LA GLUCOLISIS

La glucolisis es la ruta metabólica en la que se degrada la glucosa hasta obtener ácido pirúvico. Es una de las rutas principales del metabolismo, y se considera que una de las que primero surgieron en la evolución. Además del ácido pirúvico se obtiene energía en forma de ATP y en forma de NADH. Si el ácido pirúvico se degrada vía fermentaciones la célula obtiene energía de modo anaerobio. Si lo hace degradándolo a acetil-CoA e introduciéndolo en el ciclo de Krebs, para finalmente, los  coenzimas reducidos (NADH) utilizarlos como dadores de electrones en la cadena respiratoria la obtención de energía será aerobia y en mayor cantidad.

Para un estudio en mayor profundidad visita este enlace.

ACTIVIDAD ENZIMÁTICA

Los enzimas son biocatalizadores. Su acividad medida como transformación del sustrato u obtención del producto viene condicionada por numerosos factores: temperatura, pH, concentración de sustrato, concentración de enzima, presencia de inhibidores. En el siguiente enlace se puede investigar a cerca de las características de cinco enzimas diferentes, pudiendo determinar las condiciones óptimas de su actividad. THE VIRTUAL LABORATORY: THE ENZYME ASSAY

PROTEÍNAS DE MEMBRANA Y METÁSTASIS

Recientemente se ha publicado un artículo científico, en el que participan investigadores del CNIO (Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas) en Madrid, que explica cómo las células tumorales expulsan unas vesículas que contienen numerosas proteínas, y entre ellas unas proteínas de membrana (integrinas), que se unen a las células de los órganos, en los que posteriormente anidarán células tumorales. Estos exosomas se unen a células específicas, en las que desencadenas una respuesta inflamatoria por activación de una serie de genes, preparando el ambiente para la anidación de las células tumorales. HALLADAS LAS PRIMERAS ‘ETIQUETAS MOLECULARES’ QUE DETERMINAN EN QUÉ ÓRGANO HABRÁ METÁSTASIS TUMORAL

ANSIEDAD Y HERENCIA

En el siguiente artículo se muestra como un comportamiento, el incremento de la ansiedad en determinadas personas, que puede conducir a padecer depresión, se hereda debido a la existencia de unos circuitos neuronales que están más activos. Poseer estas características no supone llegar a padecer depresión pero es un elemento que sí influye. Es un ejemplo de cómo la herencia genética influye en nuestro comportamiento. El otro elemento sería el ambiente.
Averiguan como los hijos heredan la ansiedad de sus padres.

LAS ROCAS

Una definición de roca es que son agregados naturales de minerales que alcanzan una extensión cartografiable. Las rocas son, junto con los minerales los componentes sólidos de la corteza terrestre. Existen distintos tipos según su origen: magmáticas, sedimentarias y metamórficas que se interrelacionan evolutivamente de acuerdo con el ciclo petrológico.

Para conocer más sobre las rocas ve a este enlace: TIPOS DE ROCAS

Diferenciar las rocas no es fácil, pero un recurso del que se dispone con más o menos abundancia en las ciudades, sin necesidad de ir a museos o hacer largas excursiones, son las rocas ornamentales. La preparación a la que se someten a las rocas para su uso como rocas ornamentales facilita la observación de las texturas y de los distintos componentes de una roca. En la siguiente presentación se muestra un ámplio abanico de rocas ornamentales de distinto origen.

Fichas Rocas Ornamentales

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INFORMACIÓN GEOLÓGICA DIVERSA

GEODINÁMICA EXTERNA

Geologia Externa

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EL POTENCIAL DE MEMBRANA

La función del sistema nervioso consiste en la transmisión y procesamiento de información en forma de impulsos nerviosos. Estos impulsos nerviosos consisten en variaciones en la polaridad de las membranas de las neuronas. Esta variación es debida a que se alcanza una situación alejada del equilibrio que en determinados momentos tiende a recuperar. Esta situación es la que conocemos como polarización de la membrana. La polarización es una diferencia de concentración de sustancias a ambos lados de la membrana. Como es una variación en la concentración de iones también lleva asociada una variación de polaridad. Los iones implicados son Na y K, ambos electropositivos. La diferencia de polaridad se debe a que poseen potenciales electroquímicos diferentes. Esta diferencia es un proceso que supone un transporte activo de ambos iones. El Na hacia el exterior celular y el potasio hacia el interior. Un impulso nervioso sería la variación local de este potencial al permitirse la difusión de ambos iones para alcanzar el equilibrio de concentraciones. El Na tendería a entrar, ya que hay menor concentración en el interior celular y el K a salir.

