martes, 31 de marzo de 2015

El dolor, en diez claves

 

 Cosas del cerebro

1. Qué es el dolor
“Una experiencia sensitiva y emocional desagradable, asociada a una lesión tisular real o potencial”. Esa es la definición de dolor, según la Asociación Internacional para el Estudio del Dolor IASP.

2. Por su duración, el dolor puede ser agudo o crónico.

El dolor agudo, desencadenado por heridas o enfermedades de la piel, estructuras somáticas profundas o vísceras. También puede deberse a una función anómala de músculos o vísceras sin que haya daño tisular. Esta clase de dolor no suele prolongarse más allá de 15 días y tiene una función adaptativa, de alerta o protección. Está causado por una agresión o daño externo o interno y su intensidad se correlaciona con la intensidad del estímulo desencadenante.

Pero en ocasiones, el dolor persiste más allá de lo esperado, una vez tratada la causa y puede experimentarse ocasionalmente en ausencia de daño en el tejido. Además su intensidad puede no ser proporcional a la lesión original. Éste es el caso del dolor crónico.

Las causas del dolor crónico pueden ser muy variadas. Aproximadamente un tercio del dolor crónico tiene un origen oncológico, y el resto se debe a otros motivos, como lumbalgias, cefaleas, osteoartrósis o enfermedad vascular periférica, producida por la falta de riego sanguíneo en las piernas.

3. Por su origen el dolor puede ser “normal” o neuropático

El dolor que está causado por la presencia de un estímulo doloroso sobre los nociceptores, o recetores del dolor y se denomina dolor nociceptivo. El dolor nociceptivo en su forma aguda tiene una importante función biológica (o evolutiva), ya que advierte al organismo de un daño inminente y le informa de un daño o lesión en un tejido.

El dolor neuropático está causado por un daño en las fibras nerviosas. Se diferencia del anterior porque no tiene una localización precisa, no cede con el reposo y tampoco se alivia con los tratamientos convencionales. A veces puede producirse después de un traumatismo aparentemente sin importancia. La neuropatía diabética, el dolor en el miembro fantasma o la neuralgia post-herpética son otros ejemplos de dolor neuropático

4. Donde surge el dolor.

Hay un lugar en el cerebro de donde surgen los ¡ay! Y Ahí es precisamente donde nos duele. Es un lugar recóndito, denominado ínsula, un nombre que según el diccionario de la RAE, hace referencia a “un lugar pequeño o gobierno de poca entidad, a semejanza del encomendado a Sancho en el Quijote”. Sin embargo, a diferencia de la ínsula Barataria de Cervantes, esta del cerebro cada vez atrae más atención de los investigadores.

Descrita por primera vez en 1796 por el anatomista, fisiólogo y psiquiatra danés Johann Christian Reil, no es visible sobre la superficie de los hemisferios cerebrales, y tal vez por eso durante mucho tiempo no se le dio  importancia. Y, sin embargo, parece ser nada menos que el lugar donde se integran mente y cuerpo y, posiblemente, desde donde surge la consciencia, según Antonio Damasio.

Y por si esto fuera poco, se encarga también de hacernos conscientes del dolor y de calibrarlo. De esto se ocupa una porción concreta de la ínsula, laposterior dorsal, que al parecer está directamente relacionada con la intensidad del dolor, según un estudio de imagen cerebral con 17 personas publicado hace poco en la revista Nature Neuroscience.

Los investigadores utilizaron una nueva técnica de imagen para mirar en el cerero de las personas que experimentan dolor durante varias horas. Y sólo la actividad de un área del cerebro, la ínsula posterior dorsal, reflejaba fielmente las puntuaciones que los participantes daban al dolor que sentían.

Esta especie de “radiografía del dolor”, que parece correlacionar tan bien con su intensidad, podrían ayudar a detectarlo y convertirlo en algo más “tangible” en personas con habilidades de comunicación limitadas, como en estado de coma, niños pequeños y pacientes con demencia.

Hemos identificado probablemente la zona del cerebro que lanza la señal de ” me duele “, la que produce la  experiencia del dolor“, explica Irene Tracey, de la Universidad de Oxford, cuyo equipo hizo el descubrimiento.

5. ¿Diferencias de género?

Entre un 20 y un 25% de las personas tienen dolor crónico. Y una gran mayoría de los pacientes con dolor crónico son mujeres. Sin embargo no está claro si esa “desigualdad” de género se debe a una diferencia en la sensibilidad al dolor entre hombres y mujeres y se requieren más estudios para averiguarlo.

Lo que está claro es que un gran número de las patologías asociadas al dolor crónico son exclusivamente femeninas, como endometriosis, vulvodinia y dolor menstrual. Y de las que afectan a ambos sexos, muchas de ellas ocurren con mayor frecuencia en las mujeres, como síndrome de fatiga crónica, fibromialgia, cistitis intersticial o dolor temporomadibular.

Además las patologías dolorosas más prevalentes, como dolor de cabeza, migraña, dolor lumbar, de cuello o rodilla son también predominantemente femeninas.
A pesar de ello, en la mayoría de los modelos clínicos para estudiar el dolor se utilizan roedores de sexo masculino.

Para explicar esas diferencias se han planteado varias hipótesis, aun por confirmar, como diferente umbral de percepción del dolor entre hombres y mujeres, cuestiones hormonales, o incluso cuestiones culturales, que llevaría a las mujeres a consultar más por su dolor y a expresarlo.

6. Un poco de historia.

El tratamiento del dolor se remonta a mediados de siglo pasado, cuando John Bonica, un anestesista de Seattle, asistió conmovido al doloroso parto de su esposa. A partir de ese momento dedicó todos sus esfuerzos a paliar el dolor y creo la primera unidad para su tratamiento.

En 1965 tuvo lugar otro acontecimiento importante para el estudio del dolor, que revolucionó su tratamiento. La revista Science publicaba “La teoría de la compuerta” firmada por Ronald Melzack y Patrick Wall. Justo a punto de cumplirse los 50 años de su publicación, es una de las referencias médicas más utilizadas y citadas.  

Es una explicación de cómo la mente desempeña un papel esencial en la percepción del dolor. Y explica por qué  disminuye el dolor cuando el cerebro está experimentando una sensación de distracción. Es lo que ocurre cuando instintivamente nos frotamos una zona donde acabamos de darnos un golpe.

