Infecciones hospitalarias: Complicación de la salud, riesgo de muerte y alto costo económico

Infecciones hospitalarias: Complicación de la salud, riesgo de muerte y alto costo económico
Por Leticia Olvera en la UNAM Núm. 4, 676

Las infecciones hospitalarias, además de complicar la salud e incrementar la hospitalización y riesgo de muerte del paciente, representan un alto costo económico para estas instituciones (en países como Estados Unidos cada una implica un desembolso de entre 14 y 36 mil dólares), señaló Daniela de la Rosa Zamboni, tutora de la maestría en Epidemiología de la Facultad de Medicina. De acuerdo con un diagnóstico de la Organización Mundial de la Salud (OMS), la inversión en el sector público para atenderlas es de 73 mil 932 millones de pesos, refirió la especialista en infectología.

Dado este panorama, es imprescindible contar con medidas de control de infecciones nosocomiales, término clínico de estas epidemias si son atribuibles a la atención recibida, es decir, si no estaban presentes ni en incubación durante la llegada del individuo al hospital. “Atenderlas implica gastar gran cantidad de recursos económicos y se alarga la estancia del enfermo de dos a tres semanas, en promedio”, agregó.

Para la maestra en epidemiología, es imposible hablar del mismo tipo de infecciones para cada sitio. Añadió que incluso si una institución toma todas las medidas preventivas posibles, es susceptible a estas afecciones, aunque en menor grado.

Asimismo, De la Rosa Zamboni consideró difícil citar de las más frecuentes porque esto depende del hospital. Por ejemplo, en uno quirúrgico probablemente se derivarán de las cirugías; y si es uno de cuidados intensivos, del ventilador, el catéter o la sonda.

FRECUENCIA

Sobre su frecuencia, expuso que en Latinoamérica, a nivel general, su número varía desde cuatro hasta 50 por cada mil días de estancia. En México, se maneja un prevalencia que va de 20 hasta cero casos por el lapso referido, pero esto es variable, porque hay algunos con una tasa de dos días y otros de semanas, principalmente porque tienen pacientes oncológicos, con trasplantes o en terapia intensiva. “Estos padecimientos derivados de la atención pueden ser desde leves, como una gripa, hasta severos, como una neumonía o una bacteriemia (presencia de bacterias en la sangre). Una persona afectada tiene entre dos y cinco veces más riesgo de fallecer.”

Al respecto, la universitaria subrayó que los responsables de las medidas de control son quienes tienen contacto con el paciente (como el médico, la enfermera o los familiares). Además, cada nosocomio debería (según su tamaño) contar con un área de control de infecciones, de epidemiología hospitalaria o de vigilancia epidemiológica “No puede afirmarse que el sector privado tenga mejores condiciones que el público, porque ambos disponen de programas en el rubro, en algunos casos desde hace más de 20 años, aunque otros son de reciente adopción”, apuntó De la Rosa.

CREAR CONCIENCIA

Para crear conciencia, es recomendable fomentar una retroalimentación sobre la eficacia de las medidas diarias de prevención; facilitar el comportamiento (tener disponible lo necesario para dichas prácticas); recordar las conductas adecuadas mediante carteles, y contar con el respaldo de líderes hospitalarios que apoyen acciones dirigidas a lograr que los demás se involucren, dijo.

Es preciso otorgar información a todas las personas relacionadas con la atención del paciente, según su nivel y de la mejor manera para que éstas entiendan qué pasa con cada infección y por qué pueden ser altamente costosas o, en el peor de los casos, mortales, concluyó la especialista.

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Inacabable áreas de investigación en los Hongos

Inacabable áreas de investigación en los Hongos
Por Leonardo Frías en la UNAM Núm. 4, 676

Con la mirada en la corteza o desde la superficie de las formaciones arbóreas, en sincretismo con la madera, la vida tiene sombrero y talo. Así, gracias a la metodología se ha logrado el avizoramiento de muchas más especies de hongos que “nos dan la magnitud de lo que desconocemos”, señaló Alfredo Justo Fernández, del Instituto de Biología.

El micólogo universitario dijo que hasta 1991 se tenían estimadas cerca de un millón y medio de especies, pero en 2011 la cifra se revisó y quedó en 5.1 millones.

Al intervenir en el seminario Sistemática Filogenética, Biogeografía y Evolución de Hongos Lignícolas, el investigador originario de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Vigo, España, detalló su metodología, que inicia con el trabajo de campo y la colecta de hongos. “La siguiente fase es el estudio molecular y con ello se construyen filogenias (historia del desarrollo evolutivo de un grupo de organismos) con las que buscamos encontrar respuestas a las interrogantes sobre biogeografía, taxonomía y evolución.”

Los proyectos, expuestos ante los asistentes al auditorio del Jardín Botánico, fueron Diversidad de Especies y Biogeografía en Género Pluteus, así como Revisiones Sistemáticas en el Orden de los Polyporales.

PLUTEUS Y POLYPORALES

Alfredo Justo Fernández emprendió un viaje a través de los macromicetos del género Pluteus, también llamados lignícolas, que viven adheridos a una superficie arbórea.

En colaboración con micólogos del Instituto Botánico Komarov de Rusia, de la Universidad de California Berkeley y del

USDA Madison, “nos propusimos reunir 350 especímenes (colecciones) de hongos y buscamos específicamente zonas que no habían sido muestreadas, como Europa oriental, Siberia, Rusia oriental y el oeste de Norteamérica. Los estudiamos morfológicamente y los resultados se publicaron en el último trimestre de 2014, en el número 180 de Phytotaxa, revista neozelandesa, especializada en botánica”.