En esta imagen se aprecia que el transporte de Na y K realizado por la bomba de Na/K exige un gasto energético con gasto de ATP, por lo tanto es activo. El impulso nervioso se produce cuando se abren unos ionóforos que permiten el paso a favor de gradiente de concentración del Na y K en sentido inverso al realizado por la bomba.

 El potencial que se establece por la acción de la bomba es el denominado potencial de equilibrio y tiene un valor de 40 mV. Cuando se despolariza la membrana en el impulso nervioso se produce una variación de potencial, el potencial de acción, que alcanza un valor de - 70 mV y que rápidamente se revierte a la situación inicial.

ORGANIZANDO EL SISTEMA NERVIOSO I

El sistema nervioso humano presenta una gran complejidad. De hecho se considera el cerebro humano como el órgano cuyo funcionamiento resulta más difícil de comprender, En los últimos años se están realizando grandes avances en el conocimiento de cómo funciona, debido en gran parte a la utilización de nuevas técnicas que permiten tener imágenes de aspectos dinámicos del cerebro. Debido a su gran complejidad hay tendencia a pensar que se halla formado por estructuras complejas. Y así es. Pero en la naturaleza tenemos ejemplos de que a partir de componentes simples pueden formarse estructuras complejas. Un ejemplo es la información genética.
Cuando a finales del siglo XIX se buscaba la base material que soportara la información genética, y sabiendo que se hallaba en el núcleo, quedó por elegir entre proteínas o ADN. Las proteínas presentaban 20 aminoácidos diferentes y el ADN tan solo 4 tipos de nucleótidos distintos. Considerando la diversidad de la información genética se optó por las proteínas. Sin embargo resultó ser el ADN, que a pesar de su sencillez a nivel composicional, se fue descubriendo que permitía almacenar información diversa porque a partir de pocos elementos, su combinación adecuada permitía obtener la variedad necesaria.

Con el sistema nervioso podemos estar ante un panorama similar. Cuáles serían los elementos:
Los distintos tipos celulares, su disposición espacial, su diferente dinámica, los distintos neurotransmisores utilizados. Si estos elementos se combinan adecuadamente la diversidad que conseguimos podría llegar a explicar la complejidad del cerebro, por ejemplo.

CONTRUYENDO REDES: MICROTÚBULOS, NEURONAS.

Una de las definiciones de red está relacionado con el concepto de malla y una malla es una estructura delgada y flexible formada por el entrecruzamiento de filamentos u otras cosas largas y delgadas. En los seres vivos encontramos redes en distintos niveles de organización. Dos ejemplos son: la red microtubular que forma parte del citoesqueletos y las redes neuronales que encontramos en los centros nerviosos. Lo que tienen en común estas redes son su definición, aunque los componentes son distintos y su función también.

Las investigaciones realizadas en biología están mostrando que muchos procesos biológicos siguen patrones similares en distintos niveles de organización. La interacción entre distintos componentes para constituir una estructura más compleja, puede seguir un mismo comportamiento,  independientemente de que estos componentes sean moléculas, células, organismos. Dos de estos procesos que deseo comparar son la formación de una red microtubular en las células animales eucariotas y la formación de redes neuronales en el cerebro.

Las redes microtubulares se hallan formadas por varios elementos.