Y esto se explica porque el tacto y el dolor se transmiten hacia el cerebro por vías nerviosas que compiten entre sí. El tacto viaja por “autopistas”, a gran velocidad,  fibras A-alfa y A-beta, mielinizadas (con una vaina aislante que permite la transmisión rápida de los impulsos nerviosos) y de un gran diámetro.

Mientras que el dolor viaja por “carreteras secundarias”, fibras más pequeñas, A-delta y C, de menor diámetro, sin un revestimiento de mielina.
En la médula espinal hay una compuerta para estas señales de tacto y dolor, que determina qué señal llegará al cerebro. Las fibras que conducen el tacto, las más rápidas, cierran la compuerta e impiden que se transmita el estímulo doloroso. Mientras que las fibras que transmiten la sensación del dolor (A-delta y C) abren la compuerta.

La consecuencia es que estimulando las fibras A-beta se puede reducir el dolor. Y es precisamente lo que ocurre cuando nos frotamos la zona dolorida, nos dan un palmadita en la zona, nos aplican TENS o acupuntura, por ejemplo.

7. Engañando al cerebro

Como el dolor es una “experiencia sensitiva”, y además subjetiva, en ocasiones está sometida a ilusiones. Una de esas ilusiones logra convencer al cerebro de que uno de nuestros dedos se quema, cuando en realidad está expuesto a una superficie fría. Este efecto se conoce como “ilusión de la parrilla térmica” y se estudia en las facultades de Medicina. 

Esto genera una sensación paradójica en el dedo corazón que siente un calor muy doloroso cuando en realidad está expuesto a una temperatura fría. Esto se logra sumergiendo los dedos en agua a esas temperaturas, por ejemplo.

Y es que los “caminos de dolor” aun son en cierto modo enigmáticos. Por ejemplo, se sabe que cruzar las manos, por inexplicable que pueda parecer, reduce el dolor. Otro ejemplo, tocar de forma instintiva una zona golpeada con la mano, reduce la percepción del dolor.

Y ahora un trabajo publicado en Current Biology asegura que cruzar los dedos disminuye el dolor. Colocando el dedo corazón sobre el índice, la ilusión de la parrilla térmica desaparece.
Este tipo de experimentos, aunque puedan parecerlo, no son nada triviales. De hecho ayudan a entender los mecanismos que mantienen el dolor más allá de lo razonable sin una causa que lo justifique y lo hacen crónico. 
Ahora resulta más fácil entender, por qué ante determinados dolores buscamos una posición en la que parece que duele menos. Pues según esta investigación no es sólo una percepción subjetiva, sino que con el cambio de postura logramos que el cerebro tenga una visión más real de lo que provoca el dolor y de la importancia e intensidad que debe darle…

8. El dolor en personas con alzhéimer

En los últimos años las técnicas de neuroimagen han mostrado que la mejoría que induce el placebo es real y no una mera percepción subjetiva. Y es que las expectativas del paciente son capaces de “mitigar el dolor a través de la liberación de endorfinas, que son analgésicos naturales producidos por el organismo. 

Mejoran también la función motora de los pacientes con párkinson mediante la liberación de dopamina, que es precisamente la sustancia que falta en esta patología y la que se suministra para tratarla”, como explicaba a ABC Raúl Ramos de la Fuente Fernández, que fue el primero en demostrar, junto con John Stoessl, que el placebo tiene un efecto evidente en los pacientes con Parkinson, una observación que publicaron en 2001 en la revista “Science”.

¿Pero dónde surgen esas expectativas? En el lóbulo prefrontal, el director de orquesta de nuestro cerebro, que nos permite comprender que un estamos tomando algo con un posible valor medicinal. Algunas investigaciones lo han demostrado. ¿Y que sucede en patologías como el alzhéimer, donde la conectividad de los lóbulos prefrontales con el resto del cerebro se reduce? Esta cuestión se la planteó en el neurocientífico Fabrizzio Benedetti,  de la Unversidad de Turín. 

Sus resultados los publicó en la revista “Pain“. Fabrizzio estudió qué pasaba en la enfermedad de Alzheimer cuando los pacientes recibían un tratamiento analgésico. Y lo que descubrió fue que no sólo no se producía el efecto placebo, debido a las débiles conexiones del lóbulo frontal con el resto del cerebro, que impedían generar expectativas sobre el resultado. 

Además, el efecto analgésico de los fármacos era menor en los pacientes, añadiendo aún una mayor carga a su ya devastadora patología.

“Sorprendentemente, la pérdida de estos mecanismos relacionados con el placebo reduce la eficacia del tratamiento, de tal manera que era necesario un aumento de la dosis para producir una analgesia adecuada. 

Estos resultados ponen de relieve el papel activo de la cognición y los lóbulos prefrontales en el resultado terapéutico y también la necesidad de considerar una posible revisión del enfoque terapéutico en los pacientes de Alzheimer, con el fin de compensar la pérdida de los mecanismos de expectativa y de placebo” que aumentan la eficacia del tratamiento, destacaba el investigador.  

Y finalmente se pregunta si ese menor efecto de los analgésicos, por la incapacidad para generar expectativas, puede generalizarse a otros medicamentos, incluidos aquellos que van dirigidos a tratar la patología. Y es que el efecto placebo tiene una gran influencia en los resultados de los tratamientos y potencia su eficacia.

9. Dolores imposibles

Entre los dolores más extraños figura sin duda el del miembro fantasma. Como hemos visto, en ocasiones el organismo se equivoca en su percepción del dolor. Es lo que ocurre en el dolor que afecta a personas que han sufrido una amputación en alguno de sus miembros. A pesar de ello, siguen quejándose de molestias en la parte del cuerpo que les falta o refieren sensaciones como picor.

Esta experiencia está entre las más difíciles de tratar. Y es relativamente frecuente en personas jóvenes a las que, como consecuencia de un accidente de moto se les tiene que amputar un brazo o una pierna. Esta percepción anómala se encuadra dentro del dolor de origen neuropático.

