poder aislarlas del resto y cultivarlas en el laboratorio para su estudio y experimentación.
Sin embargo, a pesar de estos logros, no se ha conseguido aún revelar los mecanismos por los que las células Treg impiden el desarrollo de enfermedades autoinmunes. Un importante avance en este campo ha sido recientemente conseguido por investigadores de la Universidad de Osaka, en Japón, quienes publican sus resultados en el ultimo número de la revista Science. En una serie de elegantes experimentos, que además no resultan nada fáciles de realizar ni para inmunólogos avezados, los investigadores demuestran que las células Treg pueden convertir a las células T autorreactivas en ignorantes antigénicas, es decir, inducirlas a entrar en una situación denominada anergia. La anergia es un estado de las células del sistema inmune en el cual, aunque estas se encuentren con el antígeno contra el que reaccionan, no le hacen caso y no se activan, por lo que permanecen como si no lo hubieran encontrado nunca. Esto conduce a la tolerancia de dicho antígeno, que no es atacado. Al parecer, las células Treg envían a las otras células T encargadas de la lucha contra los antígenos, ciertos mensajes moleculares que les inducen a no atacarlos cuando la situación así lo aconseja.
Un aspecto interesante de estos estudios es también el descubrimiento de que las personas sanas poseen células T anérgicas contra un antígeno propio que, de ser atacado, causaría la enfermedad vitíligo, que origina una despigmentación de la piel por el ataque del sistema inmune a los propios melanocitos, las células que producen el pigmento melanina. La presencia de estas células T anérgicas contra un antígeno propio indica que en condiciones de salud, poseemos en nuestro organismo células del sistema inmune que de ser activadas nos atacarían, pero que, afortunadamente, son mantenidas en un estado de anergia en el cual son incapaces de reaccionar contra nuestras propias células. Esto, a su vez, indica que las células autorreactivas son normalmente generadas en cierta proporción por el sistema inmune, pero son mantenidas a raya por las células Treg. Cuando este mecanismo falla, podemos sufrir de terribles enfermedades autoinmunitarias. El conocimiento revelado en estos estudios puede permitir ahora analizar si en el caso de las enfermedades autoinmunes existe alguna deficiencia en las células Treg, lo que de ser cierto permitiría que la deficiencia fuera suplida y la enfermedad, finalmente curada. Alternativamente, la tolerancia al crecimiento de algunos tumores podría también depender de un exceso de células Treg para ellos, que podrían ser inhibidas o eliminadas para permitir que el sistema inmune eliminara el tumor. (1).

El meteorito que nos habla de la evolución de la atmósfera de Marte

Parece mentira que un pedazo de roca de apenas un par de kilos de peso pueda levantar tanta polvareda científica. No se trata de una roca cualquiera, claro está, se trata de un meteorito de origen marciano cuya historia es tan antigua, casi, como el Planeta Rojo y que, según se desprende de una reciente investigación, viajó hasta la Tierra para, además de crear polémica, hablarnos del clima pasado de Marte.
Vayamos por partes. El ALH84001, que así es como se conoce al meteorito, se formó cuando la roca magmática originaria se solidificó en la superficie marciana hace ahora más de 4.000 millones de años, una edad que lo convierte en la más antigua reliquia del Planeta Rojo hasta el momento. Después de la formación de la roca madre, Marte, como la Tierra y el resto de los planetas del Sistema Solar, sufrió el Bombardeo Pesado Masivo, nombre con el que se identifica a la extraordinaria serie de cataclismos provocados por el choque de gran número de asteroides y cometas.

Al final de este periodo, hace ahora 3.900 millones de años, Marte era muy distinto al actual. El agua líquida abundaba, los ríos, mares e incluso, océanos, cubrían buena parte del planeta. La roca que nos interesa, compartió aquellos tiempos y como consecuencia, una parte de la superficie se cubrió de formaciones cristalinas en las que abundaban los carbonatos. La historia de Marte siguió su camino y la roca fue recogiendo información de la atmósfera y los cambios climáticos que allí se sucedían. La paz terminó bruscamente hace 15 millones de años. El choque de un cuerpo de grandes dimensiones contra Marte, probablemente un asteroide o un cometa, provocó tal catástrofe que arrancó una parte de las rocas del lugar del impacto y lanzó sus pedazos al espacio exterior condenándolos a deambular por el Sistema Solar, entre ellas, el trozo que hoy nos ocupa. Durante los millones de años que siguieron, la roca viajó alrededor del Sol, siguiendo una órbita que en ciertos momentos cruzaba la de la Tierra, pero sin coincidir con ella. Hace ahora 13.000 años, ambos cuerpos se encontraron, la roca atravesó la atmósfera terrestre y cayó sobre la blanca capa de hielo de la Antártida, en un lugar que lleva por nombre Allan Hills (de ahí las siglas de su nombre, ALH). Allí permaneció, rodeado de los hielos antárticos, hasta que una expedición científica lo descubrió hace ahora 30 años, el 27 de diciembre de 1984.
Los primeros análisis del meteorito revelaron que contenía restos de una atmósfera distinta a la nuestra, una atmósfera que cuadraba con la que existe en Marte. Éste y otros datos permitieron a los científicos identificarlo como un meteorito de origen marciano. La historia no habría ido más allá, de hecho se han identificado más de 50 meteoritos que proceden de Marte, si no fuera porque un equipo de científicos se fijó en los depósitos de carbonato que llevaba incrustados y decidió buscar su origen.