Algunos revelaron que de las 26 especies recolectadas en el Holártico (territorio biogeográfico que abarca la totalidad de las regiones templadas y frías, de vegetación extra tropical, del hemisferio septentrional y que comprende también Europa, África hasta el límite meridional del Sahara, Asia boreal y central y gran parte de América del Norte), unas 12 son nuevas, y de las 19 halladas en Norteamérica, también una decena eran desconocidas.

En el caso de los Polyporales, Alfredo Justo trabajó con 356 genes analizados para explorar y establecer los nombres de familias con las filogenias moleculares. “Son macro hongos de consistencia dura; se estima que hay unas mil 800 especies, son degradadores de madera, incluso celulosa, y desempeñan un papel fundamental en el ciclo del carbono”, explicó.

La investigación fue realizada en colaboración con especialistas de Estados Unidos, Suecia y Finlandia, y los resultados aparecieron en Taxon, revista ilustrada de botánica, editada en Utrecht, Holanda, por la International Association for Plant

Taxonomy y también en un número especial de la revista Mycologia, que publica la Mycological Society of America, agregó el experto.

El siguiente paso, concluyó, es iniciar el mismo proceso metodológico y de estudio de hongos en los bosques de México

Análisis académico de la economía mexicana

Análisis académico de la economía mexicana
Por Iván Moreno en la UNAM Núm. 4, 674

El estancamiento de la economía mexicana es resultado de una nueva macroeconomía que controla la inflación a la baja, al igual que la política cambiaria para mantener la estabilidad de precios mediante bajos salarios, aun cuando haya una mayor productividad, aseguraron especialistas en economía de la UNAM. A pesar de dichas condiciones, agregaron, es pertinente un aumento salarial sin efectos negativos para el país.

En el seminario Política de Empleo y Salarios de la Ciudad de México, Ignacio Perrotini Hernández, tutor en el Programa de Posgrado en Economía de la UNAM, explicó que se trata de la coexistencia de dos modelos contrapuestos: el primero, basado en el crecimiento económico a partir de exportaciones, y el segundo, con la meta de mantener la inflación a la baja y el control de precios.

Política monetaria

Perrotini Hernández dijo que en ambos la política monetaria desempeña un papel interesante, pues para las exportaciones se busca una moneda competitiva, es decir, barata frente a otras divisas, y para el control inflacionario y de precios una moneda apreciada o con más valor, lo que, aparentemente, ocasiona un desequilibrio. “Ante este conflicto, la solución echa mano de la distribución del ingreso para hacer el ajuste; la apreciación del tipo de cambio que resta competitividad a las exportaciones consigue la meta inflacionaria, pero desalienta las exportaciones. Para compensar la pérdida de competitividad que implica un tipo de cambio apreciado, se deprimen los salarios respecto a la productividad con el propósito de que haya una compensación, entonces los salarios intervienen como la verdadera ancla de la inflación”, detalló.

Este mecanismo, utilizado por los bancos centrales de varios países, logra mantener una inflación baja y un control de precios; además, permite una mayor productividad a costa del ingreso de la clase trabajadora, afirmó el economista Santiago Capraro Rodríguez.

Así, consideró, esta nueva macroeconomía ha generado un crecimiento económico magro, así como bajos salarios, empleos cada vez más precarios, temporales, aumento del empleo informal, la eliminación de sindicatos, pero con mayores índices de producción para las empresas.

No obstante, mencionó que ante este panorama es posible pensar en un incremento salarial como una palanca del desarrollo, “en el corto plazo lo que tiene que hacer México es incrementar la inversión pública y los salarios medianos. Esa es la mejor política para disminuir la pobreza y la desigualdad”, sin temor a una espiral inflacionaria.

Asimismo, en el largo plazo sería conveniente plantear un nuevo modelo económico fundamentado en el desarrollo del mercado interno por medio del incremento de los salarios medios reales.

Incremento pertinente

Jaime Ros Bosch, de la Facultad de Economía, comentó que el aumento a los salarios en México es pertinente, porque la intervención gubernamental en la fijación de un salario mínimo puede ayudar a un problema de coordinación entre empresas, moviendo la economía del equilibrio con salarios bajos hacia uno con salarios más altos y con mayor productividad”.

Calentamiento global e infición dañan corales

Calentamiento global e infición dañan corales
Por Patricia López  en la UNAM Núm. 4, 674

Los desechos que arroja el ser humano a los océanos y el cambio global del planeta amenazan la vida de los organismos que habitan el arrecife, tanto los corales como su fauna y flora, incluidas macroalgas y la pradera submarina tropical, afirmó

Susana Enríquez Domínguez, investigadora del Instituto de Ciencias del Mary Limnología. “Tenemos un planeta que incrementa progresivamente su temperatura. Este fenómeno ejerce un grave estrés, sobre todo en  las especies constructoras del arrecife: los corales, los más afectados por ese aumento.”

Es un sistema que ha mostrado enorme fragilidad ante el cambio climático, en especial ante el calentamiento global, comentó la doctora en biología, adscrita a la Unidad Académica de Sistemas Arrecifales Puerto Morelos, en Quintana Roo.

