La torre de Babel - Pieter Brueghel

La torre de Babel - Pieter Brueghel
Emmanuel Kant: ¡Sapere aude! ¡Atrévete a pensar!

viernes, 8 de enero de 2010

Módulo 2b. Tema 2. Alfabetización científica en la era de la información y el conocimiento.


Módulo 2b. Ciencia a través de los entornos virtuales -  ACTIVIDADES


Tema 2. Alfabetización científica en la era de la información y el conocimiento. El acceso al lenguaje científico


Actividad 1
Familiarizarse con algunos principios de la Sociedad del Conocimiento. Para ello, leer el artículo de: Paul A. David y Dominique Foray. “Una introducción a la economía y a la sociedad del saber” en Revista de Ciencias Sociales, nº 171, marzo de 2002.



En la Introducción al número de la revista donde se publica el artículo a leer, se afirma:
“Las economías industriales van transformándose, progresivamente, en otras inspiradas en el saber, mediante unas inversiones elevadas en educación, formación, investigación y desarrollo, programas informáticos y sistemas de información. Se caracterizan por su uso destacado de las nuevas tecnologías de la información, no sólo para la comunicación entre las personas sino también para la creación de conocimientos nuevos. De allí que se produzca una enorme intensidad de la innovación. Las organizaciones, comunidades y personas han de adquirir nuevas cualidades para ser capaces de prosperar en este mundo lleno de continuas alteraciones. Esto atañe a los sistemas educativos, los mercados laborales, así como a los modos de organización de las empresas y los mercados. La privatización de las bases de conocimiento y, por lo tanto, del acceso a los nuevos conocimientos, plantea igualmente unas cuestiones cruciales.”

Aquí ya se plantea un primer obstáculo a lo que se llama Sociedad del Conocimiento, ya que el acceso al saber está mediado, tanto por el poder económico e industrial, como por la capacidad de las personas para una continua autoformación; más que en épocas anteriores.

Para comprender lo que se llama Sociedad del Conocimiento (SC) se debe partir, de la distinción que hacen David y Foray entre conocimiento e información. La información consiste en un conjunto de datos, y el conocimiento implica poder interpretarlos, realizar actividades a partir de ellos, es una “capacidad cognitiva”. El conocimiento implica el poder de transmitirlo, de manifestarlo en algún soporte físico, es decir,  comunicable, expresarlo en un lenguaje para ser aprendido. En este sentido los autores son contundentes en que el aprendizaje memorístico, válido en otras épocas, es descartado en la SC, ya que hoy la consigna es “aprender a aprender”, dada la vorágine de acumulación de conocimientos. La SC ha significado la aparición de nuevos objetos de conocimiento, como lo es por ejemplo la simulación. La revolución tecnológica digital no sólo ha modificado los vínculos entre las personas, sino la producción y representación de conocimientos y su aprendizaje. Los autores ponen el acento en comunidades del conocimiento que implican grandes cantidades de producción y reproducción del saber en un espacio público o semi público de intercambio y aprendizaje, y el uso de las TICs. Si bien son centralmente las comunidades profesionales, o técnicas o económicas, entienden que la formación de comunidades de ciudadanos con intereses comunes y su proliferación de éstas y de las comunidades “técnicas”, es no sólo el gran reto de la SC sino su máximo despliegue.



Actividad 9
Analizar en algún diario de tirada nacional las noticias científicas y localizar alguna a favor de la humanidad.

Fecha de búsqueda: 9 de enero de 2010
Fuente: El observador, Uruguay: http://www.observa.com.uy/
Posee una sección denominada Ciencia y Tecnología, en la que encontramos:

DESCUBRIMIENTO

Mecanismo genético explica la adicción a la cocaína

Un gen se modifica en los circuitos cerebrales del placer, que son los primeros afectados por un consumo repetido de droga

URUGUAY

Inédito: Primer embarazo con óvulos vitrificados

Los expertos esperan que el bebé nazca para mediados de este año

TECNOLOGÍA

Yahoo anuncia más asociaciones en feria electrónica

El portal de internet amplia la llegada de sus contenidos a televisores y electrodomésticos

Ford tendrá Internet en sus vehículos

CIENCIA

Hace 400 millones de años los animales salían del agua

Así lo indican las huellas encontradas en Polonia y que pertenecen a vertebrados con patas

CABLE

DirectTV prepara dos canales en tres dimensiones

También lanzará un servicio de video a la carta en igual sistema

TECNOLOGÍA

Google lanza su teléfono inteligente

Con Nexus One pretende expandir su poderosa marca de internet al próspero terreno de la telefonía celular

SALUD

La falta de sueño aumenta la depresión

Enviar a los adolescentes a acostarse más temprano podría protegerlos de las ideas suicidas, según un estudio difundido en Estados Unidos

DESCUBRIMIENTO

Exploradores encuentran en la Antártida avión de 1911

Los restos indican que se trata de uno de los primeros aparatos que voló en el mundo

FIESTAS

Cuadros con ADN están de moda

En estas fechas, millones de personas en todo el mundo recorren desesperadas los centros comerciales buscando qué regalar a sus seres queridos. En EEUU surge una opción interesante

TECNOLOGÍA

Corea del Sur utiliza robots para enseñar inglés

El sistema se utiliza a modo experimental en escuelas primarias alejadas de la capital

CLIMA

Gases de efecto invernadero

La temperatura de la Tierra está aumentando y estos gases son la causa principal. Vea el documental de la BBC con la explicación sobre los daños atmosféricos y la contaminación

09/01/2010 01:03 p.m.




Como salta a la vista la mayoría de las noticias que estan en esta sección se refieren a las tecnologías, y en particular a las electrónicas.

