Matemáticas para correr la maratón

Quienes han intentado correr alguna vez los 42 kilómetros de una maratón saben que existe un fenómeno parecido a la "“pájara" del ciclismo que se denomina "tocar la pared". Afecta prácticamente a la mitad de los corredores, y suele aparecer poco después del kilómetro treinta, cuando los músculos se han quedado sin glucógeno.

Benjamín Rapoport, investigador de la Universidad de Harvard, ha estudiado cómo el cuerpo utiliza la energía durante el ejercicio físico de larga duración. Y ha obtenido una fórmula matemática que ayuda a no desfallecer durante una maratón, publicada en el último número de la revista PLoS Computational Biology.

Durante un ejercicio extenuante como correr, el cuerpo humano consume la mayor parte de la energía que necesita en forma de carbohidratos, en lugar de echar mano de las reservas de grasa. Fundamentalmente se consume el glucógeno almacenado en el hígado y en los músculos de las piernas, y sólo una pequeña parte de los hidratos consumidos proceden de la glucosa que circula por la sangre. Cuando el “azúcar” disponible se agota, el cuerpo entra en una especie de agonía, y se ve forzado a quemar grasas. Al quemar grasas en ausencia de hidratos de carbono se liberan unos subproductos, las cetonas, que causan fatiga.

Para evitarlo, Rapoport ha creado un modelo matemático que estima cuánto tiempo y cómo de rápidos pueden ir los corredores para “aguantar hasta el final”. Utiliza dos parámetros: la capacidad aeróbica (VO2 max), que mide cuándo oxígeno puede transportar el cuerpo a los músculos durante el ejercicio aeróbico -el oxígeno se necesita para "romper" la glucosa-; y la capacidad de almacenamiento de hidratos de carbono (glucógeno) en los músculos de las piernas. El modelo ayuda a los atletas a calcular cuántos carbohidratos deben consumir en los días previos a la carrera para que las reservas les duren 42 kilómetros. Y está a disposición de cualquier corredor a través de esta calculadora on-line:http://endurancecalculator.com/

¿Existe un elixir de la eterna juventud?

Aún no, pero podría estar cerca de conseguirse. Científicos de la Universidad de Milán (Italia)  han creado un suplemento de aminoácidos que aumenta la esperanza de vida de ratones, según un estudio publicado en la revista Cell Metabolism. Cuando se proporciona a ratones agua ligada con una mezcla especial de aminoácidos, los animales viven más que un ratón normal medio. Los ingredientes clave en la mezcla son los llamados aminoácidos de cadena ramificada (BCAA, según sus siglas en inglés), especialmente la leucina, la isoleucina y la valina. Según Enzo Nisoli, responsable del estudio, "esta es la primera demostración de que una mezcla de aminoácidos puede aumentar la supervivencia". En su estudio, los investigadores proporcionaron a ratones sanos de mediana edad machos aminoácidos de cadena ramificada en el agua que bebían. Los resultados mostraron que los ratones a los que se proporcionó la mezcla de aminoácidos durante un periodo de meses vivían más tiempo, con una media de esperanza de vida de 869 días en comparación con 774 días para los animales no tratados. Es decir, la bebida producía un incremento en la longevidad del 12 por ciento. El aumento de la supervivencia estaba acompañadas por un aumento en las mitocondrias de los músculos cardiacos y esqueletales. Las mitocondrias son los componentes celulares responsables de dar energía a las células. Los ratones alimentados con el suplemento también mostraron un aumento en la actividad de SIRT1, un gen de la longevidad, y del sistema de defensa que combate los radicales libres. Además, los animales tratados aumentaron su resistencia durante el ejercicio y mejoraron la coordinación motora. Los descubrimientos en ratones más mayores sugieren que la mezcla suplementaria podría ser específicamente beneficiosa para los mayores o enfermos. "Podría no ser útil en personas jóvenes o que cuidan su cuerpo que se encuentran ya en un buen estado", señala Nisoli, que añade que podría ser una estrategia preventiva y subraya que los ratones del estudio tenían una edad avanzada pero que no estaban enfermos.

