¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!

GACETA DE ARTICULOS CIENTIFICOS

TEBAM-DICYTTEM

ENERO 2015

CONTENIDO

PERO ENTONCES… ¿QUÉ ES LA LUZ?..................................................................................................8

NEUTRINOS, LOS “CHIVATOS” GALÁCTICOS DE LAS EXPLOSIONES DE ESTRELLAS…………………………12

¿QUEDA ALGO POR CONTAR SOBRE LOS AGUJEROS NEGROS?........................................................15

¿POR QUÉ NUESTRO ORGANISMO SUFRE REACCIONES ALÉRGICAS A LOS ALIMENTOS?................17

EL CÁNCER, HISTORIA DE UNA ENFERMEDAD CON MILES DE AÑOS…………………………………………..…19

¿SABÍAS QUE EL ORIGEN DE LOS LÁPICES SE REMONTA E A UNA TORMENTA EN EL SIGLO XVI?....21

EL VENENO DE LOS CARACOLES MARINOS Y SU PARADÍJICO USO MÉDICO………………………………….24

BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………………………………………………………………………………34

DESCRIPCIÓN GENERAL

Los docentes de este subisistema, realizan un gran esfuerzo en brindar las mejores

condiciones para que se imparta educación media superior de calidad a las comunidades

rurales del Estado de Michoacán, donde no llega información reciente de avances y

conocimiento cientifico de manera pronto, atendiendo a mas de 13 mil alumnos.

La GACETA TEBAM-DICYTTEM, es un instrumento con articulos cientificos propicios

para aplicar en la vidad cotidiana como resultado de investigaciones recientes, las mas

recientes.

COMISIÓN DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y DIFUSIÓN CULTURAL

¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!Los jóvenes bachilleres tienen muy poco acercamiento con lo que podríamos llamar “el

mundo de la ciencia” o “el mundo del conocimiento”. No tienen acceso directo, mucho

menos comunicación con los investigadores de alguna universidad que les permita una

motivación o iniciación a la investigación científica. Lo anterior ha derivado en bajos

índices de elección de las carreras científicas por parte de los jóvenes que egresan del

Telebachillerato, lo que representa en la actualidad uno de los retos para la formación de

nuevos científicos. No se desconoce que durante los estudios de bachillerato el joven, llega

a conocer y manejar productos surgidos de la investigación científica; sin embargo el

estudiante no establece una relación directa e inmediata entre el producto que maneja, el

experimento que realiza y la complejidad del universo de la investigación científica.

ANTECEDENTES

Telebachillerato opera desde el 06 de septiembre de 2010 atendiendo a la demanda

educativa creciente en el estado, así como a la obligatoriedad y gratuidad que el estado

asimila a partir del 06 de agosto de 2010 cuando entraron en vigor las reformas

constitucionales que permiten y fomentan la obligatoriedad y gratuidad de la educación

pública estatal, una vez que fueron publicadas en el Periódico Oficial del Estado, en su

numeral 69, de la edición del viernes 6 de agosto del 2010.

Sin embargo el Decreto de Creación del Telebachillerato Michoacán se da hasta el 27 de

Abril del 2011 en el número 57.

Telebachillerato Michoacán se ubica principalmente en regiones de alta y muy alta

marginación, que ofrece educación media superior que el estado debe atender. El

Telebachillerato cuenta actualmente con 183 centros educativos, distribuidos en 84

municipios, centros que se encuentran en distribuidos a lo largo y ancho del Estado de

COMISIÓN DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y DIFUSIÓN CULTURAL

¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!Michoacán, comenzó para el ciclo escolar 2010-2011 con seis mil 783 alumnos, para el

2011-2012 llegó a diez mil 180, aumentando en más del 50 por ciento su matrícula y este

ciclo escolar 2013- 2014 hay un total de 10586 alumnos.

Dentro de los objetivos del Telebachillerato se tiene el realizar investigación científica,

entendiendo que la investigación científica pretende encontrar respuesta a los problemas

trascendentes que el hombre se plantea y lograr hallazgos significativos que aumenten sus

conocimientos y le den sentido a aquellos problemas. Sin embargo, para que los hallazgos

sean consistentes y confiables deben obtenerse mediante un proceso que implica la

concatenación lógica de una serie de etapas. Únicamente los estudios que se lleven a cabo

según el método científico podrán considerar sus hallazgos como significativos para la

ciencia e integrarse al conjunto de conocimientos comprobados.

La realidad de nuestros Estado indica le imperativa necesidad de formar jóvenes con

conciencia crítica, la cual se adquiere mediante la comprobación de teorías, y aun mas,

mediante la formulación de hipótesis y la consecuente comprobación o refutación de la

mismas, de tal suerte que los jóvenes que ahora habitan en Michoacán puedan tener

alternativas de vida, para tal objetivo el Telebachillerato tiene en su decreto de creación la

explicación de realizar investigación científica, además La ley de Ciencia y Tecnología,

establece las bases de una política de estado que sustenta la necesidad de hacer

investigación en los distintos niveles educativos y sociales.

Entre las líneas de acción del Plan Estatal de Desarrollo Integral 2012-2015 del Estado de

Michoacán, se establece la necesidad de impulsar la concertación de convenios nacionales e

internacionales que favorezcan la articulación de capacidades científicas y tecnológicas, la

investigación, la innovación y el desarrollo tecnológico, en apoyo a la formación de capital

humano; fortalecer la generación y aplicación del conocimiento en áreas prioritarias para el

desarrollo del Estado. En esta Plan indica que para el gobierno del Estado de Michoacán la

generación del conocimiento científico y tecnológico desempeña un papel primordial en la

operación, innovación y desarrollo de todas la actividades humanas; en el mejoramiento de

la calidad de vida de la población; en el impulso al desarrollo sustentable, en la ampliación

COMISIÓN DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y DIFUSIÓN CULTURAL

¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!e incremento de la competitividad del aparato productivo de bienes y servicios, por lo que,

las políticas públicas consensuadas para el fomento científico, tecnológico y la innovación,

son un activo muy importante que da soporte al conjunto de organizaciones que día a día

generan y se aplican conocimiento.

Por su parte, el pacto por México firmado por los tres principales partidos del país para

realizar grandes acciones y reformas especificas que proyecten a México hacia un futuro

más prospero, establece 5 acuerdos macro como grandes ejes, siendo uno de ellos el

crecimiento económico, el empleo y la productividad, para lo cual es necesario incrementar

la inversión y la productividad de la misma. De esta forma, el acuerdo 2.3 plantea

“promover el desarrollo a través de la Ciencia, la Tecnología y la Innovación”, con el

objetivo de que México, además de ser una potencia manufacturera, se convierta en una

economía del conocimiento.