La que se enmarca en la tarea pedia es Mecanismo genético explica la adicción a la cocaína:
Un gen se modifica en los circuitos cerebrales del placer, que son los primeros afectados por un consumo repetido de droga

Investigadores estadounidenses identificaron un mecanismo genético que ayuda a explicar la adicción a la cocaína y abre potencialmente la vía a nuevos tratamientos, según una investigación publicada el jueves.
Este estudio revela cómo la cocaína actúa en un proceso, llamado epigenético, según el cual la expresión de un gen se modifica en los circuitos cerebrales del placer, que son los primeros en ser afectados por un consumo repetido de cocaína o de otra droga.
Estos investigadores del National Institute on Drug Abuse (NIDA) le administraron a un grupo de ratones dosis repetidas de cocaína mientra que otro grupo de estos animales recibía inyecciones de solución salina y luego, al final del estudio, una sola dosis de cocaína.
Los científicos pudieron determinar así los efectos en el cerebro de un consumo regular de cocaína y compararlo a los resultantes de una sola dosis de droga.
El estudio confirmó que uno de los mecanismos por los cuales la cocaína altera los centros de placer en el cerebro consiste en neutralizar una enzima que juega un papel clave en el control de la expresión de un gen.
Como se había observado previamente, los ratones sometidos a un consumo regular de cocaína mostraron alteraciones importantes de la expresión del gen así como un fuerte acostumbramiento a esta droga.
Pero en este estudio los investigadores mostraron por primera vez que era posible bloquear la alteración de la expresión del gen provocado por dosis regulares de cocaína e impedir así la adicción a la droga.
"Este descubrimiento fundamental hace avanzar nuestra comprensión del mecanismo de adicción a la cocaína", estima la Dr Nora Volkow, directora del NIDA, que forma parte los Institutos Nacionales de Salud (NIH), por lo que "ofrece un nuevo blanco potencial para el desarrollo del tratamiento para combatir la adicción".


Actividad 10
Hacerse esta pregunta: ¿En qué consiste un fraude científico? ¿Podría citar alguno? Buscar en BBC Mundo el caso del investigador coreano Hwang en relación con sus trabajos sobre células madre.


Una primera aproximación al concepto, puede ser: el falseamiento y la distorsión por parte de los investigadores científicos de los resultados obtenidos, ya sea por modificaciones, ocultación de información, plagio a colegas, entre otros. Esto implica un comportamiento deshonesto y falto de ética.
Buscando en Internet encontré el siguiente artículo que me parece oportuno comentar:
En “LOS FRAUDES CIENTIFICOS” de Pablo C. Schulz[1] e Issa Katime[2], publicado en  Revista Iberoamericana de Polímeros, Volumen 4(2), Abril 2003, los autores afirman que es cada vez más frecuente encontrar artículos dedicados a la discusión de la inconducta científica puede ser un indicio de su mayor difusión, o solamente de un conocimiento más difundido de unos pocos casos.”En abril de 1991 hubo al menos cinco conferencias sobre inconducta científica sostenidos por los National Institutes of Health en Maryland, EE.UU. En febrero de 1991, la revista Science se refirió al fraude como una “industria en crecimiento”. En 1992, sólo en los EE.UU., 1500 científicos han sido considerados sospechosos de cometer fraude.” Asimismo presentan distintas definiciones de fraude científico, a saber:
Según la Academia Nacional de Ciencias de los EE.UU.:“Se considera fraude la fabricación, falsificación y el plagio en la propuesta, ejecución o comunicación de los experimentos. Se excluyen los errores de juicio, los errores de registro, selección o análisis de datos, las divergencias deopiniones que afectan a la interpretación de los resultados, y las negligencias no relacionadas con el proceso de investigación.”
Otra definición es: “La inconducta científica significa la fabricación, falsificación, plagio u otras prácticas que se desvían seriamente de la que comúnmente son aceptadas en la comunidad científica para proponer, conducir o informar una investigación. No incluye el error honesto o diferencias honestas en la interpretación de los datos”.
Existe una propuesta de modificación de esta definición, que expresa que el fraude científico es plagio, fabricación o falsificación intencional de datos, procedimientos de investigación o análisis de datos, u otras representaciones deliberadamente falseadas al proponer, conducir, informar o revisar investigaciones.
Los autores presentan una definición más genérica de fraude científico: es toda acción deliberada que atenta contra la credibilidad de los informes científicos.

Asimismo distinguen la inconducta científica de los errores: “Los errores surgen frecuentemente de una interpretación equivocada o de una sobreestimación de  resultados. Son inherentes de la ciencia y frecuentemente, necesarios para el avance de la misma.”

En este artículo se presentan  tipos de fraudes científicos y ejemplos históricos (listamos algunos de ellos):

TIPOS DE FRAUDE
EJEMPLOS HISTORICOS
Invención de datos y experimentos enteros
-          Las encuestas de Buró (década del 40)
-          Franz Moewus y los orígenes de la biología molecular (década del 50)
-          Spector y el origen del cáncer (1981)
La falsificación de pruebas
-          El sapo falsificado de Paul Kammerer (1909)
-          Los ratones teñidos de Summerlin (1973)
-          El caso de von Darse (1980)
Plagios
-          Los plagios de Soman y Alsabti
-          Gallo y el virus del SIDA

Los autores buscan responder a la pregunta: ¿por qué mienten los científicos?, a través de lo que llaman causas intrínsecas y causas extrínsecas, le dedican parte del artículo  ala injerencia del poder político y ecónomico (a través de empresas privadas). Y finalmente presentan acciones posibles para demostrar un fraude científico.

El caso del investigador coreano Hwang en relación con sus trabajos sobre células madre y la clonación:
Fuentes:
BBC Mundo:
-          Crece escándalo de Hwang: http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/science/newsid_4597000/4597652.stm  (Martes, 10 de enero de 2006 - 10:22 GMT)
-          Clonación: resultados "falsificados": http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/science/newsid_4554000/4554506.stm (Viernes, 23 de diciembre de 2005 - 05:53 GMT )
Elpaís.com-Sociedad:

-          Un tribunal declara culpable a Hwang Woo-Suk, un falso 'pionero' de las células madre: http://www.elpais.com/articulo/sociedad/tribunal/declara/culpable/Hwang/Woo-Suk/falso/pionero/celulas/madre/elpepusoc/20091026elpepusoc_1/Tes (EP - Seúl - 26/10/2009)