Lo que comen los padres afecta a la salud de los hijos

 

Lo que comes no sólo te afecta a ti, sino también a tus hijos. Que un padre abuse de una dieta de alto contenido en grasas aumenta el riesgo de concebir hijos con propensión a la diabetes.

El estudio, publicado en la revista Nature, afirma que en el desarrollo de la diabetes del tipo 2 y la obesidad pueden influir factores no genéticos. Hasta ahora se sabía que los padres obesos o diabéticos tienen un alto riesgo de transmitir esas patologías a sus hijos, pero es la primera vez que se demuestra científicamente cómo un factor no genético -el régimen alimentario paterno- puede desencadenar un proceso diabético en la descendencia.

Científicos de la Universidad de Nueva Gales del Sur, en Sidney (Australia), suministraron a las ratas macho alimentos de alto contenido graso, lo que les acarreó problemas de obesidad e intolerancia a la glucosa, que transmitieron a sus crías hembras tras aparearse con ratas normales. Los científicos detectaron en las crías anormalidades en las células beta del páncreas, encargadas de sintetizar y segregar la insulina, hormona que controla los niveles de glucosa en la sangre.

Según Margaret Morris, quien encabezó la investigación, el riesgo de desarrollar diabetes puede ser similar en el caso de hijos varones, aunque los estudios se han limitado hasta ahora a las hembras.

Eclipse solar desde el espacio

El Observatorio Solar Dinámico (SDO por sus siglas en inglés) de la NASA ha captado por primera vez el tránsito de la Luna por delante del Sol desde una sonda en el espacio. La imagen, obtenida el pasado 7 de octubre a 36.000 kilómetros de la Tierra, muestra un espectacular "eclipse parcial de Sol" en la zona del ultravioleta extremo del espectro electromagnético. En estas longitudes de onda, el brillo del Sol puede aumentar y disminuir cien veces en un abrir y cerrar de ojos.

Al margen de su belleza, la imagen ayudará a calcular los efectos de la difracción de la luz sobre la óptica de este telescopio espacial diseñado específicamente para observar el Sol. "Podemos usar la información para corregir los instrumentos de a bordo y obtener así imágenes con el máximo nivel de detalle", ha explicado Karel Schrijver, del Laboratorio Solar y Astrofísico Lockheed-Martin.
El observatorio SDO fue lanzado el 11 de febrero desde Cabo Cañaveral y es la primera misión del programa "Viviendo con una Estrella" (Living with a Star) de la agencia espacial.

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El objeto astronómico más lejano observado es una galaxia a 13.100 millones de años luz

Un grupo de científicos europeos ha identificado el que afirman es el objeto astronómico más lejano jamás observado. Se trata de una pequeña galaxia situada a 13.100 millones de años luz de nuestro planeta. Según explican los astrónomos en la revista Nature, esa galaxia, captada por el telescopio Hubble, nació apenas 600 millones de años después del Big Bang.

"No sabemos mucho sobre este objeto, aunque parece ser bastante pequeño, mucho más pequeño que nuestra galaxia. Tiene probablemente una décima o una centésima parte de las estrellas de la Vía Láctea. Y eso es parte de la dificultad para observarlo: si no es grande, no es brillante", ha explicado Matt Lehnert, del Observatorio de París (Francia) y responsable del estudio.

Los científicos tienen interés en estudiar objetos tan lejanos para saber cómo evolucionó el universo primitivo, lo que podría ayudar a explicar por qué el cosmos tiene su aspecto actual. En concreto, los astrónomos creen que esa galaxia, bautizada como UDFy-38135539, puede aportar información sobre la llamada "época de reionización" de universo, una era en los albores del universo en la que la radiación de las primeras galaxias cambió el estado físico del hidrógeno circundante.

