Teoría Unificadora Parte II CF Nº 106

Autora: María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL

La Teoría Unificadora

Segunda Parte Número: 106

La revolución científica

Como ya mencionamos en la primera parte de esta nota, Edward Witten unificó las cinco teorías que había hasta el momento sobre las cuerdas, considerando que en realidad no estaba ante cinco teorías diferentes sino ante miradas distintas del mismo problema. Así, fue eliminando poco a poco cada versión y elaborando una única mirada llamada la teoría M.

Esta Unificación revolucionó al mundo de la ciencia, ya que significa un avance importantísimo de la Física teórica.

El desarrollo del cuerpo matemático de la teoría M necesita de 11 dimensiones es decir las cuatro ya conocidas por todos: largo, ancho, alto y tiempo y 7 dimensiones más, Esta es la única manera que la Teoría Unificada puede tener sentido, de modo que el universo que ella explica es muy diferente, al que percibimos con nuestros sentidos adaptados a la tridimensionalidad, Todo es mucho más complejo de lo concebido hasta ahora por la mayoría de los seres humanos comunes y aún por los mismos científicos porque resulta muy difícil imaginarse las dimensiones restantes.


Nuestro Universo podría ser una membrana (Brane) que se encuentra a su vez en un espacio mayor, que es multidimensional, es decir, aparentemente existirían Universos Paralelos que se influenciarían unos a otros y uno de ellos sería el nuestro.
Las Leyes de la Física que rigen a cada uno de los Universos mencionados, son desconocidas hasta ahora y se cree que no tienen porque ser iguales a las leyes que nos rigen, de modo que la Teoría M abre un mundo muy inquietante, en donde se nos plantean muchísimas más incógnitas. Encontrar la teoría unificadora no marca un fin, sino el comienzo de la búsqueda de otras teorías que sean capaces de aclarar múltiples misterios.

¡El hombre es mucho más pequeño de lo que se piensa y tiene un largo camino por recorrer!

El hecho de que no podamos ver los otros Universos tiene que ver con que las partículas que nos conforman no son capaces de salir de la membrana que nos está conteniendo, además de que no poseemos sentidos preparados para poder captarlos.

Recordemos lo que ya mencionamos en la nota de Ciencia Fácil denominada “Un nuevo paradigma”:
“Estos universos nos atraviesan y son imperceptibles, así como el mundo de los humanos es desconocido por el pez, ya que para éste los humanos son inexistentes pues sólo conoce su propio universo de experiencias y vive en su propia dimensión.”

El misterio de la gravedad…
La gravedad es una de las fuerzas de la naturaleza que en nuestro mundo no es tan difícil de vencer, cuando levantamos un brazo, cuando saltamos, cuando recogemos un objeto del suelo, la estamos venciendo, de modo que se manifiesta como una fuerza débil de largo alcance, ya que se expresa en todo el universo.
Qué pasaría si pensamos que la gravedad en realidad no es tan débil, sino que sólo se manifiesta como tal en este mundo a pesar de ser una poderosa fuerza.
La causa de ello podría explicarse pensando que cierta energía de la gravedad es capaz de escaparse de esta membrana, o sea, liberarse y dirigirse hacia otra. Según la teoría M las cuerdas (tipo de energía) tienen cierta forma, y de ella depende que puedan o no escaparse de nuestra membrana. Si toda la materia de nuestro Universo estaría formada por un tipo de Cuerdas (Energía) cuyos extremos están en contacto permanente con la membrana universal, estás no podrían liberarse de ella y quedarían atrapadas en forma permanente, la existencia de una cuerda cerrada en si misma, permitiría la escapatoria, este tipo de cuerda, sería la que constituye la gravedad. Se supone que el gravitón (partícula responsable de la transmisión de la fuerza gravitatoria), que hasta ahora no se ha podido detectar en los aceleradores de partículas que poseemos, es una cuerda cerrada capaz de escaparse de la membrana en donde todos estamos retenidos, este escape es lo que hace que la fuerza de gravedad parezca más débil de lo que en realmente es. Esto hace que las ondas gravitacionales sean las responsables de comunicar los diferentes universos paralelos que hasta ahora desconocemos.

El Big Bang es una teoría que supone que el Universo nace de una primera explosión originada en una partícula súper masiva, esa explosión aparentemente generó innumerables Energías que ampliaron el tejido espacial. El inconveniente de esta teoría es que en un punto súper masivo las Leyes de la Física colapsan, pero esto, no nos tiene que sorprender, porque los agujeros negros existen y en su singularidad también colapsan las Leyes de nuestro mundo.

Recordemos lo mencionado en la nota de singularidad:
“Los agujeros negros son un fenómeno más que interesante ya que no son explicables con las Leyes que hasta ahora conocemos, de modo que plantean un desafío de conocimiento y una enorme curiosidad científica.

En una singularidad la curvatura del espacio se hace infinita y en consecuencia densidad de la materia también es infinita.
La singularidad al no poder ser explicada por Leyes de la Física resulta ser, aparentemente, una falla de la teoría de la relatividad.
En un agujero negro la materia se comprimiría al máximo y sería inimaginablemente pequeña, con una densidad enormemente grande que se encontraría en el “fondo” del agujero, un punto en donde la materia cae, desaparece y no retorna al lugar original. La luz tampoco puede escapar de una singularidad, porque la fuerza de gravedad es tan grande que la retiene.”

La teoría del Big Bang aún no está comprobada científicamente, tampoco la Teoría M pues así es el método científico, recién va a dejar de ser un conocimiento teórico cuando empíricamente se pueda demostrar.
Estos múltiples situaciones problemáticas, parece que están en camino de solucionarse en el gran experimento que se va a realizar en el acelerador del CERN, no sabemos si es realmente el momento o es una teoría que se ha adelantado a nuestros tiempos y aún no estamos lo suficientemente preparados para su comprensión, lo cierto es que el Cuerpo Matemático está hermosamente armado y que debemos tener la paciencia o darnos el tiempo para verificarlo.

Es importante que la ambición humana no supere la razón, ya que estos descubrimientos deberían estar al servicio del bien de la humanidad y no se deben forzar por el ansia del poder que implica ser el primer descubridor.

La ciencia debe estar subordinada al servicio de la Humanidad y nunca al poder que representa la posesión del Conocimiento.

Teoría Unificadora CF Nº 105

Autora: María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL  N° 105

La Teoría Unificadora
Primera parte

 Los últimos 20 años de la vida de Einstein estuvieron dedicados a encontrar una teoría que fuese capaz de explicar el Universo y a la vez el Átomo.Que funcionara tanto en el microcosmos como en  el macro cosmos.

Hasta ese momento, el Universo se explicaba a través las Leyes de la Relatividad General, se introduce el concepto del tiempo como cuarta dimensión y de un espacio que se curva y lo modifica.
El átomo se comprende mediante la teoría cuántica, donde predomina el principio de incertidumbre. Toda medición que se quiere hacer en él, siempre afecta los resultados.no hay datos certeros, solo probabilidades de encontrar a un electrón, no certeza. El estado es caótico y no predecible.La teoría de la relatividad es inconsistente con la teoría cuántica.

Si el Universo es uno, debería poder explicarse con una única teoría. Einstein trató de encontrarla, pero el tiempo de vida, no le alcanzó. Un seguidor de este maestro terminará lo que él no pudo lograr.En la ciencia las investigaciones llevan tanto tiempo que una vida no alcanza para concluir y es otro u otros los que terminan ciertas investigaciones.

Los físicos teóricos a partir de las  ideas de Einstein, continuaron con el mismo deseo, y se propusieron encontrar la teoría unificada, Mientras exista una contradicción entre la teoría relativista y la cuántica ninguna de las dos es apropiada para describir al Universo, porque ambas se contradicen.

La Teoría de Cuerdas es un intento para explicar la composición de la materia y del Universo. Se supone en ella que la materia no estaría formada por partículas sino por cuerdas energéticas vibrantes, esta teoría necesita de 10 dimensiones, las cuatro que conocemos (largo, ancho, alto y tiempo) y seis más, habla de la existencia de Universos paralelos que no somos capaces de percibir por la limitación de nuestros sentidos tridimensionales pero de los cuales recibimos influencia..
El cuerpo matemático que la sustenta se basa en la existencia de estas dimensiones y por supuesto, va a dejar de ser teoría cuando haya experimentos que la respalden. ¡Así es el método Científico!, mientras tanto es sólo un pensamiento que raya casi en lo filosófico.Plantea,  un Universo muchísimo más inquietante que el que conocemos hasta ahora. Un Universo incomprendido caótico y misterioso que supera todo lo conocido hasta el momento.

En un principio hubo cinco versiones de esta teoría, resultaba bastante frustrante porque al haber cinco, no hay criterio único para defenderlas.Ninguna de ellas resultaría válida.

