Ciencia y violencia de género

El lunes 25 de noviembre fue el día contra el acoso hacia la mujer, de hecho, es una conmemoración que dura toda la semana. Para reconocer un tema tan importante como este, queríamos hablaros sobre los nuevos conocimientos científicos, que han ayudado a dar justicia a estas mujeres. Luchar contra el acoso hacia la mujer en una sociedad en la que las mujeres se han visto desfavorecidas en diferentes aspectos a lo largo de toda la historia, siempre ha sido un trabajo duro, pero la ciencia forense es una herramienta clave en esta lucha. Por ello hoy vamos a echar un vistazo a las técnicas que han cambiado la cara de esta lucha para siempre.

https://forensicstats.org/wp-content/uploads/2017/11/
forenisc-scientist-in-lab.jpg

La violencia de género puede tener muchas formas distintas, y por lo tanto no hay solo un método para combatirlo, pero en todos los casos la evidencia física suele ser muy importante. Este es el caso sobre todo en el abuso sexual; donde las muestras biológicas aportan mucha información.
Pero ¿qué hacen los forenses con estas muestras? El objetivo es encontrar el ADN de otra persona y así identificar al agresor, esto se hace por un tipo de prueba que se llama STR-PCR (Short Tandem Repeats – Polymerase Chain Reaction). Aunque el nombre parece muy largo, se refiere a un tipo de reacción bastante común en el mundo forense.

Cada célula de nuestro cuerpo contiene una molécula de ADN idéntica, pero cada célula también elige unos genes distintos para expresar. Otra manera de explicarlo es como si tres niños (células) jugaran con una bolsa de legos idéntica cada uno (ADN); todos crean cosas diferentes teniendo las mismas piezas de lego (genes) en la bolsa. Entre cada persona el ADN (o la bolsa utilizando la explicación anterior) es diferente, y sabemos dónde están estas regiones que suelen cambiar mucho entre personas, así que podemos compararlos a ver si dos muestras de ADN pertenecen a la misma persona.

La explicación arriba solo nos da un resumen del proceso, y nos deja con muchas preguntas. Las respuestas se encuentran enfocándonos más en las regiones que cambian mucho entre personas. Estas regiones se llaman STRs (Short Tandem Repeats – Repeticiones cortes en Tándem). Un STR es una secuencia corta del ADN que esta repetida muchas veces seguidas, y cada tipo de STR se comparte en un  5-20% de individuos. En nuestro genoma (todo el ADN de una persona), hay muchas de estas secuencias, y sabemos dónde están gracias a otras investigaciones. En la siguiente imagen se puede ver que en cada persona hay una cantidad de repeticiones distinta de la misma secuencia, y que las personas tienen más de una secuencia así.

https://biocinefilos.files.wordpress.com/2015/10/captura-de-pantalla-2015-10-31-a-las-19-52-02.png?w=589&h=262

Para utilizar los STRs de forma forense lo que hacen es comparar los sitios en que sabemos que hay una STR, en dos genomas distintos y pueden ver si tienen el mismo STR o no. PCR (mencionado arriba) es una manera de amplificar el ADN para que haya más de estas muestras para utilizar en el análisis de los STRs.

El descubrimiento de los STRs fue algo muy importante en el progreso del análisis forense, no solo por el acoso sexual, sino para otras aplicaciones. La presencia o ausencia de ADN, combinado con otro tipo de pruebas, resultan de gran ayuda en los casos de abuso sexual.

Los científicos siguen trabajando en el desarrollo de pruebas de este tipo que se puedan hacer de manera sencilla y sin muchos costes.

¡Gracias por leer esta entrada, y esperamos que hayáis aprendido con nosotros!

