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Así comes, así duermes. Te contamos las conexiones entre sueño y alimentación

Por Jara Pérez-Jiménez (CSIC) y Marie-Pierre St-Onge*

La mayoría de la gente sabe que la dieta es un aspecto clave para la salud, ya que está relacionada con el riesgo de desarrollar enfermedades como la diabetes tipo 2 o ciertos tipos de cáncer. Por lo tanto, incluso cuando el patrón dietético español se está desviando de la dieta mediterránea tradicional, las personas son al menos parcialmente conscientes de lo que es «una dieta saludable». Pero, ¿qué pasa con el sueño saludable? A pesar de ser un proceso fisiológico esencial, el sueño suele ser minusvalorado o incluso visto como una pérdida de tiempo. De hecho, la proporción de adultos y niños que no cumplen con las recomendaciones de duración adecuada del sueño está aumentando. Sin embargo, existe una fuerte evidencia científica respecto a cómo la duración del sueño, su regularidad y su calidad afectan a la salud. Así, el sueño corto, irregular o de baja calidad se ha asociado con un mayor riesgo de padecer enfermedades como patologías cardiovasculares o demencia.

A lo mejor has oído hablar de la melatonina como la “hormona del sueño” o la “hormona de la oscuridad”, dado que es un compuesto que sintetizamos cuando baja la intensidad de la luz, con objeto de inducir el sueño. Pero probablemente no sepas que, para producir esta hormona, nuestro cuerpo primero necesita triptófano, un aminoácido presente en algunos alimentos con alto contenido en proteínas: ese triptófano es transformado en nuestro interior en serotonina, la cual genera finalmente melatonina. Podríamos pensar que una forma fácil de estimular la formación de melatonina es consumir mucho triptófano. Pero lo cierto es que no es así de sencillo: para transformar el triptófano en melatonina, hacen falta otros constituyentes alimentarios, incluyendo el magnesio, vitaminas del grupo B, ciertas proporciones entre los diferentes aminoácidos que constituyen las proteínas, componentes de la leche y tener una microbiota sana. Lo cierto es que la relación entre la dieta y el sueño es compleja y, dependiendo de cómo gestionemos ambos, podremos tener dos situaciones muy diferentes, como veremos después.

Por otro lado, el ritmo circadiano es un proceso interno que existe en nuestro cuerpo para regular los ciclos de sueño y vigilia. Mientras que nuestro reloj central, situado en el cerebro, se activa por la luz, tenemos otros relojes secundarios distribuidos en nuestro cuerpo (en el hígado, los riñones, el páncreas, el corazón y los depósitos de grasa) que se activan, entre otros factores, al consumir alimentos. Cuando todos los relojes están sincronizados, es decir, cuando tenemos nuestros periodos de alimentación a las horas reconocidas por nuestro cuerpo como día y noche, respectivamente, se produce la alineación circadiana que contribuye, por ejemplo, a un funcionamiento adecuado de nuestro sistema inmunológico. Pero cuando esta sincronización se rompe y, por ejemplo, cenamos a una hora que nuestro cuerpo identifica como el momento de dormir, aparece una situación llamada desalineación circadiana.

Sueño y alimentación: cuando se genera un círculo vicioso

Las personas que trabajan por turnos han sido el objeto de numerosos estudios, donde se ha observado que presentan un riesgo aumentado de sufrir distintas enfermedades, y una de las razones que explica esto es precisamente la desalineación circadiana a la que están sometidas. Pero esta situación no solo se produce en este colectivo. ¿Sueles modificar las horas a las que te acuestas o te levantas los fines de semana en comparación con los días laborables? Esto es lo que se denomina jet lag social, y es otro tipo de desalineación circadiana, con mayores consecuencias en la salud de lo que podríamos pensar. Así, hoy sabemos que la desalineación circadiana aumenta el riesgo cardiovascular o empeora la capacidad de nuestro cuerpo para regular los niveles de glucosa. Un estudio reciente encontró que cuando las personas retrasan sus horarios de comidas respecto a la hora a la que se levantan experimentan más hambre a lo largo del día completo y presentan más tendencia a acumular grasa, aunque consuman las mismas calorías que otras personas que comen antes.

Finalmente, cuando no dormimos bien, establecemos un círculo vicioso entre el sueño y la alimentación.  No dormir los suficiente estimula los circuitos cerebrales de recompensa en nuestro cerebro, que responden a alimentos que nos resultan muy atractivos. Esto conlleva a un aumento en la ingesta de alimentos poco saludables y en el consumo energético total. Y, a su vez, este tipo de alimentación no nos proporciona los nutrientes que necesitamos para dormir bien, generando un bucle negativo.