¿Qué Predice?

Predice el concepto de que quizás vivamos en una membrana tridimensional, dentro de un Universo multidimensional, que existiría la posibilidad de la presencia de otros Universos paralelos a esa membrana, imperceptibles a nuestros ojos en donde  se encontrarían   las restantes dimensiones. Estas influyen pero no son percibidas.

¿El tiempo y el espacio?

Podríamos controlar espacio y tiempo. El pasado, presente y futuro serían simultáneos y quizás nos pudiésemos trasladar de uno a otro punto del espacio y del tiempo.Aquello que adelanta la Ciencia ficción sería posible. No existe en la actualidad la tecnología para poder verificar experimentalmente lo dicho, pero al estudiar los agujeros negros, las singularidades y los agujeros gusanos, la matemática de alguna manera lo hace posible.La existencia de agujeros negros está comprobada científicamente y la física que conocemos en nuestro mundo tridimensional en ellos no funciona.

La Teoría de Cuerdas expresa que todo en el Universo está formado por unos hilos de energía llamados cuerdas. Está fuertemente apoyada por un grupo de físicos teóricos. La concepción del Universo cambia rotundamente e incluso podríamos elucubrar conceptos filosóficos religiosos relacionados con esta concepción universal diferente.La multidimensionalidad y la incomprensión de la misma abre incógnitas existenciales y el hombre debería plantearse humildemente su incapacidad para la explicación de ciertos fenómenos.

Si en un espacio curvado sobre sí mismo, admitimos la existencia de los agujeros de gusanos estos podrían   conectar diferentes partes como si fuesen túneles con entrada en un universo y salida otro.
El viaje a través de un agujero sería el medio de trasladarnos en el espacio, en el mínimo tiempo, pero los agujeros de gusano sólo podrían darse con el rasgado del tejido espacial, que la Teoría de la Relatividad General, no lo tiene en cuenta.

La teoría de cuerdas toma fuerza hace veinticinco años atrás, pero tuvo períodos en que fue dejada totalmente de lado.A través de ella se tendría la posibilidad de explicar la composición de la materia y de unificar las fuerzas de la naturaleza desde el micro al macro cosmos.

Edward Witten el sucesor vivo de Einstein, en 1995, en la Conferencia anual de la Universidad del Sur de California, muy sencillamente y con la humildad de los grandes, unificó las cinco teorías existentes en una sola dejando un cuerpo matemático de lujo que llamó Teoría M., Esto estremeció al mundo de los físicos teóricos que lo siguen. Para Witten en realidad no existían cinco teorías sino que sólo eran cinco variantes del mismo concepto que logró unificar.
Puede ser la punta de un iceberg y el comienzo de un nuevo paradigma de la física.

¿Qué hubiese pasado si en los años 50 nos planteaban el concepto de Internet?

El misterioso tiempo CF Nº 104

Autora: María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL

El misterioso tiempo. Número: 104En nuestra vida cotidiana estamos acostumbrados a ver todo lo que nos rodea, a lo largo, a lo ancho y a lo alto. Los cuerpos tienen volumen y nuestro movimiento es tridimensional.
Cuando vamos al cine, la película da apariencia de volúmenes, pero en realidad, sus personajes se mueven en largo y alto y no pueden salir de la pantalla, es decir, están en un mundo de dos dimensiones.

En este mundo de volúmenes, ¿qué pasa con el tiempo?

El tiempo sólo pasa, es decir transcurre aparentemente en forma independiente del lugar en donde nos encontramos y las diferencias sólo son motivadas por ubicación geográfica, pero en el infinito universo y de acuerdo con la ley de la relatividad general, el tiempo constituye la cuarta dimensión y está ligado a las otras tres.

Recordemos la nota de relatividad general en donde hablábamos del tiempo. Allí expresábamos lo siguiente:

“¿Qué es el tiempo?"

Considera Einstein que poseemos un concepto psicológico del tiempo que tiene que ver con el recordar hechos y ubicarlos en forma ordenada.
La relatividad introduce un concepto diferente de tiempo, se pierde la independencia del mismo, y éste constituye una cuarta dimensión que varía con la posición, la velocidad del punto donde se encuentra el reloj y con el sistema de referencia desde donde tomemos las medidas.”

“El espacio no es un absoluto independiente sino que esta íntimamente relacionado con el tiempo y las masas que contiene. No hay quietud, sino movimiento continuo, no existen los cuerpos rígidos, sólo encontramos moluscos de referencia porque sus formas van variando según la velocidad y el sentido en que se muevan.”

De modo que aquello que en este planeta medimos con relojes, y aparentemente es algo que avanza para todos igual, no es así en el espacio. El tiempo se distorsiona según el lugar del espacio en donde nos encontremos. Si hiciésemos una excursión a través del Universo, el tiempo cambiaría según el recorrido que eligiéramos. Esto por supuesto ya está comprobado científicamente, pues los relojes atómicos de los satélites que nos orbitan, marcan tiempos diferentes según la trayectoria que recorran.

En una singularidad (agujero negro) el tiempo aparentemente no transcurre ya que la gravedad infinita no lo permite.
Aparentemente antes del Big Bang el tiempo no existía de modo que nace, con la energía y no hubo un antes, sino que sólo podemos hablar de un comienzo.
El hombre posee una mente adaptada a tres dimensiones y por esta razón le resulta difícil de comprender estas cuestiones. Podemos estar seguros que la realidad que se percibe desde este pequeño punto del Universo,el planeta Tierra, no es “LA REALIDAD”, sólo es una percepción distorsionada por nuestros sentidos de la Verdad del Universo que hasta ahora no nos es totalmente conocida y todavía queda un largo camino por recorrer para poder comprenderla.

Recordemos la Nota de materia y energía que decía:
“El núcleo del átomo es el único que posee masa, es decir que tiene peso, y éste en relación con el tamaño atómico es 1840 veces menor. Dibujemos un punto de 1cm de diámetro dentro de una enorme esfera de 18 metros y medio y eso nos dará la idea de la relación de tamaño entre el núcleo y el átomo. Lo único que pesa, es decir, que posee materia, es ese núcleo y el resto de la esfera es espacio vació en donde se encuentran girando los electrones (energía eléctrica negativa) que compensa la carga positiva nuclear.”

“Es decir que el átomo prácticamente es espacio vació”, y no olvidemos que nosotros estamos formados por átomos.
Si pudiésemos condensar a un ser humano en sus núcleos (única materia) tendríamos un cubito de aproximadamente 1cm de lado, con el peso que esa persona tenía antes de ser comprimido. Por lo tanto no somos tan materiales como parecemos. Podríamos agregar que como la materia puede ser transformada en energía (E = m .c2) según la Ecuación de Einsten ese cubito podría desaparecer generando una enorme cantidad de energía nuclear.”

“Por lo tanto es momento de preguntarse
¿Existe realmente la materia tal como nuestros sentidos la conciben?”

Como vemos nuestros sentidos nos engañan, para la comprensión de todo lo que nos rodea y también en la comprensión de lo que llamamos tiempo.
La teoría del todo, que aún no ha dejado de ser Teoría propone 11(once) dimensiones más para poder explicar la existencia del Universo y nuestra mente, ya en este punto eclosiona porque no estamos preparados para pensar en ello.

La Ciencia avanza porque la inteligencia humana es muy poderosa y descubre de a poco lo que está desde hace más de 15000 millones de años. El Hombre debería aceptar a medida que avanza en sus descubrimientos su pequeñez ante las verdades Universales que aún desconoce.

Antimateria CF Nº 103

Autora: María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL Número: 103

Antimateria.
Otro misterio del Universo…

La antimateria está formada por lo que se denominan antipartículas. Mientras el protón es positivo, el antiprotón es negativo, la antipartícula del electrón es el positrón o electrón positivo y la antipartícula del neutrón es otro neutrón pero con giro contrario. Su campo magnético está invertido.

A través de la historia muchísimas veces el hombre ha usado materiales que les eran totalmente desconocidos y recién a lo largo del tiempo fue explicándose muchos misterios.
Actualmente la ciencia manipula la antimateria, la trabaja, la crea y existe cierta tecnología de aplicación, pero aún sigue siendo una incógnita que la física intenta develar.
Existe una gran intriga y discusión sobre la presencia de antimateria en el Universo, se detecta muy poca cantidad de ella. Si bien teóricamente se cree que deberían existir iguales cantidades de materia y antimateria, todavía queda por explicar la falta de antimateria en el universo actual.

Algunas teorías dicen que esto se debe a una pequeña diferencia en las condiciones iniciales del Big Bang que fue generando la gran diferencia actual, mientras que otras dicen que el comportamiento de la materia y la antimateria no sería semejante, que esta diferencia ha motivado que la materia sobreviva, mientras que la antimateria no pudo hacerlo (Asimetría CP o fenómeno conocido como violación directa de paridad de carga (CP).)