Finalmente, el presidente de la Republica expresó el compromiso indeclinable del Gobierno

de construir, junto con la comunidad de la ciencia y la tecnología del país, una política

transexenal para establecer una nueva cultura científica, donde se pretende triplicar en los

próximos 10 años la inversión que hoy se hace en ciencia y tecnología, así como diseñar

políticas públicas diferenciadas que permitan impulsar el progreso científico y tecnológico

en regiones y estados, con base en su vocaciones económicas y capacidades locales.

VALORES

El código de ética de la comisión tiene como base 10 valores esenciales que a su vez lo

definen:

1. Libertad

La libertad es un valor que se adquiere mediante el conocimiento y aprendizaje oportuno y

profundo, así todo alumno debe aprender, luego debe volverse autodidacta para encontrar la

libertad y poder decidir de manera objetiva.

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2. Entorno Cultural y Ecológico

Al realizar sus actividades, el investigador debe evitar la afectación de nuestro patrimonio

cultural y del ecosistema donde vivimos, asumiendo una férrea voluntad de respeto, defensa

y preservación de la cultura y del medio ambiente de nuestro país, que se refleje en sus

decisiones y actos.

Nuestra cultura y el entorno ambiental son nuestro principal legado para las generaciones

futuras, por lo que los investigadores y docentes también tienen la responsabilidad de

promover la sociedad su protección y conservación.

3. Rendición de Cuentas

Para el investigador rendir cuentas significa asumir plenamente ante la sociedad, la

responsabilidad de desempeñar sus funciones en forma adecuada y sujetarse a la evaluación

de la propia sociedad.

Ello lo obliga a realizar sus funciones con eficacia y calidad, así como a contar

permanentemente con la disposición para desarrollar procesos de mejora continua, de

modernización y de optimización de recursos institucionales.

4. Igualdad

Todos los alumnos deben recibir la misma educación y tener las mismas oportunidades

mediante la generación de conocimientos, sin importar su sexo, edad, raza, credo, religión o

preferencia política.

Los proyectos y convenios deben abarcar a todos sin permitir que factores ajenos influyan

en la selección de los sujetos de apoyo.

5. Transparencia

COMISIÓN DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y DIFUSIÓN CULTURAL

¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!El docente debe permitir y garantizar el acceso a la información institucional, sin más

límite que el que imponga el interés público y los derechos de privacidad de los particulares

establecidos por la ley.

La transparencia en el investigador también implica que el investigador haga un uso

responsable y claro de los recursos públicos, eliminando cualquier discrecionalidad

indebida en su aplicación.

6. Respeto

Todo docente debe dar a los alumnos un trato digno, cortés, cordial y tolerante.

Está obligado a reconocer y considerar en todo momento los derechos, libertades y

cualidades inherentes a la condición humana.

7. Generosidad

El docente debe conducirse con una actitud sensible y solidaria, de respeto y apoyo hacia la

sociedad y los docentes con quienes interactúa. Esta conducta debe ofrecerse con especial

atención hacia los alumnos o grupos sociales que carecen de los elementos suficientes para

alcanzar su desarrollo integral, como los adultos en plenitud, los niños, las personas con

capacidades especiales, los miembros de nuestras etnias y quienes menos tienen.

8. Liderazgo

El docente debe convertirse en un decidido promotor de valores y principios en la sociedad,

partiendo de su ejemplo personal al aplicar cabalmente en el desempeño de su función este

Código de Ética y el Código de Conducta del TEBAM.

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¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!El liderazgo también debe asumirlo todo docente dentro del centro educativo en que se

desempeñe, fomentando aquellas conductas que promuevan una cultura ética y de calidad

en el servicio educativo. El docente del TEBAM tiene una responsabilidad especial, ya que

a través de su actitud, actuación y desempeño se construye la confianza de los alumnos en

sus asesores.

9. Integridad

El docente debe actuar con honestidad, atendiendo siempre a la verdad.

Conduciéndose de esta manera, el investigador fomentará la credibilidad de la sociedad en

el TEBAM y contribuirá a generar una cultura de confianza y de apego a la verdad.

10. Imparcialidad

El docente actuará sin conceder preferencias o privilegios indebidos a organización o

persona alguna. Su compromiso es tomar decisiones y ejercer sus funciones de manera

objetiva, sin prejuicios personales y sin permitir la influencia indebida de otras personas.

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¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!PERO ENTONCES… ¿QUÉ ES LA LUZ?20 DE ENERO DE 2015

José Vicente García Ramos

2015 es el Año Internacional de la Luz y las Tecnologías basadas en la Luz, proclamado por

la ONU con el objetivo de comunicar a la sociedad la importancia de la luz y sus

tecnologías asociadas, en áreas como la energía, la educación, la salud, las comunicaciones,

etc.

Pero… ¿Qué es exactamente la luz? Se atribuye a Euclides, alrededor del año 300 a.C., el

descubrimiento de las leyes de la reflexión de la luz, aunque no fue hasta el siglo

XVIIcuando, por una parte, el genial científico inglés Isaac Newton (1642-1727) y, por

otra, el matemático holandés Cristian Huygens (1629-1695), desarrollaron dos teorías

contrapuestas sobre la naturaleza de la luz. Newton propuso una teoría corpuscular,

mientras que Huygens suponía que era un fenómeno ondulatorio.

Jhong Dizon / Flickr

Para Newton la luz estaba formada por un haz de partículas microscópicas que denominó

corpúsculos. La idea no era mala. De hecho, los rayos de luz viajan velozmente en línea

recta como lo hacen los proyectiles, y cuando se encuentran un objeto, se comportan de

forma no muy diferente a como lo hace una bala cuando rebota. Incluso llegó a explicar el

fenómeno de la refracción, ya que la luz se refractaría, es decir, cambiaría de dirección al

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¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!pasar de un medio a otro por la diferencia de velocidad de transmisión en los dos medios,

como le ocurre a una pelota cuando se hunde en un hipotético tarro gigante de mermelada.

No obstante, lo realmente difícil era explicar, desde el punto de vista de los corpúsculos,

otras propiedades de la luz como la difracción y las interferencias, características ambas de

las ondas. De hecho, después de Newton, la consideración de la luz como una onda

comenzó a abrirse camino, ya que parecía tener mucho en común con las ondas del sonido

en el aire o las olas del agua del mar o de los lagos.