Este investigador de Seúl, uno de los expertos a nivel mundial en clonación)  falseo sus procedimientos, aseverando inicialmente que podía clonar células madres.
“Hwang afirmó en un artículo publicado en 2004 en la revista estadounidense Science, que su equipo había producido una línea de células madre a partir de un embrión humano clonado”, lo que fue considerado un logro ya que habria posibilidades en la búsqueda de curas para varias enfermedades degenerativas, incluyendo diabetes y el mal de Parkinson.
Como señala la BBC Mundo “el panel de nueve miembros de la Universidad Nacional de Seúl, que estuvo examinando el trabajo de Hwang por espacio de un mes, sostiene que los datos fueron falseados para mostrar que las células madre correspondían al ADN del proveedor, lo que no era el caso: los resultados de nueve de once líneas de células madre que dijo haber creado, fueron falsificados deliberadamente. Aunque le reconocieron que el científico efectivamente creó el primer perro clonado en el mundo.
La invetigación penal, que duró cerca de 3 años, de la Oficina del Fiscal General de Seul lo condenó a dos años de prisión por  fraude y destinación inapropiada de fondos públicos (desvió ilegalmente una porción del dinero que había recibido para sus investigaciones y lo utilizó con fines personales)
En el caso de este investigador que ya era el más famoso de su país, no se explica el fraude, excepto por la ambición de mayor poder. El hecho de que la ciencia es una creación humana no puede nunca ser soslayada, y solemos ver a los cientificos como “dioses” creadores y que como tales no estarían  dentro de la disucisón ética. El problema de la credibilidad de la ciencia no es solo un problema epistemológico (este sería relacionado a su validación) sino también ético.

[1] Departamento de Química, Universidad Nacional del Sur, Bahía Blanca, Argentina.
[2] Grupo de Nuevos Materiales. Departamento de Química Física. Facultad de Ciencias. Campus de Lejona. Universidad del País Vasco. Vizcaya. España

Actividad 16
Consultar la expresión: “ecologycal footprint” en la Wikipedia y registrar su significado.


Su traducción al español es “huella ecológica”. Se define como un indicador del área de territorio ecológicamente productivo (cultivos, pastos, bosques o ecosistemas acuáticos) necesarias para producir los recursos utilizados y para asimilar los residuos producidos por una población dada con un modo de vida específico. Su objetivo fundamental consiste en evaluar el impacto sobre el planeta de un determinado modo o forma de vida y, comparado con la biocapacidad del planeta. Consecuentemente es un indicador clave para la sostenibilidad. Su ventaja está dada en la capacidad de hacer comparaciones, ya que por ejemplo, es posible comparar desde las emisiones de transportar un bien en particular con la energía requerida para el producto sobre la misma escala (hectáreas).
Por ello implica realizar un cálculo, pero no en todos los casos.
En el Portal del Gobierno de Navarra encontramos el siguiente artículo que nos ha permitido ahondar más en la temática, dada la accesibilidad del lenguaje y los esquemas presentados: 

Huella ecológica y sostenibilidad:  http://www.cfnavarra.es/MEDIOAMBIENTE/agenda/Huella/EcoSos.htm