La primera experimentación sobre antimateria se obtuvo en Brookhaven en 1965 donde se bombardeo un blanco de berilio (Be) produciéndose combinaciones de antiprotones y antineutrones. Desde esos primeros experimentos se han realizado muchos más y en todos se ha creado antimateria.

El Laboratorio Nacional de Brookhaven está ubicado en Long Island, Nueva York. En él se descubrió el quark "charm" (encanto), El anillo principal de este acelerador (RHIC) tiene un radio de 0.6 Km.
En forma simultánea, también se hizo el descubrimiento en el SLAC (.El Stanford Linear Accelerator Center) ubicado al sur de San Francisco. Es el acelerador lineal más largo del mundo y acelera electrones y positrones a lo largo de sus 2 millas de longitud, hacia varios blancos, anillos y detectores ubicados en su finalización.
El CDF es un experimento reciente en el que participaron más de 600 físicos de 60 Instituciones científicas de todo el mundo dirigido por el Prof. Christoph Paus del Massachusetts Institute of Technology (MIT) de Boston, con la participación de destacados científicos de renombre.
El equipo de investigación ha descubierto que algunas partículas subatómicas sufren transiciones espontáneas entre materia y antimateria. El hecho de que puedan transformarse una en otra podría dar una explicación de la asimetría actual.
Actualmente varios centros del mundo en el que participan muchísimos investigadores se encuentran estudiando el comportamiento de la materia y de la antimateria para poder ir dilucidando este gran misterio.
Se estableció una carrera competitiva en estos años entre Europa (CERN) y Estados Unidos (Fermilab) por lograr un mayor avance en estos descubrimientos.

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC). Es el experimento científico más grande y ambicioso que hayan intentado los seres humanos, y ya está puesto en marcha. No obstante esto la ambición del hombre continúa porque ya hay otros proyectos para generar nuevos aceleradores aún más poderosos.

Singularidad CF Nº 102

Autora: María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL Número: 102

Más sobre Agujeros negros.
Singularidad
En la nota anterior cuando mencionamos a los agujeros negros, como estados de densidad infinita dijimos que en esa zona, donde ni siquiera la luz puede escaparse se produce un estado de singularidad, es decir una región en donde las Leyes de la física no se cumplen y la matemática, que está a nuestro alcance tampoco puede explicar.
En una singularidad todo tiende a infinito, tanto la densidad de la materia como la curva del tiempo, la superficie y el espacio.
Como las leyes físicas necesitan expresarse por medio de un cuerpo matemático, hasta ahora no es posible explicar lo que en ella está sucediendo.
En una singularidad la curvatura del espacio se hace infinita y en consecuencia densidad de la materia también es infinita.
La singularidad al no poder ser explicada por Leyes de la Física resulta ser, aparentemente, una falla de la teoría de la relatividad.
En un agujero negro la materia se comprimiría al máximo y sería inimaginablemente pequeña, con una densidad enormemente grande que se encontraría en el “fondo” del agujero, un punto en donde la materia cae, desaparece y no retorna al lugar original. La luz tampoco puede escapar de una singularidad, porque la fuerza de gravedad es tan grande que la retiene.

Horizonte de sucesos Ampliemos ahora el mencionado horizonte de sucesos de la nota anterior.
Este es una superficie de forma esférica e imaginaria que rodea un agujero negro y para alejarnos del mismo deberíamos hacerlo a una velocidad mayor que la de la luz.
Las partículas del exterior que caen dentro de este horizonte no pueden salir pues para poder hacerlo, necesitarían superar la velocidad de la luz que según la teoría de la relatividad general es una constante máxima en el universo.
Ninguna partícula interior a este horizonte puede salir, se desconoce todo lo que sucede en el interior. Se sabe que traspasado el horizonte de sucesos, no hay retorno alguno.
Si el horizonte de sucesos no existiera la singularidad sería teóricamente visible y recibiría el nombre de singularidad desnuda.
Llamamos agujero negro súper masivo a aquel que posee miles de millones de masas solares y ya se cree y está confirmada que en el centro la Vía Láctea existe uno de ellos se cree que se formaron en los primeros instantes del Big Bang.
Ya existen mediciones que confirman la presencia de estos agujeros en el centro de muchas galaxias y que están muy distribuidos en todo el Universo.
Los agujeros negros son un fenómeno más que interesante ya que no son explicables con las Leyes que hasta ahora conocemos, de modo que plantean un desafío de conocimiento y una enorme curiosidad científica.
No son fáciles de detectar, se hacen invisibles justamente porque de ellos ni siquiera sale luz, pero por mediciones de la materia que los circunda se sabe de su presencia, o también por las explosiones que se generan con emisión de rayos X, cuando se devoran a alguna estrella que se les acerca. La materia alrededor de ellos muestra un movimiento giratorio muy rápido que sólo es posible si en el centro existe una gran concentración de materia.

El 18 de Febrero de 2004 dos observatorios de rayos-X que se encuentran en órbita, permitieron detectar y obtener la primera evidencia fuerte de un agujero negro súper-masivo en el mismo momento de consumir una porción de una estrella. El hecho fue capturado por los observatorios de rayos-X Chandra de la NASA y XXM-Newton de ESA, de modo que las hipótesis se comprobaron y dejó de ser teoría la existencia de estos agujeros. Se obtuvieron imágenes que las transmitió el satélite alemán Roentgens.

Agujeros negros CF Nº 101

Autor: María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL Número: 101
Agujeros negros.
Son estados de densidad infinita que reciben el nombre de agujeros negros.Según la teoría de la relatividad general, las estrellas de gran masa cuando agotan su combustible, colapsan sobre sí mismas, hasta alcanzar un estado de singularidad (zona del Universo donde no se cumplen las leyes clásicas) que significa infinita densidad, donde nada puede escaparse debido a un campo gravitatorio muy fuerte, ni siquiera la luz, de ahí el nombre de agujero negro, la frontera de este agujero recibe el nombre de horizonte de sucesos que sería una constante a través del tiempo.

El hecho es que las ecuaciones de la relatividad, que “hablan” de la curvatura espacio y tiempo con la distribución de la masa y la energía, no son capaces de predecir lo que sucede en una singularidad de modo que en algún punto está incompleta y por lo tanto se necesita de algo diferente para determinar el comienzo del Universo y la contracción de la materia bajo su propia gravedad. Hay ya datos y observaciones de la existencia de estos agujeros.

¿Los Pequeños Agujeros son inofensivos?
Para meditar…Según lo que Stephen Hawking expresó alrededor de 1974 que algunos agujeros, no son tan negros como parecen, porque emiten una cierta radiación, como si fueran cuerpos calientes y dijo que “la a predicción de radiación de los agujeros negros fue el primer resultado no trivial de la combinación de la relatividad general de Einstein con el principio cuántico”, es decir que une las teorías que hasta este momento no se habían podido unificar.

Se cree que existen estos agujeros, que no tienen origen en el colapso estelar sino que se encuentran en regiones del Universo donde hay mucha compresión de materia y que se formaron poco después del Big Bang que originó al Universo. Éstos, recibirían el nombre de Agujeros Negros Primordiales que a pesar de ser más pequeños que el núcleo del átomo, pesarían 1000 millones de toneladas.

Hawking en su Libro Agujeros Negros y Pequeños Universos” expresó:

“El estado final del agujero negro es independiente de que el cuerpo que se contrajo estuviera compuesto de materia o de antimateria, que fuese esférico o de forma muy irregular. En otras palabras, un agujero negro de una masa, momento angular y carga eléctrica determinados, podría haber surgido del colapso de cualquiera de las muchísimas configuraciones diferentes de la materia Y si no se tienen en cuenta los efectos cuánticos, el número de configuraciones sería desde luego infinito, puesto que el agujero negro pudo haber sido formado por el colapso de una nube de un número infinitamente grande de partículas de una masa infinitamente pequeña”.