Nutrientes negativos

Enríquez explicó que ese sistema es eficiente y robusto si el ambiente es oligotrófico, es decir, si tiene poca disponibilidad de nutrimentos para mantener el crecimiento vegetal de algas, pastos marinos e incluso de las microalgas que viven en simbiosis con los corales.

Sin embargo, el avance urbano y el mal manejo de los residuos que se producen en los hoteles tipo resortenriquecen en nutrientes estos ambientes, con lo que se modifica su naturaleza y permite que especies oportunistas de rápido desarrollo, incluso de orígenes ajenos al arrecife, sean las que tomen el relevo y cambien la comunidad de organismos, lo que afecta a esos ecosistemas tropicales. Por ello, el ser humano es su principal amenaza.

Localmente esa situación constituye el mayor peligro, pues el valor paisajístico hace que la industria turística ejerza una fuerte presión en la mayoría de los países que tienen arrecifes de coral en sus costas.

Otros riesgos asociados a la presión turística y antropogénica local son la sedimentación, los encallamientos que influyen directamente en su estructura y la contaminación por uso y abuso de combustibles fósiles para abastecer el tráfico marítimo  (embarcaciones de recreo y cruceros).

De estas amenazas, lasmás graves son la fertilización y el incremento de residuos urbanos, sobre todo jabones que afectan al ambiente arrecifal, pues favorecen a especies oportunistas, incluidos microorganismos, y cambian su naturaleza, reiteró. “Esta condición también aumenta la presencia de organismos patógenos y, por tanto, la incidencia de enfermedades; además, afecta negativamente las tasas de calcificación y el estado fisiológico de la mayoría de los seres que ahí habitan.

Además, propician la subsistencia de otras oportunistas, como algas que crecen rápidamente por encima de los corales y compiten con ellos por luz y espacio”,  ahondó Enríquez Domínguez.

La contaminación causada por los residuos deriva en un cambio de fase en el ecosistema, donde pocas especies que no deberían vivir ahí se vuelven abundantes, mientras las nativas pierden protagonismo.

Enríquez consideró que para conseguir que la sociedad sea consciente de lo que ocurre, los científicos deben demostrar, con evidencias rotundas, cómo se produce estedeterioro ambiental. “Nuestro trabajo se basa en encontrarlas para presentarlas a los tomadores de decisiones. El problema es que esta labor es compleja y lleva tiempo; ojalá que al llegar a ese punto todavía haya algo que preservar”.

Conversión de luz solar en energía

En la Unidad Académica de Puerto Morelos, la investigadora profundiza en el estudio de muchos de estos procesos desde el conocimiento de la fotobiología de estos organismos. “Como biólogos tratamos de ver qué procesos permiten a la vida utilizar esa energía proveniente del Sol y mantener todos los desarrollos biológicos que, en el caso del arrecife y los organismos que contiene, conllevan no sólo el mantenimiento de su tejido vivo, sino también a producir grandes cantidades de carbonato para construir esa enorme estructura geológica.”

Para la creación, la energía lumínica proveniente de nuestra estrella es la base que mueve todo el proceso. Estos organismos son fotosintéticos, tienen cloroplastos, membranas fotosintéticas con las que utilizan la luz y la convierten en energía química y biológica, hacen fotosíntesis y dan energía a otros organismos, así como para calcificar.

En Puerto Morelos, donde hay una laguna arrecifal, estas estructuras están en aguas someras ricas en luz. Donde rompe la ola se ve la cresta del arrecife, que prácticamente sale del agua. Ahí crecen corales, algas y pastos marinos. “Estos sistemas tienen una doble función: colectan suficiente energía para mantener sus procesos y, a la vez, inducen mecanismos que evitan daños causados por el exceso de luz, tanto visible como ultravioleta”, puntualizó.

Procesos fotoquímicos

En el laboratorio, Enríquez Domínguez y sus colaboradores describen la fisiología de diversos organismos arrecifales calcificadores, desde corales, macroalgas y pastos marinos hasta esponjas simbióticas, y trabajan con métodos que ocurren a una escala de tiempo muy pequeña. “Utilizamos fluorómetros para medir  la señal de fluorescencia y su variabilidad como consecuencia de mecanismos fotoquímicos que suceden en fracciones de segundo y milisegundo”, detalló.

Al laboratorio los especialistas llevan muestras de tejidos de algas y de pastos marinos, así como trocitos de coral que mantienen vivos. “No podemos trabajar con la colonia entera, entonces los troceamos y mantenemos en condiciones semicontroladas, usamos herramientas no destructivas que nos permiten monitorearlos en condiciones naturales o en los tanques de la unidad académica. También laboramos en camaritas para ver los flujos de oxígeno y de carbono que mantienen los tejidos de los organismos con el ambiente.”

Algunos, como los pastos marinos, tienen tejidos diversos, por lo que además del fotosintético (las hojas), se analizan sus rizomas, raíces y fisiología respiratoria, pues así se puede entender el balance de carbono de toda la planta.

Otra parte de su labor consiste en hacer modelos de simulación a partir de la descripción de la fisiología. “Colaboro con un científico inglés que hace prototipos de distribución de la luz.

Le doy datos de fisiología, de reflectancia y de absorción para ver cómo puede modular el cambio lumínico y así hemos simulado el campo dentro del dosel de una pradera de pastos marinos,” dijo.