Cómo promover una relación virtuosa entre dormir y comer

La buena noticia es que las investigaciones más recientes están mostrando que es posible romper ese bucle y generar un nuevo círculo, esta vez saludable. Antes hemos mencionado que la producción de melatonina en nuestro cuerpo no depende solo de que consumamos suficiente triptófano, sino también otros nutrientes, por lo que algunos investigadores están explorando de qué manera se podría mejorar la calidad del sueño basándose, en lugar de en alimentos aislados, en la composición global de la dieta. ¿Y sabes qué tipos de dietas se han asociado con una mejor calidad del sueño? Aquellas ricas en alimentos de origen vegetal y, en particular, la dieta mediterránea. Por tanto, parece que un efecto saludable adicional de la dieta mediterránea sería el de mejorar la calidad del sueño. A su vez, dormir bien no genera ese deseo incrementado por los alimentos ultraprocesados. De esta manera, es posible romper el círculo vicioso entre un mal sueño y una mala alimentación.

Las investigaciones sobre esta relación son relativamente recientes. Además, presentan distintas limitaciones. Muchas veces se han basado en estudios observacionales donde las personas completan cuestionarios sobre la dieta y el sueño, ya que es un campo donde es difícil llevar a cabo estudios en el que los participantes sigan las dietas que les sean pautadas y a la vez se controle su sueño. Sin embargo, cada vez más grupos de investigación están incluyendo estas aproximaciones en sus trabajos y podemos esperar que los próximos años se produzcan descubrimientos relevantes. Por el momento, lo que ya sabemos es que tu dieta tiene mucho que ver con tu sueño, y viceversa, así que intenta mantener ambos aspectos lo más saludables que puedas.

* Jara Pérez es investigadora del CSIC en el Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos y Nutrición (ICTAN-CSIC), en Madrid y Marie-Pierre St-Onge es investigadora del Departamento de Medicina de la División de Medicina General del Columbia University Irving Medical Center, en Nueva York. Este artículo forma parte de las actividades desarrolladas por Jara Pérez-Jiménez como investigadora visitante en la Universidad de Columbia, con financiación del Programa del Ministerio de Universidades para estancias de movilidad de profesores e investigadores seniors en centros extranjeros de enseñanza superior e investigación y la Comisión Fulbright.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

El misterio de los ríos que se comportan como ríos

Por Daniel Bruno* (CSIC)

Un río no es estático, no sigue siempre el mismo curso. Si pudiéramos ver el trazado de un río pintado en un mapa a lo largo de los siglos veríamos que no es una mera línea azul, sino un intrincado conjunto de líneas que se contrae, expande, y cambia su curso a lo largo del tiempo. Las lluvias provocan crecidas naturales en los ríos; especialmente en los ubicados en la cuenca mediterránea, que periódicamente reciben episodios de lluvias torrenciales. Pero esto no es un misterio. Nunca lo ha sido. Pese a su poder destructivo si no se gestionan adecuadamente, las crecidas son necesarias tanto para el propio río como para el mar que va a alimentarse de él.

Los ríos no son meros canales de agua, su dinámica natural implica la ocupación periódica de sus cauces mayores e incluso la llanura de inundación durante las crecidas. Generalmente vemos esta realidad de manera sesgada por nuestra corta perspectiva temporal de lo que es un río. Solo en los últimos siglos hemos conseguido moldear esa dinámica fluvial a nuestros intereses y necesidades. Y lo hemos hecho básicamente gracias a dos estrategias: la construcción de embalses y la canalización de los ríos.

Crecida extraordinaria del río Ebro a su paso por Zaragoza, en abril de 2018. / Daniel Bruno

La falsa domesticación de los ríos españoles y sus consecuencias

Los ríos de España se encuentran entre los más regulados del mundo, con un mayor número de presas por kilómetro de río y una gran capacidad de agua embalsada (top 5 mundial) para la precipitación que se recibe. Somos el país de Europa con mayor número de grandes presas (1.200), duplicando a Turquía, segundo del ranking, según la Agencia Europea de Medioambiente (2018). La labor de presas y embalses para almacenar agua, laminar avenidas y producir energía es inestimable. Sin embargo, interrumpen el flujo de especies, agua y sedimento con graves implicaciones ecológicas y socioeconómicas. En el río Ebro, por ejemplo, están provocando que cada vez llegue menos sedimento al delta, lo que agrava su hundimiento, y afecta así a la pesca en el Mediterráneo, la formación de playas o la producción de arroz. Un impacto menos evidente de las presas es la interrupción del ciclo del fósforo. Con los grandes embalses impedimos que especies anádromas (aquellas que viven en el mar, pero durante su vida remontan los ríos para reproducirse y morir) migren aguas arriba transportando desde el mar al interior un elemento clave para la agricultura: el fósforo. Otro impacto social que pasa a veces desapercibido es la inundación de pueblos y de las tierras más fértiles para cultivos como consecuencia de la construcción de presas.