Las propiedades de estos agujeros son variadas y según James M. Bardeen, de la Universidad de Washington y Brandom Carter, que trabajan en el Observatorio de Meuden, y el mismo Hawking enunciaron que:

Ø Si dos agujeros negros chocan y se funden en uno solo, el área del horizonte de sucesos alrededor del agujero negro resultante será superior a la suma de las áreas de los horizontes de sucesos de los agujeros negros originales.
Ø Cuando cambia la masa de un agujero negro cambiará el área del Horizonte de sucesos.
Ø El estado final del agujero negro es independiente del cuerpo que lo formó. Es decir, un agujero negro de una masa, momento angular y carga eléctrica determinados, podría haber surgido del colapso de cualquiera de las muchísimas configuraciones diferentes de la materia.
Ø Estos agujeros pequeños pueden emitir energía. Un agujero negro del tamaño menor que un protón, puede tener una masa de mil millones de toneladas, y alcanzaría una temperatura de unos 120.000 millones de grados Kelvin es decir, 119.727 grados Centígrados. que corresponde a una energía de unos diez millones de electrón voltios.
Ø Un agujero negro primordial liberaría energía al ritmo de seis mil megavatios, equivalente a la producción de seis grandes centrales nucleares.
Ø A medida que un agujero negro emite partículas, disminuyen constantemente su masa y su tamaño, lo que facilita la escapada de más partículas y así la emisión proseguirá hasta que desaparezca y esto lleva miles de años.
Ø La etapa final de la desaparición de un agujero negro puede desarrollarse con tal rapidez que acabaría en una tremenda de explosión. La intensidad de esta dependerá del número de especies diferentes de partículas elementales que contenga.

De ahí que la observación de la explosión de un agujero negro proporcionaría a la física de partículas elementales una información importantísima, que, tal vez, no sea accesible de otro modo. El Big Bang es semejante a la explosión de un agujero negro pero en mucha mayor escala, por ello la detección de las partículas que emiten los agujeros negros lleva a la comprensión de la creación del Universo. En un agujero negro la materia se contrae y desaparece para siempre, pero en su lugar se crea nueva materia.

La hormona de la Noche CF Nº 100

Autora: María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL Número: 100

Bioquímica, la química de la vida.
Hablemos de Hormonas XV
La hormona de la noche
Glándula Pineal
Esta glándula está situada en la fosa pineal, en la parte posterior del cerebro y hacia el centro del mismo, mide apenas 5 milímetros de diámetro. Se denomina tercer ojo o epífisis.

Segrega una hormona llamada melatonina que también es producida en mínima cantidad por las células de la retina (tejido foco receptor de ojo).
Esta hormona se libera durante la noche, su máximo valor hacia la mitad de la noche y en la segunda mitad disminuye y se suprime su secreción por la presencia de luz intensa.
Es regulada por ciclos circadianos o biológicos que se dan en el organismo vivo, en el tiempo. Estos ciclos tienen variaciones rítmicas que como por ejemplo la tasa de metabolismo, la temperatura, el sueño, la secreción de ciertas hormonas, las floraciones, etc y están asociados con el cambio del medio ambiente.

Parece que esta glándula es la que regula todos estos relojes biológicos a través de su hormona, la melatonina. Se encontraron receptores de esta hormona en varias partes del cerebro y una buena concentración en el núcleo supraquiasmático (NSQ), o grupo de neuronas del hipotálamo medio que tiene relación con la regulación de los ciclos biológicos mencionados. El núcleo supraquiasmático recibe a través del ojo información sobre la presencia de la luz y transmite esta información a la glándula pineal que segrega la hormona en abundancia en períodos de oscuridad

A esta hormona se le adjudican algunas funciones probadas sobre animales y no totalmente verificadas en humanos como
Ø La regulación del sueño
Ø El antienvejecimiento
Ø La activación sexual
Ø Protección del sistema inmune
Ø Actúa sobre el sistema nervioso.
Ø Reduce el daño de los tejidos

Se puede afirmar que su secreción tiene relación con la luz y la oscuridad y que regula ciclos biológicos y la molécula tiene poderosa capacidad antioxidante y protectora del ADN nuclear y de las mitocondrias.

Algo más sobre ritmos biológicos.
Esto ritmos son:
Ø Internos
Ø En general tiene un período de 24 horas
Ø No varían demasiado con la temperatura
Ø Se suelen desorganizar con la presencia de luz brillante
Ø El período de los mismos varía de las especies diurnas a las nocturnas.


La melatonina es una hormona que induce el sueño de los animales diurnos y pone en acción a los nocturnos.
Se cree que la alteración de estos ritmos en forma persistente perjudica la salud y se ha comprobado que si determinadas terapéuticas se aplican en relación con estos ritmos muchas veces resultan más beneficiosas.

El cuerpo humano lleva en sí la inteligencia de la Naturaleza, sepamos valorarlo.

Los testículos y sus hormonas CF Nº 99

Autora: María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL Número: 99

Bioquímica, la química de la vida.
Hablemos de Hormonas XIV

Testículos
La principal hormona que estos segregan es la Tetosterona que se forma en las células de Leydig a partir del colesterol. La testosterona es necesaria para el normal desarrollo de los genitales externos masculinos. Durante el primer trimestre de la vida fetal. Si la síntesis fetal de andrógenos es insuficiente, por un error enzimático congénito o por defectos del receptor, las apariencias externas pueden ser femeninas o ambiguas dando origen a los llamados pseudohermafroditas. Los hermafroditas tienen ovario y testículo.
Un adulto normal produce de 4 a 12 mg de esta hormona por día.
La hormona es transportada por la sangre ligada a proteínas entre ellas a la albúmina y sólo una pequeña parte pasa en forma libre.

En resumen la tetosterona

Ø Promueve el crecimiento del escroto, pene y glándulas secretorias sexuales.

Ø Aumenta el peso y crecimiento de los testículos.

Ø Estimula la espermatogénesis en los túmulos seminíferos.

Ø Madura de la espermátide ya que es andrógenos sensibles.

Ø Completa las características del semen.
.
Ø Incrementa la líbido.

Ø Influye sobre las características sexuales secundarias masculinas como:
o Aumento de masa muscular.
o Proliferación de las glándulas sebáceas.
o Engrosamiento de la piel.
o Engrosamiento de la voz por hipertrofia de la laringe.
o Distribución del bello en pubis, tronco, extremidades y en la barba.
o Aumento de la estatura por crecimiento de los huesos.
o Comportamiento agresivo y vigor físico.
o Aumento de la retención de fósforo, potasio, sodio, cloro y agua.
o Aumento de la síntesis de proteínas.


Su secreción es activada por los factores hipofisiarios LH y FSH y cuando el nivel de la testosterona aumenta en sangre se produce un efecto inhibidor de los factores para mantener el equilibrio.

Su nivel en sangre
En la prepubertad la secreción de esta hormona es mínima, con el aumento de LH y FSH se incrementa la secreción y esto provoca el aumento de tamaño de los testículos y estimula el crecimiento, el número de células de Leydig aumenta y la concentración plasmática de testosterona aumenta en forma progresiva.

La Hormona se transforma
Ø El 8 por ciento de esta hormona a su vez se transforma en los testículos y en las células intersticiales en dehidrotetosterona (DTH) que es una hormona mucho más activa que la testosterona por lo que a la misma se la considera una pro hormona. Se cree que una acumulación de esta hormona en los folículos pilosos es a cause de la calvicie hereditaria.
Ø Otra parte se transforma en estrógenos que en el hombre modifican el metabolismo de testosterona, ya que aumentan la síntesis de TEBG (globulina transportadora de estrógeno y testosterona) con lo que disminuye la concentración de testosterona libre y, por tanto, la dihidrotestosterona disponible. Al parecer los estrógenos inhiben la conversión de testosterona a dihidrotestosterona.
Ø Otra de las transformaciones es producir androsterona. Una hormona anabolizante en forma natura. Sus preparados artificiales resultan perjudiciales para la salud.
Ø Otra es la transformación a etiocolanolona se cree que regula la temperatura corporal.

Ampliemos el vocabulario

Célula de Leydig: están localizadas en el testículo. Entre los distintos túbulos productores de semen existe un tejido con vasos sanguíneos que será donde se encuentran estas células
Albúmina: proteina sinttizada en el higado , y componente principal del plasma, es el componenete más importante para mantener la distribución correcta de los líquidos corporales intravascular y estravascular

Espermatogénesis: mecanismo bioquímico encargado de la producción de espermatozoides.
Espermátide: célula germinal masculina derivada del espermatocito secundario que se transformará en espermatozoide.

Libido: es considerada la energía que regula las pulsiones sexuales. Desde un punto de vista más amplio es la energía vital o productiva que posee el ser vivo.