Bibliografía

https://www.ncjrs.gov/pdffiles1/ovw/241903.pdf

https://forensicresources.org/forensic-disciplines/forensic-sexual-assault-exams/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3142744/

https://forensicstats.org/wp-content/uploads/2017/11/forenisc-scientist-in-lab.jpg (imagen 1)

https://biocinefilos.files.wordpress.com/2015/10/captura-de-pantalla-2015-10-31-a-las-19-52-02.png?w=589&h=262 (imagen 2)

Ciencia y cine

Aprovechando que el 21 de noviembre es el día mundial de la televisión, nos gustaría esta semana hablar de los aspectos científicos y éticos que hay detrás de aquellas historias de ciencia ficción que desde pequeños nos han hecho soñar. ¡Toca hablar de cine!

Para empezar, y centrándonos en este caso en aspectos puramente científicos, hablaremos de todo un clásico del cine de aventuras. Sorprendió en su momento por su calidad técnica pero además hizo volar la imaginación de muchas personas: ¿podríamos algún día clonar y coexistir con dinosaurios? Esto es lo que se nos plantea en Jurassic Park (1993).

Logo Jurassic Park, imagen de: amazon.es

En esta película, una serie de científicos consigue clonar dinosaurios a partir de la extracción de ADN en fósiles de insectos preservados en ámbar. Si bien es cierto que el primer requisito fundamental para clonar cualquier ser vivo es la obtención de su información genética (ADN), estudios de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Mánchester, en Reino Unido, han demostrado que esta conservación del ADN no sería posible. A pesar de que intuitivamente podríamos pensar lo contrario, la inmersión completa del ADN en resina no aumentaría su preservación, de hecho esta sería aún peor. 

Bueno, es posible que la película se equivocara en la forma de obtener el ADN de dinosaurios, pero debe haber otras maneras, ¿no? Lo cierto es que durante los primeros años del siglo XXI, el trabajo de la paleontóloga Mary Schweitzer llevó al descubrimiento de tejido blando en el interior de un hueso de Tyrannosaurus rex. Esto, junto con la obtención de más muestras de ADN en otros fósiles de dinosaurio podría hacernos pensar que estamos cerca de un Parque Jurásico. Sin embargo, seguimos muy alejados de algo así (sentimos la decepción) por una serie de motivos.

En primer lugar, para poder clonar un ser vivo, como hemos mencionado, necesitaríamos su información genética completa, su ADN. Para la reconstrucción de esta información, se necesitarían muchos fragmentos de ADN de una longitud suficiente que permitiera el solapamiento de los mismos. Sin embargo, como mucho se han encontrado pequeños fragmentos de ADN que además aparecen muy deteriorados. Ha sido imposible extraer verdaderas secuencias de ADN de los restos fósiles. Por tanto, es imposible leer la información genética. Además, en la mayoría de los casos el único ADN que se puede extraer es contaminación, en muchos casos procedente de bacterias.

Por otro lado, incluso teniendo la información genética completa, esta necesitaría organizarse en cromosomas. Los cromosomas se forman cuando la información genética se compacta gracias a una serie de proteínas de empaquetamiento (entre ellas las histonas). Pero además, esta asociación de la información genética con proteínas es lo que determina qué genes se expresan (es decir, qué proteínas se generan) en un momento y lugar determinados, lo cual es clave para el desarrollo completo del ser vivo. Es decir, no solo necesitaríamos la secuencia completa del ADN, sino también estas proteínas asociadas al mismo (en conjunto forman la cromatina).

 

Niveles de compactación del ADN y asociación a proteínas
Imagen de: biolotilde.wordpress.com

Un último problema surge al buscar un método de clonación similar al que se utilizó en su momento al clonar a la oveja Dolly. En este caso, para la clonación lo que se hizo fue extraer el núcleo (región donde encontramos la información genética de la célula) de un óvulo de la oveja, y se introdujo en el mismo la información genética procedente de una célula adulta. Por tanto, aunque tuviéramos el ADN completo del dinosaurio, aún necesitaríamos un huevo de la misma especie o muy cercana para clonarlo.