Corrimiento al rojo para calcular la distancia

Los científicos utilizaron el gran telescopio Yepún, ubicado en el cerro de Paranal, Chile, para medir la distancia a la que se encuentra la galaxia, midiendo mediante una espectroscopia el conocido como "corrimiento hacia el rojo" de la luz. Cuando la luz de un objeto viaja hacia la tierra, la expansión del universo extiende su densidad de onda, haciendo que se vuelva más roja. En el caso de la galaxia UDFy-38135539, se detectó un nivel de corrimiento hacia el rojo que alcanzó los 8,55 puntos, una cifra que supera el récord anterior de 8,2 generado por una gran explosión de rayos gamma situada a 13.000 millones de años luz de la Tierra.

Los astrónomos tienen localizados otros objetos a distancias similares a la de la galaxia UDFy-38135539, aunque consideran que habrá que esperar a disponer de mejor tecnología y mejores telescopios para investigarlos. Eso incluirá el telescopio James Webb, sucesor del Hubble, y el Telescopio Extremadamente Grande que se está construyendo en Chile.

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Tomosíntesis para el diagnóstico precoz del cáncer de mama

Hoy, 19 de octubre, el mundo se teñirá de rosa: se celebra el Día Internacional del Cáncer de Mama; y cuando de la salud se trata siempre son bienvenidas las buenas noticias. La Fundación Tejerina ha presentado una nueva tecnología que permite localizar tumores no palpables más eficazmente. La conocida como tomosíntesis, facilita enormemente el diagnóstico precoz del cáncer de mama.

El principal problema cuando se diagnostica un cáncer de mama con los actuales sistemas es la posibilidad de que se superpongan distintos tejidos y estructuras, lo que complica el diagnóstico. La tomosíntesis evita justo este problema al estudiar un corte específico de la zona. Como explica el presidente de la Fundación Tejerina, el doctor Armando Tejerina, "al descartar los falsos positivos y negativos, se reduce considerablemente la necesidad de indicación de biopsia".

Como apuntan en Siemens, uno de los fabricantes de material médico capaz de detectar cáncer de mama, "el problema inherente en la mamografía convencional es que la información anatómica 3Dobtenida se proyecta en una imagen plana, en dos dimensiones, lo que limita la posibilidad de detección de ciertos cánceres".

¿Cómo funciona la tomosíntesis?

Pero, ¿cómo funciona exactamente? En palabras del propio doctor, "la tomosíntesis es una aplicación de la mamografía digital en la que el tubo de Rayos X toma múltiples exposiciones, a medida que se mueve en un arco limitado de aproximadamente 15 grados". De este modo se consigue una "fotografía" con tal detalle que se puede ver la mama en planos milimétricos y por distintas capas. Como apostillan en Siemens, gracias a esta nueva tecnología médica, la tomosíntesis consigue distintos planos de la mama, desde distintos ángulos y la posibilidad de reconstruirla en tres dimensiones. Las radiaciones que emiten los aparatos de tomosíntesis son similares a las de un estudio mamográfico convencional.

Este pionero sistema en España, además de descartar falsos positivos y negativos permite un mejor estudio del tumor. Gracias a la posibilidad de analizar microscópicamente cada tejido se pueden estudiar mejor los bordes del tumor, la penetración del mismo en la mama, etc.  y por tanto conocer mejor qué tratamiento llevar a cabo.

Línea directa con el mar

¿Qué se escucha en las profundidades de los mares del mundo? El pasado 8 de octubre a las 16h en la costa mediterránea francesa, el canto de un cachalote. ¿Y en Canadá? Puede descubrirlo usted mismo con un sólo clic desde su ordenador. Ahora es posible disfrutar de los sonidos del océano en tiempo real desde su hogar gracias a una página de Internet.