A medida que avanzamos, nuestro asombro es mayor y mayor debería ser el respeto hacia la vida que nos sostiene.

los Ovarios CF Nº 98

Autora: María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL Número: 98
Bioquímica, la química de la vida.
Hablemos de Hormonas XIII


Ovarios
Las principales hormonas que estas glándulas segregan son reguladas por las gonadotropinas de la hipófisis como el factor luteinizante (LH) y el folículo estimulante (FSH)

Los ovarios segregan:

Ø Hormonas foliculares: son estrógenos como el estradiol y la estrona que se transforman uno en otro.
1. Propician el crecimiento de todos los componentes del aparato genital femenino preparando a las mucosas para la gestación.
2. Refuerzan los caracteres secundarios femeninos.
3. Aumentan la captación de agua, aminoácidos, sodio y glucosa en los órganos del aparato genital.
4. favorecen al crecimiento de los huesos.
5. Inhiben la actividad de los osteoclastos.
6. Aumentan los niveles de HDL.
Ø Progesterona: la segrega principalmente el cuerpo lúteo que se forma a partir del folículo durante la ovulación.
Esta hormona
1. prepara al útero para la gestación.
2. disminuye la acción de los estrógenos.
3. Actúa sobre las glándulas mamarias
4. Suspende la ovulación y la menstruación durante el embarazo

Ø Androstenediona: es una hormona segregada en mayor proporción en el varón por los testículos, pero no está ausente en el sexo femenino. Se piensa que actúa sobre el sistema nervioso. No posee una actividad androgénica muy marcada.
Ø Testosterona: las mujeres producen esta hormona en cantidad mucho menor que los hombres, cumple funciones en el bienestar general y regulan la atracción sexual
Ø Relaxina: inhibe la movilidad del útero durante el embarazo, relajándolo. Se segrega en el cuerpo lúteo.
Ø Activina regula la acción de la inhibina pues tiene propiedades opuestas a ésta. A su vez es regulada por otra hormona llamada folistatina
Ø Inhibina: actúa sobre la secreción de la folículo estimulante FSH en la hipófisis

Los niveles de las hormonas femeninas en sangre son variables según el momento del mes en que la mujer se encuentre y están regulados como ya hemos visto en notas anteriores por las hormonas FSH y LH.

Durante la primera mitad del ciclo se estimula la maduración de los folículos.
Los niveles de hormonas alcanzan el máximo nivel en el momento de la ovulación.
Después de la ovulación la concentración de hormonas cae en forma muy brusca, el folículo que ya esa transformado en cuerpo lúteo, aumenta el nivel de progesterona y estrógenos.
Si no se produce la fecundación los niveles de estas hormonas comienzas a disminuir muy rápidamente y se produce la menstruación, renovándose nuevamente el ciclo,
Si se fecunda el óvulo se produce un aumento de progestágenos en la primera mitad del embarazo.
La placenta es otro órgano que permite mantener el nivel hormonal que beneficia al embarazo.
En la segunda mitad del embarazo aumentan rápidamente el nivel hormonal y el máximo nivel se produce alrededor del mes 6 (seis) y se mantiene a lo largo del embarazo cayendo en el momento del parto.

Mejoremos el Vocabulario
Osteoclastos: Células que degradan el tejido óseo.

HDL: es el colesterol que se suele denominar “colesterol bueno”

Folículo: agrupación de células en forma esférica que se encuentra dentro del ovario, suelen crecer y madurar para terminar en la ovulación. Aquellos maduros y visibles se denominan folículos de Graaf.

Actividad androgénica: actividad hormonal a través de la cual se intensifican los
Caracteres masculinos como el crecimiento de la musculatura, los huesos, el cambio de la voz, la agresividad, etc.

FSH: hormona folículo estimulante producida por el lóbulo anterior de la de la hipófisis. Tiene la función de estimular la maduración del folículo.

LH: hormona luteinizante en la mujer controla la maduración del folículo, la ovulación, la formación del cuerpo lúteo y el nivel de progesterona.

Placenta: órgano relacionado con el bebe y la madre y cubre las necesidades de nutrición, protección y respiración.

A medida que aumentamos el conocimiento de Nuestra Química más debemos maravillarnos de su perfección.

Autora: María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL Número: 97
Bioquímica, la química de la vida.
Hablemos de Hormonas XIIAparato digestivo
Las hormonas digestivas son péptidos que regulan las funciones gastrointestinales.
Actúan sobre la mucosa gástrica y sobre el intestino.
Estas se encuentran distribuidas por toda la zona intestinal y absorbidas por las mucosas.

Mencionaremos las siguientes hormonas:


Ø Gastrina: Producida por la región astral de la mucosa gástrica. Su función es estimular la contracción estomacal y facilitar el vaciado del estómago.
Propicia la producción de ácido clorhídrico y la síntesis proteica.

Ø Secretina: Producida por las mucosas del duodeno y el yeyuno. Cuando en el duodeno se encuentra presente el quimo ácido se libera la hormona a la sangre. Estimula la secreción del jugo pancreático que es rico en bicarbonato de modo que neutraliza el quimo ácido que llega al intestino.
Retarda el vaciamiento del contenido gástrico e inhibe la secreción de ácido.

Ø Colecistoquinina (CKK): es sintetizada por las neuronas entéricas y por la mucosa del duodeno y yeyuno. Posee múltiples formas y su secreción es estimulada por la presencia de grasas y proteínas, aminoácidos y la deprimen las sales biliares en el duodeno. Su función es favorecer la contracción de la vesícula y la relajación del esfínter de Oddi


Ø Enteroglucagón: la producen las células del intestino a través de una molécula precursora que al romperse segrega a la hormona. Estimula el crecimiento de la mucosa gástrica protegiendo de este modo al estómago, disminuye la secreción de ácido clorhídrico y retarda el vaciamiento estomacal.


Ø Péptido intestinal vasoactivo (VIP): se produce en diferentes tipos de neuronas intestinales, en cerebro, médula, pulmones, intestino, en glándulas de secreción interna y en el tracto urogenital. Regula la secreción pancreática y la movilidad de la musculatura lisa. Modifica el flujo sanguíneo y es relajante del músculo liso del intestino. Se encuentran receptores de esta hormona distribuidos en vesículas, linfocitos, parótidas, arteriolas, intestino, hepatocitos, colon, páncreas, parótidas

Ampliemos el vocabulario
Pépticos: son moléculas parecidas a las proteínas pero de menor tamaño, están formadas por varios aminoácidos. Para ampliar el concepto leer la nota de Ciencia Fácil de Proteínas.

Mucosa gástrica: se trata de una sustancia o mucus protector del sistema gástrico, es una entidad que funciona como protectora contra la acidez y otros factores agresivos.

Duodeno: tubo hueco que conecta el estómago con el yeyuno.

Yeyuno: primer parte del intestino delgado que tiene la función de asimilar ciertos alimentos como azucares, proteínas y grasas, se encuentra a continuación del duodeno y antes que el ileon.

Ileón: Porción de cuatro metros (4m) de largo que se encuentra después del yeyuno. En él se absorben la vitamina B12 y las sales biliares.

Sales Biliares: son sales de sodio y potasio que tiene la función de romper emulsiones intestinales que producen las grasas. Favorecen la entrada de agua al intestino y la transformación de los alimentos.

Quimo ácido: masa pastosa que se forma en el estómago por la acción de los químicos y otras moléculas que intervienen en el proceso digestivo. Su carácter ácido se lo dá el ácido clorhídrico estomacal.

Neuronas entéricas: son parte del sistema nervioso autónomo que regulan el funcionamiento inconsciente s del aparato digestivo.

Hepatocitos: células que pertenecen al hígado.

Jugo pancreático: jugo que vuelca el páncreas a través del colédoco (conducto que une al páncreas con el duodeno) en la segunda porción del duodeno. Esta formado por fermentos que ayudan a la asimilación de los hidratos de carbono, las grasas.

Esfínter de Oddi (EO) : aparato muscular liso que regula la secreción bilis y de jugo pancreático hacia el duodeno.

Eicosanoides CF Nº 96

Autora: María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL Número: 96

Bioquímica, la química de la vida.
Hablemos de Hormonas XI

Eicosanoides

Son segregados por casi todas las células de los mamíferos excepto los glóbulos rojos.
Estas hormonas actúan en el mismo lugar donde se segregan o en el entorno próximo (autocoides).
Se dividen en:
Ø Prostaglandinas (PG)
Ø Tromboxanos (TX)
Ø Prostaciclinas (PGl)
Ø Leucotrienros (LT)

A su vez cada una de las clasificaciones tienen diferentes componentes según varíen algunos aminoácidos (ver notas de proteínas) de la estructura de cada molécula.

Sus efectos son amplísimos y actúan en todos los sistemas, a pesar que no son tan populares como otras hormonas.

Aparato respiratorio
En el aparato respiratorio la mayoría de los eicosanoides actúan como vaso constrictores Los leucotrienos son los más potentes producen 1000 veces mas contracción que la histamina (amina que interviene en los procesos inmunológicos). La presencia elevada de tromboxanos es el principal factor de los ataques asmáticos, de modo que se desarrollan medicamentos inhibidores de esas moléculas para el tratamieno del asma o para algunos procesos bronquiales.

Aparato reproductor
La prostaglandina (PGF 2α) es el causante de la iniciación del parto porque estimula las contracciones uterinas. La oxitoxina recién colabora en los estadios siguientes.
Las prostaglandinas (PG) inducen el proceso de ovulación y se necesitan para facilitar la ruptura del folículo.