Una estrategia que se ha desarrollado en paralelo a la construcción de presas y embalses es la canalización y construcción de defensas laterales. Esto ha supuesto un estrangulamiento de los ríos y la degradación de las riberas fluviales con numerosos daños económicos en las zonas bajas. El levantamiento de defensas cada vez más altas, junto a los dragados y la eliminación de vegetación (mal llamada limpieza de cauces) son estrategias que solo aumentan el potencial efecto devastador aguas abajo al aumentar el poder erosivo del agua que discurre por el cauce. Con ello, se crea una falsa sensación de seguridad que nos lleva a construir cada vez más cerca del río.

En un contexto de cambio climático en el que las lluvias serán más irregulares y destructivas, siempre habrá un punto débil a lo largo del recorrido del río donde los daños sean máximos. Además, hay que tener en cuenta que la defensa hace de efecto barrera en las dos direcciones: si la avenida consigue superar la altura de la defensa o sube el nivel freático a la superficie (cuando hay crecidas el río también puede inundar “por debajo”, por filtración, como consecuencia de la subida del nivel freático), el agua tardará más en evacuarse de la zona anegada, con los correspondientes perjuicios económicos para estas tierras. Por tanto, las defensas fijas se deberían reservar exclusivamente para áreas urbanas en las que no hay posibilidad de alejar las edificaciones y darle espacio al río. Afortunadamente, la ciencia, la política y la gestión ambiental han identificado medidas más eficaces en las últimas décadas y nos encontramos inmersos en un cambio de paradigma potenciado por la Directiva Europea de Inundaciones (2007/60/CE) y su transposición al ordenamiento español (RD 903/2010). Este cambio está centrado en la gestión del territorio a escala de cuenca hidrológica para mitigar inundaciones.

Hay que empezar a interiorizar que las inundaciones tienen su origen en una mala gestión del territorio, en una mala planificación a nivel de cuenca hidrológica, especialmente en todo el territorio que queda aguas arriba del lugar donde estas se producen. En este sentido, se expone a la población a un riesgo que es, en la mayoría de los casos, evitable con una correcta gestión. Y existen herramientas tanto para mejorar esta gestión, como para que la población tenga información precisa y fiable de las zonas susceptibles de inundarse durante las crecidas y episodios de lluvias fuertes. El conocimiento nos permite tomar decisiones informadas. Por ejemplo, si fuera a comprarme una casa, consultaría con detalle si una vivienda se encuentra en una zona de alto riesgo de inundación, es decir con una probabilidad de inundación alta, cada 10 años de media.

Crecida del río Gállego a su paso por Zaragoza, en abril de 2018 / Daniel Bruno

De luchar contra el río a colaborar con él

El daño que genera una riada no depende solo de su magnitud sino de la exposición de la población a la misma. El nuevo paradigma en la gestión de ríos establece que la cuestión no es si un río mediterráneo se desborda o no, es decir, que se expanda más allá de su cauce habitual, sino dónde y cuándo lo hace para maximizar los beneficios y minimizar los daños. Esto implica primar la protección de núcleos urbanos a cambio de facilitar que el río ocupe esporádicamente su lugar en zonas no pobladas, como son zonas naturales y campos. Cuando dejamos espacio al río (alejando las defensas o haciéndolas permeables) o permitimos que se desborde de forma controlada (es decir, planificando a nivel de cuenca los lugares más óptimos) estamos disminuyendo la velocidad del agua y su destrucción aguas abajo. Además, al mismo tiempo, permitimos que multitud de funciones y servicios de los ecosistemas tengan lugar en nuestro propio beneficio.

Es comprensible que la medida pueda suscitar polémica en el sector agrícola que puede perder puntualmente sus cosechas, pero no hay que perder de vista que las avenidas son un proceso histórico y a la larga beneficioso para el río, para las riberas e incluso para los propios campos de cultivo, si sabemos gestionarlas adecuadamente. Por ejemplo, la resistencia a la inundación puede variar de unas pocas horas a semanas, dependiendo de la especie que se plante. No es casualidad que las vegas fluviales sean los terrenos más fértiles para la agricultura, dado que las crecidas e inundaciones aportan limos y nutrientes esenciales a las tierras bajas, y más en un futuro próximo donde los fertilizantes químicos o de síntesis podrían escasear. Además, unas riberas bien conservadas producen innumerables beneficios, como la mejora de la calidad del agua, la fijación de suelo o la disminución de la erosión, y actúan a su vez como corredor ecológico para numerosas especies de animales y plantas.