1. Los microtúbulos que están constituidos por tubulina polemerizada.
2. Un organizador microtubular que establece unas condiciones para que comience la polimerización microtubular a partir de él, estableciendo el punto de origen del que parten los microtúbulos y constituyendo el inicio de la red. En los microtúbulos existe por lo tanto una polarización que permite el  crecimiento de estos en una sola dirección, desde los organizadores microtubulares hacia el exterior.
3. Unas proteínas receptoras en la membrana citoplamática que permiten unir a los microtúbulos que se forman a partir del organizador microtubular permitiendo el establecimiento de la red microtubular. Como estas proteínas están en contacto con el medio y pueden variar su ubicación  van a permitir cambios en la red microtubular. El resultado es que la estructura de la red puede variar dependiendo de las necesidades externas de la célula.
4. Unas proteínas (MAPs) que permiten estabilizar los microtúbulos formados y unidos a las proteínas de membrana.
5. Un mecanismo de separación de las MAPs y de desestabilización de los microtúbulos que permite reorganizar la red a medida que varían las condiciones externas. 
6. Un procedimiento de activación del mecanismo de separación de las MAPs o de estabilización de las MAPs, desencadenado por los cambios del medio, permitiendo que la nueva disposición de la red varíe se mantenga en el tiempo.

Esto si lo trasladásemos a la red neuronal tendríamos que considerar las siguientes características.

1. Las redes neuronales se hallan constituidas por neuronas que establecen sinapsis entre ellas.
2. Unos centros de crecimiento neuronal que permite el desarrollo de una red neuronal por multiplicación celular y alargamiento de dendritas y axones, estableciendo vías de  conexiones lineales o entrecruzadas que terminarían en los órganos receptores  o en los órganos efectores. La polarización de esta red se produciría posteriormente y no sería intrínseca a la red, como en los microtúbulos. La polarización de las redes neuronales se refleja a nivel funcional en el sentido de transporte de la información. Receptores > Centros nerviosos > Efectores. La polarización puede desencadenarse por el contacto con los receptores o con los efectores y debe de haber un mecaniso que permita dicha  polarización.
3. Unos componentes receptores, situados en los órganos receptores y en los efectores, que permitirían anclar los extremos de las prolongaciones neuronales en crecimiento y que desencadenarían la polarización neuronal. A su vez en el interior de los centros nerviosos se establecerían una serie de redes, comunicando finalmente neuronas sensoriales y motoras y que permitirían además procesar la información recibida y generar respuestas. La polarización se produciría al contactar con las primeras neuronas polarizadas, bien sensitivas o motoras. 
4. Unos componentes que estabilizaran las vías neuronales.
5. Un mecanismo que permitiría desestabilizar las redes según los cambios ambientales y que en función de esas variaciones crear nuevas disposiciones y la posibilidad de estabilizarlas. Se podrían distinguir dos tipos de redes: Unas redes básicas muy estables que son las que permitirían las conexiones básicas como las que constituyen los nervios motores, los nervios sensitivos y las vías vegetativas. Otras redes con una mayor dinámica y por lo tanto menor estabilidad pero que permitiría una mejor adaptación a los cambios procedentes del medio dando respuestas diversas ante esas variaciones. La dinámica hace referencia a la capacidad de desarrollo de dendrítas y axones y establecimiento de nuevas uniones con diferentes neuronas, ocasionando nuevos circuitos de transporte de la información.
6. Un mecanismo que traduzca los cambios ambientales en un ambiente que facilite los mecanismos de desestabilización y su posterior mantenimiento o bien su estabilización. Estos cambios podrían ser de tipo hormonal.

FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA NERVIOSO I

La función del sistema nervioso es la de permitir la adaptación del organismo donde se halla a los cambios más inmediatos que se producen en su entorno. El sistema nervioso trabaja con información. 

La información la obtiene a través de una serie de receptores. La información que consiguen son variaciones de energía (radiante, mecánica, térmica, química) que transforman en impulsos nerviosos.

Una vez conseguida la información, el sistema nervioso la procesa y elabora una respuesta que transmite a los órganos efectores: músculos o glándulas. Finalmente se ocasiona una contracción muscular que ocasiona un movimiento o una secreción de sustancias.

El inicio de este proceso está en los receptores y el final en los efectores. El sistema nervioso comunica ambos y permite relacionarlos de modo que la respuesta sea lo más adecuada a la información que se recibe por los receptores.

Si hubiera que diseñar un circuito sencillo, como el del dibujo, con tres neuronas, en un organismo aún más elemental podríamos realizarlo considerando lo siguiente.

1. La existencia de un receptor y de un efector.
2. La existencia de unas neuronas que pudieran comunicar ambos.
3. Que la información fuera del receptor hacia el efector.
4. Que con el tiempo la comunicación fuera lo más efectiva posible.
5. Que cuando llegase a ser efectiva la comunicación se mantuviera en el tiempo. 