Método clonación oveja Dolly
Imagen de: slideshare.com

Pero más allá de los aspectos puramente científicos descritos anteriormente, resulta indispensable, y más hoy en día, hacer hincapié en lo que debería ser el requisito fundamental que cumplan todos los proyectos científicos: la bioética. Y uno de los mejores ejemplos que tratan este tema en el cine del siglo XX es la película Gattaca (1997). En este filme se plantea una sociedad en principio utópica en la que algunos nuevos niños surgen de un proceso de selección genética, con unas condiciones físicas cercanas a la perfección y libres de enfermedades. Sin embargo, esta sociedad que podría parecer la meta del ser humano, carece totalmente de humanidad. Basándose en la discriminación, tan solo algunos privilegiados presentan un código genético seleccionado, diseñados para los mejores roles y considerados “válidos”, mientras que aquellos que han sido concebidos de forma tradicional estarán condenados a lo más bajo de la pirámide social. Ni con esfuerzo se les proporcionan oportunidades para progresar. El código genético es su carta de presentación.

Portada de Gattaca (1997)
imagen de: filmaffinity.com

"No hay un gen para el espíritu humano"

Respecto a los datos genéticos personales, precisamente desde los años 90 con la puesta en marcha del Proyecto Genoma Humano (HGP), y con el posterior establecimiento de biobancos, un tema de preocupación recurrente en la comunidad científica es la privacidad genética. En ningún caso la información genética debería utilizarse para la discriminación o estigmatización. Hoy en día se ha puesto de moda la realización de análisis genéticos para conocer la predisposición a determinadas enfermedades o simplemente para conocer el árbol genealógico. Sin embargo, existe un riesgo importante de que tus datos genéticos acaben en manos de terceros. De hecho, ya se conocen casos de la transferencia de estos resultados a farmacéuticas o al FBI. Se está entrando en un terreno peligroso, pudiendo llegar  a una situación en la que estos datos podrían ser aprovechados en un futuro por las empresas a la hora de seleccionar nuevos empleados basándose en, por ejemplo, la predisposición a ciertas enfermedades. O bien el gobierno podría dar un uso descontrolado a estos datos.

El principal problema es que aquellas personas que otorgan su consentimiento para el uso de sus datos no anónimos, no suelen ser del todo conscientes de lo que esto supone. Por ello, para asegurar la donación consciente de los datos genéticos (y de lo que supone para uno mismo y sus familiares), una información clara y rigurosa debería estar garantizada.

Como podéis ver el cine es un canal a través del cual se pueden tratar temas muy variados dentro del mundo de la ciencia, desde imaginar los límites a los que los conocimientos tecnológicos y científicos podrían llevarnos, hasta plantear problemas éticos derivados de un mal uso de la ciencia.

Esperamos que os haya resultado interesante, ¡hasta la semana que viene!




Bibliografía:

1. https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rspb.2013.2741
2. Damgaard P. B., Margaryan A., Schroeder H., Orlando L., Willerslev E., Allentoft M. E., Improving access to endogenous DNA in ancient bones and teeth. Sci. Rep. 5, 11184 (2015). 
3. http://aebioetica.org/bioetica-en-el-cine/la-vida-humana-a-traves-del-cine/90-gattaca.html
4. https://www.xataka.com/cine-y-tv/gattaca
5. https://www.eldiario.es/sociedad/test_geneticos-ADN-privacidad-ciencia_0_869313773.html

Ciencia y obesidad

Esta semana, el día de 12 de Noviembre, se celebra el día mundial de la obesidad. 

La obesidad ha sido calificada por la OMS como una epidemia a nivel mundial.

Sin entrar demasiado a niveles técnicos, la obesidad es el incremento del peso de un individuo, debido a un aumento del tamaño del tejido adiposo, es decir, de la cantidad de grasa.

Hay que distinguir entre sobrepeso y obesidad, diferenciándose en el Índice de Masa Corporal (IMC) que define cada uno, siendo mayor el de la obesidad, y existiendo distintos tipos de obesidad en función de este IMC. El IMC de un culturista, por ejemplo, puede estar dentro del rango que caracteriza a los obesos, y obviamente no lo será, entonces esta medida no hay que tomarla al pie de la letra. Existen por ello otros parámetros, que no son lo que nos interesa enfocar. 