¿Qué es la huella ecológica?
La huella ecológica es un indicador ambiental de carácter integrador del impacto que ejerce una cierta comunidad humana – país, región o ciudad - sobre su entorno, considerando tanto los recursos necesarios como los residuos generados para el mantenimiento del modelo de producción y consumo de la comunidad.
La huella ecológica se expresa como la superficie necesaria para producir los recursos consumidos por un ciudadano medio de una determinada comunidad humana, así como la necesaria para absorber los residuos que genera, independientemente de la localización de éstas áreas.
Este indicador es definido según sus propios autores (William Rees y Mathis Wackernagel) como:
"El área de territorio ecológicamente productivo (cultivos, pastos, bosques o ecosistema acuático) necesaria para producir los recursos utilizados y para asimilar los residuos producidos por una población definida con un nivel de vida específico indefinidamente, donde sea que se encuentre esta área"
La filosofía del cálculo de la huella ecológica tiene en cuenta los siguientes aspectos:
Para producir cualquier producto, independientemente del tipo de tecnología utilizada, necesitamos un flujo de materiales y energía, producidos en última instancia por sistemas ecológicos.
Necesitamos sistemas ecológicos para reabsorber los residuos generados durante el proceso de producción y el uso de los productos finales.
Ocupamos espacio con infraestructuras, viviendas equipamientos, etc. reduciendo, así las superficie de ecosistemas productivos.
Aunque este indicador integra múltiples impactos, hay que tener en cuenta entre otros, los siguientes aspectos que subestiman el impacto ambiental real:
No quedan contabilizados algunos impactos como la contaminación del suelo, la contaminación del agua, la erosión, la contaminación atmosférica ( a excepción del CO2), etc.
Se asume que las prácticas en los sectores agrícola, ganadero y forestal es sostenible, esto es, que la productividad del suelo no disminuye con el tiempo. Obviamente, con el tiempo, la productividad disminuye, a causa, entre otras, de la erosión, contaminación, etc.
 ¿Cómo se calcula la huella ecológica?
La metodología de cálculo de la huella ecológica se basa en la estimación de la superficie necesaria para satisfacer los consumos asociados a la alimentación, a los productos forestales, al gasto energético y a la ocupación directa del terreno. Esta superficie se suele expresar en ha/cap/año si realizamos el cálculo para un habitante, o bien, en hectáreas si el cálculo se refiere al conjunto de la comunidad estudiada.
Así, los terrenos productivos que se consideran para el cálculo son las que aparecen en la Tabla 1.
Para calcular estas superficies, la metodología se basa en dos aspectos básicos:
Contabilizar el consumo de las diferentes categorías en unidades físicas.
Transformar éstos consumos en superficie biológica productiva apropiada a través de índices de productividad.
Debido a la inexistencia, en general, de datos directos de consumo, se estiman los consumos para cada producto con la siguiente expresión:
En el caso de la matriz del área de absorción de CO2 se opera con consumos directamente ya que se dispone de la información.
Tabla 1. Tipos de terrenos productivos para el cálculo de la huella ecológica.
Cultivos
Superficies con actividad agrícola y que constituyen la tierra más productiva ecológicamente hablando pues es donde hay una mayor producción neta de biomasa utilizable por las comunidades humanas.
Pastos
Espacios utilizados para el pastoreo de ganado, y en general considerablemente menos productiva que la agrícola.
Bosques
Superficies forestales ya sean naturales o repobladas, pero siempre que se encuentren en explotación.
Mar productivo
Superficies marinas en las que existe una producción biológica mínima para que pueda ser aprovechada por la sociedad humana.
Terreno construido
Considera las áreas urbanizadas o ocupadas por infraestructuras
Area de absorción de CO2
Superficies de bosque necesarias para la absorción de la emisión de CO2 debido al consumo de combustibles fósiles para la producción de energía.
Una vez calculados los consumos medios por habitante de cada producto, se transforman a área apropiada o huella ecológica para cada producto. Ello equivale a calcular la superficie necesaria para satisfacer el consumo medio por habitante de un determinado producto. Para ello se utilizan valores de productividad:
Los valores de productividad pueden estar referidos a escala global, o bien, se pueden calcular específicamente para un determinado territorio teniendo en cuenta, así, la tecnología usada y el rendimiento de la tierra.
Un elemento complementario es el análisis del conjunto de actividades humanas y las demandas de superficie (huellas ecológicas) asociadas a cada una de ellas. Para ello se pueden establecer las categorías generales de la Tabla 2.
La consideración de estas categorías de actividades nos permite analizar la huella ecológica a partir de los sectores demandantes de superficies, pudiendo evaluar así en que ámbitos puede ser más prioritario incidir.
Tabla 2. Tipología de actividades vinculadas a la huella ecológica
Alimentación
Superficies necesarias para la producción de alimentación vegetal o animal, incluyendo los costes energéticos asociados a su producción
Vivienda y servicios
Superficies demandadas por el sector doméstico y servicios, sea en forma de energía o terrenos ocupados.
Movilidad y Transportes
Superficies asociadas al consumo energético y terrenos ocupados por infraestructuras de comunicación y transporte.
Bienes de consumo
Superficies necesarias para la producción de bienes de consumo, sea en forma de energía y materias primeras para su producción, o bien terrenos directamente ocupados para la actividad industrial
 ¿Qué es el déficit ecológico?
Una vez estimado el valor de la huella ecológica, los autores de la metodología calculan las superficies reales de cada tipología de terreno productivo (cultivos, pastos, bosques, mar y terreno urbanizado) disponibles en el ámbito de estudio. La suma de todos ellos es la Capacidad de Carga Local y está expresada en hectáreas por habitante.
La comparación entre los valores de la huella ecológica y la capacidad de carga local permite conocer el nivel de autosuficiencia del ámbito de estudio. Tal y como se indica en la Tabla 3, si el valor de la huella ecológica está por encima de la capacidad de carga local, la región presenta un déficit ecológico. Si, por el contrario, la capacidad de carga es igual o mayor a la huella ecológica, la región es autosuficiente, siempre teniendo en consideración las limitaciones del indicador.
Tabla 3: Comparación entre la Huella Ecológica y la Capacidad de Carga.
Huella Ecológica
> 
Capacidad de Carga
La región presenta un
déficit ecológico.
Huella Ecológica
=
Capacidad de Carga
La región es autosuficiente.
Por tanto, el déficit ecológico nos indica que una región no es autosuficiente, ya que consume más recursos de los que dispone. Este hecho nos indica que la comunidad se está apropiando de superficies fuera de su territorio, o bien, que está hipotecando y haciendo uso de superficies de las futuras generaciones.
En el marco de la sostenibilidad, el objetivo final de una sociedad tendría que ser el de disponer de una huella ecológica que no sobrepasara su capacidad de carga, y por tanto, que el déficit ecológico fuera cero.
 ¿Qué puede aportar la huella ecológica a la sostenibilidad?
A pesar de que la huella ecológica es un indicador que pueda subestimarel impacto real de la actividad humana sobre el entorno, y que existenaún importantes limitaciones en relación a su aplicación metodológica y información disponible, hay que destacar las oportunidades que plantea en relación a la estrategia de la sostenibilidad. Hay que destacar entre sus principales potencialidades:
-          Agregación y simplificación.
Agrupa en un solo número la intensidad del impacto que una determinada comunidad humana ejerce sobre los ecosistemas, tanto por el consumo de recursos como por la generación de residuos.
-          Visualización de la dependencia ecológica
El progresivo proceso de concentración de la población en sistemas urbanos y globalización de los flujos de materiales y energía dificulta de forma creciente la vinculación por parte de la población del consumo de bienes y energía con el impacto que tienen sobre el medio. La huella ecológica permite definir y visualizar la dependencia de las sociedades humanas respecto al funcionamiento de los ecosistemas del planeta a partir de superficies apropiadas para satisfacer un determinado nivel de consumo. Permite así establecer el área real productiva de la que se está apropiando ecológicamente una determinada comunidad humana, independientemente de que se encuentre más allá de su territorio, distinguiendo así mismo entre las diferentes funciones ecológicas que ejercen los ecosistemas.
-          Visualización de la inequidad social
La posibilidad de realizar el cálculo para diferentes comunidades humanas o sectores de una misma sociedad con estilos de vida diferenciados permite la visualización de inequidad en la apropiación de los ecosistemas del planeta.
-          Monitorización del consumo de recursos
Pese a sus limitaciones, la huella ecológica permite hacer un seguimiento del impacto de una comunidad humana asociado al consumo de recursos –entradas del sistema – mediante la actualización del indicador a lo largo de los años.
Teniendo en consideración los puntos anteriores, el cálculo de la huella ecológica de Navarra y la estimación en el municipio de Tudela, pretende facilitar a la Comunidad de Navarra y sus municipios tanto de un instrumento de sensibilización ambiental, como de un indicador de las políticas hacia la sostenibilidad que se puedan desarrollar en ámbitos como el energético, el forestal o el de la conservación de la biodiversidad.

 A partir de este artículo, y  lo leído en Wikipedia, si bien esta nuevo indicador tiene limitaciones, parece un avance científico en tanto complementa los indicadores del desarrollo humano, y tomaría en cuenta la violación o no de derechos humanos de segunda generación (sociales y económicos) y los hoy por hoy, llamados derechos humanos de “tercera generación” o ambientales, ecológicos, entre otras.