En realidad, la teoría más consistente era la que suponía Huygens, pero el gran prestigio del

que gozaba Newton mantuvo la teoría ondulatoria arrinconada durante más de un siglo,

hasta que los experimentos de Thomas Young (1773-1829) y Auguste Jean Fresnel (1788-

1827) la corroboraron ya en el siglo XIX. Esto ha sucedido en bastantes ocasiones; las

grandes figuras científicas consiguen importantes avances, pero pueden actuar como

rémoras en nuevos descubrimientos. Aunque, en este caso, el tiempo y el desarrollo de la

mecánica cuántica le devolvieron a Newton parte de la razón: la luz es un fenómeno

ondulatorio, está formada por ondas electromagnéticas, pero a su vez puede considerarse

formada por pequeñas partículas de luz (cuantos) llamadas fotones. De estadoble naturaleza

corpuscular y ondulatoria gozan todas las partículas y ondas.

Actividad en el Instituto de Óptica (IO) del CSIC en la Semana de la Ciencia 2014.Juan

Aballe/CSIC

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¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!Pero esto no es verdad del todo. Tanto las ondas en el agua como las ondas del sonido

necesitan un material para formarse. Los físicos de la época asumieron que había un medio

invisible y delgado, al que llamaron “éter luminífero”, que impregnaba el universo, por lo

que consideraban que las ondas luminosas eran oscilaciones dentro de esta sustancia. Pero,

en 1887, Albert Michelson(1852-1931) y Edward Morley (1838-1923) montaron un

experimento que no llegó a buen fin porque la hipótesis de partida era falsa, ya que no

existía ningún éter. Sin embargo, hay que pensar que la cosa no fue tan mal, pues existen

algunas ondas que no necesitan un medio para propagarse, como aseguróEinstein en

su teoría de la relatividad especial. En efecto, la velocidad de la luz siempre se puede medir

sea cual sea el marco de referencia que se elija, incluso en el vacío. De hecho, la velocidad

de la luz en el vacío, c, es una constante universal, lo cual nos lleva a la conclusión de que

la luz es una onda, pero tan especial que no necesita un medio para propagarse.

Al mismo tiempo, durante esos mismos años, los científicos comenzaban a estudiar elefecto

fotoeléctrico que consiste en que, cuando la luz incide sobre ciertos objetos, estos liberan

electrones. En principio, la teoría ondulatoria de la luz podía explicar muy bien este efecto,

ya que entre las características de las ondas está su capacidad para transportar y transferir

energía. Pero los problemas comienzan cuando entramos en detalles. Si aumentamos la

intensidad de la luz, se emiten más electrones, pero no cambia la energía de cada electrón.

Por el contrario, si lo que aumentamos es la energía de la luz utilizada, esto es, utilizamos

una luz más azul, la energía de cada electrón liberado aumenta, y aunque la intensidad de

dicha luz sea baja, los electrones emitidos no tienen menos energía, lo único que ocurre es

que se van liberando más lentamente.

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Otra actividad del IO-CSIC. Juan Aballe/CSIC

Estos resultados hicieron que Einstein pensara que la teoría ondulatoria no era lo bastante

acertada como para describir la luz. Su propuesta fue que la luz está formada porfotones,

cada uno de ellos con una energía específica que depende de la frecuencia de la luz. Los

fotones chocan con los electrones de un material y los expulsan mientras les transfieren una

energía igual a la energía del fotón menos la energía necesaria para liberarlos del material.

Esta teoría explicaba perfectamente el efecto fotoeléctrico: una mayor intensidad de la luz

significa más fotones, no más energía por fotón, que liberan más electrones, pero no con

más energía por electrón. De hecho, Einstein fue galardonado con el Premio Nobel de

Física en 1921 por su trabajo sobre el efecto fotoeléctrico, no por la teoría de la relatividad.

Entonces, después de todo, ¿la teoría de los fotones es la buena? Y, si es así, ¿qué pasa con

el comportamiento ondulatorio de la luz? La respuesta, quizá inesperada, es que la teoría de

los fotones todavía es errónea. A pesar de la descripción de los fotones como partículas que

arrancan electrones de un material, los fotones no son partículas. No tienen funciones de

onda mecano-cuánticas ni tampoco tienen asignadas posiciones, ni siquiera en el cambiante

sentido mecano-cuántico que dice que, por ejemplo, un protón tiene asignada en cada

momento una posición.

Lo adecuado es decir que un fotón es un objeto mecano-cuántico que no es una onda ni una

partícula. Evidentemente, esta conclusión no es del todo satisfactoria. Es mucho más fácil

COMISIÓN DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y DIFUSIÓN CULTURAL

¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!explicar la naturaleza de la luz en términos que nos resulten familiares, con experiencias

cotidianas de ondas y de partículas, pero, al hacerlo, perderemos muchas de sus

propiedades. A modo de resumen, podemos decir que la consideración de la luz como una

onda puede explicar en general sus propiedades macroscópicas, mientras que los fotones

como partículas componentes de la luz explican muchas de sus propiedades microscópicas.

Lo que no tenemos que olvidar, cuando oigamos hablar a alguien de la luz como onda o

como partícula, es que se trata de una aproximación. La naturaleza es mucho más sutil

NEUTRINOS, LOS ‘CHIVATOS’ GALÁCTICOS DE LAS EXPLOSIONES DE ESTRELLAS

13 DE ENERO DE 2015

Mar Gulis

Nadie lo sabe. Pero los neutrinos, esas misteriosas partículas sin carga que pasan a través de

la materia ordinaria sin apenas perturbarla, pueden servir de mensajeros ydetectores

tempranos de las supernovas, espectaculares explosiones estelares.

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W49B. Resto de una supernova que explotó sobre el año 1000 /NASA Goddard Space

Flight Center

Vayan por delante algunos números para familiarizarnos con estas partículas de masa muy

pequeña [menos de una milmillonésima de la masa de un átomo de hidrógeno] que casi no

se hablan con la materia ordinaria, lo que les ha valido el nombre de ‘partículas fantasma’,

como nos cuenta el físico Sergio Pastor Carpi en su libro ‘Los neutrinos’ (CSIC-Los Libros

de la Catarata).

Una persona es atravesada cada segundo por unos 600 billones (600 millones de

millones) de neutrinos del Sol, del orden de 50.000 millones de neutrinos creados por la

radiactividad natural y unos 10.000 millones de neutrinos originados en reactores nucleares,

dependiendo de la distancia a la que se encuentre la correspondiente central. Además, en

cada instante, el volumen medio de una persona está siendo atravesado por unos 20

millones de neutrinos remanentes de los primeros instantes del universo.

Hace unos 168.000 años estalló una estrella en una de las galaxias satélites de la Vía

Láctea: la Gran Nube de Magallanes, visible desde el hemisferio sur. Cuando se descubren,

COMISIÓN DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y DIFUSIÓN CULTURAL

¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!las supernovas se nombran con SN seguido del año y de una letra o serie de letras. Como

esta supernova fue la primera que se vio en 1987, recibió el nombre de SN 1987 A. El 23 de

febrero de 1987 los neutrinos de SN 1987 llegaron a la Tierra, la atravesaron y produjeron

señales en tres experimentos: KamiokanNDE, IMB y un detector en Baksan, en el Cáucaso

ruso.