 1 y 2. Durante el desarrollo embrionario las células se van diferenciando y dan lugar a distintos tipos celulares. La formación de efectores y receptores la podemos considerar que está determinada genéticamente. Asímismo consideramos que la diferenciación de células embrionarias a neuronas se halla también condicionada genéticamente. Estas neuronas tendrían la capacidad de producir prolongaciones citoplasmáticas al azar que se podrían mantener temporalmente cuando interaccionaran con otras neuronas. De este modo podría realizarse una conexión, a través de diversas neuronas, entre un receptor y un efector.

3. Una vez establecidas las conexiones, la polaridad vendría establecida por la neurona que contactase con el receptor y pudiera ser también con el efector. Estos contactos determinarían el sentido de que debería de recorrer la información. Si primero se establece en la neurona que se une al receptor, la polaridad en las neuronas con las que contacta vendría condicionada por esta unión, como si fuera un efecto dominó.

4. De las múltiples conexiones que pudieran formarse entre el receptor y el efector, aquella que fuera más afectiva se iría estabilizando en el tiempo frente a las que lo fueran menos. Un criterio para la estabilización sería la rapidez de la respuesta, la efectividad del movimiento, etc.

5. La permanencia en el tiempo de esta conexión iría aumentando su estabilidad hasta que pudiera fijarse permanentemente. La rapidez en la estabilización de las conexiones iría en detrimento de la mejora en la respuesta. Si no se produjera una fijación inmediata se podría producir un aprendizaje, mejor adaptación a los cambios del medio. Si fuera inmediata la respuesta siempre sería la misma.
6. En determinadas circunstancias podrían crearse condiciones de inestabilidad que permitirían rediseñar la red en función de la creación de nuevas conexiones, más efectivas, y debilitamiento de las anteriores. Unas condiciones de este tipo podrían ser las situaciones de stress.

NIVELES DE ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO

Para analizar el sistema nervioso vamos a considerar distintos niveles estructurales. Nivel atómico, molecular, celular, tisular, de organismo. Esto nos ayudará a ir adentrándonos en este sistema esencial de los animales. A nivel atómico podemos considerar, que además de los elementos primarios que constituyen las biomoléculas, C, H, O, N P y S podemos destacar los iones implicados en la polarización de la membrana citoplasmática, que son los responsables en último caso del impulso nervioso. Estos iones son Na, K y Cl. Otro elemento que juega un papel importante es el Ca pero en el desencadenamiento de la contracción muscular.

Iones implicados en el impulso nervioso 

 A nivel molecular podemos destacar los neurotransmisores que juegan un papel muy importante en la transmisión del impulso nervioso a través de las sinapsis nerviosas. Existen gran cantidad de neurotransmisores. Su acción es realizada a través de receptores de membrana que desencadenan la despolarización de la membrana neuronal y por tanto la continuación del impulso nervioso en la neurona postsináptica. Junto con estas proteínas que constituyen los receptores, existen otras que podemos destacar en la neurona. Las enzimas que degradan los neurotransmisores, las proteínas que forman el citoesqueleto y que juegan un papel muy importante en el transporte de las vesículas con los neurotransmisores.Otras moléculas son los lípidos de las vainas de mielina.

Microtúbulos de una neurona vistos con fluoresencia 

 A nivel celular podemos distinguir varios tipos celulares. Las neuronas con su gran variedad morgológica y las celulas gliales, de las que cada vez se va descubriendo su mayor implicación en la fisiología del sistema nervioso.

Diferentes tipos de células gliales 

 A nivel de órganos se distinguen distintos órganos relacionados entre ellos cuyo desarrollo puede seguirse filogenéticamente. Así se pasa de redes de neuronas difusas, órganos sencillos (gánglios nerviosos) que suponen una división del trabajo y una jerarquización. La división del trabajo se debe a que se encargan de la coordinación de los elementos que forman una determinada zona del cuerpo. La jerarquización el que unos gánglios son controlados por otros.