Por último, en los próximos años, la frecuencia e intensidad de los fenómenos extremos como las avenidas y las sequías aumentará, por lo que deberíamos pasar de una visión de dominancia sobre la naturaleza a una de convivencia, adaptación e integración de la dinámica fluvial en la planificación territorial. Solo si la ciencia, la naturaleza, la sociedad, la política y la gestión van de la mano aplicando el conocimiento científico en la toma de decisiones y en las medidas a implementar sobre el terreno tendremos la oportunidad de minimizar los daños y maximizar los beneficios de fenómenos naturales cada vez más extremos. Lo contrario traerá más sufrimiento del necesario para hacer frente al enorme reto que supone el cambio climático en curso.

 

*Daniel Bruno es investigador del CSIC en el Instituto Pirenaico de Ecología (IPE).

¿Es posible la recuperación del Mar Menor?

Por Juan Manuel Ruiz Fernández* y Mar Gulis (CSIC)

El ecosistema lagunar del Mar Menor experimentó hace seis años un repentino colapso que supuso el final de una larga etapa (más de cinco décadas) de presiones antropogénicas continuas y crecientes.

Uno de los primeros retos de la ciencia para recuperar el Mar Menor es identificar y cuantificar las causas del actual deterioro, lo que requiere necesariamente un adecuado conocimiento científico del Mar Menor y su funcionamiento. El Mar Menor es objeto de estudios científicos desde la primera mitad del siglo XX, como los realizados para valorar sus recursos pesqueros (Navarro, 1927), sus depósitos minerales y su posible interés para la industria minera (Simmoneau, 1973) o la dinámica del intercambio de agua con el Mediterráneo (Arabio Torre y Arévalo, 1971). Desde entonces, instituciones públicas como el Instituto Español de Oceanografía (IEO-CSIC), la Universidad de Murcia o el Instituto Geológico y Minero de España (IGME-CSIC) han desarrollado su actividad investigadora tanto en la albufera como en su cuenca vertiente, dando lugar a una creciente producción científica.

Las praderas de la angiosperma marina Cymodocea nodosa son un componente clave para el funcionamiento del ecosistema lagunar, aunque su pérdida en una amplia superficie del fondo es por ahora irreversible. / Javier Murcia Requena

Las praderas de la angiosperma marina Cymodocea nodosa son un componente clave para el funcionamiento del ecosistema lagunar, aunque su pérdida en una amplia superficie del fondo es por ahora irreversible./ Javier Murcia Requena

Sin embargo, si superponemos los resultados de todos estos estudios en un mapa del complejo entramado de compartimentos e interacciones que conforman el ecosistema lagunar (y los ecosistemas vecinos con los que se encuentra conectado: la cuenca vertiente y el Mediterráneo adyacente), comprobaremos que apenas hemos conseguido rasgar las capas más superficiales del conocimiento. Todavía tenemos importantes carencias en nuestro conocimiento más básico sobre cuestiones que son clave para comprender el estado actual del Mar Menor y sus causas.

Un claro ejemplo de eutrofización

El colapso experimentado por el Mar Menor se ajusta a un caso icónico (“de libro”) de proceso de eutrofización, y se une a una larga lista de casos similares documentados en otras zonas costeras, como Cheesapeak bay (USA) o las lagunas de Venecia (Italia). No obstante, entre otros muchos aspectos, existe un importante vacío de conocimiento sobre los ciclos biogeoquímicos en general, y del nitrógeno y del fósforo en particular, el principal desencadenante del proceso de eutrofización. Por tanto, la recuperación del Mar Menor debe pasar necesariamente por un programa serio y ambicioso de mejora del conocimiento científico, conectado e integrado a sistemas de análisis y predicción que apoyen la toma de decisiones.

Las proliferaciones masivas de macroalgas bentónicas como Caulerpa prolifera y Chaetomorpha linum son síntoma evidente del proceso de eutrofización y de los severos desequilibrios que experimenta el ecosistema lagunar. / Juan M. Ruiz

Las proliferaciones masivas de macroalgas bentónicas como Caulerpa prolifera y Chaetomorpha linum son síntoma evidente del proceso de eutrofización y de los severos desequilibrios que experimenta el ecosistema lagunar./ Juan M. Ruiz

Necesitamos un sistema de monitorización

Otro pilar importante de este plan de recuperación es disponer de un sistema de monitorización científica robusto y permanente, que permita obtener datos en continuo y de la forma más inmediata posible. La ausencia de un sistema de estas características ha dado lugar a todo tipo de especulaciones que no han hecho más que alimentar la demagogia política y, por tanto, confundir a la sociedad y a la opinión pública. Por ejemplo, se ha atribuido el deterioro del Mar Menor a eventos climáticos extremos como riadas (DANAs), olas de calor o episodios de calimas (polvo sahariano), lo que ha desviado la atención respecto al auténtico origen del problema: el exceso de nutrientes antropogénicos.