Detector antártico de neutrinos Ice Cube /Felipe Pedreros

Estas partículas subatómicas llegaron a nuestro planeta tres horas antes que la luz de la

supernova, cuyo brillo puede superar al de una galaxia entera, fuera vista por los

telescopios ópticos. El motivo no es que los neutrinos viajen más rápido que los fotones,

sino que la luz tarda más en atravesar las capas externas de la supernova. Los neutrinos, por

tanto, pueden avisarnos de la explosión de una supernova con tiempo suficiente para que

los astrónomos apunten sus telescopios y estudien el fenómeno lo antes posible.

En la actualidad existe una red compuesta por seis detectores de neutrinos llamada

SNEWS (Supernova Early Warning System, Sistema de Alerta Temprana de Supernova),

creada para proporcionar un aviso coordinado de la detección de un pulso repentino de

neutrinos como el esperado de una supernova. A través de su página web, cualquier persona

puede inscribirse para recibir en su móvil una alerta de detección de neutrinos de una

COMISIÓN DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y DIFUSIÓN CULTURAL

¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!supernova. Tiene sentido estar preparados para un acontecimiento así de excepcional: la

última supernova visible en nuestra galaxia fue observada por Jonannes Kepler en 1604.

¿QUEDA ALGO POR CONTAR SOBRE LOS AGUJEROS NEGROS?07 DE ENERO DE 2015

Por Montserrat Villar

Se ha hablado y escrito tanto sobre los agujeros negros que, quizás, se podría

pensar que es difícil contar algo nuevo e interesante. Sin embargo, hay motivos

para afirmar sin dudarlo que aún queda mucho por decir sobre ellos.

Imagen generada por ordenador. Ilustra la distorsión visual que observaríamos en

las proximidades de un agujero negro debida a los efectos de la gravedad. / Alain

Riazuelo

Los agujeros negros siguen siendo objetos misteriosos. Según las ecuaciones de

la teoría de la relatividad general de Einstein(enunciada hace unos cien años),

toda la masa de un agujero negro está contenida en una zona infinitamente

pequeña, no ocupa espacio en absoluto. Se trata de algo tan extraño que desde

COMISIÓN DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y DIFUSIÓN CULTURAL

¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!su predicción, y aún hoy, sigue desafiando a las mentes más brillantes. El propio

Einstein afirmó que, aunque la teoría predijera su existencia, no podría haber

objetos tan exóticos en el mundo real. Hoy todo parece indicar que existen. Es

más, son algo común en el universo.

Contamos con dos teorías exitosas cuando se aplican por separado. Una de ellas

es la teoría de Einstein que acabo de mencionar. Da cuenta de manera sublime de

la forma en que la gravedad ejerce influencia sobre el movimiento de los planetas,

estrellas y galaxias. Describe el mundo de las distancias enormes y las masas

gigantescas. Pero no explica, por otro lado, el mundo en las escalas más

pequeñas, el de los átomos y las partículas que los forman, aquel en que las

masas son diminutas y la gravedad despreciable. Para ello contamos con una

teoría diferente y también maravillosa: la mecánica cuántica, que describe cómo

funciona la naturaleza en el nivel más fundamental. A su vez, no puede explicar la

gravedad, que funciona en escalas de espacio y masas mucho mayores. Ambas

teorías, por tanto, aportan visiones parciales de la realidad.

Los intentos de combinar la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad

general de Einstein se engloban en la llamada teoría de la gravedad cuántica. /

CERN

COMISIÓN DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y DIFUSIÓN CULTURAL

¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!En general, la mecánica cuántica y la relatividad general no entran en conflicto

porque actúan en ámbitos en apariencia independientes. Sin embargo, existe

unescenario en el que ambas deberían ser aplicables: allí donde el tamaño es muy

pequeño y la masa gigantesca: los agujeros negros. Pues bien, aquí ambas

teorías son incompatibles.

Hay miles de millones de agujeros negros en el universo y, por tanto, miles de

millones de lugares donde dos teorías magníficas por separado, dejan de

funcionar. Los esfuerzos que durante décadas se han dedicado a formular una

teoría (la llamada gravedad cuántica) que unifique la relatividad general y la

mecánica cuántica no han logrado el objetivo hasta el momento. Las dificultades

son enormes, desde incertidumbres conceptuales en cuanto al tratamiento del

espacio y del tiempo, hasta los obstáculos inherentes al diseño de experimentos y

observaciones (particularmente en el área de la astronomía, en concreto la

cosmología) y, por consiguiente, la escasez de datos que permitan poner a prueba

los posibles avances teóricos. ¿Cómo pueden coexistir ambas teorías? No hay

muchas preguntas que representen un reto tan grande para el pensamiento

científico y filosófico.

Los agujeros negros seguirán dando que hablar durante mucho tiempo, porque

son unsímbolo de lo que no entendemos y porque son enigmáticos y complicados.

El desafío de comprenderlos es formidable y, como consecuencia, mayor es su

atractivo.

¿POR QUÉ NUESTRO ORGANISMO SUFRE REACCIONES ALÉRGICAS A LOS ALIMENTOS?

15 DE DICIEMBRE DE 2014

Rosina López Fandiño

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Leche, huevo, pescado, crustáceos, cacahuetes y otros frutos secos, soja y

cereales que contienen gluten. Estos son los alimentos que ocasionan más del

90% de las alergias alimentarias mundiales. La dosis necesaria para

desencadenar reacciones adversas varía mucho de unas personas a otras. Pero

¿por qué nuestro organismo sufre reacciones alérgicas a los alimentos?

Pensemos en una persona con alergia a las gambas. Cuando tome este pequeño

crustáceo su sistema inmunológico reaccionará de forma exagerada debido a que

su organismo ha producido anticuerpos denominados inmunoglobulina E (IgE) que

reaccionan específicamente frente a las proteínas de la gamba. La mayoría de las

alergias sonreacciones de hipersensibilidad a alimentos en las que intervienen

estos anticuerpos, presentes principalmente en la superficie de algunas células de

la sangre y los tejidos.

El desarrollo de una alergia es un proceso complejo y poco conocido. En una

primera etapa se produce la sensibilización, que conduce a la generación de

anticuerpos IgE frente a determinadas proteínas de los alimentos. Esto

generalmente sucede tras una de las primeras exposiciones al alimento que

contiene esas proteínas, pero a veces, menos frecuentemente, la alergia puede

desarrollarse hacia alimentos ya consumidos previamente.

