domingo, 21 de abril de 2019

Insulina, estructura tridimensional

La Insulina es una hormona que se produce en las células beta de los islotes de Langerhans del páncreas su acción es hipoglucemiante es decir baja los niveles de glucosa en sangre, haciendo que se acumule en forma de glucógeno en los músculos y en el hígado, a diferencia del glucagón que es una hormona hiperglucemiante porque aumenta los niveles de glucosa en sangre movilizando el glucógeno.
El equilibrio en la actividad de insulina y glucagón es muy importante para el organismo.
La insulina está formada por dos cadenas polipeptídicas de 21 y 30 aminoácidos unidas por puentes disulfuro entre cisteinas.
Su función es muy importante en la regulación del metabolismo celular
Si no se produce insulina en el páncreas se padece diabetes, enfermedad que afecta al 1% de la población mundial.
Su estructura espacial se puede ver en la siguiente imagen, así como las dos cadenas polipeptídicas que la forman y los 51 aminoácidos que la constituyen.
















Para el tratamiento de la diabetes se utilizaba insulina bobina, que difiere de la humana en tres aminoácidos o insulina porcina, que tan solo se diferencia de la humana en un aminoácido.
Hoy se emplea insulina humana fabricada por bacterias modificadas genéticamente a las que por ingeniería genética se les ha introducido el gen humano de la insulina.(ver entrada del 6 de marzo de 2015).


sábado, 20 de abril de 2019

BANTING y la insulina


Frederick Grant Banting (1891-1941) Médico fisiólogo canadiense, realizó sus estudios en la Universidad de Toronto e impartió su actividad docente en las Universidades de Ontario y Toronto donde trabajó con MacLeod. Fue director del Departamento Banting/Best de la Universidad de Toronto, donde estudió las enfermedades endocrinas y el cáncer.
En el año 1921 en colaboración con J. B. Collip y C. H. Best descubrió la insulina, una proteína formada por dos cadena polipeptídicas de 21 y 30 aminoácidos que se fabrica en los islotes de Langerhans del páncreas, cuya carencia produce la diabetes. La insulina es hipoglucemiante, es decir disminuye el nivel de glucosa en sangre, induciendo su transformación en glucógeno en el hígado y los músculos..
La diabetes es una enfermedad grave que afecta a un 1% de la población mundial, puede producir daños en la retina y ceguera, problemas renales, ulceraciones crónicas e incluso la muerte.
En el año 1982 Banting y MacLeod recibieron el Premio Nobel de Fisiología y Medicina, su dotación fue repartida con Collip y Best.

viernes, 19 de abril de 2019

Tropismos y Nastias

Ante todo me gustaría recordarle a todos los defensores de los animales que los vegetales también son seres vivos y que  hay que defenderlos aun más que a los animales, porque para el ecosistema son muchísimo mas importantes que ellos, ya que:
  • Los vegetales incorporan al ecosistema la energía de la luz, los animales no pueden hacerlo.
  • Los vegetales son capaces de fabricar mediante la fotosíntesis compuestos orgánicos que pueden ser utilizados como alimento por todos los seres vivos, los animales no lo hacen.
  • Los vegetales en la fotosíntesis liberan a la atmósfera enormes cantidades de O2 que todos los seres vivos necesitamos para respirar. Los animales solo lo consumen.
  • Los vegetales durante la fotosíntesis consumen grandes cantidades de CO2, gas que todos expulsamos al respirar y que también se produce en la combustión de los coches o las calefacciones de los edificios y que es uno de los responsables del "efecto invernadero" y del "calentamiento global". Los animales lo producimos en la respiración.
Resumiendo: sin vegetales es imposible la vida en nuestro planeta.

Al igual que los animales, las plantas también tienen sensibilidad y son capaces de percibir los estímulos de su medio ambiente (luz, temperatura, gravedad, contacto,…..) y reaccionar ante ellos. 
Las respuestas de las plantas a los estímulos externos pueden ser de dos tipos TROPISMOS y NASTIAS.

TROPISMOS
Son movimientos durante el crecimiento en los que varía la orientación del vegetal y suelen ser permanentes. Pueden ser positivos si la planta se acerca al estímulo y negativos si se aleja de él.
  •    FOTOTROPISMOS en los que el estímulo que los provoca es la luz. El tallo tiene fototropismo positivo y la raíz lo tiene negativo. Al iluminar una planta lateralmente el tallo se dirige hacia la luz y la raíz en sentido contrario, esto se debe a la actuación de las auxinas, hormonas responsables del crecimiento diferencial que hacen que la planta se curve. Interviniendo también fototropinas.