Este sistema de monitorización debe contemplar no solo la parte hidrográfica y oceanográfica, sino también los componentes biológicos del ecosistema, los procesos ecológicos implicados en su dinámica y el conjunto de su biodiversidad, que al fin y al cabo son los auténticos indicadores del estado del ecosistema y de su posible recuperación.

Biodiversidad en peligro

Muy a menudo se transmite la idea de recuperación a medida que el agua gana en transparencia, lo que no tiene base científica alguna. No se puede hablar de recuperación si el ecosistema lagunar ha perdido el 85% de sus praderas marinas, que a fecha de hoy no han mostrado síntomas de recuperación; o si la Nacra (Pinna nobilis), especie prácticamente extinta en el Mediterráneo español, ha pasado de tener una población del orden de 1,4 millones de individuos a unos pocos cientos. Ambos elementos, Nacra y praderas marinas, ejercieron probablemente un papel clave en el control de los nutrientes de la laguna, pero estos mecanismos de resiliencia hoy día han quedado notablemente debilitados. Especies tan singulares y vulnerables, estrechamente ligadas a las praderas marinas, como el caballito de mar y las agujas (varias especies de Sygnátidos) han experimentado un declive tras el colapso ecosistémico de la albufera.

Especies de peces tan características y singulares como los de la familia de los Sygnátidos (en la imagen) y los caballitos de mar han visto mermadas sus poblaciones en los fondos del Mar Menor hasta mínimos históricos./ Javier Murcia Requena

Especies de peces tan características y singulares como los de la familia de los Sygnátidos (en la imagen) y los caballitos de mar han visto mermadas sus poblaciones en los fondos del Mar Menor hasta mínimos históricos./ Javier Murcia Requena

Éstos son solo unos pocos ejemplos de las especies más emblemáticas, pero ¿qué ha pasado con el resto de la biodiversidad? ¿cómo han afectado estos cambios al funcionamiento del ecosistema? Como se conoce en ecología marina, los cambios observados en unos niveles del ecosistema pueden ser transmitidos al resto de niveles en lo que se conoce como “efecto cascada”, tanto desde los niveles basales (bottom-up) como desde los apicales (top-down). El resultado final es un nuevo estado del ecosistema que tiene consecuencias incluso a nivel socioeconómico, tal y como se empieza a sentir en sectores como la pesca y el turismo. Sin embargo, ni los estudios disponibles ni los datos de los programas de monitorización existentes nos permiten evaluar dichas consecuencias y su evolución.

A tiempo de actuar

Estamos a tiempo de recuperar el Mar Menor y su entorno, y todas las iniciativas orientadas a subsanar las deficiencias mencionadas en los puntos anteriores contribuirán a tal fin. Hasta la fecha, la apuesta más clara y contundente ha venido por parte del gobierno de España, a través del Ministerio para la Transición Ecológica, que ha invertido 485 millones de euros en un amplio programa de actuaciones con diferentes objetivos entre los que se encuentra el de reforzar el conocimiento científico y establecer un sistema de monitorización.

El IEO-CSIC es el responsable de gestionar e implementar este punto en el ámbito de la laguna (los responsables en el ámbito de la cuenca son la Dirección General de Agua y la Confederación Hidrográfica del Segura). Para ello hemos desarrollado un programa específico dotado de unos 5 millones de euros denominado BELICH, que es como los romanos se referían al Mar Menor.

El programa implica la puesta en marcha de un sistema avanzado de monitorización compuesto por diferentes tipos de plataformas completamente sensorizadas (boyas oceanográficas, plataformas sumergidas, mareógrafos, etc.), un servicio de monitorización remota a partir de datos satelitales (mapas de clorofila y otras variables ópticas de interés) y un programa de monitorización in situ, es decir, a partir de mediciones realizadas en muestras de agua. Estas mediciones permitirán calibrar los datos obtenidos de los diferentes sensores y obtener información de otras variables; en particular, aquellas relacionadas con la composición y abundancia de comunidades bacterianas, fitoplancton y zooplancton.

Más investigación básica

Lo anterior representa la parte más básica del sistema, pero necesita ser complementado para poder comprender e interpretar la información obtenida en un contexto adecuado. Para ello se ha propuesto un grupo de trabajo dedicado exclusivamente a obtener conocimiento científico de aspectos clave del funcionamiento del ecosistema, como el origen y las rutas de los nutrientes que alcanzan la laguna o los procesos de asimilación, transformación, almacenamiento y escape del nitrógeno y del fósforo, precursores del proceso de eutrofización.