Gambas cocidas/Wikimedia

Volvamos al ejemplo de alguien alérgico a la gamba. Como ya está sensibilizado,

sus anticuerpos IgE se habrán fijado a la superficie de ciertas células de los tejidos

y de la sangre. Así, cuando ingiera de nuevo el crustáceo, las proteínas

alergénicas de este se unirán por afinidad a las moléculas de IgE. Las regiones de

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las proteínas que son reconocidas por los anticuerpos se denominan epítopos. Si

estos se unen a al menos dos moléculas de anticuerpos, se romperán las células

en cuya superficie se habían colocado y se producirá la liberación de histamina y

otras sustancias inflamatorias que provocan los síntomas alérgicos.

Estos son variados y aparecen rápidamente, a veces tan solo unos minutos

después de la ingesta del alimento y en otras ocasiones a lo largo de las dos

primeras horas de haberlo consumido. Habitualmente los síntomas se manifiestan

en la piel, en forma de urticaria oedema (hinchazón). Los síntomas

gastrointestinales, casi siempre vómitos y dolor abdominal, constituyen menos del

50% de las reacciones. Como explicábamos al principio, la severidad de los

síntomas varía según la dosis de alérgeno, el modo como se haya procesado y

cocinado el alimento que lo contiene, y el grado de sensibilización del individuo,

entre otros factores. Una de las manifestaciones más graves es la anafilaxia, que

puede producir la obstrucción de las vías aéreas superiores por edema en la

laringe y parada cardiorrespiratoria.

Aunque se ha avanzado en el conocimiento de las alergias alimentarias, las dos

preguntas cruciales siguen pendientes de respuesta: ¿Qué es lo que hace que

una persona sea alérgica? y ¿qué atributos de las proteínas de algunos alimentos

hacen que unos sean más alergénicos que otros?

EL CÁNCER, HISTORIA DE UNA ENFERMEDAD CON MILES DE AÑOS

Por Karel H.M. van Wely (CSIC)*

Con todas las noticias que nos llegan últimamente, solemos pensar que el cáncer

se trata de una enfermedad moderna, una consecuencia de nuestro estilo de vida

actual. No obstante, las descripciones más antiguas sobre casos de cáncer se

remontan al antiguo Egipto y, de hecho, se han encontrado tumores de colon en

momias. El cáncer ni siquiera es una enfermedad que ocurra exclusivamente en

los humanos; también la sufren los animales domésticos, y es muy probable que

ya los neandertales y los dinosaurios la padeciesen.

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¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!

El hollín fue de los primeros carcinógenos en ser relacionado a finales del siglo

XVIII con el desarrollo de tumores. En la foto (anónima), un deshollinador en 1850.

/Wikimedia Commons.

A pesar de conocer la existencia de los tumores durante mucho tiempo (el término

‘cáncer’ viene de los griegos antiguos e indica la estructura del crecimiento),

únicamente hemos aprendido algo sobre las causas del cáncer a lo largo de estos

últimos siglos. Una de las primeras personas en asociar una determinada causa

con el cáncer fue Percivall Pott, a finales del siglo XVIII. Este cirujano inglés se dio

cuenta de la existencia de una relación entre el trabajo de deshollinador y el

desarrollo de varios tipos de tumores. Pott fue el primero en identificar un

carcinógeno en el medio ambiente, el hollín, aunque no sabía que en realidad es

una mezcla formada por varios compuestos químicos. Desgraciadamente, la gran

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¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!mayoría de tumores no pueden explicarse con una relación causa-efecto tan

evidente.

A finales del siglo XVIII, en Francia, se abrieron los primeros hospitales dedicados

a los pacientes de cáncer. Su finalidad no era solo la de curar a los afectados, sino

también evitar su transmisión, ya que entonces se creía que se trataba de una

enfermedad contagiosa. Por miedo al contagio, algunos de estos hospitales se

encontraban situados fuera de las ciudades. Debemos tener en cuenta que en esa

época se había popularizado la teoría microbiana, que proponía que todas las

enfermedades eran causadas por gérmenes.

En la actualidad reconocemos el origen contagioso de algunos tipos de cáncer, y

las primeras vacunas (por ejemplo el cáncer de cuello de útero, provocado por un

virus) han sido puestas en marcha. La mayoría de tumores, sin embargo, parecen

producirse por una combinación compleja de factores, entre los cuales figuran la

edad del individuo, su estilo de vida, y su predisposición genética. Seguramente

hacen falta décadas de investigación para poder desenredar este conjunto de

factores y llegar a una prevención más eficaz del cáncer en general.

¿SABÍAS QUE EL ORIGEN DE LOS LÁPICES SE REMONTA A UNA TORMENTA EN EL SIGLO XVI?

04 DE DICIEMBRE DE 2014

Por Rosa Menéndez y Clara Blanco

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¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!

Para crear la barra de pigmento se usa grafito mezclado con otros materiales,

generalmente, con arcilla. / Javier Micora. Flickr

En 1564 una fuerte tormenta derribó unos árboles cerca del poblado de

Borrowdale en Inglaterra y dejó al descubierto una sustancia negra, de aspecto

mineral, desconocida hasta aquel momento. Era una veta de grafito natural o

plombagina: ‘plomo negro’, como se le denominó entonces por tener el mismo

color gris oscuro que el plomo. Los pastores de los alrededores comenzaron a

usar trozos de este material para marcar a sus ovejas, al tiempo que otros

habitantes con visión comercial empezaron a partirlo en forma de bastoncillos que

luego vendían en Londres bajo el nombre de ‘piedras de marcar’. Estos

bastoncillos presentaban dos grandes inconvenientes: se rompían con facilidad y

manchaban mucho (las manos y todo lo que tocaran). Al principio, el problema de

la suciedad se resolvió enrollando un cordón a lo largo del bastoncillo de grafito,

para ir quitándolo a medida que se gastaba. Después comenzaron a usarse trozos

de madera con una oquedad en la que se insertaba la barra de grafito, dando

comienzo así al germen de lo que más tarde sería el lápiz.

A mediados del siglo XVIII, el grafito (esferoidal) se usaba también para

la fundición de cañones, por lo que se convirtió en un mineral estratégico, de

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¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!manera que robar un trozo podía llegar a castigarse incluso con la pena de

muerte. La escasez de grafito en Europa obligó a buscar soluciones alternativas a

la fabricación de lápices. En 1760, Kaspar Faber, artesano de Baviera, mezcló el

grafito con polvo de azufre, antimonio y resinas hasta obtener una masa que,

moldeada en forma de una vara delgada y tras ser horneada, resultaba más firme

que el grafito puro. Con el tiempo, se fue mejorando la calidad de estas barras de

grafito al incorporarles otras sustancias tales como la arcilla.