Actividad 17
Construir los significados de los conceptos científicos siguientes: “apoptosis” y “Epigenética” a partir de búsquedas utilizando Google.


Apoptosis:

Fuentes:
- La apoptosis: sus características y su papel en la transformación maligna de la célula. Dra. María del Carmen Arango Prado, Lic. Leticia Llanes Fernández, Dr. Tomás Díaz Román y Dra. María Elena Faxas García. Rev Cubana Oncol 1997;13(2):126-13: Instituto de Oncología y Radiobiología. La Habana: http://bvs.sld.cu/revistas/onc/vol13_2_97/onc11297.htm
- Red Española de Apoptosis (Aponed: http://apored.bq.uam.es/)
-­ Wikipedia, la enciclopedia libre

En los años 80 se introduce el término griego de apoptosis que significa "caída de las hojas de un árbol o de los pétalos de una flor", para definir las características morfológicas particulares de un tipo de muerte celular fisiológica, programada genéticamente, que difiere de la muerte celular patológica o necrosis celular (es un proceso "pasivo" que no requiere de síntesis proteica, y es causado por la pérdida de la homeostasia[1]. Se caracteriza por daño mitocondrial, rotura de la membrana, lisis celular y liberación de su contenido al medio extracelular).
La apoptosis o "muerte celular programada" es una forma de suicidio celular genéticamente definida, que ocurre de manera fisiológica durante la morfogénesis, la renovación tisular y en la regulación del sistema inmunitario. Los mecanismos que regulan la muerte celular son esenciales para el normal desarrollo y mantenimiento de la homeostasia. Las células crecen controladamente gracias a la expresión de nuevos genes que inducen señales de muerte en estadios definidos de diferenciación y en respuesta a estímulos fisiológicos determinados.
Se considera a la apoptosis como un mecanismo fisiológico de muerte (inherente al desarrollo celular), que se desencadena por diversas señales, las cuales pueden ser fisiológicas, o por estimulaciones exógenes ambientales. Estas señales pueden actuar sobre receptores de superficie y causar la activación en cascada de proteínas citoplasmáticas; ello trae como resultado la activación de un programa genético que conduce, generalmente, a la nucleolisis por la acción de las endonucleasas. Este mecanismo de muerte celular interviene en importantes fenómenos fisiológicos como: embriogénesis, mantenimiento de la homeostasia, renovación tisular y desarrollo y funcionamiento del sistema inmunitario.
Contrariamente, a la necrosis celular, la apoptosis es un proceso activo que implica síntesis proteica, en el cual la célula sufre una condensación nuclear y citoplasmática. Sus características morfológicas revelan condensación de la cromatina nuclear, desintegración nucleolar, disminución del tamaño nuclear, compactación del citoplasma y de organelo (excepto mitocondrias y ribosomas), alteraciones del citoesqueleto y aspecto de burbuja de la membrana, aunque no se rompa. Durante el proceso final ocurre fragmentación del DNA debido a una ruptura internucleosomal del DNA y se forman fragmentos nucleares recubiertos de membrana (cuerpos apoptóticos), que son fagocitados sin evidencia de reacción inflamatoria.                                                
La apoptosis es un fenómeno biológico fundamental, permanente, dinámico e interactivo. Existen mecanismos pro- y anti-apoptóticos, regulados genéticamente, que actúan de forma activa (pues consumen energía) y equilibrada. Su función es necesaria para evitar la sobreproducción celular y se sospechaba de su existencia, pero es un proceso ordenado y "silencioso" que no produce reacción tisular y por ello difícil de captar. En 1972, Kerr y colaboradres, estudiando orgánulos en células neoplásicas, detectaron que muchas células desaparecían en los cultivos. Esto llevó al estudio de imágenes cinemáticas que mostraron mediante microscopía electrónica las alteraciones que sufre la célula en un proceso que es de corta duración, durando en tales cultivos menos de una hora.
Dentro de sus funciones se encuentran la eliminación de tejidos dañados o infectados, si esto no ocurriera en algunos casos se llegaría a un tumor. También condiciones de stress como la falta de alimentos, así como el daño del ADN provocado por tóxicos o radiación, pueden inducir a la célula a comenzar un proceso apoptótico. Una ejemplo sería la apoptosis mediada por la enzima nuclear, poli-ADP-ribosa polimerasa-1 (PARP-1), crucial en el mantenimiento de la integridad genómica. Una activación masiva de dicha enzima puede vaciar la célula de nucleótidos ricos en energía, provocando una cadena de transducción de señales del núcleo a la mitocondria que iniciaría la apoptosis.
La apoptosis, dado que cumple su función, como lo hemos expresado en parráfos anteriores, es de gran relevancia para algunas enfermedades, ya sea a las asocidas a la inhibición de apoptosis (cancer, lupus, o infecciones virales, entre otras) o a las asociadas a aumento de apoptosis (Sida, Alzheimer, Parkison, entre otras).
Por ello ha sido tema de creciente atención por la Biología Celular, como punto donde confluyen las más punteras investigaciones oncológicas, y especialmente aquellas que profundizan en las causas del cáncer y en las nuevas formas de terapia contra la enfermedad. Así lo demuestra el hecho que el premio Nobel año 2002 para Fisiología y Medicina fuese otorgado a Sydney Brenner (Gran Bretaña), H. Robert Horvitz (EE.UU.) y John E. Sulston (GB) "por sus descubrimientos concernientes a la regulación genética del desarrollo de órganos y la muerte celular programada".  
Agregamos, que la importancia de este nuevo concepto científico, se muestra también en el surgimiento de la Red Española de Apoptosis (Aponed: http://apored.bq.uam.es/) en el año 1.996 con la idea de aproximar a grupos españoles investigando en el campo de la muerte celular/apoptosis en diferentes sistemas y organismos. Los coordinadores iniciales fueron Alberto Anel (Universidad de Zaragoza), Joan Comella (Universitat de Lleida), Abelardo López-Rivas (CSIC, Granada) y Enrique J. de la Rosa (CSIC, Madrid). Los coordinadores actuales de la Apored son Joaquín Jordán, Gabriel Gil, Javier Oliver y Ángela M. Valverde.
Sus fines son:
- Facilitar el intercambio de protocolos y de reactivos.
- Facilitar el acceso a la información obtenida en congresos.
- Servir de foro de discusión sobre problemas metodológicos.
- Organizar una reunión anual muy restringida en su tamaño, para facilitar el intercambio de ideas y la coordinación entre los grupos de la Apored.
En Aponed se encuentran