  • GEOTROPISMOS el estímulo que los provoca es la gravedad terrestre. En la raíz es positivo y en el tallo negativo. Si colocamos una planta en posición horizontal, el tallo se dirige hacia arriba y la raíz hacia abajo. En el proceso intervienen los estatolitos, amiloplastos capaces de desplazarse en el interior celular como respuesta a cambios gravitacionales. También son las auxinas las hormonas que intervienen en los geotropismos.














  •    TIGMOTROPISMOS son respuestas de las plantas al contacto con algún objeto, la respuesta suele consistir en crecer alrededor del objeto, como hacen las plantas trepadoras utilizando estructuras como los zarcillos, generalmente a favor del "efecto Coriolis", o las raíces para sortear obstáculos en su crecimiento.
NASTIAS
Son movimientos circunstanciales de distintas partes del vegetal que se producen también como respuesta a estímulos, cesan al suspenderse el estímulo.
  •    FOTONASTIAS y NICTINASTIAS son respuestas a estímulos luminosos, como sucede con las flores de los girasoles, que se orientan hacia el sol o de muchas flores que abren sus pétalos durante el día y se cierran al anochecer (Hay especies como el dondiego de noche Mirabilis jalapa que lo hace justo al revés). En muchas ocasiones son las hojas las que responden a la luz extendiéndose o plegándose.
  •    SISMONASTIAS son respuestas que se producen en vegetales debido  a un contacto o roce. Es el caso de la Mimosa púdica cuyas hojas se pliegan completamente al tocarlas, parece que en estos casos intervienen unas sustancias denominadas turgoporinas, que según algunos autores actuarían de forma muy similar a los neurotransmisores en los animales. Otro caso es el de Dionea muscipula cuyas hojas transformadas se cierran a manera de trampa cuando un insecto toca su parte interior.
La floración de muchas plantas depende del FOTOPERIODO que es la relación entre el número de horas de luz y el número de horas de oscuridad de cada época. El  fotoperiodo también es muy importante en la regulación de la actividad en los animales (los famosos ciclos circadianos).



jueves, 18 de abril de 2019

Arcillas

Las ARCILLAS son rocas sedimentarias pertenecientes al grupo de las rocas detríticas o clásticas y dentro de ellas son las que poseen los clastos mas pequeños pues son de tamaño microscópico (inferior a 2µm).
En la composición de las arcillas dominan los filosilicatos: caolinita, montmorillonita, illita y clorita, pero también hay otros minerales como carbonato cálcico e hidróxidos de hierro y aluminio.
Las arcillas son capaces de absorber grandes cantidades de agua volviéndose plásticas y al desecarse se vuelven muy compactas por lo que se utilizan desde la antigüedad para fabricar cerámicas.
Las arcillas de caolín son muy apreciadas porque con ellas se fabrica la porcelana.

Muchas arcillas debido a su capacidad para absorber agua y a su plasticidad forman terrenos muy poco aptos para construir o cimentar edificios, es lo que sucede con las arcillas expansivas. Los edificios construidos en lugares con este tipo de suelo pueden presentar:
  • Importantes grietas verticales o inclinadas
  • Roturas en la cimentación
  • Roturas o grietas en los elementos estructurales
  • Deformaciones en los pavimentos
  • Roturas en las conducciones
En el siguiente mapa del IGME figuran los enclaves de los principales lugares en los que abundan las arcillas expansivas en España.
Mapa de arcillas expansivas en España

miércoles, 17 de abril de 2019

El "cambio climático"