Cuanto más grafito se utilice en su elaboración, más blando y oscuro es el trazo

del lápiz. / Emi Yañez. Flickr

Fue Nicolás Jacques Conté, químico, ingeniero, militar y pintor francés quien por

encargo de Napoleón Bonaparte, en 1795añadió por primera vez arcilla al grafito:

con las cantidades adecuadas se podía modificar el grado de dureza de las minas.

Cuanto más grafito se utilizaba más blando y oscuro era el trazo del lápiz.

La invención del lápiz también se atribuye a Josef Hardtmuth, un arquitecto

austriaco que sumergía la mezcla de arcilla y polvo de grafito, una vez cocida, en

un baño de cera. En 1792, Hardtmuth fundó su propia empresa en Viena. En

1812, William Monroe, un ebanista de Concord (Massachusetts), fabricó una

máquina para producir tablillas semicilíndricas de madera de cedro de 16-18 cm

COMISIÓN DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y DIFUSIÓN CULTURAL

¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!de longitud, con una estría central, pegando las dos partes a una mina hecha con

una mezcla de grafito y arcilla. Así fue como nació el lápiz tal y como lo

conocemos en la actualidad.

EL VENENO DE LOS CARACOLES MARINOS Y SU PARADÓJICO USO MÉDICO

RESUMEN

Los organismos que habitan los océanos han llamado la atención de las instituciones farmacéuticas

en las últimas décadas, debido a las características estructurales y funcionales que presentan las

toxinas que componen los venenos que algunos de estos organismos sintetizan. Uno de estos

grupos de organismos son los caracoles marinos del género Conus, que tienen la habilidad de

sintetizar moléculas capaces de interactuar específicamente con canales iónicos y receptores. Se

ha querido aprovechar esta característica para el tratamiento de distintos padecimientos, de los

cuales se ha documentado la participación de proteínas de membrana responsables de su

patogénesis y progresión en el ser humano. Existen varias conotoxinas y conopéptidos aún en

pruebas clínicas y preclínicas, siendo la conotoxina ω-MVIIA (Ziconotide) aislada de Conus magus la

más popular, debido a su utilidad para el tratamiento de dolor neuropático en pacientes con

cáncer y SIDA.

IMPORTANCIA DEL ESTUDIO DE ORGANISMOS ACUÁTICOS MARINOS

En los últimos años, los océanos se han convertido en objeto de estudio para las instituciones

farmacéuticas, mismas que centran su atención en organismos como algas, moluscos, peces,

corales, entre otros, creyendo que en ellos está la fuente para crear medicamentos revolucionarios

para tratar las dolencias del ser humano.

COMISIÓN DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y DIFUSIÓN CULTURAL

¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!Las características que presenta el ambiente marino han permitido que los organismos que lo

habitan estén dotados de mecanismos complejos que les permiten sobrevivir en este medio. Las

moléculas expresadas por estos organismos, llamadas toxinas (biotoxinas), son el resultado de un

complejo proceso de evolución molecular y de interacciones funcionales que se han dado en la

naturaleza a lo largo de millones de años.

El estudio de toxinas de origen marino tiene sus inicios en la década de los sesenta, siendo los

primeros estudios los que se llevaron a cabo en peces globo y dinoflagelados, de los cuales se

extrajeron, en un principio, la tetrodotoxina y la saxitoxina, respectivamente, las cuales dieron

pauta de los futuros estudios de más moléculas marinas (GARATEIX et al, 2003).

Caracol Conus

ORGANISMOS MARINOS Y SUS DEFENSAS

Ciertamente, la vida se originó en los mares y a partir de ella evolucionó invadiendo la mayoría de

los ambientes hoy en día conocidos, desarrollando características morfológicas, conductuales y

fisiológicas que permitieron a los organismos establecerse en el nuevo ambiente terrestre, o bien,

sobrevivir en el viejo ambiente marino. En particular, algunos grupos de animales fueron capaces

de producir sustancias con la capacidad de alterar los procesos fisiológicos normales de otras

COMISIÓN DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y DIFUSIÓN CULTURAL

¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!especies. Tales sustancias reciben el nombre de venenos, los cuales están compuestos por

proteínas, péptidos, enzimas y otros elementos no proteicos (PEREAÑEZ y VARGAS, 2009). Por otro

lado, se llama toxina a una molécula aislada, extraída o derivada del veneno de un animal, planta,

hongo o microorganismo que causa algún daño, ya sea en la presa o el depredador y, en algunos

casos se conoce su blanco específico.

En las últimas dos décadas se ha documentado que durante la búsqueda de nuevas moléculas

bioactivas, es decir, aquellas que pueden ser de utilidad en la práctica médica, el ambiente marino

se ha convertido en la principal fuente, ya que de cada 10,000 especies terrestres sólo una resulta

útil para elaborar nuevos fármacos, mientras que para las especies marinas esta relación es de una

por cada 70 (FERNÁNDEZ. 2009).

En la actualidad, casi todos los medicamentos que se utilizan proceden o están inspirados en

productos naturales, lo que refleja la complejidad de los arsenales de compuestos

farmacológicamente activos que los organismos utilizan para interactuar con otras especies en su

medio (OLIVERA y TEICHERT, 2007). Un grupo de interés son los caracoles que pertenecen al

género Conus, que se destacan porque el estudio de sus venenos ha aumentado

considerablemente en el ámbito farmacéutico, principalmente desde 1985, después de los

primeros estudios realizados en Conus magus.

EL GÉNERO CONUS

En el pasado los caracoles marinos del género Conus, llamados así por la forma de su concha, eran

conocidos a nivel mundial por su belleza y por el valor que alcanzaron (Figura 1 A y B). Es digno de

mencionarse que la picadura de algunas especies, sobre todo de aquellas que habitan el Océano

Indo-pacífico, ha causado la muerte de humanos. Esto despertó un gran interés en el estudio del

veneno de estos caracoles y se ha descubierto el potente efecto de sus toxinas y aplicaciones

farmacológicas derivadas del mismo; es decir, se ha encontrado que los componentes individuales

del veneno pueden ser utilizados como fármacos.

El veneno de estos caracoles se sintetiza en una estructura llamada conducto venenoso, que está

contenido en el aparato bucal modificado característico de este grupo de moluscos (Figura 1 C),

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¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!mismo que les permite cazar sus presas mediante la inyección de veneno. Se estima que existen

alrededor de 50,000 componentes, neuroactivos en su mayoría, contenidos en los venenos de los

Conus, debido a que cada especie puede producir de 100 a 200 péptidos y se reportan 500-700

especies en el género.