El cangrejo Carcinus aestuarii era muy abundante en el Mar Menor. Su declive puede estar relacionado con la transformación del ecosistema, pero también por la llegada de un cangrejo invasor, Callinectes sapidus o cangrejo azul./ Juan M. Ruiz

El cangrejo Carcinus aestuarii era muy abundante en el Mar Menor. Su declive puede estar relacionado con la transformación del ecosistema, pero también por la llegada de un cangrejo invasor, Callinectes sapidus o cangrejo azul./ Juan M. Ruiz

Los resultados de estos trabajos de investigación servirán además para alimentar y calibrar modelos numéricos capaces de simular los procesos hidrodinámicos y biogeoquímicos que rigen la dinámica actual del ecosistema lagunar, incluidos los episodios de desarrollo explosivo del fitoplancton, los eventos de anoxia o la mortalidad masiva de organismos marinos. Estos modelos, una vez ajustados a la variabilidad espacial y temporal propia del Mar Menor, podrán servir para predecir los efectos de nuevos eventos climáticos (riadas) y del calentamiento global o la respuesta del ecosistema a acciones específicas de gestión (por ejemplo, la reducción de entradas de nutrientes y de sedimentos terrígenos o la alteración de los flujos de agua entre la laguna, su cuenca y el Mediterráneo).

En esta misma línea se realizarán evaluaciones experimentales sobre la viabilidad y eficacia de métodos y propuestas de restauración de las funciones y servicios ecosistémicos. Todos los datos y el conocimiento generados, así como los modelos obtenidos, deberán confluir en una plataforma digital capaz de integrar y procesar toda esta información que sirva de herramienta de gestión y apoyo a la toma de decisiones.

El desarrollo de este sistema es un gran reto científico. Sin embargo, nada de este esfuerzo tendrá sentido si no existen mecanismos de coordinación e integración dentro y entre los diferentes programas y equipos, y será un fracaso total si, una vez conseguido, no somos capaces de derivar todo lo invertido en infraestructuras permanentes que garanticen series temporales de datos en continuo y a largo plazo, que es lo que en realidad provee al personal científico y de gestión de las herramientas adecuadas para responder a las demandas de la sociedad y asistir a la recuperación del Mar Menor.

 

*Juan Manuel Ruiz Fernández es investigador del CSIC en el Instituto Español de Oceanografía

Astrocitos: estrellas que hablan en nuestro cerebro

Por Irene Serra Hueto (CSIC)*

Seguro que has oído alguna vez que nuestro cerebro es el ordenador más potente del mundo. Ahora bien, ¿en qué piensas cuando te preguntan de qué está formado? Lo más probable es que lo primero que te venga a la cabeza sean las neuronas. No está mal, pero para que esta máquina tan singular funcione con todo su potencial necesita del trabajo de otras células igual de importantes. Entre ellas se encuentran los astrocitos, que reciben su nombre de las estrellas.

Empecemos por el principio. El cerebro funciona gracias a que las neuronas transmiten información a través de corrientes eléctricas. Los puntos de conexión entre una neurona y otra se conocen como sinapsis. En ellas se liberan sustancias llamadas neurotransmisores que permiten que el impulso eléctrico continúe de una neurona a otra. En este punto de conexión, en este diálogo entre las neuronas, el astrocito juega un papel fundamental, modulando y regulando la comunicación entre ellas.

Nuestro cerebro habla bajo sus propias reglas. Esquema de una sinapsis cerebral donde se intercambia la información entre las células, como en una conversación de WhatsApp. / Irene Serra. Células creadas con Biorender.com.

¿Qué ventajas puede tener una conversación a tres? Este sistema, más complejo que una conversación a dos, permite más variedad de mensajes y añade un elemento mediador que asegura que la información se transmite correctamente, el astrocito. La cuestión es que no tenemos un solo astrocito por cada sinapsis. En ratones, una sola de estas células es capaz de modular, mediar y participar en más de 100.000 sinapsis simultáneamente. Es como si un único astrocito estuviese presente y hablando en 100.000 grupos de WhatsApp al mismo tiempo. En humanos, un solo astrocito interviene en 2 millones de sinapsis. Es decir, que nuestros astrocitos tienen 20 veces más capacidad de procesar información… Y, además, tenemos millones de ellos. ¿Y si la explicación (o, al menos, parte de ella) a nuestra inteligencia residiera en el gran refinamiento que los astrocitos aportan a nuestro cerebro?