Esta información es fundamental para hacer modelos de producción y determinar el impacto en diferentes escenarios de cambio ambiental. “Trabajamos en modelar la variación del campo lumínico en diferentes morfologías de coral y de una esponja emblemática en el Caribe, la de barril”, señaló.

Modelos bio-ópticos

También, con un grupo de trabajo de la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), Enríquez y su equipo, junto con el de otro investigador de la unidad, Roberto Iglesias, desarrollan modelos bio-ópticos para estimar, a partir de las descripciones fisiológicas y con el uso de datos del monitoreo satelital de la agencia estadunidense, que incluyen cambios de luz y de temperatura del agua, condiciones que propician el blanqueamiento de coral. “Con esa base fisiológica podemos intentar predecir cuál será una situación concreta que llevará al blanqueamiento, con alta probabilidad y en un lugar específico. También permitirán, afuturo, describir la producción del arrecife a partir del conocimiento de información ambiental clave”, finalizó la especialista

Presencia de carcinógenos en el ambiente y los alimentos

Presencia de carcinógenos en el ambiente y los alimentos  
Por Roberto Gutierrez en la UNAM Núm. 4, 674

Desde hace tiempo se conoce que el estilo de vida y, sobre todo, la alimentación de las personas, se relacionan con la aparición de diferentes padecimientos, como el cáncer. Esto significa que los carcinógenos están presentes en el ambiente, en el aire que respiramos y en algunos alimentos que consumimos. Hoy en día, esta correlación epidemiológica es muy clara.

En las últimas décadas del siglo pasado, por ejemplo, se vio que el cáncer gástrico era común en Japón. Los científicos de ese país empezaron a investigar, a nivel molecular, qué había en lo que comían que pudiera inducir ese tipo de neoplasia y descubrieron que muchas sustancias presentes en sus alimentos eran carcinogénicas y que podían reproducir la enfermedad en modelos animales. De este modo, se percataron de que existía un vínculo.

Lo mismo ocurrió en Estados Unidos, donde actualmente el alto consumo de grasas se relaciona con el cáncer de mama. Por lo que se refiere a México, se ha intentado establecer un nexo entre la ingestión de aflatoxinas, compuestos producidos por hongos que pueden estar presentes en el maíz, y el cáncer de hígado.

“Puede haber un lazo, sin embargo, hasta donde sé, no se ha encontrado aún y, aparentemente, el proceso de nixtamalización del grano es capaz de controlar la presencia de esas micotoxinas”, dijo Jesús Javier Espinosa Aguirre, del Instituto de

Investigaciones Biomédicas.

Transformación

La mayoría de las veces las moléculas que entran en nuestro organismo no son intrínsecamente mutagénicas o carcinogénicas. Ahora bien, todo lo que ingerimos, o casi todo, es metabolizado por las enzimas, es decir, éstas transforman las moléculas en otras llamadas metabolitos.

Son importantes por ese proceso que hacen con casi todo lo que ingerimos, incluidos los fármacos; “en ocasiones, un medicamento que nos recetan no es el que hace el efecto, sino su metabolito”, explicó.

No hace mucho tiempo, Espinosa Aguirre y sus colaboradores participaron en un estudio sobre el aspartame, un edulcorante que en los últimos años se ha popularizado en México, para explorar sus posibles efectos sobre el metabolismo de sustancias carcinogénicas.

Los resultados mostraron que su consumo diario podía alterar, en un modelo animal, el funcionamiento de las enzimas que transforman las moléculas de los compuestos que entran en nuestro organismo, es decir, que tiene la potencialidad de modificar el metabolismo no sólo de los carcinógenos, sino también de fármacos y de otros compuestos a los que estamos expuestos. “Que quede claro: no podemos afirmar que el aspartame causa algo dañino, pero sí que su uso implica un riesgo potencial”.

La actividad de las enzimas puede ser modificada con relativa facilidad por ciertos compuestos presentes en algunos alimentos o, también, por algunas enfermedades, como la diabetes, indicó la especialista.

En experimentos con animales de laboratorio se ha observado que en aquéllos cuya ingesta de proteínas y grasas es baja, el peso y la incidencia de cáncer espontáneo resultan menores que en los que comen lo que quieren, sin ningún límite.

Espinosa Aguirre y sus colaboradores han encontrado en los que restringieron la ingesta proteínica o, en general, calórica, que la actividad de las enzimas que metabolizan los carcinógenos está menguada. “Así, podemos hacer una hipótesis, que la disminución de la actividad de estas enzimas es un evento de protección que impide el desarrollo de cáncer.”

No sería sorprendente, pues, que por lo menos ésta sea una de las causas por las que las poblaciones humanas con una ingesta baja de proteínas y grasas presentan una menor incidencia de este mal (de hecho, en los últimos años el cáncer se ha diseminado especialmente entre gente obesa).

Papel de la clorofila

En el caso de los vegetales, la clorofila que contienen casi todos los de color verde desempeña un papel fundamental. Las moléculas carcinogénicas interaccionan principalmente con dos tipos de moléculas de nuestro organismo: las involucradas en el proceso cancerígeno (proteínas y ácidos nucleicos).“Lo que las moléculas de clorofila pueden hacer es interaccionar rápidamente con las carcinogénicas e impedir que éstas se peguen a las proteínas y los ácidos nucleicos de nuestro organismo. De ahí viene la noción de que si estamos expuestos a ese tipo de compuestos o de moléculas protectoras que están en ciertos alimentos, podríamos protegernos también del desarrollo del cáncer”, apuntó.