10. Dolor neuropático. 

El Año Global Contra el Dolor Neuropático 2014-2015 pretende llmar la atención sobre este tipo de dolor difícil de tratar, que se produce por una lesión o enfermedad que afecta el sistema somatosensorial,  que comprende centros de recepción y procesamiento, cuya función es producir modalidades de estímulo tales como el tacto, la temperatura, la propiocepción (posición del cuerpo) y  la nocicepción (dolor). 

El dolor neuropático se caracteriza por síntomas desagradables, como hormigueo o ardor, entumecimiento, alteración de la sensibilidad y sensaciones que son muy difíciles de describir. Muchos dolores pueden tener características neuropáticas, incluyendo los que surgen de condiciones “no neuropáticos”, como la osteoartritis o el dolor oncológico.


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Así afectan las diferentes enfermedades a nuestra flora intestinal




Dos estudios españoles han conseguido clasificar los efectos que causan dolencias como la obesidad o el lupus en nuestra microbiota
 
Desde la diarrea, hasta la obesidad. Los efectos de estas dolencias son ampliamente conocidos a día de hoy por la sociedad. No obstante, además de lo visible, también provocan severos problemas en nuestra flora intestinal que no habían habían sido catalogados hasta ahora. Y decimos «hasta ahora» porque, gracias a un los expertos españoles se ha logrado finalmente cuantificar y clasificar el efecto que las diferentes enfermedades tienen en la actividad de las bacterias intestinales.

Este revolucionario método ha sido creado gracias a dos estudios de la Universitat de València (UV) y la Fundación para el Fomento de la Investigación Sanitaria y Biomédica de la Comunidad Valenciana (Fisabio). 

Los trabajos han sido publicados en las revistas «Scientific Reports» e «ISME Journal» (del grupo «Nature») y han contado además con la ayuda de otras tantas instituciones de nuestro país.
Concretamente, los expertos han conseguido poner de relieve como fisiopatologías como el lupus o la diarrea pueden segregarse en base a la composición de las especies químicas que componen el tracto gastrointestinal. Esta diferenciación no se aprecia cuando se analizan las poblaciones microbianas, tal y como se venía haciendo hasta la fecha.

Y es que, hasta ahora solo se sabía que la flora intestinal humana, conocida como microbiota, podía considerarse como un órgano adicional en el cuerpo y podía dañarse o modificarse debido a enfermedades como el Crohn, la colitis ulcerosa, la obesidad o el cáncer (entre otras). 

«Hasta hoy no se había esclarecido claramente qué enfermedades producen o no las mismas o diferentes alteraciones en la microbiota alterada y si en base a ello es posible clasificar diferentes enfermedades», ha destacado la UV en un comunicado.

Además, tampoco se sabía si, como explica el catedrático de Genética de la Universitat de València Andrés Moya, en presencia de múltiples enfermedades o físiopatologías alguna de ellas dominaba a la hora de inducir cambios gastrointestinales. «Definir tales cambios es importante ya que de estos puede depender no solo la progresión de la enfermedad, sino también de nuestra salud», destaca el experto.

El estudio

Para llegar a estas conclusiones, los expertos han analizado por primera vez, y en varios grupos de pacientes, la composición y la diversidad de especies químicas producidas por las bacterias intestinales (lo que se conoce como metaboloma) . Un primer grupo lo formaban sujetos con lupus; el segundo pacientes con diarrea infecciosa causada por la bacteria patógena «Clostridium difficile» y, finalmente, el tercero contaba con pesonas sanas. 

Durante el estudio, los investigadores procedieron a la separación de las bacterias del material fecal y a la extracción y análisis por espectrometría de masas de última generación de los metabolitos bacterianos. Las conclusiones fueron claras.

A más peso, más cambios en la flora intestinal

En primer lugar, se ha establecido que en las personas sanas el índice de masa corporal y, por tanto de obesidad, es el factor diferenciador independientemente de la edad o de cualquier otro parámetro. «Es decir, una persona sana delgada tiene una composición y diversidad de especies químicas bacterianas muy diferentes a la de una obesa», apuntan los investigadores.

La razón es sencilla: el cambio en el metabolismo intestinal se produce a un valor de índice de masa corporal de aproximadamente 25 kilos por metro cuadrado. Es decir, aumenta según la persona cuente con un peso mayor.

El lupus y su perfil metabólico diferenciado

Esto no ocurre con los pacientes que tienen lupus, pues ellos cuentan un perfil metabólico gastrointestinal diferenciado al de los individuos sanos, independientemente de su índice de masa corporal e historial clínico.

Claramente, el lupus eritematoso es un «factor dominante frente a la obesidad a la hora de su influencia en la actividad de las bacterias intestinales», ha detallado el investigador Moya, también miembro de la Unidad de Investigación mixta de la Universitat de València y Fisabio.

En consecuencia, una persona con lupus delgada y otra obesa tienen similar composición y diversidad de especies químicas bacterianas, hecho que contrasta con lo que ocurre en personas sanas. Esto podría ser la razón de que las personas con lupus tengan mayor predisposición al llamado síndrome metabólico.

Los cambios de la diarrea infecciosa

Por otra parte, un análisis de pacientes con diarrea infecciosa reveló posteriormente que esto también se asocia con un perfil metabólico gastrointestinal definido. Por ejemplo, las personas analizadas con diarrea infecciosa causada por «C. difficile» tienen un perfil similar independientemente de su índice de masa corporal e historial clínico.

«Pudimos demostrar que los cambios inducidos por este patógeno son diferentes a los causados por otros patógenos, por ejemplo, "Escherichia coli"», comenta la investigadora María José Gosalbes. Además, los cambios cuando «C. difficile» produce o no toxinas, causantes de daños graves en la salud, también son visibles y marcadamente diferentes.

csic
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Un «monstruo» espacial en los orígenes del Universo

Tiene una masa equivalente a 12.000 millones de soles y su propia existencia supone un desafío para la Ciencia. Se trata de un agujero negro supermasivo que se formó cuando el Universo apenas tenía 875 millones de años

Tiene una masa equivalente a 12.000 millones de soles y su propia existencia supone un desafío para la Ciencia. Se trata de un agujero negro supermasivo que se formó cuando el Universo apenas tenía 875 millones de años (el 6% de su edad actual) y que se encuentra justo en el centro de un quásar superluminoso. 