Transcribimos los “ANTECEDENTES HISTÓRICOS”:
La muerte celular comenzó a considerarse como un fenómeno fisiológico e importante dentro del proceso de desarrollo de los organismos poco después del descubrimiento, realizado sobre la mitad del siglo XIX, de que los organismos estaban compuestos por células. Las primeras observaciones de muerte celular fisiológica fueron realizadas en la metamorfosis de anfibios por Vogt en 1842 y posteriormente se realizaron estas mismas descripciones en otros tejidos en desarrollo, tanto de invertebrados como de vertebrados (526, Clarke 1996).
El concepto de "muerte celular programada" fue acuñado por Lockshin y Williams en 1964 (526, Lockshin 1964) y describía la muerte de las células que ocurría en lugares y momentos determinados como eventos programados dentro del plan de desarrollo del organismo. Años después, en 1972, Kerr, Wyllie y Currie a partir de una recopilación de evidencias morfológicas, establecieron las diferencias entre dos tipos de muerte celular (526, Kerr 1972). La patológica que ocurre, por ejemplo, en el centro de una lesión aguda como trauma o isquemia, está caracterizada por la ruptura celular y recibe el nombre de necrosis celular, y la fisiológica, que ocurre durante el desarrollo o la hemostasis del organismo, que mantiene la integridad de la célula y a la que Kerr y sus colaboradores llamaron apoptosis. Según este grupo, la muerte por apoptosis respondía a un programa de muerte intracelular que podía ser activado o inhibido por una variedad de estímulos, tanto fisiológicos como patológicos.
En 1982 tuvo lugar un descubrimiento que abrió las puertas al estudio profundo de las bases moleculares y genéticas del proceso de apoptosis. Horvitz publicó los estudios genéticos realizados sobre el nematodo caenorhabditis elegans en los que se describieron los genes encargados del control y la ejecución de la apoptosis en este organismo (526, Horvtiz 1982). Gracias a la homología existente entre estos genes en c. elegans y organismos superiores, la apoptosis en este nematodo ha sido tomada como referente del proceso en todos los sistemas y esto ha podido identificar una parte importante de la red de mecanismos que lo controlan.


 

Epigenética

-          Red de Excelencia del Epigenoma: Sitio Web sobre ciencia de acceso público. Es una red de investigación europea dedicada a dar apoyo al desarrollo de la ciencia del más alto calibre en el campo de la epigenética, un campo en rápida expansión: http://epigenome.eu/es/1,1,0
-          García Azkonobieta, T.(2005). Evolución, desarrollo y (auto)organización. Un estudio sobre los principios filosóficos de la evo-devo: tesis doctoral dirigida por Miren Arantzazu Etxeberria Agiriano. Universidad del País Vasco, Donostia-San Sebastián.
-          Wikipedia, la enciclopedia libre

La epigenética (del griego epi, en o sobre) hace referencia, en un sentido amplio, al estudio de todos aquellos factores no genéticos que intervienen en la determinación de la ontogenia (describe el desarrollo de un organismo, desde el óvulo fertilizado hasta su forma adulta). El término fue acuñado por Conrad Waddington (1905-1975) en para referirse al estudio de las interacciones entre genes y entorno que producen los organismos. Definió el término “epigenética” en el año 1942 como “la rama de la biología que estudia las interacciones causales entre los genes y sus productos que dan lugar al fenotipo”. Las primeras apariciones de la epigenética en la literatura datan de mediados del siglo XIX, aunque los orígenes del concepto pueden encontrarse ya en Aristóteles (384-322 AC). Aristóteles creía en la epigénesis: el desarrollo de la forma orgánica del individuo a partir de materia amorfa. Esta controvertida creencia fue el principal argumento en contra de la hipótesis que mantenía que nos desarrollamos a partir de cuerpos minúsculos completamente formados.

Incluso hoy día, aún no existe un consenso universal acerca de hasta qué punto estamos preprogramados o modelados por el ambiente. El campo de la epigenética ha surgido como un puente entre las influencias genéticas y ambientales.

En el siglo XXI, la definición más comúnmente encontrada del término epigenética es “el estudio de cambios heredables en la función génica que se producen sin un cambio en la secuencia del ADN”.


García Azkonobieta, dependiendo de la disciplina biológica, entiende que el término epigenética tiene diversos significados:
  • En genética del desarrollo, la epigenética hace referencia a los mecanismos de regulación genética que no implican cambios en la secuencias de ADN
  • En biología del desarrollo, el término epigenética hace referencia a la dependencia contextual de los procesos embriológicos. El contexto incluye factores epigenéticos tanto internos (materiales maternos, propiedades genéricas físicas y autoorganizativas de las células y los tejidos, procesos de regulación genética, dinámica celular y tisular) como externos (temperatura, humedad, luz, radiación...)
  • En biología evolutiva, el término herencia epigenética engloba a los mecanismos de herencia no genéticos.
  • En genética de poblaciones se emplea la expresión variación epigenética para denominar a la variación fenotípica que resulta de diferentes condiciones ambientales (norma de reacción). Los cambios epigenéticos son cambios reversibles de ADN que hace que unos genes se expresen o no dependiendo de condiciones exteriores (polifenismo).