El salto a la fama llegó el agosto de 1996, cuando un equipo de científicos de la NASA anunció a bombo y platillo que los minerales carbonatados del ALH84001 eran de origen orgánico, dicho con otras palabras, que habían sido producidos por algún tipo de microorganismo marciano. Si eso fuera cierto, sería la primera evidencia de que ha existido vida extraterrestre.
Pasado el primer momento de asombro, se levantaron las primeras voces de desacuerdo entre la comunidad científica. El origen de los carbonatos también podría explicarse por procesos químicos ajenos a la vida, comentaron, y una vez más, la presencia de vida extraterrestre quedó en una falsa alarma.

No obstante, los análisis del meteorito continuaron y sus pedazos han pasado desde entonces por un buen número de laboratorios científicos de todo el mundo. Así, en 2011, ciertos análisis cruzados con los datos aportados por la sonda espacial Mars Express indujeron a pensar que el meteorito procedía de un lugar concreto de Marte conocido como Eos Chasma en Vallis Marineris, un inmenso cañón de más de 4.000 km de largo y 200 de ancho que tiene bien ganado el nombre de “cañón más grande del Sistema Solar”.

Lo que ahora se añade a esta larguísima historia aparece en forma de publicación en PNAS con un artículo firmado por Robina Shaheen y su equipo de la Universidad de California en San Diego. Estos científicos han analizado la composición isotópica de los carbonatos presentes en el meteorito y han extraído de ella información sobre la composición y evolución de la atmósfera Marciana. Los carbonatos son compuestos de carbono, oxígeno y un metal, el carbonato de calcio (CO3Ca) por ejemplo, abunda en la Tierra formando la piedra caliza, las conchas y caparazones de muchos animales marinos o minerales como la calcita o el aragonito. Al contener en cada molécula un átomo de carbono y tres de oxígeno, permiten analizar en profundidad estos átomos. Existen varios tipos de átomos de carbono y oxígeno, el carbono contiene seis protones en su núcleo y el oxígeno ocho, sin embargo el número de neutrones puede variar dando lugar a distintos isótopos. Así existe el carbono 12 (6p + 6n), el carbono 13 (6p + 7n), el oxígeno 16 ( 8p + 8n), el oxígeno 17 (8p + 9n) y el Oxígeno 18 (8p + 10n), todos estos isótopos están presentes allí donde existen esos átomos. Aunque sus proporciones varían. Se da la circunstancia de que la proporción puede aumentar o disminuir en la atmósfera terrestre o marciana en función de los cambios de temperatura. Un buen ejemplo lo tenemos en la Tierra. Cuando la temperatura baja, en las regiones ecuatoriales se condensa el vapor de agua en forma de rocío y escarcha. Dado que los isótopos más pesados sufren en mayor medida la fuerza de la gravedad, esos depósitos contienen una mayor proporción de O17 y O18. En la atmósfera, el aire quedará entonces con mayor proporción de isótopos ligeros. Como las corrientes atmosféricas arrastran el aire hasta las regiones polares, allí sucede lo contrario, la nieve que cae es más rica en isótopos ligeros. De esta manera, las distintas concentraciones nos permiten determinar el cambio de temperaturas en épocas pasadas. Con estas premisas, los científicos han analizado las composiciones isotópicas de los carbonatos presentes en el ALH84001 y ha descubierto que existen al menos dos variedades de estos minerales que se formaron en distintos eventos que hablan de la interacción entre la atmósfera y la hidrosfera marcianas en tiempos en los que allí abundaba el agua líquida. Unos pudieron formarse por emanaciones hidrotermales en las que el agua caliente cargada de minerales interaccionaba con el CO2 de la atmósfera y se formaba rápidamente. Estos minerales tienen una proporción menor de O18. En cambio, otros minerales contienen una mayor proporción de isótopos pesados lo que sugiere una formación mucho más pausada en el tiempo, en aguas poco profundas a temperaturas suaves. En esas condiciones se fue precipitando el carbonato durante un largo periodo de tiempo, favoreciendo un aumento en la proporción de O17 y O18, los átomos más pesados. Otro aspecto de la investigación revela que la atmósfera actual marciana es más rica en C13 que hace 3.900 millones de años, cuando se formaron los carbonatos del meteorito. Una hipótesis razonable es que, aquella atmósfera era mucho más densa que la actual pero, debido a la menor gravedad del planeta, los átomos más ligeros fueron escapando con mayor facilidad al espacio exterior quedando así una atmósfera mucho más tenue pero con una mayor proporción de isótopos pesados. (2)