Inflamación
Los procesos inflamatorios en general se producen por la presencia de un agente externo que el organismo detecta como enemigo y de alguna manera genera la inflamación para deshacerse del mismo.
Las heridas y los golpes también están acompañados de un proceso inflamatorio que facilita la llegada de mayor cantidad de sangre al lugar, de modo que así se favorece la cicatrización y la llegada de leucocitos al lugar para evitar la infección. No debemos olvidar que el proceso inflamatorio es un mecanismo de defensa del organismo vivo.
Las PGE y los leucotrienos (LT) favorecen la iniciación del proceso inflamatorio.
Procesos inflamatorios repetidos o exagerados, o el mismo estado de alergia se debe a una respuesta inmunológica (defensiva) excesiva del organismo ante agentes externos
Sistema Nervioso
Los prostaglandinas PGF facilitan la sinapsis mientras que las PGE 2 inhibe la neuro transmisión.
Aquí podemos inferir que a pesar de pertenecer al grupo de las prostaglandinas, una misma molécula, según el tipo de aminoácidos que posea en su estructura, puede actuar de forma diferente, de modo que no es correcto asignar propiedades generales a cada uno de los eicosanoides.

Sistema digestivo
Las prostaglandinas tienen acción sobre la acidez estomacal y la movilidad muscular del estómago, así como la perístalsis intestinal, pero dependerá del tipo de molécula que las acciones activen o disminuyan determinada función.
Es decir:
PGE y PGI inhiben la acidez estomacal y protegen las células del estómago por estimulación del mucus estomacal
PGE favorece la peristalsis en estómago e intestino relajando las fibras musculares.
PGF2α activa las contracciones musculares
PGI2 inhibe la movilidad de todas las fibras musculares del aparato gastrointestinal.

Otras pequeñas y maravillosas moléculas que regulan el perfecto equilibrio del organismo vivo y sano, compensando y actuando en cada momento en la justa medida y en forma sincronizada.

Ciencia fácil Nº 95 La glándula del Corazón

Autora: María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL Número: 95

Bioquímica, la química de la vida.
Hablemos de Hormonas X

El corazón
Este órgano es la bomba principal del organismo vivo que se encarga de distribuir la sangre oxigenada hacia los tejidos y enviar la sangre llena de dióxido de carbono (CO2) (carboxigenada) hacia los pulmones, para que la misma vuelva a oxigenarse.
Es el principal órgano del aparato circulatorio y su función es la distribución de la sangre a todos los tejidos para facilitar la respiración y la alimentación celular.
Cada célula del organismo recibe oxígeno de la sangre oxigenada y elimina dióxido de Carbono (CO2) que será transportado hacia los pulmones e intercambiado nuevamente por oxígeno, estableciéndose un circuito respiratorio en donde el corazón se encarga de que funcione a la velocidad y el ritmo más adecuado.
El corazón, posee cuatro cavidades: dos aurículas superiores derecha e izquierda y dos ventrículos también derecho izquierdo.
La sangre carboxigenada, (llena de dióxido de carbono) que proviene de los tejidos, entra por la vena cava a la aurícula derecha y de ahí al ventrículo derecho que la expele hacia los pulmones, llegando a ellos a través de la vena pulmonar, allí se libera el dióxido de carbono y se toma el oxígeno transformándose en sangre oxigenada que entrará en la aurícula izquierda a través de las venas pulmonares y luego al ventrículo izquierdo que la bombea a los tejidos por la arteria aorta, ramas arteriales y capilares.
De este modo cada célula del organismo vivo recibirá la provisión necesaria de oxígeno para mantenerse viva ademas de los alimentos que necesita para su nutricion.

¿Sabías esto?
En Las células del corazón, (miocitos) de las aurículas de los mamíferos, existen unos Gránulos que son semejantes a los que se acumulan en las glándulas endocrinas, de modo que el corazón se comporta como una glándula y produce un factor hormonal nutriurético atrial (FNA) que regula
Ø La excreción de agua y sodio de los riñones.
Ø El volumen del líquido extra celular.

Esta hormona es parte de una familia que poseen receptores nutriuréticos atriales en diferentes tejidos como:
Ø renal (riñones): estimulando la excreción de agua y sodio y aumentando el volumen de filtrado renal.
Ø vasal (vasos): relajando la musculatura y disminuyendo la presión y el gasto cardíaco
Ø adrenal (glándulas adrenales): inhibiendo la secreción de aldosterona,
Ø sistema nervioso: influyendo en las células cerebrales y regulando los niveles de sodio y potasio.

Los pacientes con insuficiencia cardíaca tienen los niveles de estas hormonas alterados y en consecuencia se alteran los diferentes equilibrios en donde las nutriuréticas influyen.

El cuerpo humano es una maravillosa obra de la evolución. Conociéndolo, deberíamos respetarlo y cuidarlo.

Paratiroides CF Nº 94

Autora: María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL Número: 94

Bioquímica, la química de la vida.
Hablemos de Hormonas IX

Paratiroides (PTH)
La glándula paratiroidea está formada por dos pares de glándulas localizadas por delante del cuello y por debajo de las glándulas tiroideas.
Esta glándula segrega la hormona paratiroidea (PTH), cuya secreción está regulada por la concentración del calcio (Ca++). Un aumento de la concentración de este mineral provoca una inhibición en la producción de la misma. En caso de que la concentración de calcio en sangre (calcemia) disminuya se activará la secreción de dicha hormona.
La glándula paratiroidea tiene en su superficie un sensor que detecta las pequeñas fluctuaciones del calcio que hará que aumente o disminuya la secreción hormonal.
Cuando concentración de calcio en sangre generalmente se mantiene dentro de los 10mg/dl no hay variaciones en la producción de hormona y se libera a un ritmo normal, pero apenas varían las concentraciones de calcio, variará la liberación de hormona paratiroidea.
Cuando la calcemia disminuye la liberación de la hormona aumenta rápidamente. El efecto acelerador máximo se alcanza cuando el calcio alcanza los 6mg/dl.
Igualmente cuando la concentración del mineral aumenta la segregación de la hormona disminuye. La máxima inhibición se produce cuando los niveles de calcio alcanzan 11mg/dl.
La principal función de la hormona es contribuir a mantener los niveles de calcio en el compartimiento extracelular de modo que actúa sobre:

Ø Huesos: movilizando el Calcio de los mismos y aumentando la salida hacia el líquido extracelular. Aumenta la producción de Citrato que favorece la disolución de los huesos
Ø Riñones: estimula la reabsorción de Calcio y aumenta la eliminación de fosfatos que se producen por la disolución de los huesos.
Ø Sobre el metabolismo de la vitamina D aumentando su síntesis ya que si recordamos las notas de Ciencia fácil de vitaminas, la vitamina D interviene:
1) En la absorción de fósforo (P) y Calcio (Ca++) en el intestino de modo que favorece el crecimiento tanto de huesos como de dientes.
2) En la protección del sistema inmunológico.
3) En la regulación de los niveles de Calcio (Ca++) que resulta esencial para que el sistema nervioso central y la musculatura funcionen correctamente. Evitando calambres y convulsiones.
4) En el crecimiento, evitando graves trastornos.

Ø Sobre intestinos: aumenta la absorción de Calcio en el mismo.

Es conveniente ampliar la nota recordando la acción del Calcio para el organismo vivo que habíamos descripto en las notas de Ciencia fácil sobre Nutrición
Recordemos que

El 99 % de este elemento se encuentra en los huesos y el resto dentro de la célula (Zona intracelular) y fuera de ella ( Zona intersticial) y entre los vasos sanguíneos ( Zona ínter vascular).
Los requerimientos alimentarios de calcio no son siempre iguales sino que dependen de la época en que estamos viviendo. Durante el crecimiento, embarazo y lactancia se necesita mayor ingesta diaria del mismo.
Por ejemplo:
Lactante de 350 mg a 550mg / día
Niños de 1 a 10 años 800mg / día
Pre y pospúberes 1200mg /día
Adultos 800mg por día
Embarazadas y en lactancia 1200 mg /día

En general después de los 45 años hay una caída del balance de calcio que se hace más notable en la mujer que en el hombre, esta caída generalmente es de un 5% cada 10 años y es la precursora de la ya famosa osteoporosis
Las sales de calcio forman parte de la estructura de los huesos.
Este mineral, interviene en múltiples reacciones metabólicas, incluyendo la excitabilidad nerviosa, regulación de hormonas y de enzimas y en la coagulación sanguina, también tiene la capacidad de bajar los niveles de colesterol en sangre.
Este elemento se puede encontrar dentro del organismo en forma libre, unido a proteínas o formando sales en los huesos.
La constancia del calcio libre da la idea de un buen equilibrio de la salud (homeostasis) ya que en el mantenimiento del mismo se involucran una serie de hormonas entre ellas las paratiroideas, las de crecimiento, las tiroideas, glucocorticoides y andrógenos que participan en la formación de los huesos, los estrógenos, la vitamina D y la calcitonina.
Los huesos representan un reservorio de calcio que en el caso de mala nutrición aportan el déficit, lógicamente en detrimento de la salud ósea.