Nuestro planeta se formó junto al resto del Sistema Solar hace unos 4600 millones de años. Desde el momento en que se origino la Tierra hasta la actualidad la atmósfera, la hidrosfera y el clima han ido cambiando continuamente.
A veces los cambios han sido suaves, paulatinos, lentos,....pero en otras ocasiones se han producido cambios bruscos, rápidos, contundentes,.....
Los cambios no se han producido porque la energía solar haya variado a lo largo del tiempo sino por cómo se ha gestionado esa energía desde el propio planeta.
Los factores que han influido en esa gestión son los siguientes:
  1. La composición de la atmósfera terrestre.
  2. El tamaño de los continentes.
  3. La distribución de los continentes sobre la superficie terrestre.
  4. Los itinerarios de las principales corrientes oceánicas
  5. Los ciclos de Milankovitch de precesión y excentricidad del planeta.
1. La atmósfera del planeta desde su formación hasta hace 2500 Ma (algo más de la mitad de su existencia) estaba formada por gases de poderoso efecto invernadero como el CO2,  metano, amoniaco y vapor de agua, por lo que en ese gran periodo el clima terrestre fue muchísimo más cálido que en la actualidad. Con la aparición de los primeros seres vivos capaces de fotosintetizar se inició el gran cambio, estos microorganismos comenzaron a eliminar CO2 y producían grandes cantidades de O2, la atmósfera a lo largo de miles de años se fue enriqueciendo en O2 y empobreciendo en CO2, dando lugar al cambio atmosférico más importante en la historia del planeta. Desde entonces hasta nuestros días se han producido cambios en la proporción de CO2 debidos a erupciones volcánicas, cambios drásticos en la vegetación, liberación de metano, etc. En la actualidad el uso de combustibles fósiles ha incrementado sensiblemente el porcentaje de CO2 en la atmósfera.

2 y 3. A lo largo de la historia de la Tierra los continentes se han desplazado continuamente. En ocasiones se han agrupado formando un supercontinente único "Pangea" que con el tiempo se ha fragmentado en subcontinentes que se desplazan separándose unos de otros y esto ha sucedido en muchas ocasiones. También es muy importante en el clima la distribución de esos continentes (más cercanos a los polos o al ecuador). Una Pangea situada cerca del ecuador daría lugar a un periodo muy cálido ya que el supercontinente recibiría una insolación mayor, lo contrario sucedería si estuviera situada en un polo del planeta.

4. La distribución de los continentes condiciona también los itinerarios de las principales corrientes marinas que influyen decisivamente en el clima.

5. Ver entrada del 20 de junio de 2018.

En el esquema se pueden ver los principales periodos fríos y cálidos de los últimos 740 millones de años.
La Tierra ha permanecido sin hielo en su superficie la mayor parte del tiempo (casi el 90% de su historia), por lo que en realidad las glaciaciones han sido la excepción.
El periodo cálido más prolongado ha tenido lugar en los primeros 3000 millones de años y desde hace 740 millones de años se han producido dos periodos cortos en el Cámbrico y en el Silúrico-Devónico y el periodo cálido mas duradero que ha comprendido los periodos Triásico, Jurásico, Cretácico y parte del Terciario, en que la temperatura de la Tierra fue unos 10 grados mas alta que en la actualidad, y probablemente debido a grandes erupciones volcánicas en el Pacífico que produjeron grandes cantidades de CO2.


La mayor glaciación conocida "la Tierra blanca" duró hasta bien avanzado el Precámbrico, durante este periodo se acumularon en el planeta grandes masas de hielo (10 veces más que el que tenemos actualmente). La glaciación del Ordovícico duró mucho menos y coincidió con el continente de Gondwana situado en el polo sur. La glaciación del Carbonífero de debió al enorme desarrollo de la vegetación, que consumió grandes cantidades de CO2. La que conocemos mejor es la glaciación actual, que comenzó hace unos 45 millones de años, si bien el hielo no se acumuló en los polos hasta hace unos 3 millones de años, se han sucedido a partir de entonces durante el Pleistoceno periodos glaciares mas fríos: glaciaciones de Günz, Mindel, Riss y Würm y periodos interglaciares más cálidos, hoy estamos precisamente al final de un periodo interglaciar por lo que en teoría caminamos hacia un nuevo periodo glaciar que está tardando en llegar algo más de lo esperado.

En un estudio de los hielos antárticos de 1 millón de años realizado en un sondeo en Vostok se ha podido comprobar que se han sucedido  de forma cíclica glaciaciones y periodos interglaciares con periodicidades de 20.000 a 100.000 años correspondientes a los ciclos astronómicos de Milankovitch.
El análisis del contenido de las burbujas de aire de esos hielos también nos ha permitido conocer que los periodos interglaciares coinciden con la concentración de CO2 mas alta y los periodos glaciares con las menores concentraciones de este gas en la atmósfera. En la actualidad los niveles de CO2 han aumentado de forma considerable debido esencialmente al uso de los combustibles fósiles.