A través de 12 hidrófonos distribuidos por los mares europeos, y tres en Canadá, la web LIDO (Listening to the Deep Ocean Environment)ofrece una transmisión en tiempo real. Un sistema que permite registrar y archivar el ruido submarino a largo plazo para que los investigadores puedan estudiarlos efectos de la actividad humana sobre las ballenas y los delfines.

'Es la primera vez que conseguimos controlar las fuentes acústicas a gran escala, temporal y espacial'

Poder conectarte a la 'emisora de cetáceos' y disfrutar de sus cantos, es posible gracias a Michel André, un bioacústico (experto en sonidos de los animales marinos) de la Universidad Politécnica de Barcelona. Él y sus colegas han pasado los últimos 10 años colocando hidrófonos en el lecho marino, en las plataformas de investigación utilizadas para vigilar terremotos y tsunamis.

"Ya existía un cableado que conectaba los observatorios europeos en mar abierto para obtener un seguimiento de datos geofísicos y astrofísicos. Nosotros hemos aprovechado la red existente para instalar hidrófonos que captaran sonidos en tiempo real", dice André. "El sistema está conectado a la tierra, y las corrientes de datos de audio a un servidor en el que las señales se analizan y se publican directamente en Internet", añade.

Contaminación acústica

En los últimos cien años, las fuentes de sonido artificial han aumentado de forma espectacular, convirtiéndose en una amenaza para el equilibrio del medio marino. Las ballenas, cachalotes y delfines no han sido capaces aún de adaptar su sistema de audición a estos nuevos ruidos, que provocan efectos muy negativos en la funcionalidad de sus sistemas vitales (se estima que es uno de los motivos que desorientan a las ballenas causando los varamientos masivos). Por el momento no se conoce con exactitud el impacto de la contaminación acústica sobre los cetáceos, sin embargo, este sistema "va a permitir conocer los efectos concretos en función de unos datos globales", indica el experto.

Una ballena franca austral varada

Antes se hacían campañas en lugares muy concretos con datos muy escasos. Sin embargo, se trata de un problema general que requiere de una actuación a gran escala que podría comenzar con este nuevo sistema.

Un algoritmo desarrollado por el laboratorio de André filtró las diferentes frecuencias de señal para identificar sonidos específicos, incluyendo las canciones de 26 especies de ballenas y delfines, y el ruido de las actividades humanas como el transporte marítimo, los parques eólicos, plantas petrolíferas, y pruebas sísmicas.

"Es la primera vez que hemos sido capaces de controlar las fuentes acústicas a gran escala, temporal y espacial", dice André. Hasta ahora, la mayoría de los experimentos para controlar el ruido submarino utilizaban instalaciones temporales de hidrófonos durante apenas unas semanas.

Una solución global

Con más hidrófonos en la red el nuevo sistema podría revelar los efectos de la contaminación acústica sobre las ballenas. "Es un sistema que permite tener una visión más completa de las interacciones acústicas que se producen bajo el mar", señala André.

Los hidrófonos son capaces de captar el sonido de las ballenas a cientos de kilómetros de distancia, por lo que las instalaciones en diferentes lugares podrían ser utilizadas para localizar la posición de un animal y seguir su curso. De esta forma sería posible determinar si los animales cambian de rumbo en respuesta al ruido, o alteran sus rutas preferidas por nuevas fuentes acústicas como rutas marítimas o puertos.

El sistema está preparado para colocar hidrófonos en boyas alrededor de las plataformas industriales submarinas para integrarlos en la red. Este mecanismo podría proporcionar alertas en tiempo real de la presencia de ballenas y delfines. "Al conocer la posición exacta del animal, podemos prevenir estos impactos acústicos frenando la actividad hasta que se alejen los individuos" explica André.

Tener acceso a estos datos a gran escala tiene un considerable valor científico, además de divulgativo. Al pensar en términos globales y usar la tecnología moderna, André ha conseguido hacer de los océanos y los mamíferos marinos algo más familiar y accesible para todos nosotros, intentando una labor de concienciación social sobre el problema que sufren las ballenas.