Para poder contestar esta pregunta necesitamos saber más. Precisamente, mi investigación en el Instituto Cajal (IC) del CSIC se centra en estudiar los circuitos astrocito-neurona; en concreto, los que se establecen en el núcleo Accumbens, la zona del cerebro que se activa cuando algo nos gusta. Esta zona recibe información de otras regiones del cerebro relacionadas con la memoria (hipocampo), las emociones (amígdala) y la toma de decisiones (corteza prefrontal), y es muy importante porque se ve afectada, entre otros casos, en trastornos de adicción.

Ejemplo de cómo es la información que pasa por el núcleo Accumbens vista desde una conversación de WhatsApp./ Irene Serra

Sabemos que los astrocitos son parte fundamental de la regulación de este núcleo y, desde hace poco, también que el cerebro tiene distintos tipos de astrocitos, del mismo modo que tiene distintos tipos de neuronas. Sin embargo, todavía no hemos comprendido en profundidad para qué son los astrocitos diferentes entre ellos ni cómo son de diferentes. En el núcleo Accumbens, ¿tenemos astrocitos especializados regulando la información de recuerdos de aquello que nos gusta? ¿Hay otros asociados a las emociones? ¿Intervienen en los circuitos de toma de decisión?

Un sensor de calcio para superar las limitaciones de los microscopios

En el último trabajo publicado por el Laboratorio de Plasticidad Sináptica e Interacciones astrocito-neurona del IC-CSIC, dirigido por Marta Navarrete, profundizamos en estas preguntas y presentamos una nueva herramienta que nos ha permitido estudiar, por primera vez, la actividad de los astrocitos a gran escala y con precisión temporal. Se trata de CaMPARIGFAP, un sensor de calcio con el que hemos podido observar el núcleo Accumbens al completo y detectar qué astrocitos responden a un estímulo concreto.

El tamaño de las lentes de los microscopios es limitado y hace que no sea posible observar al mismo tiempo todos los astrocitos de una región cerebral. La particularidad de CaMPARIGFAP es que detecta, mediante la fluorescencia, el calcio que emiten los astrocitos cuando se activan. Es como hacer una foto: al enviar un ‘flash’ de luz violeta, los astrocitos inactivos se muestran en verde y los activos en rojo. De este modo, podemos analizar cómo responden regiones amplias del cerebro a un estímulo determinado.

Tejido del núcleo Accumbens en el que cambia el color de CaMPARIGFAP según la actividad de los astrocitos. / Irene Serra

Utilizando esta herramienta hemos descubierto que los astrocitos del núcleo Accumbens forman redes funcionales que responden de diferente forma según la procedencia de los estímulos -memoria, emociones o decisiones­-. Los resultados indican que los astrocitos son capaces de distinguir de dónde viene la información y, también, que integran las diferentes señales en un procesamiento paralelo al de las neuronas. Todo apunta a que los astrocitos están mucho más especializados en los circuitos cerebrales de lo que pensábamos.

Comprender en detalle cómo interaccionan con las neuronas y cómo regulan la información que llega de las diferentes zonas del cerebro nos acercaría mucho a encontrar soluciones eficaces para tratar la adicción. Y eso solo en el núcleo de Accumbens: llegar a entender cómo interaccionan los astrocitos en otras regiones cerebrales nos permitiría comprender mucho mejor el potencial de nuestro cerebro, que a día de hoy esconde tantos misterios como el universo.

*Irene Serra Hueto es investigadora predoctoral en el Laboratorio de plasticidad sináptica e interacciones astrocito-neurona del Instituto Cajal del CSIC, dirigido por Marta Navarrete.

Extractos vegetales o aditivos E: ¿cuál es la mejor opción para conservar los productos cárnicos?

Por Mónica Flores (CSIC) * y Mar Gulis (CSIC)

En los últimos 40 años, el consumo de alimentos de origen animal ha aumentado considerablemente, sobre todo en los países asiáticos. Hoy, la demanda de este tipo de alimentos se encuentra al mismo nivel en América y Europa que en China. En paralelo a este proceso, la demanda de productos cárnicos se ha visto afectada por la preocupación por el bienestar animal y por el consumo de alimentos orgánicos. En este sentido, una de las tendencias de mercado más importante está siendo la eliminación de aditivos y, por tanto, de los números E de las etiquetas.

Entre los aditivos más afectados por esta dinámica se encuentran los denominados “agentes de curado”, es decir, el nitrito potásico y sódico (E 249 y E 250) y el nitrato sódico y potásico (E 251 y E 252). Estos agentes se emplean en la elaboración de muchos productos cárnicos -como el jamón serrano y cocido, el chorizo, el salchichón, etc.- para mantener su seguridad y sus características organolépticas (color, aroma y sabor).

De hecho, en el ámbito internacional el término “curado” hace referencia al uso de sales de nitrito y nitrato junto con cloruro de sodio y otros ingredientes como conservantes de la carne. El nitrito es el principio activo que produce el efecto conservante mientras el nitrato actúa como fuente de nitrito en los procesos largos de secado y maduración de los productos.