Figura 1 A. Ilustración del colorido de las conchas de varias especies de Conus del

Indo-Pacífico (*excepción: especie del Golfo de México).

Figura 1 B. Fotografía de Conus magus. Al igual que la gran mayoría de las especies que integran elgénero Conus, presenta una concha muy atractiva a la vista. Además, este caracol es el máspopular dentro del ámbito médico y científico (Tomado de Hannon & Atchison. Marine Drugs,2013).

Figura 1 C. Representación esquemática de un caracol Conus donde se muestra la ubicación delaparato venenoso, el cual consta de tres partes principales: un conducto venenoso, donde elveneno es sintetizado y almacenado; un bulbo venenoso, del cual se cree que transfiere el venenodel conducto venenoso, y un saco radular donde se almacenan las rádulas en forma de arpón, loscuales son cargados con veneno para ser inyectado en las presas. Modificado de Halai & Craik.Natural Product Reports (2009)

Las toxinas de los venenos de los Conus son llamadas comúnmente conotoxinas o conopéptidos y

tienen una longitud que, en general, va de 12 hasta 30 residuos de aminoácidos. En comparación

con toxinas de otros animales venenosos, generalmente compuestas hasta de 80 aminoácidos, las

toxinas de Conus son realmente pequeñas.

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¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!Muchas de éstas presentan un patrón definido de residuos de cisteína en su estructura primaria, lo

que ha servido para clasificarlas en familias estructurales, mientras que el tipo de molécula que

afectan permite clasificarlas en familias farmacológicas.

Dentro de las varias familias farmacológicas que existen, son de particular interés las llamadas

conotoxinas alfa (α), que tienen como blanco receptores nicotínicos de acetilcolina (nAChR). El

estudio sistemático de éstas ha permitido distinguir diferentes subtipos de nAChR, dada la alta

especificidad que presentan para estas proteínas de membrana (canales iónicos) (JONES y BULAJ,

2000; TERLAU y OLIVERA, 2004). A la par, estudios de biología molecular e inmunohistoquímica

han demostrado la presencia de un gran número de subtipos de nAChR en tejido cerebral de

mamíferos. Sin embargo, su caracterización funcional no ha sido posible del todo por la falta de

antagonistas específicos.

Otras familias de conotoxinas como las mu-conotoxinas (µ), las kappa-conotoxinas (κ) y las omega-

conotoxinas (ω), que tienen como blanco canales de sodio, potasio y calcio dependientes de

voltaje, respectivamente, también han llamado la atención por su utilidad como estándares en la

búsqueda de herramientas en neurociencias, debido a que estas proteínas de membrana están

involucradas en el desarrollo de padecimientos neurológicos (ESSACK et al, 2012; GARATEIX et al,

2003).

EL VENENO DE CONUS Y EL DOLOR

La sensación del dolor podría ser definida como un mecanismo de alerta producido por el cerebro

mediante señales eléctricas y químicas en respuesta a una lesión real o inminente y activa en el

cuerpo (JULIUS y BASBAUM, 2001). Se conocen dos tipos principales de dolor, el neuropático y el

nociceptivo. El primero se caracteriza por tener origen a partir de una lesión primaria o disfunción

en el sistema nervioso, que puede ocurrir a nivel de nervios periféricos (dolor neuropático

periférico) o a nivel de la medula espinal o cerebro (dolor neuropático central) (GOHAY, 2005).

Por otra parte, el dolor nociceptivo es resultado de la activación de un sistema neurofisiológico,

constituido por nociceptores periféricos, vías centrales de la sensibilidad dolorosa y corteza

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¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!cerebral (Figura 2). Este segundo tipo de dolor se divide en dolor somático (cutáneo o tejidos

profundos) y dolor visceral (dolor en los órganos internos) (GOHAY, 2005).

Figura 2 Los receptores nociceptivos en las terminaciones nerviosas cutáneas detectan estímulosnocivos en la periferia, que pueden ser mecánicos, químicos o térmicos, entre otros.Independientemente de su tipo, el estímulo sufre una conversión a una señal eléctrica llamadapotencial de acción, la cual viaja por los cuerpos celulares y las fibras en la médula espinal queestán organizados topográficamente en láminas (I-X). Los potenciales de acción se propagan a lolargo de las fibras axonales aferentes Aδ-/C- a la terminal nerviosa en las láminas I y II del astadorsal de la médula espinal. Dentro de estas láminas superficiales, los nociceptores liberanneurotransmisores pronociceptivos (glutamato y sustancia P) para activar las neuronaspostsinápticas del asta dorsal. Los aferentes, a continuación, siguen el tracto espinotalámico,enviando proyecciones al tálamo dorsal para el procesamiento y percepción de los estímulosdolorosos. Modificado de Hannon & Atchison. Marine Drugs (2013).

PÉPTIDOS DE CONUS EN PRUEBAS CLÍNICAS

Debido a los estudios realizados con las conotoxinas, se puede disponer de moléculas capaces de

activar o inactivar selectivamente diversos canales iónicos o receptores en el sistema nervioso, lo

que representa una herramienta invaluable para la investigación a nivel de biomedicina. Basado en

lo anterior, diversos componentes del veneno de estos caracoles tienen potencial para el

COMISIÓN DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y DIFUSIÓN CULTURAL

¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!descubrimiento de fármacos para tratar distintos padecimientos de humanos, principalmente a

nivel de sistema nervioso.

Hasta la fecha, la toxina proveniente de una especie de Conus más conocida y popular en el área

farmacéutica es la ω-conotoxina MVIIA, aislada de Conus magus. Ésta es un péptido hidrofílico

constituido de 25 aminoácidos y es el primer bloqueador específico de canales de calcio

dependientes de voltaje tipo N. Estos canales se expresan en diversas regiones del cerebro y

mayoritariamente están concentrados en el asta dorsal de la medula espinal. Las investigaciones

realizadas en este tipo de canales sugieren que son la base de estados prolongados de dolor

(HANNON y ATCHISON, 2013).

La ω-conotoxina MVIIA es conocida comercialmente como Ziconotide o Prialt (SNX-111, Patente US

5364842) y fue aprobada en el 2004 por la Food and Drug Administration (FDA) y un año después

por la European Medicines Agency (EMA) para su uso en el tratamiento de dolor crónico intenso

en pacientes con cáncer y SIDA (VALÍA-VERA et al, 2007). Este nuevo fármaco tiene como

principales ventajas funcionar como analgésico, ser 1,000 veces más potente que la morfina y,

además, carecer del efecto adictivo de esta droga (BINGHAM et al, 2010).