Descifrando el racismo

¿Cómo nos sentiríamos si al despertar una mañana y mirarnos al espejo comprobáramos que hemos dejado de pertenecer a la raza a la que pertenecíamos hasta ayer y ahora somos de una raza diferente, blanca, negra, amarilla, india…? Cada uno que analice cuáles serían sus sentimientos, y si le importaría más o menos cambiar de raza. No obstante, nos diremos, no hay peligro de que semejante situación ocurra sino es en una novela o en el cine, así que, ¿para qué preocuparse?
La investigación en psicología, psicología social y neurociencias también ha sufrido avances importantes, y uno de ellos ha sido el desarrollo de métodos que permiten que vivamos ilusiones imposibles, como la mencionada arriba, lo que permite estudiar cómo nuestra mente procesa información sobre nosotros y nuestra pertenencia a grupos sociales y reacciona ante los signos que nos envían los demás.
Hoy es conocido que la percepción de los estados corporales de otros pueden activar estados corporales similares propios. Esto supone evidencia a favor de la idea de que nuestras mentes representan nuestros cuerpos y los de los demás de manera similar. Esta representación mental solapada de nosotros y los otros es la base de la empatía hacia los demás y de que comprendamos o induzcamos su estado de ánimo y los motivos de sus acciones. De hecho diversos estudios han demostrado la existencia de las llamadas neuronas espejo, que constituyen en sí un sistema que activa regiones cerebrales similares al ver a otros realizar o sentir determinadas cosas. Así pues, la existencia de esas neuronas indica que para ser nosotros mismos debemos ser también un poco los demás.
Sin embargo, la manera en que esta representación compartida se activa al ver a otro depende de lo cercanos o lejanos que nos identifiquemos con él o ella. Así, sentiremos más dolor o alegría frente a emociones similares sentidas por un familiar, incluso por un vecino, que si las mismas emociones las siente una persona más alejada, y, por supuesto, una persona de una raza diferente que no hayamos asimilado como “de los nuestros”.
Una cuestión que suscitan estos hechos es lo maleable o no que resulta identificarnos con alguien diferente. ¿Podemos sentir más empatía por alguien lejano si podemos ser educados de alguna forma a sentirla?
Para estudiar estas cuestiones, los investigadores hacen uso de ilusiones cognitivas bien establecidas. Una de ellas es la ilusión de la “mano de goma”. Ver una mano de goma ser tocada o acariciada al mismo tiempo que nuestra propia mano, que mantenemos escondida a la vista, induce la ilusión de que la mano de goma es la nuestra. Tan nuestra nos parece que incluso evocamos reacciones de miedo o de angustia si vemos que la integridad de la mano peligra, por ejemplo porque vaya a ser golpeada por un martillo. Es de goma, tonto. Sí, pero…
Una ilusión similar es la ilusión de “enrostramiento”. En esta ilusión, el participante es colocado frente a una pantalla como si de un espejo se tratara. La pantalla muestra un rostro que no es el suyo, puede ser el de una persona incluso de otra raza. Este rostro es acariciado con un trozo de algodón al mismo tiempo que el experimentador acaricia el rostro del participante de la misma manera, en total sincronía. Esto evoca la ilusión de que el rostro que ve en la pantalla es el suyo. Los nuevos sistemas de realidad virtual pueden ser empleados hoy para extender la ilusión hasta el cuerpo entero y hacer creer a alguien que su cuerpo ha sido sustituido por otro.
Después de este tipo de experiencias, utilizando tests específicos denominados de asociación implícita, puede medirse si la aversión racista de las personas ha cambiado con respecto a antes del experimento. Los resultados de estos estudios demuestran que las personas sometidas a la ilusión de poseer un cuerpo de otra raza aumentan su empatía con hacia dicha raza. Estos resultados indican que el racismo puede tener más que ver con las percepciones corporales que con otras consideraciones, como las culturales, las sociales o las ideológicas (3).

(1). Detection of self-reactive CD8+T cells with an anergic phenotype in healthy individuals. Yuka Maeda, et. al. SCIENCE. 19 DECEMBER 2014 • VOL 346 ISSUE 6216, PP. 1536.

(2) Carbonate formation events in ALH 84001 trace the evolution of the Martian atmosphere

(3). Changing bodies changes minds: owning another body affects social cognition. Lara Maister et al. http://dx.doi.org/10.1016/j.tics.2014.11.001


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