También los carotenoides, compuestos presentes en muchas de las verduras de color rojo y anaranjado, como el betabel y la zanahoria, pueden interaccionar con las moléculas carcinogénicas y evitar que se unan a otras importantes de nuestro organismo y desencadenen no sólo un proceso carcinogénico, sino otros que tienen que ver con la senescencia o muerte celular, en general, concluyó.

Recrean ionosfera de Marte con plasmas

Recrean ionosfera de Marte con plasmas
Por Patricia López en la UNAM Núm. 4, 673

Gas o fluido formado por partículas eléctricas que poseen un equilibrio electromagnético, el plasma es el cuarto estado de a materia, con características distintas de sólidos, líquidos y gases.

Abundante en el universo, se encuentra en los vientos solares, en las nebulosas y en la franja ionizada de las atmósferas planetarias, llamada ionosfera. También, puede producirse en el laboratorio al aplicar un campo eléctrico a un gas o por medio de láseres o microondas.

En el Instituto de Ciencias Físicas, con sede en esta ciudad, Horacio Martínez Valencia encabeza un grupo científico que genera plasmas fríos en el laboratorio para conocer desde las características fundamentales de esos gases hasta múltiples aplicaciones para modificar materiales, formar sustratos biodegradables y esterilizar productos de uso biomédico.

El doctor en física, sus colegas y alumnos de posgrado, en dos modernos laboratorios, cuentan con varias cámaras de descargas equipadas con sistemas de alto vacío y con ventanas de cuarzo para realizar diferentes diagnósticos de los plasmas fríos producidos. “Éstos son fundamentales en la formación de galaxias, planetas y estrellas, y también tienen múltiples aplicaciones en artículos diversos como las pantallas de televisión, los tubos fluorescentes y plasmas a presión atmosférica”, comentó.

Espectroscopía de tres tipos

La espectroscopía es una herramienta muy utilizada por físicos y químicos para estudiar la interacción entre la radiación y la materia.

Al descifrar ese nexo en un espectro, se conoce su composición precisa.

En sus investigaciones utilizan tres tipos de espectroscopía: la óptica, con la que indagan cómo están excitados los átomos y moléculas dentro del plasma; la de masas, para conocer qué elementos están involucrados en el gas, y la de infrarrojo, que informa cómo vibran y rotan las moléculas.

Los universitarios tiene dos laboratorios de espectroscopía donde observan las características de los plasmas fríosy sus aplicaciones. En un experimento de física básica simulan la composición de la ionosfera de Marte.“En una cámara de descarga, diseñada y construida por nosotros, podemos analizar, por ejemplo, uno formado por mezclas de gases de dióxido de carbono, nitrógeno y argón, a una presión menor en dos órdenes de magnitud a la ambiental para esa simulación”, explicó el investigador.

“Con una sonda de Langmuir, también construida por nosotros, medimos la densidad de partículas negativas y su temperatura dentro del plasma, semejantes a las condiciones en ese planeta, según cotejamos con datos enviados por las sondas espaciales”, añadió.

Del choque entre las partículas de dióxido de carbono, nitrógeno y argón se desprenden muchos componentes químicos que dan lugar a la formación de ionosfera marciana. “Hay investigadores teóricos que modelan las ionosferas, nosotros las podemos comparar con este experimento y decirles si falta algún ingrediente para que comprueben sus estimaciones”, dijo Martínez Valencia, quien ya desarrolló un análisis experimental sobre la atmósfera de Titán, una luna de Júpiter.

Mejoran celdas solares

Otra cámara de descarga se utiliza para generar plasmas de argón con el propósito de aplicarlas en la modificación superficial de películas delgadas, del orden de micras. En el interior de aquélla se coloca una laminita, que es una película delgada que usan los expertos en celdas solares para mejorar la eficiencia terminal de la radiación solar y convertirla en electricidad, detalló.

Para que la conversión de energía solar a eléctrica sea eficiente se requiere que toda la que llega a la celda se aproveche, pero en este proceso hay muchas pérdidas por calentamiento o porque parte de ella se refleja.

Al modificarla superficialmente con plasma, se logra que la película delgada absorba la energía más eficientemente. “Las propiedades ópticas de la película delgada son modificadas con el objetivo de reducir la reflexión y que su resistencia eléctrica sea menor, haciendo más eficiente la conversión de energía solar”, abundó.

Una aplicación más de los plasmas se ensaya en el laboratorio para recubrir herramientas de carburo de tungsteno, material que se usa en piezas de corte empleadas en tornos de control numérico. Al recubrirlas con nitruro de titanio mediante el plasma, las piezas se hacen más duras y resistentes al desgaste, lo que les da una vida útil más larga en los procesos de producción.

El grupo de Martínez Valencia también analiza los asfaltenos y su descomposición.

Estas sustancias del petróleo se depositan en las tuberías de las instalaciones petroleras y las tapan. A partir de su erosión con plasmas, el físico busca una opción para que no se adhieran a los conductos.

Otros aprovechamientos interesantes modifican huesos de res para formar sustratos biodegradables útiles en prótesis y esterilizan materiales de uso biomédico, para evitar infecciones hospitalarias.

