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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.

Erección y cáncer. Carne a la piedra. Pili: ¡Al abordaje!

Erección y cáncer, carne a la piedra. Podcst Ciencia Fresca - CienciaEs.com

Erección y cáncer.

El empleo de Viagra puede exacerbar el desarrollo de melanomas. Son malas noticias para los que sufren de disfunción eréctil. Y es que “a perro flaco todo son pulgas”, un castizo refrán que podríamos traducir en este contexto por “a pene flojo todo son penas”.

La noticia parece sorprendente, pero no lo es tanto cuando comprendemos el mecanismo molecular por el que la popular Viagra actúa para paliar la disfunción eréctil, mecanismo que es similar a otro que actúa en células tumorales, en particular en células de melanoma, para activar su crecimiento y la multiplicación. Esto es lo que han descubierto un grupo de investigadores alemanes de las Universidades de Tubingen y de Munich, y suizos, de la Universidad de Berna. Luego explicaremos en detalle este descubrimiento (1).

Carne a la piedra.

Una de las cosas que nos hacen diferentes a otros animales es nuestra habilidad para transformar la comida. Ninguna otra especie exige un proceso tan sofisticado a todo lo que la alimenta. La cocina podría ser, según ciertas investigaciones, uno de los motores más importantes de nuestra evolución.

Ya hace tiempo publicamos en CienciaEs un programa dedicado a la Evolución cocinada, en el que Jorge Laborda defendía la hipótesis de que fue la utilización del fuego y su aplicación al procesado de los alimentos lo que nos permitió desarrollar un cerebro más grande. Hoy completamos esa exposición con el comentario de un artículo que esta semana se publica en la revista Nature. El artículo, firmado por Katherine Zink y Daniel Lieberman, defiende que, antes de la utilización del fuego, los homínidos ya procesaban la carne y otros alimentos con la ayuda de sus herramientas de piedra.

Los orígenes del género Homo son borrosos todavía, no obstante, una especie concreta, el Homo erectus, que apareció hace 1,9 millones de años, mostraba ya algunas de las facetas que los acercaban al ser humano actual. Estos homínidos se desplazaban de forma bípeda, tenían un cuerpo más grande, un cerebro más voluminoso que sus antecesores los australopitecos, y un aparato digestivo sorprendentemente menos eficiente que el resto de los simios: dientes más pequeños, músculos masticadores más débiles, menor fuerza de mordida y un intestino más corto. Esto último no deja de sorprender a los científicos porque el aumento del cerebro implica un incremento notable en la cantidad de energía consumida, algo que parece exigir un sistema digestivo más poderoso ¿Qué motivó esa pérdida de facultades?

Uno de los argumentos a favor de esa reducción de las capacidades masticadoras es la inclusión de la carne en la dieta. Ahora bien, la carne cocinada con fuego no comenzó a ser utilizada hasta hace 500.000 años, que fue cuando el uso del fuego se extendió entre estos homínidos. Sin embargo, cuando el fuego se convirtió en un amigo inseparable, el homo erectus ya llevaba consumiendo carne más de un millón de años.

Comer carne cruda no es fácil con una dentadura como la nuestra. No tenemos unos caninos grandes y fuertes para desgarrar, ni nuestras muelas presentan crestas afiladas para cortar y triturar. Esto lo pudieron comprobar Zink y Lieberman en una serie de experimentos en los que se facilitaba a un conjunto de voluntarios carne cruda para ingerir. Pronto comprobaron que la carne cruda es difícil de masticar, se comporta como el chicle y los pobres voluntarios se pasaban la vida masticando sin lograr deshacerla. Por término medio, tenían que masticar la carne unas 40.000 veces para comer una cantidad mínima que le proporcionara las necesidades energéticas diarias. A una masticación por segundo esto requiere 11 horas diarias de trabajo. Y es de suponer que los homo erectus tenían muchas otras cosas que hacer como, por ejemplo, cazar.

Como masticar carne cruda es un trabajo ímprobo, y el fuego aún no se había logrado dominar, los homínidos debieron utilizar herramientas de piedra para facilitar el proceso de troceado de la carne en piezas pequeñas y fáciles de tragar. Un pedazo de carne sujeto con una mano y los dientes, podía ser cortado con un cuchillo de sílex muy cerca de la boca para proporcionarle un trozo pequeño y fácil de masticar y digerir. Por otro lado, una piedra grande puede ser usada para machacar las raíces y vegetales haciendo una pasta fácil de consumir. Por último, una roca lo suficientemente grande puede machacar los huesos y los cráneos para liberar la médula y los sesos altamente energéticos. Así, los homínidos conseguían la energía extra que les permitía suplir las necesidades de su cerebro más grande.
Los autores comprobaron que, utilizando herramientas de piedra para cortar la carne en pequeños trozos, el número de masticaciones se reduce en un 41% y la fuerza necesaria en los músculos masticadores también se reduce un 12%. Con este ahorro en el procesado y la mayor riqueza energética de los alimentos, el homo erectus comenzó una evolución que más tarde se potenció con el uso del fuego. (2)

Pili: ¡al abordaje!

Esta noticia tiene que ver con el análisis tridimensional de una de las nanomáquinas biológicas más fascinantes y posiblemente más antiguas de la naturaleza: los pili bacterianos. Los pili (singular pilus, que en latín significa pelo) son estructuras en forma de pelo, más cortas y finas que los flagelos, que se encuentran en la superficie de muchas bacterias. Los pili atraviesan las membranas citoplasmáticas bacterianas a través de los poros de la pared celular y una cápsula que asoma al exterior.

Los pili funcionan como un gancho de agarre, como los usados por escaladores o por equipos de rescate. Estos ganchos consisten en un gancho cuádruple, unido a una cuerda. El gancho se lanza hasta que se agarra a alguna cosa, y luego se tira de la cuerda para acercar la cosa enganchada o para acercarnos nosotros a ella, como cuando se sube por una ladera, o se pretende abordar un barco en una película de piratas.

Los pili son muy importantes para posibilitar varias de las actividades vitales de las bacterias, como la formación de biofilms, o la captura de nutrientes, y participan en la virulencia de varias especies de bacterias patógenas, como las causantes de la gonorrea o la meningitis.

Yi-Wei Chang y sus colaboradores del Instituto Max Planck de Microbiología Terrestre, del Instituto de Tecnología de California y de la Universidad de Utah, mediante el empleo de una técnica de imagen que se denomina tomografía crioelectrónica que explicamos en el audio, desvelan la estructura y funcionamiento de la maquinaria proteica bacteriana que genera los pilus y los proyecta al exterior.
Este descubrimiento, además de su innegable interés científico, puede conducir a la generación de nuevos antibióticos dirigidos a impedir el funcionamiento de la maquinaria de generación de pili, lo que frenará el crecimiento bacteriano y dará más posibilidades a las defensas del organismo a acabar con las infecciones bacterianas (3)

Referencias

(1). Dhayade et al., Sildenafil Potentiates a cGMP-Dependent Pathway to Promote Melanoma Growth, Cell Reports (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2016.02.028

(2) Zink and Lieberman. “Impact of meat and Lower Palaeolithic food procedding techniques on chewing in humans” Nature 2016 doi:10.1038/nature16990

(3). Architecture of the type IVa pilus machine. Yi-Wei Chang, et al. 11 MARCH 2016 • VOL 351 ISSUE 6278. aad2001-1

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