martes, 16 de abril de 2019

KÖPPEN y su sistema de clasificación climática



Vladimir Petróvich Köppen (1846-1940) climatólogo, meteorólogo y botánico ruso, estudió en las Universidades de Heidelberg y Leipzig, doctorándose en el año 1870. Trabajó en el Servicio Meteorológico ruso y en el Observatorio Naval de Hamburgo. Se dedicó al estudio del clima terrestre e investigó las condiciones de las capas superiores de la atmósfera, adentrándose también en el estudio de la Paleoclimatología y la Paleogeografía. Junto a R. Geiger publicó un manual de climatología participando en la elaboración de los tres primeros volúmenes de los cinco de que constaba la obra.
Köppen propuso  en el año 1900 un sistema de clasificación climática que, con algunas modificaciones, se sigue utilizando actualmente.

lunes, 15 de abril de 2019

Actos voluntarios y actos reflejos

Los actos voluntarios son conscientes y en ellos intervienen un receptor, una vía sensitiva, la médula espinal, el encéfalo (que actúa de centro integrador), una vía motora y un músculo efector.
Vamos a poner un ejemplo para entenderlo bien:
Caminamos por el campo y vemos un toro negro, la imagen es captada por nuestros ojos (el receptor), por vía sensitiva llega hasta la parte occipital de nuestro cerebro y allí se reconoce al toro como animal peligroso, el cerebro manda una repuesta motora a través de la médula hasta los músculos de las piernas y estos responden inmediatamente, comenzamos a correr y nos subimos a un árbol.
Un acto voluntario no va siempre precedido de la recepción de un estímulo, por ejemplo nuestro cerebro puede directamente mandar una orden motora a un efector para que realice una acción (por ejemplo mover una mano).
En los individuos, los movimientos de la mano derecha son controlados por la parte izquierda de la corteza cerebral, si lo que se mueve es el pie izquierdo es la parte derecha de la corteza cerebral la que lo controla.

Los actos reflejos por el contrario no son conscientes y en ellos solo intervienen un receptor, una vía sensitiva, la médula (que en este caso es el centro integrador), una vía motora y el efector. El encéfalo no interviene.
Vemos ahora un ejemplo:
Un receptor de la piel de nuestra espalda detecta un "pinchazo" u otra sensación similar e inmediatamente  nos retiramos del estímulo como respuesta.
En este caso la vía sensitiva llega a la médula y es la médula la que manda la respuesta motora a los músculos efectores para que nos retiremos.
La respuesta es indiferente al estímulo, respondemos igual retirándonos si nos pinchan poco o mucho, si nos pellizcan, nos tocan inesperadamente con un bolígrafo o si nos queman con un cigarrillo. (siempre que el estímulo supere un umbral mínimo).

Los actos reflejos son más rápidos al no tener que procesarse en el cerebro y la mayoría de las veces tienen una función defensiva.


domingo, 14 de abril de 2019

Areniscas

Las ARENISCAS son rocas sedimentarias del grupo de las detríticas o clásticas. Se caracterizan porque sus clastos son pequeños (unas décimas de milímetro) y generalmente de cuarzo, la matriz suele ser arcillosa y el cemento silíceo, calizo o ferruginoso.
Los clastos son redondeados por haber estado sometidos a un transporte largo y lento.
Generalmente son de colores claros, pero en ocasiones, debido a la abundancia de óxidos de hierro, sufren un proceso de rubefacción y adquieren colores rojizos, como sucede en el caso de los rodenos de Albarracín, que se formaron en la fase Buntsandstein del Triásico inferior.

























Las areniscas se utilizan frecuentemente en la construcción, son rocas bastante duras pero, si se humedecen tienen una gran capacidad de absorción de agua y se trabajan con cierta facilidad, como sucede con la Piedra de Villamayor que es una arenisca arcósica de color "dorado" muy característico, con la que están construidos la mayor parte de los magníficos monumentos de la ciudad de Salamanca.
Las areniscas de cuarzo también se emplean para la fabricación de vidrio.






Estas rocas tienen una gran capacidad de absorber agua por fenómenos de capilaridad y como consecuencia de ello pueden ocasionar problemas importantes en la parte baja de los edificios, por lo que en Salamanca, como se puede ver en las siguientes imágenes de la Plaza mayor, la Casa de las conchas y el Palacio Fonseca, se suele utilizar como basamento otro tipo de roca como el granito o las vaugneritas (rocas dioríticas de grano grueso formadas por anfíboles, biotita, apatito y feldespatos), que no presentan estos problemas.




sábado, 13 de abril de 2019

Fitohormonas

Las hormonas de los vegetales se denominan FITOHORMONAS y son segregadas por células que no forman tejidos glandulares, su principal función es el control del crecimiento y desarrollo de la planta.