La absorción de calcio (Ca++) depende de que haya una alimentación adecuada, cuando la dieta se empobrece, aumente la eficiencia de la absorción del mismo para compensar la deficiencia.
El contenido normal del calcio en plasma es de 10 mg /dl o (sea 100 mg /l) de los cuales 4,5 mg están unidos a proteínas y de los 5,5 mg restantes, 0,5mg está en forma de sales y 5 mg como calcio libre.
La absorción de calcio se produce en el intestino en la zona del duodeno principalmente y en la primera porción del yeyuno. Con una ingesta diaria de alrededor de 800mg a 900 mg se absorbe aproximadamente el 30 %. Hay factores dietarios que favorecen o entorpecen la absorción de este ión, una dieta demasiado abundante en grasas forma especies de jabones en el intestino que impide su absorción mientras que una dieta abundante en cítricos la mejora.
Se elimina por tres vías: materia fecal, orina y sudor.
La excreción es necesaria para mantener el balance de este ión y en un adulto normal se elimina aproximadamente 300 mg / día.
El déficit de calcio en plasma se denomina hipocalcemia y se puede deber a problemas de hipotiroidismo, renales, déficit de vitamina D o mala alimentación prolongada.
La hipocalcemia suele provocar tetania o contractura sostenida de la musculatura.
La hipercalcemia se suele dar por hipertiroidismo o bien como consecuencia de la presencia de algunos tumores malignos.

El sutil equilibrio está presente en todo el Universo y aún en nuestro organismo. Cuidémoslo y respetémoslo, tratando de no cometer excesos.

Tiroides C F Nº 93

Autora: María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL Número: 93

Bioquímica, la química de la vida.
Hablemos de Hormonas VIII


Tiroides

La glándula tiroides posee en su interior un líquido viscoso que contiene tiroglobulina que a su vez posee en su estructura las hormonas que la glándula segrega.

• Calcitonina
• Tetraiodo tironina (T4)
• Triiodo tironina (T3)

El yodo es un componente esencial en estas hormonas y el organismo vivo lo adquiere a través de la alimentación. La ingesta de iodo es necesaria para asegurar el buen funcionamiento de estas glándulas.
Las hormonas tiroideas se liberan con el factor estimulante TSH proveniente de la hipófisis.

Las T4 y T3 son transportadas en sangre unidas a proteínas especializadas para ello, una de ellas es la globulina fijadora de tiroxina que es una molécula que tiene afinidad con estas hormonas.
La T4 tiene una vida de 7 días en sangre mientras que la T3 vive sólo 1 día.
Estas hormonas poseen acciones importantísimas sobre toda célula del organismo vivo

Entre sus acciones podemos mencionar:

• Activan la síntesis de ARN mensajero, en consecuencia facilita la síntesis de proteínas y de numerosas enzimas.
• Promueven el crecimiento
• Aumentan la actividad de la bomba de sodio (Na+) y potasio (K+).
• Incrementan el consumo de oxígeno en tejidos.
• Aumentan el consumo de glucosa, lípidos y aminoácido.
• Disminuyen el colesterol plasmático.
• Estimulan el ingreso del calcio en el músculo
• Intervienen en el desarrollo del cerebro fetal y regulan el crecimiento, la diferenciación de las neuronas y la formación de la sinapsis.
• Intervienen en el crecimiento en forma crítica desde el sexto mes de gestación hasta los dos años de vida

La falta de hormonas o el déficit de las mismas recibe el nombre de hipotiroidismo y trae como consecuencias serias deficiencias en el metabolismo y en consecuencia en el crecimiento en general
Disminuyendo todas las funciones antes mencionadas.

Esta enfermedad se puede presentar por

• Factores genéticos que afectan algunas de las enzimas productoras de estas hormonas y generan el llamado cretinismo, que se acompañas con trastornos en el crecimiento o enanismo y retardo mental.
• Hipotiroidismo en la adultez con sintomatología de mixedema o engrosamiento de la piel
•  El aporte inadecuado de yoduros en la alimentación provoca el bocio endémico que se da en algunas regiones alejadas del mar donde los suelos y las aguas son pobres en este elemento (ver notas la tabla periódica en nuestro cuerpo).Se suele adicionar iodo a la sal común para eliminar el problema.
• Existe el hipotiroidismo auto inmune en donde el propio organismo segrega anticuerpos contra las glándulas tiroideas que inhiben su función.

El exceso de hormonas produce el hipertiroidismo

Se encuentra manifestado por

• El bocio hipertiroideo con agrandamiento glandular.
• Bocio tóxico que en general se debe a un exceso de hormona, generalmente provocado por una enfermedad autoinmune que genera anticuerpos que aumentan la actividad hormonal.

El Gran Laboratorio funciona con un equilibrio perfecto, es nuestro deber mantenerlo sano.

El Pancreas CF Nº 92

Autora: María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL Número: 92
Bioquímica, la química de la vida.
Hablemos de Hormonas VII


El PáncreasUna glándula importantísima que posee  células en su epitelio (superficie) que se denominan islotes de Langerhans, los responsables de segregar en el momento necesario las hormonas adecuadas.

Ø Células A segregan glucagón.
Ø Células B segregan insulina.
Ø Células D segregan somatoestatina y gastrina.
Ø Células F segregan polipéptido pancreático.

La insulina

La insulina, es la hormona que entre otras funciones, abre la puerta de entrada de la glucosa a las células para que ésta pueda ser usada como combustible por las mismas.
Los principales tejidos en donde esta actúa son el adiposo, el hepático y el muscular.
Cuando la glucosa aumente en sangre, se activa la segregación de insulina y ésta facilita su entrada en las células y el consumo de la misma a través de la activación de diferentes vías:

• La síntesis de glucógeno: polisacárido de la glucosa que actúa como reserva energética.
• La glucólisis: consumo de la glucosa por vía metabólica.
• Vía pentosa: consumo de la glucosa (molécula de 6 carbonos) para transformarse en pentosas ( molécula de 5 carbonos).
• La conversión de glucosa en ácidos grasos: consumo de la glucosa por la transformación en ácidos grasos.
• Oxidación de la glucosa: transformación de la glucosa en agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2).

Y la disminución de otras

• Glucógeno lisis: uso del polisacárido de reserva trasformándolo en glucosa.
• Gluconeogénesis: Formación de glucosa a través de otro tipo de moléculas.

Otras acciones
Entre otras acciones, la insulina:

• Disminuye la glucemia: concentración de glucosa en sangre.
• Disminuye la lipólisis: transformación de las grasas en otras moléculas.
• Disminuye la concentración de ácidos libres en el plasma.
• Disminuye la producción de Urea.
• Aumenta la síntesis de proteínas.
• Aumenta la captación de aminoácidos por los tejidos.
• Aumenta la lipogénesis (formación de moléculas de grasa) a partir de glucosa.
• Aumenta la actividad de la bomba de sodio (Na+ ) y potasio (K+).

La deficiencia de esta hormona trae como consecuencia la enfermedad tan conocida llamada diabetes mellitus.
El exceso de esta hormona produce hipoglucemia que trae como consecuencia pérdida de conciencia, convulsiones y hasta la muerte.

El glucagón

Esta hormona actúa sincronizada con la insulina y responde a los niveles de glucosa en sangre.
Un aumento de glucosa en sangre inhibe la secreción de glucagón y una disminución aumenta la secreción de éste.
Actúa sobre todo en el hígado y en el tejido adiposo y sus acciones son contrarias a las de la insulina, aumenta lo que ésta disminuye y viceversa.

Sometoestatinas

Es un factor que  segrega el hipotálamo y que inhibe la liberación de hormonas de crecimiento.
En el páncreas controla la liberación de la insulina y el glucagón.

Gastrina

Hormona estimulante de la secreción de ácido clorhídrico en el estómago.

Polipéptido Pancreático

Afecta a los procesos gastrointestinales variando la secreción de enzimas y disminuyendo la movilidad intestinal.

El gran laboratorio funciona con una sincronía perfecta. Todo él conserva nuestro estado de salud. Sería bueno llevar una vida de equilibrio para no alterar su sutil armonía.

Hablemos de hormonas VI. Suprarrenales CF 91

Autora: María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL Número: 91

Bioquímica, la química de la vida.
Hablemos de Hormonas VI

SuprarrenalesEstas glándulas se encuentran el la cara anterior de los riñones y tienen dos zonas perfectamente diferenciadas la corteza y la médula.