Búsqueda de nuevos caminos contra la resistencia bacteriana

Búsqueda de nuevos caminos contra la resistencia bacteriana
Por Patricia López en la UNAM Núm. 4, 672

Ganarle la carrera a las bacterias que se hacen resistentes a los antibióticos es una labor compleja, pues mientras crear un nuevo medicamento tarda al menos 10 años, los microorganismos pueden mutar en apenas unos días para evadir su efecto.

En busca de nuevas rutas para afrontar esa resistencia, Rafael Peña Miller, investigador del Centro de Ciencias Genómicas, recurre a modelos matemáticos y experimentos biológicos.

Problema complejo

“La resistencia bacteriana a los antibióticos tiene muchas aristas y puede tratarse desde los aspectos clínicos, mediante la medicina; el descubrimiento de nuevos fármacos, con química y farmacología y la biología experimental, en la que trabajamos”, señaló.

Esa área se centra en cultivar y hacer crecer en el laboratorio poblaciones que se someten a distintas condiciones ambientales, por ejemplo antibióticos, para estudiar cómo se adaptan al medioambiente.

“Los microorganismos patógenos pueden evolucionar resistencia a ciertos fármacos en los pacientes durante el curso de un tratamiento y, por consiguiente, es factible que la medicina prescrita deje de funcionar. Entender los mecanismos moleculares, así como los procesos evolutivos y ecológicos que hacen que el tratamiento falle, es lo que intentamos responder”, añadió el doctor en matemáticas.

Con un enfoque interdisciplinario que combina biología experimental (que cultiva los microorganismos en condiciones controladas) y modelación matemática (que integra variables en un modelo teórico y hace simulaciones computacionales) se logra una sinergia que ayuda a los científicos a predecir y cotejar ambos resultados.

“Contamos con un registro fósil, pues tras cada día que tenemos a las bacterias en un ambiente de antibióticos las metemos al congelador. Así podemos regresar a cualquier etapa del proceso y usar herramientas cuantitativas como la secuenciación genómica para saber qué pasó”, relató Peña Miller.

Mutaciones y adaptación

Durante décadas, el esfuerzo para afrontar la resistencia bacteriana se concentró en hacer un nuevo antibiótico si otro ya no era funcional. “Esto ayudó algún tiempo, pero en los últimos 20 o 30 años no se han desarrollado antibióticos; eso ha hecho que estemos en un problema grave, pues debemos encontrar la forma de utilizar los existentes de manera más eficiente. Una estrategia es minimizar su uso y hacer su consumo más racional, pues entre menos los empleemos, más conservarán su efecto inhibitorio”, destacó.

Para lograrlo, el planteamiento teórico es útil, pues se pueden aplicar herramientas de ingeniería o de matemáticas que diseñan estrategias de control (por ejemplo, al ocupar combinaciones de antibióticos) para hacer su uso más racional y su efecto más duradero y eficiente. “Si utilizamos un antibiótico es fácil que las bacterias se adapten a él, pero al acudir a otro, las mutaciones que le daban ventaja quizá las hagan más vulnerables”, dijo.

Las consecuencias de la aplicación de un antibiótico se analizan al estudiar las variaciones en el encendido y apagado de ciertas zonas del genoma de la bacteria, y también al investigar el efecto que tienen estos cambios genéticos a nivel de poblaciones. “Necesitamos entender cómo se adaptan a un cambio ambiental y descubrir, a nivel metabólico y genético, qué mutaciones adquieren para sobrevivir a esas condiciones. Si encontramos cómo se adecúan a un antibiótico, podemos explotar esa debilidad. Queremos identificar en qué circunstancias les es nocivo estar expuestas a una sustancia distinta a aquella a la que han evolucionado resistencia”, explicó el investigador.

Dirigidos a ese objetivo, los científicos detectan los genes y mecanismos moleculares que causan las mutaciones y la resistencia. “Pretendemos integrar toda esa información para saber qué sucede entre las poblaciones bacterianas y así tratar de minimizar la evolución de las bacterias resistentes. Para esto, la biología de sistemas es una herramienta muy útil, porque permite trabajar entre distintas escalas de complejidad. Con este enfoque es posible incluir información genética y molecular desde una sola célula e intentar predecir cómo, a través del medioambiente, interactúa con células distintas”, detalló.

El experimento

En la parte experimental, Peña Miller y sus colaboradores emplean un millón de bacterias que se reproducen hasta mil millones en 150 microlitros de medio de cultivo en tan sólo 24 horas. Sus modelos son Escherichia coli, Salmonellay Estafilococos aureus, cuyos genomas ya están descritos.

El experimento comienza con una célula o una población que viene de una sola célula (y por ello son genéticamente idénticas) que crece en un ambiente controlado. Al final del día se transfiere uno por ciento de éstas a otro recipiente idéntico o con otras condiciones ambientales y se vuelven a reproducir.

“Observamos y medimos cómo se adaptan en experimentos evolutivos. Desde el punto de vista teórico tratamos de entender qué pasa molecular y genéticamente y predecir ese mismo efecto.

Ambos procedimientos son complementarios y se pueden entender los procesos evolutivos que permiten a una población de bacterias resistir a la acción de los antibióticos”, abundó Rafael Peña.

Una sola célula

Otra parte del trabajo analiza una sola célula. “La observamos durante largos periodos para saber cómo cambia la expresión de sus genes y sus rutas metabólicas para adaptarse a distintas condiciones ambientales. Usamos un microscopio de fluorescencia que hace posible estudiar células individuales”, puntualizó.