De hecho, ese quásar es el objeto más brillante jamás observado en ese lejano periodo de nuestra historia. El sorprendente hallazgo se publica esta semana en «Nature».

Se cree que todos los agujeros negros supermasivos se formaron al mismo tiempo que las galaxias, hace más de diez mil millones de años en el Universo primitivo. Y se piensa que pudieron alcanzar sus descomunales tamaños a base de «engullir» enormes cantidades de materia de sus alrededores, un proceso de «alimentación» que libera suficiente energía como para ser observado desde la Tierra en forma de objetos extraordinariamente brillantes y que la Ciencia ha denominado quásars (del inglés «quasi stellar objects»). 

Un quásar, pues, no es más que una nube de material que está siendo engullida por un agujero negro. A medida que el material de la nube acelera hacia su verdugo, atraído por su gravedad, se va calentando cada vez más, hasta hacerse extremadamente brillante y luminoso.

Todas y cada una de las galaxias grandes que vemos hoy a nuestro alrededor albergan en sus centros un agujero negro supermasivo. Los científicos piensan que todos esos grandes agujeros negros se formaron cuando el Universo era aún muy joven, y que al principio sus masas eran pequeñas, entre 100 y 100.000 veces la de nuestro Sol. 

Con el paso de los miles de millones de años desde su lejana formación hasta la actualidad, sin embargo, algunos de ellos han logrado crecer hasta alcanzar tamaños gigantescos, incluso de miles de millones de masas solares, a base de «devorar» materia de sus alrededores o de fusionarse con otros agujeros negros.

Por eso, los agujeros negros más grandes que se han visto, con masas superiores a los 10.000 millones de soles se encuentran, generalemente, en el Universo más cercano (la porción de Universo en la que nosotros nos encontramos) y reciente. Para darse cuenta de la magnitud de esos auténticos «monstruos espaciales» baste pensar que el agujero negro que duerme en el centro de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, «solo» tiene entre 4 y 5 millones de veces la masa del Sol. 

Pero encontrar un agujero negro supermasivo de 12.000 millones de masas solares en el Universo primitivo (cuando éste apenas tenía 875 millones de años) es algo completamente distinto. De hecho, ninguna teoría actual es capaz de explicar cómo un agujero negro pudo crecer tanto en un tiempo tan escaso.

Xue-Bing Wu, de la Universidad de Pekín y autor principal del estudio, se encontró con el «monstruo» mientras llevaba a cabo un detallado análisis de los objetos más luminosos y distantes del Universo. Lo primero que vio fue un quásar «ultraluminoso» (tanto que emite un trillón de veces la energía del Sol) y cuyo agujero negro central parecía tener un tamaño desproporcionado, algo muy sorprendente sobretodo porque se formó apenas 875 millones de años después del Big Bang, es decir, cuando el Universo apenas tenía el 6% de su edad actual.

El rápido crecimiento de este agujero negro en un tiempo tan relativamente breve desafía las teorías existentes. En palabras de Fuyan Bian, de la Universidad Nacional de Australia y miembro del equipo de Wu, «la formación de un agujero negro tan grande en tan poco tiempo es muy difícil de interpretar con las teorías actuales».

A partir de ahora, los investigadores tratarán de explicar cómo es posible este objeto que, en teoría, no debería de existir. Y buscarán también si se trata de un fenómeno aislado o si, por el contrario, existen más agujeros negros descomunales al principio del Universo.

Al mismo tiempo, sin embargo, el brillo extremo del quásar que envuelve al «monstruo» ofrece a los científicos una oportunidad inmejorable para investigar con gran detalle las condiciones del Universo en aquél distante periodo de su existencia. 

foto: Zhaoyu Li (Shanghai Astronomical Observatory)
josé manuel nieves  
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No es ruido, es un planeta «habitable»




Investigadores insisten en la existencia de la primera supertierra descubierta en zona habitable, rechazada por otros estudios

Se llama Gliese 581d y orbita alrededor de la estrella del mismo nombre (sin la última letra), una enana roja situada a 20 años luz de la Tierra, junto a otros cinco mundos, algunos de ellos también muy interesantes.

El planeta extrasolar fue descubierto en 2009 por investigadores de la Universidad Queen Mary de Londres y la de Hertfordshire, quienes lo presentaron como la primera supertierra hallada en zona habitable, es decir, un mundo de un tamaño algo superior al nuestro que se encuentra a la distancia adecuada de su estrella como para contener agua líquida en su superficie, una condición indispensable para la existencia de vida tal y como la conocemos. 

El candidato a planeta fue descubierto usando un espectrómetro que mide la «oscilación», pequeños cambios en la longitud de onda de la luz emitida por una estrella, causados cuando un planeta orbita a su alrededor. Sin embargo, un informe publicado el pasado año en la revista Science desestimó la existencia de este planeta, considerando que lo que veían los astrónomos no era más que «actividad estelar disfrazada de planeta». 

A su juicio, el supuesto mundo era en realidad ruido en los datos causado por manchas estelares.
Los «padres» del «d» no se han achantado, insisten en que su planeta existe y aseguran que las conclusiones de sus colegas han sido provocadas por un análisis inadecuado de los datos.

La técnica estadística utilizada en la investigación de 2014 para dar cuenta de la actividad estelar es, según explican, «simplemente insuficiente» para identificar planetas pequeños como Gliese 581d.
 
A su entender, ese método ha funcionado en el pasado en la identificación de los planetas más grandes debido a que su efecto sobre la estrella era demasiado importante como para negar los errores en los resultados. Sin embargo, hace que sea casi imposible encontrar las señales de planetas más pequeños dentro del ruido provocado por la propia variabilidad estelar.

«Siempre ha estado ahí»

Utilizando un modelo más preciso en los datos existentes, los investigadores están convencidos de que la señal de GJ 581d es real, a pesar de la variabilidad estelar. «La existencia (o no) de GJ 581d es significativa porque fue el primer planeta similar a la Tierra descubierto en la zona «Ricitos de oro» (la zona habitable, ni muy caliente, ni muy fría, como en el cuento infantil) alrededor de otra estrella (donde el agua puede existir en forma líquida) y es un caso de referencia para la técnica de Doppler», explica Guillem Anglada-Escudé, autor principal del artículo.