ESTABLECIMIENTO DE VALORES DE REFERENCIA

Una propuesta del mecanismo por el que el sistema nervioso puede controlar la actividad del organismo es el establecimiento de un patrón de referencia. Es decir, inicialmente para cualquier actividad regulada por el sistema nervioso, se establecería un patrón de comportamiento o de valores de referencia. Estos patrones vendrían definidos porque serían los comportamientos que supondrían una mayor supervivencia, y dentro de las múltiples posibilidades la que representara un gasto energético menor por estar en equilibrio con el medio. Este referente serviría para mantener las actividades dentro de un rango aceptable. El acercamiento al patrón se reflejaría en una estado de bienestar y el alejamiento produciría, en casos extremos una situación de dolor. Por lo tanto se podría formular un rango entre el dolor, y el bienestar.

Imaginemos un organismo que tiene la capacidad de percibir la luz y de huir o ir hacia ella. Primeramente se establecería un valor que serviría de referencia. Cuando aumentase la intensidad de la luz con respecto a este valor su comportamiento, con respecto a este estímulo, vendría determinado por la sensación placentera de alcanzar el valor de referencia y la sensación dolorosa de un estímulo excesivo. Si disminuyera, su comportamiento vendría determinado por la disminución de la sensación placentera al alejarse del valor de referencia, sin embargo acercarse al nivel óptimo incrementaría la sensación placentera.

Ante este modelo surgen una serie de preguntas: ¿Cómo se establecen estos referentes? ¿Cuándo se establecen estos referentes? ¿Son siempre fijos o bien pueden cambiar con la experiencia? (aprendizaje) ¿Existen algunas circunstancias en las cuales sea más fácil modificar el referente? Si puede cambiarse.

En la siguiente presentación se muestran modelos artificiales de control neuronal de la temperatura utilizando un software. Controles similares se producirían de modo espontáneo en los seres vivos.

Patricio Suquillo Q.. Se implementaran tres tipos de neurocontroladores: Con modelo de Referencia. Con red neuronal inversa. Con identificación de un.

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  SOBRE REDES NEURONALES

EL PINO SILVESTRE

EL PINO SILVESTRE 

CARACTERÍSITICAS GENERALES

 El pino silvestre es un árbol muy común en el Hemisferio Norte, extendiéndose por Eurasia en regiones relativamente frías. Se distribuye desde Escocia y España por el oeste hasta Siberia y las montañas del Cáucaso por el este, y desde Laponia por el norte hasta Sierra Nevada (España) por el sur. En el norte de su distribución se expande desde el nivel del mar hasta los 1.000 m, mientras que en el sur se desarrolla en montañas en altitudes comprendidas entre los 800 y los 2.400 m sobre el nivel del mar.

Puede llegar a medir 30 m de altura por unos 5 metros de circunferencia, llegando a crecer 6 metros de alto en 10 años. Su copa es de forma cónica de joven para luego de adulto pasar a ser irregular, ancha y deprimida. Tiene una corteza de color anaranjado en la zona superior del tronco y grisácea en la inferior. Presenta hojas aciculares agrupadas de dos a dos, cortas, de a 3 a 7 cm de longitud. Los piñones, que son las semillas, son diminutos, dotados de un ala.

Se desarrolla muy bien a pleno sol y mal en lugares sombríos. Se adapta a todo tipo de suelo menos a los anegados y más fértiles y profundos mayor es el desarrollo. Resiste la sequía. No tolera la contaminación y no vive mucho tiempo en competencia con otras especies que lo superen en altura. Resisten inviernos muy fríos. Procede del norte de Asia y Europa. En España existen grandes masas en los Pirineos, Cordillera Ibérica y Cordillera Central.

CLASIFICACIÓN
REINO: Plantae; División Pinophyta; Clase: Pinopsida; Orden: Pinales; Familia: Pinaceae; Genero Pinus; Especie: Pinus sylvestris L.

NIVEL MOLECULAR:
El pino silvestre produce un aceite esencial que tiene numerosas propiedades farmacológicas: antibacteriano medio, rubefaciente, analgésico, percutáneo, fungicida, antiséptico respiratorio, expectorante, balsámico. Uno de sus componentes es el pineno y el limoneno
El limoneno es una sustancia natural que se extrae del aceite de las cáscaras de los cítricos y que da el olor característico a los mismos. Pertenece al grupo de los terpenos, en concreto a de los limonoides, que constituyen una de las más amplias clases de alimentos funcionales y fitonutrientes, funcionando como antioxidantes. Su fórmula empírica es C10H16 y tiene una estructura cíclica.