Imagen de: www.mspbs.gov.py

Realmente, el problema de la obesidad no es el incremento de masa corporal “per sé”, sino los problemas de salud que pueden derivar de esto; por ejemplo diabetes tipo II o ciertas cardiologías. Os dejamos por aquí abajo un esquema con todas las complicaciones que puede producir la obesidad.

Para que os hagáis una idea del riesgo de la obesidad, actualmente la obesidad tiene una mortalidad más alta que la desnutrición. Se estima como quinto factor de riesgo de muerte en el mundo. 

Imagen de: laobesidadhoydia.blogspot.com

A pesar de ser un problema tan grave en el mundo actual, no hay una suficiente inversión terapéutica en ella. 

La primera propuesta será mejorar los hábitos de vida, realizar una dieta baja en calorías o aumentar el ejercicio.  

También se puede realizar cirugía, aunque es recomendable que se aplique solo en casos extremos, ya que puede afectar de manera negativa a otros aspectos de la vida del paciente. 

Por último,  los fármacos existentes para tratar la obesidad son escasos, ineficaces y con efectos secundarios considerables.

Pero cuales son las causas de la obesidad?

Las dos más comunes seguro que ya las conocéis. 

La primera es la inactividad en el día a día de la persona, si tu estilo de vida es más sedentario de lo normal es muy posible que la ingesta de calorías diaria sea más de lo que necesitas. 

Y la segunda serían las dietas y hábitos alimentarios poco saludables, de nuevo, si comes más calorías de las que quemas después, el aumento de peso es inevitable. Y la ingesta de calorías es mayor con alimentos poco saludables, como la comida rápida o bebidas energéticas.

Aparte de estas dos anteriores también existen factores de riesgo que pueden favorecer el desarrollo de obesidad.

- Factores genéticos. Tu genética va a determinar la manera en la que vas a procesar las calorías que comes y como va a funcionar todo tu metabolismo. 

- Estilo de vida de la familia: aparte del factor genético, aquí también hay que tener en cuenta que dentro de una familia se suelen compartir los hábitos alimentarios y un nivel de actividad similar entre los miembros.

- Problemas médicos: existen ciertos síndromes que causan obesidad de manera directa, como el Síndrome de Prader-Willi. Aunque otras patologías pueden favorecer la obesidad de manera indirecta,  como por ejemplo la artritis, que disminuye tu capacidad de hacer ejercicio. 

- Dejar de fumar: todos conocemos a alguien que deja de fumar y enseguida hemos notado su aumento de peso. La nicotina es un estimulante y un supresor del apetito, por lo que al eliminar su ingesta, el cuerpo nos pide más comida y más calórica por lo general.

- Falta de sueño: esto puede provocar también un aumento del apetito. Además la falta de descanso hará que sintamos que necesitamos comer alimentos con un alto contenido en calorías, es decir, no nos va a apetecer unas verduritas sino posiblemente algo de bollería procesada.

Imagen de: australbariatrica.com.ar

Aparte de las enfermedades destacadas anteriormente que se ven favorecidas por la obesidad, nos gustaría destacar la conexión existente entre obesidad y salud mental. 

A día de hoy no se conoce con detalle como el incremento de tejido adiposo podría estar afectando a la función cerebral, capacidades cognitivas o bienestar psicológico. Sin embargo, estudios han demostrado una asociación entre obesidad y deterioro cognitivo en edad avanzada. 

Entre las posibles causas, se podría asociar a la relación ya establecida entre hipocampo y la memoria, y un menor volumen de esta región (provocada por el exceso de adiposidad) sirve como marcador de demencia. 

Además en personas obesas, se observan con más frecuencia que en la población media las placas beta-amiloides y los ovillos neurofibrilares, que son los procesos moleculares responsables de la Enfermedad del Alzheimer.