«Siempre hay discusiones entre los científicos acerca de la manera en que interpretamos los datos, pero estoy seguro de que 581d ha estado en órbita alrededor de Gliese 581 todo el tiempo», añade el investigador. «En cualquier caso, la fuerza de su declaración era demasiado fuerte. 

Si su forma de tratar los datos fuera correcta, entonces algunos proyectos de búsqueda de planetas en observatorios terrestres tendrían que ser revisados significativamente, ya que están destinados a detectar planetas aún más pequeños. 

Uno tiene que tener más cuidado con este tipo de reclamaciones», advierte.
La estrella Gliese 581 es una fuente de hallazgos para los cazadores de planetas, pero también una fuente de polémica. En 2010, astrónomos de las Universidades de California y Santa Cruz y del Instituto Carnegie de Washington anunciaron el descubrimiento del primer planeta «realmente habitable» fuera de nuestro Sistema Solar, el planeta «g», otro de los seis mundos conocidos del sistema. 

Como ha ocurrido con su hermano «d», el «g» también fue puesto en duda apenas unas semanas después de ser anunciado oficalmente, pero, también de la misma forma, el equipo descubridor volvió para aportar nuevos datos que parecían confirmar su existencia. Sin duda, Gliese no dejará de dar sorpresas. 

j. de j. @judithdj 
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jueves, 12 de marzo de 2015

Universidad en Siberia desarrolla huesos artificiales


Investigadores del laboratorio de materiales para uso médico de la Universidad Estatal de Tomsk y del laboratorio de materiales funcionales nanoestructurados del Instituto de Física de los Materiales (adscrito a la sede en Siberia de la Academia de las Ciencias rusa) han inventado una endoprótesis nanocerámica del disco intervertebral.

El logro de estos investigadores siberianos reside en la creación de un material único, una biocerámica porosa que imita la estructura ósea humana. Las endoprótesis cuentan con un recubrimiento especial bioactivo que acelera el crecimiento celular y facilita el agarre de los huesos a la cavidad del implante, lo que reduce el riesgo de rechazo en el organismo. Los investigadores tienen la intención de emplear también este material para la sustitución de pequeñas articulaciones dañadas en dedos de manos y pies, así como en la cirugía craneofacial. 

Un hueso cerámico experimental

Los investigadores de Tomsk están convencidos de que la implantación de este invento puede ayudar a millones de personas en todo el mundo. La hernia discal es una de las enfermedades más comunes del planeta. Actualmente, en medicina se utilizan principalmente implantes metálicos o de polímeros, que pueden producir inflamación o destruir el hueso. 

El implante de biocerámica porosa se coloca entre dos vértebras y se adhiere a estas, lo que reduce el riesgo de desarrollar complicaciones y tener que volver a operar.

Algunos socios extranjeros ya han mostrado interés por el trabajo de los investigadores rusos. La Universidad Estatal de Tomsk cuenta con un laboratorio internacional para el desarrollo de materiales de uso médico en el que trabajan expertos de Rusia, Alemania, Inglaterra, Italia, Grecia y Hungría.

Uno de los logros del laboratorio se debe a su colaboración con la Universidad de Creta (Grecia). Las investigaciones llevadas a cabo junto con los biólogos griegos han demostrado que determinados parámetros de la estructura porosa de las muestras cerámicas hacen que las células que se adhieren a su superficie empiecen a producir fosfato de calcio, un material con muchas posibilidades de convertirse en un sustituto del hueso natural.

“Este recubrimiento nos permite dotar a la cerámica de unas propiedades que le permiten adherirse al organismo sin riesgo de ser rechazado. 


En el futuro, esperamos poder adaptar los implantes a las peculiaridades de cada paciente con ayuda de la elaboración de prototipos en 3D. Planeamos fabricar el primer hueso cerámico experimental personalizado para 2015”, comentó a RBTH el profesor Serguéi Kulkov, director del grupo de investigación. 

El ‘eje vital’ más barato

Ya se han fabricado los primeros prototipos y se está estudiando la respuesta biológica de las células, así como la resistencia y la elasticidad del material. En las investigaciones participan el Centro Shumakov de Investigación en Trasplantología y Órganos Artificiales, el Instituto de Traumatología y Ortopedia Novosibirsk, el Hospital Clínico de Tomsk y el Instituto de Oncología de la Academia Rusa de Medicina. El material se fabricará en la planta de tubos de vacío de Novosibirsk ‘NEVZ-Keramiks’.

“Según nuestras estimaciones, las prótesis de biocerámica porosa costarán aproximadamente diez veces menos que los análogos extranjeros existentes en el mercado gracias a que requieren menos cantidad de material por unidad. Por ejemplo, un juego de prótesis de articulaciones pequeñas costaría hoy unos 60.000 rublos (más de 1.100 dólares). Nuestro juego de biocerámica porosa costará entre 3.000 y 5.000 rublos (entre 56 y 93 dólares). 


El volumen de producción en Rusia podría alcanzar los 4.000 millones de rublos, es decir, más de 74 millones de dólares”, prevé Serguéi Kulkov.

Otros investigadores independientes se muestran más prudentes ante tales previsiones. Les preocupa la calidad del diseño geométrico de los discos artificiales y se preguntan si realmente el material biocerámico no sufrirá rechazo por parte de los tejidos del organismo.

“Se trata de una importante línea de investigación que requiere financiación y el apoyo del Estado en todas sus etapas de desarrollo. No es casualidad que la columna se conozca también como el ‘eje vital’ del cuerpo, pues de ella depende la actividad de los demás órganos. Pero es necesario probar estas endoprótesis en organismos vivos para garantizar que los tejidos del cuerpo no los rechazarán”, opina Vladímir Balakirev, miembro de la Academia Rusa de las Ciencias.

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Cómo influye la crisis en las relaciones extramatrimoniales


“La crisis no es sólo un factor económico, sino también social”, dice el psicólogo de familia Denís Tokar. Las relaciones interpersonales se apoyan casi siempre en la economía y, para ser más exactos, en el mercado del trabajo, la vivienda y las cotizaciones bursátiles. En realidad la caída de precios del petróleo puede llevar a cambios de costumbres específicos en el seno de una familia que influyen sobre la vida de todo el conjunto de miembros que la integran”. 