La Red de Excelencia del Epigenoma, presenta algunas consideraciones de investigadores sobre el tema que consideramos relevante reproducir, para mostrar la relevancia de este concepto:

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“El ADN no es más que una cinta que almacena información, pero no hay manera de sacar provecho de esta información sin un aparato para su reproducción. La epigenética se interesa por el reproductor de cintas.”Bryan Turner (Birmingham, RU)

-          “Recurriendo a un símil informático, yo diría que el disco duro es como el ADN, y los programas de software son como el epigenoma. Es posible acceder a cierta información del disco duro con la utilización de los programas del ordenador. Pero existen ciertas áreas protegidas por contraseñas y otras no (abiertas). Yo diría que estamos intentando entender por qué existen contraseñas para ciertas regiones y por qué otras regiones están abiertas.” Jörn Walter (Saarland, Alemania)

-          “Existen cerca de 2 metros de ADN en el interior de un núcleo de unas pocas micras. Estamos intentando entender los mecanismos que permiten el acceso al ADN dado el minúsculo volumen del núcleo.” Gunter Reuter (Halle, Alemania)

-          “La gestión de la información dentro del núcleo se traduce en que parte de la información genética se encuentra apiñada dentro del genoma, mientras que, por otro lado, existe información que necesita estar disponible y activa de forma continua, como los llamados genes de mantenimiento (housekeeping), por ejemplo. Por tanto, la epigenética puede compararse a la gestión de los papeles en una casa: no es razonable almacenar en un lugar poco accesible aquello que se va a necesitar muy a menudo, pero los viejos documentos del colegio pueden quedarse guardados en cajas en el trastero.” Peter Becker (Munich, Alemania)

-          “La diferencia entre genética y epigenética probablemente puede compararse con la diferencia que existe entre escribir y leer un libro. Una vez que el libro ha sido escrito, el texto (los genes o la información almacenada en el ADN) será el mismo en todas las copias que se distribuyan entre los lectores. Sin embargo, cada lector podría interpretar la historia del libro de una forma ligeramente diferente, con sus diferentes emociones y proyecciones que pueden ir cambiando a medida que se desarrollan los capítulos. De una forma muy similar, la epigenética permitiría diferentes interpretaciones de un molde fijo (el libro o código genético) y resultaría en diferentes lecturas, dependiendo de las condiciones variables en las que se interprete el molde.”    Thomas Jenuwein (Viena, Austria)


Varias compañías se dedican casi exclusivamente a desarrollar medicamentos que restauren los cambios epigenéticos. Pharmion Corporation ha creado un nuevo fármaco llamado Vidaza, que bloquea la metilación del ADN en las células cancerígenas y estimula los genes que detienen el desarrollo tumoral.En Alemania se ha creado la empresa Epigenomics que desarrolla pruebas de diagnóstico de los cánceres de mama y próstata basándose en la epigenética.
A continuación transcribimos una entrevista al oncólogo Manel Esteller [2]que es, a sus 37 años, un investigador reconocido dentro y fuera de España. Desde 2001 dirige el laboratorio de epigenética del cáncer del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) en Madrid, y considera que la epigenética ayuda a entender el desarrollo de muchos tumores, pero además es lo que permite explicar por qué el hombre y el chimpancé son tan distintos si comparten el 99% de los genes y otras muchas cuestiones que escapan a la genética.
Pregunta. ¿Y qué más explica?
Respuesta. Por ejemplo, ¿por qué un organismo clonado no es exactamente igual al original? Pues porque no hemos sido capaces del todo de reproducir las condiciones epigenéticas de la célula primitiva, y por eso los clones pueden tener problemas de obesidad, de diabetes y otros. Otra cuestión: ¿por qué dos gemelos idénticos tienen enfermedades y personalidades distintas si tienen el mismo ADN? Ahora sabemos que presentan diferencias epigenéticas.
P. ¿Qué es la epigenética?
R. Es la herencia de patrones de expresión de genes que no vienen determinados por la secuencia genética [la cadena de pares de bases del ADN de cada individuo]. Los genes se expresan o no dependiendo de ciertas condiciones bioquímicas, como la metilación del ADN o de las histonas, la forma de la cromatina, y otras que se van conociendo.
P. ¿Cómo se podría explicar esto más gráficamente?
R. Digamos que la epigenética son los vestidos bioquímicos que lleva el ADN desnudo. Si estos vestidos son finos y transparentes, permiten ver el ADN y los genes pueden expresarse; si son gruesos, no permiten ver el ADN y no dejan expresar los genes.
P. ¿Qué es lo que provoca estas alteraciones?
R. Las alteraciones epigenéticas pueden suceder al azar y ser seleccionadas en los tumores porque les confieren una ventaja adaptativa: les permiten crecer más.
P. El cáncer es en buena medida una enfermedad genética, pero ¿qué papel juega la epigenética?
R. Todos los tumores tienen alterado su genoma y su epigenoma, y ambas alteraciones son igualmente importantes. Si dos hermanas heredan la mutación de un gen que les confiere el riesgo del cáncer de mama, la razón de que una desarrolle el tumor a los 25 años y otra a los 70 es que hay factores epigenéticos que en un caso favorecen la aparición del tumor y en el otro lo retrasan.
P. ¿La epigenética equivale por tanto al ambiente?
R. La epigenética es el interlocutor del ambiente con la genética, es lo que explica la acción del estilo de vida sobre los genes. El tabaco puede llegar a causar mutaciones en los genes, pero los cambios epigenéticos son mucho más dinámicos.
P. ¿Todas las enfermedades son también epigenéticas?
R. Y genéticas. El cáncer ha sido la punta de lanza para establecer paradigmas y ejemplos. Pero ahora empezamos a ver diferencias epigenéticas en otras muchas enfermedades. Parece que todas las enfermedades se deben a alteraciones genéticas y epigenéticas.
P. ¿En qué enfermedades, aparte del cáncer, se han visto alteraciones epigenéticas?
R. En las cardiovasculares, por ejemplo, la formación de la placa de ateroma se debe a una susceptibilidad genética, a una dieta rica en grasas y a la existencia de un patrón epigenético de expresión de genes que permiten que las grasas hagan daño. Y se han encontrado hallazgos similares en enfermedades neurológicas, autoinmunes, en la diabetes y en otras.
P. ¿Cuándo se vieron las primeras alteraciones epigenéticas?
R. En la década de 1980, al tiempo que se redescubrieron los primeros oncogenes, empezó a verse que en el ADN había metilaciones. Pero entonces no había una tecnología apropiada para estudiar estas alteraciones bioquímicas. Ahora ya las tenemos, y recientemente se ha puesto en marcha un proyecto para secuenciar el epigenoma humano.
P. Este proyecto parece más complicado que el del genoma. ¿Qué es secuenciar el epigenoma?
R. Es más complejo, pues hay varios niveles de secuenciación. Lo primero que se ha empezado a hacer es ver todas las metilaciones del ADN. Además, hay que ver la célula sana y las células enfermas para comparar.
P. Así como el genoma no es modificable, ¿es posible controlar los cambios epigenéticos mediante el estilo de vida o fármacos?
R. Sí, nuestro epigenoma es más fácilmente moldeable por nuestros hábitos.
P. ¿La epigenética permite hacer alguna recomendación para prevenir el cáncer?
R. Esta pregunta excede a la epigenética. Pero se puede decir, por ejemplo, que no hay que tener un déficit de grupos metilo, como sucede si se toma mucho alcohol. Tampoco hay que tomar suplementos vitamínicos, a menos que exista una carencia vitamínica.
P. ¿Existen fármacos de acción epigenética?
R. Sí, ya hay dos: uno para desmetilar el ADN y el otro para acetilar histonas. El primero se usa contra un tipo de leucemia y el segundo contra un linfoma.
P. ¿Y qué eficacia tienen?
R. Como mínimo producen la remisión de esos subtipos de tumores. Pero estamos sólo al principio. La epigenética se usará cada vez más como diana terapéutica.
P. ¿Pero no son muy inespecíficos estos fármacos?
R. Habrá que esperar como mínimo una década para tener fármacos epigenéticos dirigidos contra aberraciones epigenéticas concretas, similares a los que ahora actúan contra mutaciones genéticas específicas. Los fármacos epigenéticos son inespecíficos pero funcionan. Recordemos que hasta ahora el cáncer se ha tratado con quimioterapia inespecífica, y que algunos tumores, como el de testículo, se curan así.
P. ¿Qué porvenir tiene la epigenética en oncología y biología?
R. En cuanto a conocimientos básicos del cáncer, enorme. Ayudará a entender por qué aparecen las enfermedades y por qué somos distintos unos de otros. Nosotros hemos empezado un proyecto para confirmar la sospecha de que el hombre de hoy no es el mismo que el de hace unos miles de años. Igual que ahora todos los laboratorios de biología son genéticos y bioquímicos, un día todos se dedicarán también a la epigenética.