Por último, los niveles más altos de tejido adiposo incrementan la inflamación en el sistema nervioso, favoreciendo también deterioro cognitivo y demencia.

Como conclusión, la obesidad es un problema con muchísima gravedad a nivel mundial, y se necesita una mayor concienciación ciudadana sobre ella y sobre como evitarla.

Imagen de: anahuac.mx

No podíamos terminar el post de esta semana sin hacer un pequeño homenaje a Margarita Salas, honorable científica española que falleció el pasado 7 de Noviembre.

Margarita Salas ha fallecido no sin habernos dejado avances esenciales para el desarrollo de la ciencia actual, como por ejemplo el uso de la DNA polimerasa del fago Phi29 para amplificar el ADN. Pero no solo eso, sino que derribó muchas de las barreras con las que las mujeres se han encontrado en el acceso a la ciencia a lo largo de la historia, dejándonos un mundo un poco más sencillo a las que llegamos ahora. Gracias. 

¡Hasta la semana que viene!

Ciencia y deporte

Hace unos días, el 3 de noviembre, tuvo lugar la maratón de Nueva York. En dos semanas, comenzará la Copa Davis de tenis en Madrid. Y el verano que viene, en Tokyo, se celebrarán los Juegos Olímpicos de 2020. Y más allá de los deportistas de élite y sus apasionados seguidores, vivimos en un mundo en el que el deporte forma parte de nuestro día a día, aunque quizá pocas personas son conscientes de que nuestro cerebro se modifica con el entrenamiento. ¿Te gustaría descubrir cómo? ¡Sigue leyendo, te sorprenderá!

Imagen de: ticbeat.com

A la hora de practicar un deporte, algunos movimientos físicos concretos que realizamos vienen determinado por la técnica deportiva asociada a dicho deporte. El estudio de las Ciencias del Deporte ha dejado a lo largo de los años decenas de definiciones para este término, pero de todas ellas se podría generalizar que se trata de “la secuencia de movimientos ideal a la que se aspira para conseguir un objetivo dentro de una disciplina deportiva”. Es decir, el movimiento perfecto para que se nos dé bien un deporte. Una mejor o peor ejecución de la técnica nos llevará a ser más o menos exitosos.

Imagen de: concepto-tecnico-tacticodte.blogspot

Pero evidentemente ningún deportista, ni siquiera los más reconocidos (no, Messi tampoco) nacen dominando la técnica. El aprendizaje de la misma se basa en el desarrollo de un hábito motor, lo cual se consigue a través del entrenamiento, donde la repetición de una acción va a modificar a nivel estructural las conexiones del sistema nervioso. Se desarrollan “bucles neuronales” que almacenan la información a través de mecanismos propios de la memoria; y esta reorganización de los circuitos neuronales permite el procesamiento más eficiente de la información en relación a cada práctica deportiva. Cuanto mayor sea el entrenamiento de una acción física, mayor será la asociación que hace el cerebro de la misma con la “supervivencia”, y por tanto mayor será la fijación de la ruta neuronal relacionada. Es como si al entrenar le dijeras al cerebro que lo que estás haciendo es muy importante, y que tienes que hacerlo lo mejor posible. Además, cuando un deportista tiene una mayor claridad respecto al movimiento que realiza, adquiere también una mayor facilidad para adaptarse a problemas motores inesperados (por ejemplo, un portero podrá reaccionar mejor cuando un balón cambia de forma inesperada su trayectoria al tocar en un defensa).