Por ejemplo, el psicólogo explica que durante el periodo de inestabilidad económica aumenta considerablemente el número de mudanzas: con el objetivo de ahorrar las personas aspiran a cambiar la vivienda por una más modesta.

Denís Tokar considera que antes de la crisis uno de cada dos hombres con ingresos medios o altos “mantenía no sólo a su familia, sino también a su amante”. 

Según el psicólogo, este fenómeno está muy extendido a causa de un sentimiento de deber: un buen número de hombres rusos acomodados estiman que, cuando hay cierto nivel de holgura económica, el estatus los obliga a mantener a su querida. 

Sin embargo, la situación está cambiando: las consideraciones de estatus sólo tienen importancia en los periodos de estabilidad, durante la crisis económica aflora en primer lugar la preocupación por salvaguardar los valores como la familia. 

“Auguramos el aumento de los valores familiares tradicionales, algo a lo que siempre conducen inevitablemente todas las conmociones globales: la guerra, las catástrofes naturales y económicas. Y cuanto más caiga el rublo y el petróleo, más disminuirá el número de divorcios entre los rusos”, resume el psicólogo Denís Tokar.

Manager anticrisis para amantes

La videobloguera Maria Kapshúkova, que graba clases en vídeo para chicas, explica a sus alumnas que, durante la crisis, la situación ha cambiado. 

Invita a las jóvenes a cambiar de estrategia y a comenzar un original “programa anticrisis”. En primer lugar la videobloguera aconseja a las amantes que se conviertan en una compañera de trabajo del hombre y que se muestren capaces de apoyarlo en un momento difícil. 

Maria Kapshúkova recomienda a sus alumnas hacer hincapié en el apoyo psicológico. Sin embargo, añade la videobloguera, el hombre tiene que sentir que él es responsable de los otros.

Según María Kapshúkova, en tiempos de crisis no vale la pena hablar de bodas. La mujer tiene que convertirse en una particular manager anticrisis. 

A partir de material del periódico Moskovski Komsomólets. 

El LHC se despierta para comenzar la caza del Universo más desconocido

 El corazón del LHC, instalado en Ginebra

El mayor acelerador de partículas del mundo calienta motores tras dos años de reparaciones. Halló la «partícula de Dios» y ahora busca la materia oscura


En febrero de 2013, y tras el histórico descubrimiento del bosón de Higgs, la última pieza del Modelo Estandar de la Física, el mayor acelerador de partículas del mundo fue «desconectado» para ser sometido a una complicada y larga «operación quirúrgica». 

Durante los dos últimos años, en efecto, prácticamente todos los sistemas y experimentos del LHC han sido mejorados, aumentados, actualizados y perfeccionados. Durante su segunda fase de actividad, que comienza ahora, el gran acelerador será capaz de alcanzar energías de colisión de hasta 13 TeV (teraelectronvoltios), prácticamente el doble de la potencia de la fase anterior (7-8 TeV). Y eso implica que podrá cruzar, por vez primera, una puerta hacia terrenos absolutamente desconocidos. 

La cacería, pues, se reanuda. Y con objetivos mucho más ambiciosos que cualquiera de los conseguidos hasta ahora. ¿La razón? El bosón de Higgs era, hasta cierto punto, una consecuencia lógica de todo lo que ya se sabía. De alguna forma, el Higgs «tenía que existir» para que el Modelo Estandar, el «catálogo» de todo lo que se sabe sobre los componentes de la materia, fuera válido. La existencia del Higgs fue predicha hace ya décadas, igual que muchas de sus características. Su «casilla» en el Modelo Estandar ya existía y se trataba de ser capaces de encontrar, en los experimentos del LHC, una partícula que encajara con las predicciones teóricas.

En las puertas de la nueva física

Pero ahora la cosa es muy diferente. De hecho, las nuevas capacidades del gran acelerador suponen, por primera vez, la posibilidad de adentrarse en un terreno totalmente nuevo y desconocido. Ni siquiera los físicos más brillantes se atreven a asegurar qué podría haber «al otro lado», ni qué clase de sorpresas nos encontraremos al cruzar el umbral de lo que muchos ya denominan «nueva Física». «Lo más excitante -dice por ejemplo Rolf Landua, físico del CERN- es que realmente no sabemos lo que vamos a encontrar».


No olvidemos que el Modelo Estandar es una teoría que explica (y con grandes éxitos, por cierto), solo la materia ordinaria, esa de la que está hecho todo lo que podemos ver, desde nosotros mismos a los planetas, estrellas y miles de millones de galaxias que existen «ahí fuera». Sin embargo, la Física sabe también que la suma de toda esa materia visible apenas si da cuenta de algo menos del 5 por ciento de la masa total del Universo. Lo cual nos deja con un enorme 95 por ciento del que aún no sabemos prácticamente nada.
Ahí está, por ejemplo, la materia oscura, esa «otra» forma de materia que, a diferencia de la ordinaria, no emite ningún tipo de radiación y resulta, por lo tanto, indetectable para cualquiera de nuestros instrumentos. Conocemos su existencia solo por los efectos gravitatorios que provoca en la materia ordinaria, la que sí podemos ver, ya que la obliga a moverse de formas que no pueden explicarse solo por la influencia de lo que vemos a su alrededor. 
Los cálculos más recientes, basados en los movimientos «anómalos» de decenas de miles de galaxias, apuntan a que la materia oscura es cinco veces más abundante que la ordinaria, y que por sí sola da cuenta de cerca de otro 24 por ciento de la masa del Universo. Lo que sumado a «nuestro» 4,5 por ciento supone algo menos del 30 por ciento del total. El restante 70 por ciento resulta, si cabe, aún más misterioso, y los investigadores lo atribuyen a la existencia de una «energía oscura» de la que nada sabemos aún.

Partículas supersimétricas

Durante esta segunda etapa de actividad del LHC, pues, los físicos buscarán pruebas de esa «nueva Física» capaz de explicar, por lo menos, una parte de lo que hay «más allá» del Modelo Estandar. Ya existen algunas ideas al respecto, y quizá la más popular de todas sea la (por ahora hipotética) existencia de partículas «supersimétricas». La supersimetría puede considerarse como una «extensión» del Modelo Estandar.