El éxito que tuvo el Ziconotide en el área médica inspiró a la comunidad científica para la búsqueda

de más componentes dentro del veneno de las especies de caracoles Conus que, al igual que él,

fueran capaces de interactuar específicamente con canales iónicos o receptores del sistema

nervioso y que pudiesen ser utilizados en el tratamiento de diferentes padecimientos. Algunos

ejemplos claros de ello se ilustran en la Figura 3, que incluye la información disponible relacionada

con cada conotoxina o conopéptido y su estado actual en pruebas clínicas o preclínicas, según sea

el caso.

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¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!

Figura 3. Esquema de los péptidos extraídos de especies del género Conus que tienen aplicaciónmédica comprobada o potencial terapéutico. En el centro se enlista el nombre de las especies delas cuales se han extraído las conotoxinas o conopéptidos con utilidad en ciertos tratamientos. Enel segundo nivel (de dentro hacia afuera), el nombre que reciben con base en la nomenclaturaestablecida para nombrar a los componentes del veneno de cada especie de Conus en específico.En el tercer nivel se observa el nombre farmacológico, mientras que en el cuarto se especifica elblanco molecular por el cual tiene afinidad. En el quinto nivel se muestra la fase clínica o preclínica,según sea el caso en el que se encuentra actualmente, y finalmente, en el sexto nivel, se tiene elpadecimiento en el cual se utiliza o podría utilizarse como tratamiento (ADAMS et al, 2012;ALONSO et al, 2003; BINGHAM et al, 2010; FEDOSOV et al, 2012; HAN et al, 2008; NELSON, 2004;SHARPE et al, 2001).

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¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!PÉPTIDOS CON POTENCIAL APLICACIÓN EN TRATAMIENTO CONTRA DESÓRDENES NEURODEGENERATIVOS

Gracias al desarrollo de nuevas técnicas de genética molecular se ha podido identificar la forma en

que están compuestos los distintos tipos de canales iónicos o receptores presentes en las

membranas celulares, así como las mutaciones que producen alteraciones significativas en su

funcionamiento normal (GARATEIX et al, 2003). En muchas de las alteraciones a nivel neurológico

se ha documentado la influencia de mutaciones en más de un tipo de canal iónico. Por ejemplo, en

el caso de enfermedades neurodegenerativas o NDD (por sus siglas en inglés, Neurodegenerative

Diseases), como son la enfermedad de Alzheimer, el mal de Parkinson y la esclerosis múltiple, se ha

reportado una expresión y función anormal de canales iónicos, cuyo resultado fisiológico es una

excitabilidad aberrante (ESSACK et al, 2012 ).

La enfermedad de Alzheimer se caracteriza por la pérdida neuronal de la superficie de la corteza y

la reducción de la densidad de las terminales presinápticas. Se ha observado que tipos específicos

de canales iónicos como nAChR (α4β2 y α7), canales de calcio (Cav1.2 y Cav1.3) y canales de

potasio (BK) juegan un papel importante para el desarrollo y progresión de dicho padecimiento,

dependiendo de su expresión y anormalidades en su función (HAYDAR y DUNLOP, 2010; KIM y

RHIM, 2011).

En el caso del mal de Parkinson, caracterizado por la pérdida progresiva de neuronas

dopaminérgicas del cerebro medio y subsecuente reducción de dopamina estriatal, se ha

demostrado que subtipos de nAChR (α4β2 y α6β2), canales de calcio (tipo T, principalmente) y

canales de potasio (Kv1.2, Kv1.3, y Kv1.6) juegan un papel vital en la progresión de la enfermedad

(MARTEL et al, 2011; PEREZ et al, 2010; TAI et al, 2011).

Finalmente, en el caso de la esclerosis múltiple (que es caracterizada por la destrucción de las

vainas de mielina, cicatrices glióticas y daño axonal), de la misma manera que en los otros dos

padecimientos, se ha documentado la participación de canales de sodio (Nav1.2 y Nav1.6), canales

de calcio tipo L (Cav1.3) y canales de potasio (Kv1.3) en la patogénesis de este padecimiento

(BRAND-SCHIEBER, 2004; CRANER, 2004; WULFF, 2003).

COMISIÓN DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y DIFUSIÓN CULTURAL

¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!En los últimos años se han aislado toxinas del veneno de Conus que presentan afinidad por los

canales iónicos responsables del desarrollo de enfermedades neurodegenerativas.

Como pueden presentar efectos agonistas o antagonistas, se ha propuesto que estas toxinas

puedan ser de utilidad para el tratamiento de dichas enfermedades. En la figura 4, se presentan

algunos componentes del veneno de Conus, de los cuales se ha probado que tienen afinidad y

selectividad por cada subtipo de canal documentado para estas tres enfermedades

neurodegenerativas.

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¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!

Figura 4. Representación esquemática de las conotoxinas y conopéptidos con posible aplicación endesórdenes neurodegenerativos. En la columna de la izquierda se enlistan tres desórdenesneurodegenerativos y en la columna de enmedio los receptores que participan en la patogénesis yprogresión de estos padecimientos; en color rojo los canales de potasio, en azul los receptoresnicotínicos de acetilcolina (nAChR), en morado los canales de calcio y en color gris los canales desodio. En la columna de la derecha se enlistan las conotoxinas y los conopéptidos que tienen comoblanco (específico en algunos casos), los distintos canales iónicos y receptores asociados a cadauno de los padecimientos. Modificado de Essack et al. Marine Drugs (2012)

CONCLUSIONES

COMISIÓN DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y DIFUSIÓN CULTURAL

¡ DICYTTEM CIENCIA PARA SER LIBRES!Durante millones de años de evolución, las especies que integran al género Conus han desarrollado

complejos venenos, compuestos por numerosas conotoxinas o conopéptidos, cada uno de ellos

con blancos específicos. Los estudios sobre la estructura, actividad y blanco por el cual tienen

afinidad estos componentes se han vuelto populares entre la comunidad científica en las últimas

tres décadas, como lo demuestra la publicación de miles de artículos de investigación sobre ellos.

Dichos estudios no sólo han llevado a un mejor entendimiento del papel de los receptores iónicos,

sino que también han permitido el desarrollo de nuevos compuestos con fines terapéuticos.

Aunque la aplicación de las toxinas no ha sido extensa, la literatura científica actual incluye

artículos de investigación sobre algunas familias de conotoxinas, de las cuales se ha demostrado

que tienen uso potencial como tratamiento para ciertas enfermedades neurodegenerativas o

como analgésicos. Estas aplicaciones han surgido a partir del conocimiento de la afinidad de varias

toxinas por subtipos específicos de canales iónicos o receptores que están involucrados en el

desarrollo de este tipo de padecimientos.

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