[1] La homeostasia representa un estado de equilibrio o constancia relativa del ambiente interno (líquido extracelular) del cuerpo, principalmente con respecto a su composición química, su presión osmótica, su concentración de iones de hidrógeno y su temperatura. También podemos definir homeostasia como la persistencia de condiciones estáticas o constantes en el medio interior del organismo que se mantiene mediante un proceso dinámico de retroalimentación y regulación. 


















Ejercicio de autoevaluación

Consiste en repasar niveles de alfabetización científica y tratar de estimar el grado personal conseguido. Revisar las secciones en las que aparecen artículos de ciencias: Ciencia, Sociedad, etc., de diarios nacionales, dedicadas a ciencia y tecnología, y ver si se comprende la información que aportan.


-          Nivel 1: Saber acceder a la información científica y discriminar los tipos de información: fuentes primarias, secundarias y terciarias.

Creo que en este nivel el módulo fue claro y se asemeje a lo que manejamos en formato papel, el problema es que en ocasiones acceder a fuentes primarias no es fácil, al menos en Latinoamérica, donde no siempre la Universidad Pública tienen convenios con revistas especializadas. En ocasiones he tenido que pagar por acceder a artículos de mi especialidad. Si bien como se plantea en el curso “Internet es la fuente de todas las fuentes”, eso vale si podes acceder a la información adecuada y al nivel que uno necesita. Fuentes secundarias y terciarias no son problemáticas. El ejemplo más claro, es que en nuestro país los libros editados recientemente en su idioma de origen llegan, vía pago privado, 2 meses después, y en español 3 años de su primera edición, al menos en Filosofía. Esto significa, que por más que uno entienda los tipos de información, el acceso a ellas sigue siendo un problema en algunos lugares del mundo, que existen. “El sur también existe”. Mario Benedetti, escritor uruguayo fallecido en el 2009. Esto significa que si bien puedo discriminar los tipos de información, el acceso a ellos no se resuelve con la existencia de Internet, habrá que enfatizar en la competencia digital como un derecho para comenzar a resolver las dificultades anteriormente planteadas. Quizás la consigna sea: “la ciencia patrimonio de la humanidad”. 

-          Nivel 2: Tener capacidad para acceder a la trama conceptual de la ciencia. Detectar las áreas de más influencia y acceder a algunos de sus conceptos básicos. Poder utilizar estos conceptos de un modo funcional, haciendo que sirvan de base para adquirir nuevos conocimientos del mismo campo científico.
En este plano estoy necesitando mayor formación, ya que sobre los temas que fui leyendo no tenía conocimientos básicos esenciales y éste módulo me mostró que mi alfabetización científica es baja y debo reforzarla. Asimismo me despertó las ganas de saber sobre los avances científicos y seguirlos con asiduidad, lo que he hecho hasta ahora me ha implicado bucear en conceptos que no conocía o que creía conocer pero no era suficiente.


-          Nivel 3: Poder apreciar las consecuencias humanas, sociales y éticas de la ciencia y estar en condiciones de participar en acciones de la sociedad civil para tratar de reconducir procesos científicos, por ejemplo: examinar programas de partidos políticos, tomar parte en acciones reivindicativas, ser capaz de escribir un artículo de opinión o de participar en un debate.
Este módulo me “despertó” sobre la realidad de “la velocidad del avance científico”. La cantidad de cambios que la ciencia genera en nosotros, ese impacto y el deber que como ciudadanos tenemos tanto de estar informados como de ser responsables de nuestras acciones, es fundamental en el mundo actual. Esto significa que la educación debe, además de enseñar conocimientos, educar en la responsabilidad social, y su consecuente compromiso con la naturaleza y las otras personas. Teniendo una diplomatura en Bioética, estoy interiorizada en estas temáticas y participo de diversas maneras en ellas, pero la vorágine en la que se encuentra el conocimiento científico hoy, no había sido capaz de apreciarlo en toda su dimensión. 
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