Conocida como Susy por sus siglas en inglés (Supersymmetry), la Supersimetría es una hipotética forma de simetría del Universo según la cual las propiedades de las dos familias fundamentales de partículas (fermiones y bosones) podrían estar relacionadas. Los fermiones son las partículas básicas de la materia: quarks (que se unen para formar protones) y leptones (como el electrón), mientras que los bosones (como el fotón) son las partículas que transmiten la unidad mínima de las fuerzas fundamentales de la naturaleza (electromagnetismo, fuerza nuclear fuerte, fuerza nuclear débil y gravedad). 

Si las teorías supersimétricas son correctas, todas las partículas de cada una de las dos familias (fermiones y bosones) deberían tener una «compañera supersimétrica» en la otra familia. De forma que cada fermión tendría una «supercompañera bosón» y viceversa.

Todas las «supercompañeras» de los fermiones, pues, serían bosones, y se las conoce por el mismo nombre al que se añade la letra «s» (la «supercompañera» del electrón sería el «selectrón»). De la misma forma, todas las «supercompañeras» de los bosones serían fermiones, aunque en este caso a sus nombres se les añade la terminación «ino» (la supercompañera del fotón, por ejemplo, sería el fotino).

Aunque aún no se ha podido comprobar experimentalmente, la Supersimetría ha demostrado, en teoría, ser capaz de resolver algunos de los problemas a los que se enfrenta la Física, y además proporciona buenos candidatos para explicar la materia oscura

Sin embargo, el hecho de que hasta ahora ningún experimento haya logrado producir partículas supersimétricas ha supuesto que un buen número de físicos piensen que sería mejor abandonar esa teoría y buscar en otra parte. Muchos otros, sin embargo, están convencidos de que en esta segunda etapa, la potencia duplicada del LHC conseguirá, por fin, sacarlas a la luz.
El hallazgo, según ha declarado a la BBC la profesora Beate Heinemann, portavoz del experimento Atlas del LHC «podría producirse este mismo año, tal vez a finales del verano, si tenemos mucha suerte». Algunos apuntan incluso a que la primera partícula supersimétrica en aparecer será el «gluino», la «supercompañera» del gluón, que es la partícula (un bosón) portadora de la fuerza nuclear fuerte, la que permite a los quarks estar unidos para formar protones y neutrones.
Los cálculos, en efecto, indican que el nuevo rango de energías del que será capaz el LHC coinciden con los dominios en los que los teóricos creen que el gluino podría manifestarse como producto de las colisiones dentro del acelerador.
También podría aparecer el neutralino, una «superpartícula» que los investigadores han propuesto como firme candidato a ser el principal constituyente de la materia oscura. Incluso el bosón de Higgs podría tener su propia partítula supersimétrica, lo cual, en palabras del director general del CERN, Rolf Heuer «puede que esconda muchas puertas cerradas que pueden ser abiertas hacia una nueva Física, a una mejor comprensión del Modelo Estándar... pero también más allá de ese modelo».

Completamente de acuerdo se muestra también el físico británico Stephen Hawking, quien en una reciente conferencia aseguró que «creo que el descubrimiento de las parejas supersimétricas de las partículas conocidas revolucionará nuestra comprensión del Universo».

Por supuesto, también existe la posibilidad de que, después de todo, las partículas supersimétricas finalmente no aparezcan. Y eso es algo con lo que los físicos cuentan. «Entramos en terreno desconocido y todo es posible allí -asegura el físico John Ellis, uno de los diseñadores del LHC-. Descubramos o no la supersimetría, existe el potencial para descubrir todo un espectro de nuevas partículas en el LHC».

JOSÉ MANUEL NIEVES
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No es ruido, es un planeta «habitable»


Investigadores insisten en la existencia de la primera supertierra descubierta en zona habitable, rechazada por otros estudios


Se llama Gliese 581d y orbita alrededor de la estrella del mismo nombre (sin la última letra), una enana roja situada a 20 años luz de la Tierra, junto a otros cinco mundos, algunos de ellos también muy interesantes. 

El planeta extrasolar fue descubierto en 2009 por investigadores de la Universidad Queen Mary de Londres y la de Hertfordshire, quienes lo presentaron como la primera supertierra hallada en zona habitable, es decir, un mundo de un tamaño algo superior al nuestro que se encuentra a la distancia adecuada de su estrella como para contener agua líquida en su superficie, una condición indispensable para la existencia de vida tal y como la conocemos. 

El candidato a planeta fue descubierto usando un espectrómetro que mide la «oscilación», pequeños cambios en la longitud de onda de la luz emitida por una estrella, causados cuando un planeta orbita a su alrededor. Sin embargo, un informe publicado el pasado año en la revista Science desestimó la existencia de este planeta, considerando que lo que veían los astrónomos no era más que «actividad estelar disfrazada de planeta». 

A su juicio, el supuesto mundo era en realidad ruido en los datos causado por manchas estelares.
Los «padres» del «d» no se han achantado, insisten en que su planeta existe y aseguran que las conclusiones de sus colegas han sido provocadas por un análisis inadecuado de los datos. La técnica estadística utilizada en la investigación de 2014 para dar cuenta de la actividad estelar es, según explican, «simplemente insuficiente» para identificar planetas pequeños como Gliese 581d.
 
A su entender, ese método ha funcionado en el pasado en la identificación de los planetas más grandes debido a que su efecto sobre la estrella era demasiado importante como para negar los errores en los resultados. Sin embargo, hace que sea casi imposible encontrar las señales de planetas más pequeños dentro del ruido provocado por la propia variabilidad estelar.

«Siempre ha estado ahí»

Utilizando un modelo más preciso en los datos existentes, los investigadores están convencidos de que la señal de GJ 581d es real, a pesar de la variabilidad estelar. «La existencia (o no) de GJ 581d es significativa porque fue el primer planeta similar a la Tierra descubierto en la zona «Ricitos de oro» (la zona habitable, ni muy caliente, ni muy fría, como en el cuento infantil) alrededor de otra estrella (donde el agua puede existir en forma líquida) y es un caso de referencia para la técnica de Doppler», explica Guillem Anglada-Escudé, autor principal del artículo.