Al principio y al final del proceso, los expertos hacen secuenciación y así pueden comparar los genomas e identificar dónde sucedieron los cambios y los genes que tuvieron mutaciones. “Aún es pronto para dar información a los médicos clínicos. Colaboramos con el Instituto Nacional de Salud Pública, pero es un problema complejo, incluso en condiciones de laboratorio, por lo que diseñar estrategias óptimas en pacientes actualmente rebasa nuestro análisis”, concluyó Peña Miller

Electricidad basada en el ruido urbano y ambiental

Electricidad basada en el ruido urbano y ambiental
Por Fernando Guzmán en la UNAM Núm. 4, 672

Se parece a un balón de futbol, pero no sirve para jugar. Además, es amigable con el ambiente y no depende de las condiciones climáticas. Es el primer cosechador de energía creado en México para generar electricidad a partir de la captación, por vibración, de ruido urbano o ambiental. El joven ingeniero Jesús Torres Jurado, inventor del prototipo, realiza las últimas pruebas para validar su eficiencia.

Su forma esférica (cubierta de aluminio) está inspirada en el fullereno (estructura atómica de pentágonos y hexágonos). En la parte interna de su superficie lleva adheridos sensores piezoeléctricos para captar el ruido. “A diferencia de una celda solar o un sistema eólico, que necesitan convertidores, los mencionados sensores hacen la conversión automáticamente: en el momento en que captan el ruido, lo convierten en salida eléctrica”, aseveró Torres.

El funcionamiento se basa en el efecto piezoeléctrico (del griego piezein, estrujar) fenómeno de deformación que ocurre en determinados cristales naturales como el cuarzo o sintéticos. “Al ser sometidos a tensiones o esfuerzos mecánicos, comúnmente por compresión, esos cristales sufren, por un juego interno de cargas en sus electrones, una deformación en alguna de sus caras, dando como resultado de la acción mecánica directa sobre ellos una diferencia de potencial (voltaje).”

De polifluoruro de vinilideno

Las piezas que utiliza Torres Jurado, quien es alumno de posgrado de la UNAM, no son de cuarzo, sino de polifluoruro de vinilideno (PVDF), un polímero termoplástico. “Algunas se encuentran en las tarjetas de Navidad que al abrirlas empiezan a sonar, pues el efecto piezoeléctrico también es reversible; es decir, pueden funcionar como un micrófono: captan el sonido, sufren presión y producen voltaje; o como una bocina: se les aplica voltaje (las tarjetas traen una pilita) para que reproduzcan una melodía grabada en una memoria”, señaló.

Los que usa el universitario son de dos tipos: los de disco, que captan el impacto directo (golpe) del ruido, y los de vibración, que hacen registros más precisos y finos. Ambos van intercalados en la esfera y conectados en forma paralela, de modo que si se avería alguno, los demás pueden seguir funcionando.

En forma de esfera

Originalmente, concibió su cosechador de energía como un pizarrón. Sin embargo, presentaba algunas desventajas (en un panel plano sólo hay presión en dos direcciones: incidente directo y rebote) y lo rediseñó con base en la estructura del fullereno. “Con esta esfera, que funciona como una membrana, se capta directamente el ruido en todas direcciones, incluso por reflejo de la pared y por la vibración del brazo que la sujeta contra ella”, apuntó.

El actual cosechador de energía, que podría ser decorativo, es una estructura completa cubierta con lámina de aluminio para repujado. Los sensores piezoeléctricos se sueldan para colocarlos, con pegamento de silicón, en las caras o gajos, y se cablean internamente. A continuación, toda la esfera se envuelve con mylar (tela sintética que se usa en rescates, pues mantiene hasta 90 por ciento el calor del cuerpo humano, o en la conservación de alimentos) para protegerla de la intemperie (no permite el paso del agua).

Circuito

El corazón de todo el proyecto es un circuito que contiene un rectificador que procesa la señal y manda el voltaje amplificado a una batería. Lo diseñó para recibir cien milivoltios y, al amplificar la señal, tiene una salida de 3.6 voltios. Lo que capta quizá sea poco, pero es constante.

El ruido se captura in situ, se convierte en electricidad (corriente directa) y ésta se consume o almacena en el momento. Sólo habría que rediseñar el típico contacto para tener una toma de corriente directa. Actualmente, Jesús emplea un adaptador para convertir a corriente directa de valor fijo lo que captan los sensores piezoeléctricos del cosechador de energía.

La meta inmediata del joven ingeniero es cargar un teléfono celular con él, aunque está convencido de que puede tener más alcance. “Podría servir para iluminar un pasillo, incluso un edificio de la Unidad de Posgrado de la UNAM”.

Torres Jurado presentará el cosechador de energía para acreditar la maestría en Arquitectura en el área de Tecnología.

Después del examen profesional, empezará los trámites para obtener la patente. Espera que a mediados de año ya tenga una aplicación real.

Logra UNAM vacuna recombinante contra rotavirus bovino

Logra UNAM vacuna recombinante contra rotavirus bovino
Por Patricia López en la UNAM Núm. 4, 672

Una novedosa vacuna recombinante contra el rotavirus bovino, útil para evitar esa enfermedad y la pérdida de peso en el ganado, fue desarrollada por el grupo de Bioprocesos que encabezan Laura Alicia Palomares Aguilera y Octavio Tonatiuh Ramírez Reivich, investigadora y director del Instituto de Biotecnología, respectivamente.