La cortezaPosee tres zonas: Una externa y dos capas media e interna que no tienen límites precisos en sus funciones.
Estas glándulas segregan
Ø Glucocorticoides: actúan sobre el metabolismo de glúcidos, lípidos y proteínas. a) El cortisol se segrega en un 95% y es uno de ellos.
1. Favorece la producción de glucógeno
2. disminuye la utilización de la glucosa.
b) La corticosterona es precursor de la aldosterona. Se secreta en pequeñas
cantidades en comparación con el cortisol.
El cortisol actúa en diferentes partes del organismo vivo
En tejidos periféricos como el muscular, adiposo (graso) y el linfático:
1. disminuye el consumo de glucosa en
2. Aumenta la degradación de las proteínas
3. disminuye la síntesis (formación) de las proteínas

En el tejido adiposo1. aumenta su degradación
2. disminuye su formación
En el hígado
1. Aumenta la producción de urea
2. aumenta la formación de glucosa a partir de aminoácidos
3. aumenta la síntesis de proteínas a través de la acción sobre sus enzimas

Los glucocorticoides poseen acción antiinflamatoria y deprimen el sistema inmunológico, también disminuyen la absorción del calcio a nivel intestino y la reabsorción renal

Ø Mineralocorticoides actúan sobre la distribución de líquidos en los tejidos como por ejemplo la aldosterona
Actúan
1. aumentan la absorción de sodio y cloruros a nivel riñones
2. Aumentan la eliminación de potasio
3. aumenta el volumen de líquido extracelular
4. aumentan la síntesis de proteínas y ARN
Es decir son los responsables de mantener el volumen de agua y la distribución de los líquidos corporales
Ø Corticoides androgénicos actúan sobre los caracteres sexuales secundarios.
Dehidroepiandrosterona y androstenediona. Que pueden ser convertidos en testosterona y en estrógenos según el predominio del sexo.
La médula suprarrenal
Produce
Ø Adrenalina. Hormona que actúa en las situaciones de alerta.
Los efectos que provoca esta hormona dependerán del tipo de receptores que la reciban estos se denomina adrenérgicos pero pueden ser alfa (α) o beta (β)
Sobre receptores alfa (α)
1. dilata pupilas.
2. sudoración
3. contracción de esfínteres
4. relajación del músculo intestinal
5. aumento de la presión arterial
6. vasoconstricción
Sobre receptores beta (β)
1. Vaso dilatación
2. aumento de la frecuencia cardiaca
3. aumento de la degradación de glucógeno (glucógeno lisis)
4. aumento de la degradación de las grasa y aumento de la formación de glucosa a partir de otras moléculas (gluconeogénesis)
5. Bronco dilatación
6. relajación del útero
7. vaso dilatación
8. relajación de la vejiga

Como podemos observar la adrenalina según los receptores a los que se una produce respuestas efectoras a veces contrarias (antagonistas) unas de otras.

Ø Noradrenalina
Actúa como neuro transmisor al igual que la adrenalina pero la velocidad de acción de esta es mucho menor que la de la adrenalina, es decir es menos eficaz
La noradrenalina es mas afín para los receptores alfa y menos para los beta.
Su función es aumentar las reacciones ante estímulos la falta de esta hormona se cree que induce a la depresión.Esta molécula es promotora de la adrenalina

Ampliemos el vocabulario

Esteroles: moléculas que poseen en su estructura la base del colesterol (ciclo perhidrofenantreno)
Médula: tipo de tejido que se encuentra en el interior de otro.
Glúcidos: moléculas bioquímicas que aportan energía. Constituyen la forman primaria de reserva de energía.
Lípidos: materia grasa del organismo vivo.
Proteínas. biomoléculas que conforman a los seres vivos y cumplen una enorme cantidad de funciones (ver notas de proteínas) .
Degradación: proceso catabólico que consiste en transformar a las moléculas complejas en sencillas.
Síntesis: proceso químico a través del cual se forman determinadas moléculas
ARN: ácido ribonucleico formado por cadenas de compuestos químicos llamados nucleótidos e interviene en la síntesis de proteínas de un organismo vivo.
Vaso dilatación: capacidad de los vasos sanguíneos de dilatarse8 aumentar su diámetro) frente a ciertas sustancias químicas.
Vasoconstricción: capacidad que tienen los vasos sanguíneos para disminuir su diámetro
Neuro transmisor: pequeñas biomoléculas químicas que se viertes desde vesiculas entre las neuronas (espacio sináptico) y que facilitan la transmisión del impulso nervioso a través de ellas.


El conocimiento de nuestro cuerpo debería despertar respeto hacia sus funciones y es nuestro deber cuidarlo

Hablemos de Hormonas V . Funciones CF 90

Autora: María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL Número: 90

Bioquímica, la química de la vida.
Hablemos de Hormonas V
Cada cual con su función
La glándula madre es la hipófisis, también es llamada glándula pituitaria y trabaja según factores que le envía el hipotálamo y estimulan sus secreciones. Está ubicada en la silla turca, en la base del cráneo,
Tiene dos partes bien diferenciadas la anterior o adenohipófisis y la posterior neuro hipófisis.
Se conecta con el hipotálamo con el cual tiene una enorme relación, a través del pedúnculo hipofisiario.
La hipófisis segrega hormonas que intervienen en el crecimiento en general y en el desarrollo de las glándulas sexuales. Durante la vida adulta actúa sobre el funcionamiento de gran cantidad de órganos y de otras glándulas del sistema endocrino.

El compañero inseparable
El hipotálamo es la glándula unida a la hipófisis mediante el pedúnculo hipofisiario, segrega factores que regulan el funcionamiento de la hipófisis de modo que actúan en sincronía.

Se sabe que el hipotálamo libera nueve factores que regulan la síntesis de hormonas de la adenohipófisis
Liberadoras de
CRH ---------------------- ACTH (adenocortico trofina)
TRH------------------------TSH (tiroestimulante)
LHRH---------------------LH (luteinisante) y FSH (folículo estimulante)
GHRH---------------------GH (hormona de crecimiento)
PRRH--------------------------PR (prolactina)
MSRH-------------------------MSH (melanocitoestimulante)

Inhibidoras de
GHIH------------------------GH (hormona de crecimiento)
PRIH--------------------------PR (prolactina)
MSIH-------------------------MSH (melanocitoestimulante)

La neurohipófisisEs el lóbulo posterior de la hipófisis y no fabrica ninguna hormona sino que almacena aquellas producidas por el hipotálamo, para ser descargadas en la circulación cuando se necesiten.
Estas son:
Oxitocina: Provoca las contracciones del útero en el parto y favorece la expulsión de la leche cuando el niño mama.
Vasopresina: Hormona también llamada antidiurética (ADH) manteniendo la concentración de las diferentes sales y actuando sobre los riñones para evitar las pérdidas de agua concentrando la orina y disminuyendo su volumen, cuando esto es necesario. Actúa sobre el cerebro como neurotransmisor y sobre los vasos sanguíneos

Ampliemos el vocabularioGlándula: órgano que segrega hormonas hacia el interior (endócrina) del cuerpo o hacia el exterior (exocrina)
Factores: pequeñas moléculas que inhiben o estimulan la secreción de ciertas hormonas
Hipotálamo: Glándula que se sitúa por debajo del tálamo y se relaciona intimamente con la hipófisis.
ACTH: hormona estimulante de las glándulas suprarrenales que a su vez secretan glucocorticoides y andrógenos.
TSH: hormona que estimula la tiroides para que segreguen tiroxina o triyodotironina
LH: regula la secreción de testosterona en el hombre, controla la maduración de los folículos, la secreción de progesterona, la ovulación y la formación del cuerpo lúteo en la mujer.
GH: esta hormona actúa sobre el crecimiento y su secreción depende de la edad y el sexo, facilita el aumento de tamaño de las células, estimula la síntesis de proteínas, libera ácidos grasos del tejido adiposo y a su vez influye sobre la actividad de distintas enzimas.
PR: estimula la producción de leche en las glándulas mamarias y el crecimiento del cuerpo lúteo.
MSH: estimula los melanocitos que son los responsables del color de la piel ojos y cabello.
Cuerpo Lúteo: Es llamado cuerpo amarillo y se forma en el ovario luego de a ovulación.
En el caso de que se produzca un embarazo este cuerpo crecerá hasta el tercer mes y segregará hormonas que favorecerán la gestación.
Cuando el óvulo no es fecundado el cuerpo lúteo desaparece y la falta de hormonas induce la menstruación.

Poco a poco vamos conociendo la complejidad del Gran Laboratorio. Este conocimiento nos debe llenar de asombro, ya que la sincronía y el equilibrio de un organismo sano raya en la perfección.
Si tuvimos la suerte de nacer con una buena genetica, cuidemos la salud llevando una vida equilibrada, con una alimentación adecuada.