«Siempre hay discusiones entre los científicos acerca de la manera en que interpretamos los datos, pero estoy seguro de que 581d ha estado en órbita alrededor de Gliese 581 todo el tiempo», añade el investigador. «En cualquier caso, la fuerza de su declaración era demasiado fuerte. 

Si su forma de tratar los datos fuera correcta, entonces algunos proyectos de búsqueda de planetas en observatorios terrestres tendrían que ser revisados significativamente, ya que están destinados a detectar planetas aún más pequeños. Uno tiene que tener más cuidado con este tipo de reclamaciones», advierte.

La estrella Gliese 581 es una fuente de hallazgos para los cazadores de planetas, pero también una fuente de polémica. En 2010, astrónomos de las Universidades de California y Santa Cruz y del Instituto Carnegie de Washington anunciaron el descubrimiento del primer planeta «realmente habitable» fuera de nuestro Sistema Solar, el planeta «g», otro de los seis mundos conocidos del sistema. 

Como ha ocurrido con su hermano «d», el «g» también fue puesto en duda apenas unas semanas después de ser anunciado oficalmente, pero, también de la misma forma, el equipo descubridor volvió para aportar nuevos datos que parecían confirmar su existencia. Sin duda, Gliese no dejará de dar sorpresas. 

j. de j. @judithdj 
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Descubren un tesoro de raras galaxias en torno a la Vía Láctea

Las nueve galaxias satélites enanas halladas, podrían tener la clave para la comprensión de la materia oscura, la misteriosa sustancia que mantiene unida nuestra galaxia

Dos equipos de investigadores, en Estados Unidos y Gran Bretaña, han anunciado, de forma independiente, el hallazgo de todo un grupo de "galaxias enanas" o "satélite" en los alrededores de la Viá Láctea. Estas galaxias enanas, muy difíciles de ver, son cientos de miles de veces más pequeñas que la nuestra y podrían resolver, según los científicos, el problema de la materia oscura; y aclarar el proceso de formación de galaxias masivas como en la que todos nosotros vivimos.
 
El anuncio fue hecho conjuntamente por un equipo de investigadores del Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) y por otro de la Universidad de Cambridge. Ambos equipos se basaron en el análisis de los datos de la colaboración Dark Energy Survey, que son públicos y pueden ser utilizados por cualquier científico.

La importancia de las galaxias enanas radica en que, en muchas ocasiones, contienen más materia oscura que ordinaria. Como se recordará, la materia oscura no emite radiación y por lo tanto no puede ser detectada directamente por nuestros instrumentos. Su existencia, sin embargo, se deduce por los efectos gravitatorios que produce sobre la materia ordinaria, la que sí que podemos ver y de la que están hechas todas las estrellas y galaxias que conocemos. La materia oscura es cinco veces más abundante que la ordinaria.

"La enorme cantidad de materia oscura que contienen las galaxias satélite de la Vía Láctea -explica Alex Drlica-Wagner, del Fermilab- hace que nuestros resultados sean igual de significativos para la Astronomía que para la Física". Las galaxias satélite son objetos relativamente pequeños que orbitan alrededor de galaxias más grandes, como nuestra Vía Láctea. Y se pueden encontrar algunas que contienen incluso menos de cien estrellas, lo que las hace muy difíciles de localizar. En comparación, la Vía Láctea contiene cientos de miles de millones de estrellas. Los objetos recién descubiertos son mil millones de veces menos brillantes que la Vía Láctea, y un millón de veces menos masivos. El más cercano a nosotros se encuentra a unos 100.000 años luz.

Inesperado

"El hallazgo de tantos satélites en un área tan pequeña del cielo era algo que no esperábamos en absoluto" - afirma Sergey Koposov, el investigador principal del estudio de la Universidad de Cambridge- No podía creer lo que veían mis ojos".

Hasta ahora, otras investigaciones habían revelado la presencia de más de dos docenas de galaxias satélite alrededor de la Vía Láctea. Cerca de la mitad de ellas fueron descubiertas en 2005 y 2006 por el programa Sloan Digital Sky Survey, el precursor del Dark Energy Survey, que es una colaboración de más de 300 científicos de 25 instituciones en seis países diferentes. Pero tras la "explosión" inicial de descubrimientos, su número se redujo drásticamente hasta caer a cero durante los últimos cinco años.

La colaboración Dark Energy Survey se centra en una nueva porción de firmamento en el hemisferio sur, diferente a la del programa anterior. Y las nueve galaxias enanas recién anunciadas fueron descubiertas durante el primer año de los cinco previstos de recogida de datos de este sector. Todas ellas, además, fueron descubiertas en apenas una tercera parte de la porción total de cielo investigada. Los científicos esperan que al final de los cinco años el número de galaxias satélites haya aumentado a más de treinta. 

A pesar de que se necesitan más análisis para confirmar que todos los objetos encontrados son realmente galaxias satélite (algunos podrían ser cúmulos globulares), los investigadores destacan que tanto su tamaño como su escaso brillo y su gran distancia del centro de la VÍa Láctea las convierten en firmes candidatos. Pero estas nuevas galaxias darán a los investigadores, también, la oportunidad de buscar la "firma" de la materia oscura.

De hecho, las galaxias satélite enanas están compuestas mayoritariamente de ese aún no observado tipo de materia, lo que significa que contienen mucha más masa en forma de materia oscura que de estrellas. Y aunque la naturaleza de la materia oscura sigue siendo desconocida, muchos creen que podría consistir en partículas que, al aniquilarse, emiten rayos gamma. Y como las galaxias enanas no contienen otras posibles fuentes de rayos gamma, se convierten en excelentes laboratorios para buscar los signos de esa hipotética aniquilación de partículas de materia oscura.

Algo que, por el momento, aún no ha ocurrido, ya que por ahora no se ha detectado una emisión significativa de rayos gamma. El Dark Energy Survey es un programa de cinco años para fotografiar con un detalle sin precedentes una gran porción de cielo del hemisferio sur. Su instrumento principal es la Dark Energy Camera, que con sus 570 megapíxeles es la cámara digital más potente del mundo y es capaz de resolver individualmente galaxias hasta una distancia de 8.000 millones de años luz. Construida y siseñada en el Fermilab, la cámara está montada en el telescopio de 4 metros Victor M. Blanco en Cerro Tololo, en Chile

JOSÉ MANUEL NIEVES   
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