Con este proyecto, la científica y sus colaboradores obtuvieron, por segundo año consecutivo, el Reconocimiento al Mérito Estatal de Investigación 2014 en la categoría de Investigación Científica e Innovación, galardón que otorga el gobierno de Morelos.

En el desarrollo colaboró Fernando Esquivel Guadarrama, de la Facultad de Medicina de la Universidad Autónoma del

Estado de Morelos. “Trabajamos en el área veterinaria y estamos por iniciar pruebas clínicas. Por medio de Inno-Ba, que es una oficina de transferencia tecnológica morelense, el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología nos financia los estudios clínicos. Buscamos un socio industrial que quiera comprar esta tecnología”, detalló Palomares, ingeniera bioquímica y doctora en ciencias, adscrita al Departamento de Medicina Molecular y Bioprocesos de Biotecnología.

La vacuna tiene aplicaciones en bovinos y porcinos, aunque las pruebas actuales se concentran en vacas. No obstante, con esta misma estrategia a futuro podría crearse una contra el rotavirus humano, aunque las pruebas clínicas exigen un protocolo más largo y complejo, reconoció.

Virus artificiales, vacunas seguras

En su estrategia para hacer una inoculación recombinante, la universitaria utiliza una partícula pseudoviral, idéntica a un virus en su estructura, pero hueca porque carece de material genético. Dentro de esa configuración sintética se integra el antídoto contra la enfermedad a prevenir.

Como son artificiales, los pseudovirus no se replican, lo que hace de ellos vacunas seguras cien por ciento, a diferencia de las fabricadas con virus atenuados o inactivados, que eventualmente pueden ser reversibles. La científica desarrolla nuevas tecnologías a partir de la ingeniería de bioprocesos, área que le permite innovar desde la ciencia básica hasta la industria para ofrecer en el mercado fármacos y vacunas de gran eficiencia.

Con este método de las estructuras pseudovirales también crea inoculaciones contra la hepatitis B y la influenza aviar y humana.

Respecto al rotavirus, la inoculación actúa contra ese microorganismo que tiene forma de rueda (de ahí su nombre). En varias especies de vacas, cerdos y aves produce diarreas intensas, pérdida de peso, daños digestivos y gastroenteritis. Con el desarrollo de la pústula en 2009, Palomares también obtuvo el Premio Canifarma que otorga la Cámara Nacional de la Industria Farmacéutica.

En niños menores de dos años es la principal causa de las diarreas deshidratantes severas y se estima que una vacuna efectiva podría evitar cerca de 800 mil muertes de infantes cada año. Por ello, a futuro la especialista podría utilizar el mismo método para originar una contra el rotavirus humano.

Técnicas científicas para analizar el arte sin destruirlo

Técnicas científicas para analizar el arte sin destruirlo
Por Jorge Luis Tercero en la UNAM Núm. 4, 671

Hay muchos territorios donde arte y ciencia se encuentran y unen fuerzas. Uno de esos entrecruces particulares sucede en el espacio de la restauración y el análisis de piezas de arte. Para responder a las dudas más frecuentes en este terreno, el Antiguo Colegio de San Ildefonso presentó la conferencia Cómo Analizar el Arte sin Destruirlo, a cargo de José Luis Ruvalcaba Sil.

Investigador egresado de la Facultad de Ciencias y con posgrado en la Facultés Universitaires Notre-Dame de la Paix, Ruvalcaba es el director del proyecto Andreah (Análisis no Destructivo para el Estudio In Situ del Arte, la Arqueología y la Historia), del Instituto de Física.

Estudios científicos

En la charla, el eje principal fue la relación referida, y el especialista abundóen los procesos creativos y los materiales de trabajo de los artistas antiguos y contemporáneos, vistos desde los estudios científicos de la física o la química.

Igualmente, se refirió al trabajo de los expertos en el desarrollo de complicadas e innovadoras infraestructuras para permitir la conservación de las obras de nuestro patrimonio cultural.

José Luis Ruvalcaba expuso al público, en su mayoría jóvenes de bachillerato, la importancia de conocer los materiales con los que está hecha una pieza de arte, y comprender científicamente cuáles serían las mejores técnicas para su conservación y estudio. “Es el objeto mismo el que nos va a señalar esto. Uno poco complicado requiere cuidados sencillos en su análisis, mientras que uno más complejo conlleva un tratamiento riguroso. El objeto más difícultoso que podemos encontrar en el arte es una pintura”, dijo.

Asimismo, detalló que para este tipo de investigación se emplea tecnología similar a la que actualmente utiliza la sonda Curiosity en el planeta Marte.

Códices prehispánicos

El equipo que dirige el universitario en el Andreah se dedica esencialmente a materiales mexicanos. En esta labor participan institutos de la UNAM y diversos museos nacionales. Asimismo el proyecto mantiene una relación internacional con prestigiados museos y universidades como British Museum, Universidad Autónoma de Madrid y Universidad de Perugia, entre otras. Debido a las colaboraciones e intercambios, el año pasado Ruvalcaba y su grupo pudieron trabajar con cinco códices prehispánicos que se encuentran resguardados por la University of Oxford.

Al concluir la conferencia, organizada durante el Año Dual México-Reino Unido 2015 y de la muestra Michael Landy. Santos vivientes, José Luis Ruvalcaba hizo énfasis en que las nuevas generaciones se interesen en el estudio del cruce entre ciencia y humanidades para la formación de profesionales en esta área.