Entre las principales hormonas vegetales destacan:

Las AUXINAS, hormonas del crecimiento, descubiertas por Friedeich Went en 1923, cuyas funciones esenciales son:
  • Desencadenan el crecimiento del vegetal y el elongamiento celular, favorecen el desarrollo de las yemas apicales y retardan el de las yemas axilares.
  • Aceleran la floración y la fructificación
  • Retardan la caída de las hojas
Las GIBERELINAS que se originan en los meristemos caulinares, sus funciones son:
  • Favorecen el crecimiento del tallo por elongación de los entrenudos
  • Desencadenan la germinación de las semillas
  • Inician la formación de flores y frutos
El ÁCIDO ABSCÍSICO se le ha denominado "hormona del estrés" por que actúa cuando las condiciones del medio se vuelven hostiles como en caso de bajas temperaturas, fuertes sequías o aumento de la salinidad.
  • Impide el crecimiento de la planta desencadenando un estado de letargo.
  •  Provoca el cierre de los estomas para evitar la pérdida de agua por transpiración
El ETILENO se producen en todo el vegetal y sus funciones esenciales son:
  • Acelera la maduración de los frutos
  • Favorece la caída de las hojas
Las CITOQUININAS que se producen en los extremos de las raíces y sus funciones son
  • Favorecen la reproducción  y la diferenciación celular
  • Retrasan la caída de las hojas.

viernes, 12 de abril de 2019

WENT y las auxinas

Friedrich August Ferdinan Christian Went (1863-1935) botánico holandés que realizó sus estudios en la Universidad de Ámsterdam, doctorándose em 1886, fue profesor de Botánica, Rector de la Universidad de Utrecht y Director del Jardín Botánico de esta ciudad.
Estudió en la isla de Java las enfermedades de la caña de azúcar y de la raíz del cacao.
Went es conocido por haberse dedicado a la investigación de las Fitohormonas y concretamente al estudio y función de las auxinas a las que dio nombre.
Fue miembro de la Royal Society de Londres, de la Academia Leopoldina de las Ciencias Naturales alemana, de la Academia de Berlín y de la Real Academia de las Ciencias y las Artes de los Países Bajos
Su hijo Frits Warmolt Went, también botánico, Director del Jardín Botánico de Missouri y profesor de Botánica en la Universidad de Washington en St. Louis, demostró la existencia de auxinas en las plantas.

jueves, 11 de abril de 2019

El sistema nervioso periférico

El Sistema Nervioso Periférico está formado por nervios y ganglios, y es una red de neuronas que comunica el Sistema Nervioso Central con todas las partes de nuestro organismo.

Está constituido por:
  • 12 pares de nervios craneales, que parten del encéfalo, e inervan cabeza, órganos de los sentidos y músculos faciales
  • 31 pares de nervios raquídeos que parten de la médula e inervan todos los músculos del cuerpo.
Como se puede apreciar en el esquema, a la parte dorsal de la médula llegan las vías sensitivas que traen la información de todos nuestros órganos y por la parte ventral saldrán las respuestas, que proceden de la región motora del cerebro, para la actuación de los diferentes músculos del cuerpo.


miércoles, 10 de abril de 2019

El vulcanismo terrestre y su localización

El VULCANISMO es la manifestación externa de los procesos magmáticos de la dinámica interna del planeta.
Los volcanes se distribuyen sobre la superficie de la Tierra solo en los lugares de mayor actividad tectónica, que son:
  • Las DORSALES OCEÁNICAS, lugares donde se forman placas oceánicas, que se van separando en direcciones opuestas. El 80% del vulcanismo terrestre se produce en estos BORDES CONSTRUCTIVOS.
  • Las FOSAS DE SUBDUCCIÓN, lugares donde se produce el choque de dos placas, una de las cuales subduce y se va destruyendo. El 12% del vulcanismo ocurre en estos BORDES DESTRUCTIVOS.
  • En el interior de una placa, solo en ciertas ocasiones encontramos manifestaciones volcánicas intraplaca. Suele deberse a la existencia de un "punto caliente" por el que emergen materiales fundidos. No llega al 8% del total del vulcanismo del planeta.
En el siguiente esquema se pueden apreciar los tres tipos de localización de volcanes, así como los tipos de magma mas frecuentes en cada zona debido a su procedencia y la profundidad media de la que surgen dichos magmas.