Los terpenos pertenecen a los lípidos y en concreto a los isoprenoides. Son moléculas resultantes de la unión de varias moléculas de isopreno, una molécula hidrocarbonada con 5 átomos de carbono, remificada y con dobles enlaces alternos. Los terpenos proceden de la unión de dos isoprenos.

EL PINO SILVESTRE

NIVEL CELULAR
Los pinos secretan la resina. Esta sustancia se produce en los conductos resiníferos que son conductos formados por células secretoras que expulsan las sustancias a los espacios intercelulares, que en el caso de estos conductos se forman por separación de las células (los conductos resiníferos.). Las sustancias que forman la resina se forman en la célula y se secretan por transporte activo al exterior, acumulándose en los espacios intercelulares.

NIVEL TISULAR.
Las traqueidas son las células conductoras que forman el xilema en casi todas las Gimnospermas. Están formadas por células alargadas con extremos puntiagudos que se asocian con las células vecinas formando los conductos que transportan la savia bruta. El tabique de separación entre ambas células no desaparece, pero se halla agujereado formando unas estructuras llamadas puntuaciones.

NIVEL DE ÓRGANOS
Las hojas de los pinos silvestres son aciculares, como las de todos los pinos, pero de pequeño tamaño. Presentan una gran homogeneidad en su estructura, no diferenciándose por la distribución de los tejidos el haz ni el envés. Presentan una epidermis y un parénquima con células con numerosas invaginaciones de la pared celular, como tabiques incompletos hacia el citoplasma. Los haces vasculares, situados en el centro de la hoja, se hallan separados de este parénquima por una endodermis, que controla el intercambio de sustancias entre ambas zonas. En el parénquima se diferencia los conductos resiníferos.

En el corte transversal del tallo de una conífera so observa en cambio, una distribución similar de los tejidos a los de una Angiosperma dicotiledónea.

NIVEL DE ORGANISMO

CORTEZA DE LA ZONA ALTA DEL TRONCO  DEL PINO SILVESTRE

HOJAS ACICULARES DEL PINO SILVESTRE

NIVEL DE ECOSISTEMAS

Los pinos silvestres forman grandes masas boscosas que en España quedan localizadas en las áreas montañosas. En la Cordillera Central tenemos ejemplos muy importantes de pinares como los pinares de Valsaín en la zona del puerto de Navacerrada, en la Sierra de Guadarrama.

VISTA GENERAL DE LOS PINARES DE VALSAÍN (SEGOVIA)

CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS

Clasificacion De Los Seres Vivos

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Un ejemplo de clasificación de seres vivos lo tenemos en la obra Flora Ibérica, en la que se presentan las plantas que encontramos en la Península Ibérica clasificadas taxonómicamente. Al inicio nos encontramos con una clave que nos permite, considerando las características del especimen a clasificar, determinar a qué grupos pertenece y de qué especie se trata. FLORA IBÉRICA.




CLASIFICANDO LOS SERES VIVOS

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TAXONOMÍA

La taxonomía es la parte de la Biología cuya finalidad es la clasificación de los Seres Vivos según sus características. Una de las primeras clasificaciones que se realizaron fue la llevada a cabo por Aristóteles. Pero se puede considerar a Carl Linneo como el iniciador de la clasificación moderna de los seres vivos.

Esta se basó en las similitudes entre ellos, agrupándolos en unidades denominadas taxones. Estas unidades se hallaban ordenadas jerárquicamente. Las de de nivel inmediatamente superior agrupaban a varias de nivel inferior, siempre según las similitudes de los seres vivos estudiados. El taxón de menor categoría sería la especie. Varias especies se agrupaban en un género. Varios géneros en una familia y así sucesivamente hasta llegar a los reinos: animal y vegetal.

Posteriormente a la publicación del "Origen de las Especies", de Charles Darwin, algunas clasificaciones quieren mostrar las relaciones evolutivas entre las diferentes especies de seres vivos. En otros casos, las clasficaciones hacen referencia exclusivamente a todo tipo de características observables en los seres vivos: morfológicas, fisiológicas, genéticas, bioquímicas, etc., tratando de realizar una ordenación de los seres vivos del modo más objetivo posible.