El aprendizaje y adquisición de la técnica deportiva es un proceso progresivo. Antes de nada, una concienciación previa del movimiento que tienes que realizar prepara al cerebro para la ejecución del mismo. A continuación, durante los primeros intentos, el resultado será poco preciso, poco eficiente y descoordinado, exigiendo un esfuerzo excesivo. Esto se debe a que aún no se han estabilizado las reacciones físico-quU uen un deporte. iento perfecto para que se nos drzo excesivo. Esto se debe a que las reacciones fyor facilidad para resolver pímicas. Una coordinación más fina del movimiento tendrá lugar cuando se consoliden y optimicen las nuevas conexiones en el sistema nervioso. Y esto solo se consigue practicando una y otra vez. Llegará un punto en el que el movimiento esté prácticamente automatizado, ya que nuevas neuronas almacenan la memoria del comportamiento motor, sobretodo en el cerebelo… Esta región, a diferencia del lóbulo frontal, es capaz de ejecutar actividades motoras complejas a altas velocidades, de una forma que pasa a ser inconsciente. Y esto es lo que marca la diferencia, conseguir movimientos rápidos de reacción automatizados.

Un ejemplo muy visual de esto lo encontramos en el baloncesto. Calcular las distancias al aro nos será muy difícil si nunca hemos jugado, y es más que probable que fracasemos y hagamos más de un “air-ball”. Sin embargo, si entrenamos mucho llegará un punto en el que lo hagamos casi automáticamente, aún incluso bajo la presión de tus rivales. O, si lo prefieres, en tenis. Al principio no somos capaces de posicionar nuestras piernas de la mejor forma para conectar un buen raquetazo, pero con la práctica lo acabaremos haciendo de forma inconsciente.

Sin embargo, ¿cuántas veces no hemos oído decir que alguien ha nacido para algún deporte? Bueno, esto puede tener algo de cierto y es que, lógicamente, la genética influye en las características físicas. Es decir, el factor hereditario es clave para el rendimiento deportivo, y muchas veces desequilibra la balanza. En general, genes relacionados con la masa muscular, las capacidades cardiorrespiratorias y los parámetros antropométricos pueden ser determinantes para el rendimiento deportivo. Diversos estudios han demostrado que en deportistas que destacan en velocidad aparece con más frecuencia el gen de la alfa-actinina 3 (ACTN3), que influye en la estructura muscular. Otro ejemplo, que en este caso influye en deportes de resistencia, sería el del gen de la enzima conversora de la angiotensina (ECA), fundamental en proceso metabólicos (variaciones del flujo sanguíneo y balance de electrolitos).

Pero una buena genética para el deporte no lo es todo. El fenotipo (las características físicas) no solo es fruto del genotipo (los genes), sino también de la interacción de este con el medio, por lo que una buena predisposición genética para alguna actividad física no garantiza nada. El desarrollo de algunos parámetros de nuestro físico depende de muchos factores, y para alcanzar el potencial que marca nuestra genética tenemos que acompañarla de una buena alimentación, entrenamiento, vida saludable, etcétera.

Imagen de: Ehlenz, Grosser y Zimmermann, 1990 

Además de todo esto, en el deporte es clave la mentalidad. Un atleta necesita cambios en su excitabilidad para el rendimiento deportivo, la llamada modulación emocional: ser capaz de alcanzar una gran motivación, pero también de mantener la calma y superar el miedo al error en determinados momentos. Para más información, recomendamos el siguiente vídeo:

Y esto es todo por esta semana, ojalá os haya resultado interesante. ¡Os esperamos la semana que viene con nuevas miradas científicas! 

Referencias bibliográficas:

1. Dr. Gustavo Ramón Suárez. Universidad de Antioquia (2013). Aprendizaje motor, precisión y toma de decisiones en el deporte. 
2. Impacto de la ciencia y la tecnología en el deporte www.blancadecastilla.es
3. Javier Misa. Genética deportiva. www.mundoentrenamiento.com
4. Félix Gómez Gallego, PhD. Facultad de Ciencias de la Salud. UNIR. Genética en el deporte: el gen de la velocidad y los genes de la función cardiorrespiratoria.
5. CUETO ESCOBEDO, JONATHAN: «Cerebro olímpico: aspectos neurobiológicos del deporte».Publicado el 7 de octubre de 2016 en Mito | Revista Cultural, nº.38