Pros y contras de los aditivos E

El empleo de este tipo de aditivos en los productos cárnicos ha sido respaldado por la Agencia Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA), que en el año 2003 concluyó que son fundamentales para proteger los alimentos frente al bacilo Clostridum botulinum, causante del botulismo. En la misma línea se ha pronunciado la Agencia Francesa de Seguridad y Salud Alimentaria, Ambiental y Ocupacional (ANSES) en su “Evaluación de riesgos relacionados con el consumo de nitratos y nitritos”. El informe, publicado en 2022, indica que los nitritos y nitratos contribuyen eficazmente a limitar el desarrollo de agentes patógenos como Listeria, Salmonella o Clostridium botulinum.

Estos aditivos, por tanto, son excelentes antimicrobianos y antioxidantes que permiten que tengamos unos productos cárnicos seguros y con propiedades sensoriales características. A pesar de ello, nitritos y nitratos se encuentran en el punto de mira debido a que pueden dar lugar a la formación de las denominadas nitrosaminas, agentes cancerígenos formados por la reacción del nitrito residual en los productos cárnicos con aminas secundarias. Por eso, la ESFA recomienda restringir su uso en los productos cárnicos al mínimo posible.

En cualquier caso, conviene no olvidar que la principal fuente de exposición humana a los nitratos es el consumo de verduras y hortalizas, no el de carne: el 80% de la ingesta total de nitratos procede de dichos alimentos. Estos nitratos son resultado del empleo de fertilizantes en los cultivos, aunque el contenido en nitratos de los vegetales varía mucho según la parte anatómica del vegetal que se consuma y de las prácticas agrícolas.

Por su parte, la fuente más importante de nitrito en la dieta es el consumo de alimentos y agua que contienen nitrato, el cual se convierte en nitrito en la saliva por acción de las bacterias orales. Un informe de la EFSA de 2017 señala que la contribución de los nitritos por su uso como aditivos alimentarios (principalmente en productos cárnicos) representa aproximadamente un 17% de la exposición total a los nitritos.

El auge de los productos ‘etiqueta limpia’

Aun así, en los últimos años se ha acentuado la búsqueda de alternativas a los nitrificantes para crear productos ‘etiqueta limpia’ (clean label). A principios del siglo XXI, en Estados Unidos se propuso el empleo de extractos vegetales con altos contenidos de nitratos para la fabricación de productos cárnicos. Los extractos vegetales, fermentados o no, que se han comercializado en el país anglosajón con estos fines proceden del apio y, en menor medida, de la remolacha, la lechuga, la espinaca, la acelga o la zanahoria, todos ellos ricos en nitrato, así como de la acerola y las cerezas, que aportan ascorbato.

Sin embargo, esta estrategia de sustitución plantea limitaciones, como las debidas al posible aporte de aromas vegetales y pigmentos procedentes del extracto. Además, en estos extractos la concentración de nitrato y nitrito es variable y requiere la adición de bacterias que permitan la formación del nitrito. Al ser el nitrito el verdadero agente antimicrobiano en los productos, el desconocer la dosis real de nitrito empleada conlleva riesgos de seguridad alimentaria y requiere el empleo de otras sustancias antimicrobianas.

Además, esta estrategia no impide que en el caso de que exista nitrito residual se formen nitrosaminas, por lo que el riesgo de formación de las sustancias cancerígenas sigue existiendo. Incluso otros contaminantes presentes en los extractos vegetales, como micotoxinas, metales pesados y contaminantes orgánicos, pueden ser transferidos al producto cárnico.

Por último, una de las principales limitaciones en el uso de extractos vegetales es su posible potencial alergénico. De hecho, el apio está incluido en el listado de alérgenos identificables en la Unión Europea.

Autorizados en EEUU y Canadá, pero no en Europa

En Estados Unidos y Canadá esta práctica está autorizada, pero ha creado cierta polémica por el empleo de mensajes como “no curado” en el etiquetado de los productos cárnicos procesados con extractos vegetales, ya que pueden confundir a los consumidores, que no entienden las prácticas realizadas. Por ello, se exige que el etiquetado sea preciso y no engañoso.

En Europa, la EFSA realiza la evaluación de la seguridad de los aditivos. Sus criterios de seguridad establecen que los aditivos no deben contener residuos que puedan presentar algún riesgo de tipo toxicológico. En este sentido, los extractos vegetales no presentan los mismos criterios de pureza que los aditivos agentes de curado e impiden una correcta evaluación de su seguridad. Este aspecto es muy importante, pero desconocido para los consumidores, que perciben más naturalidad en un extracto vegetal que en un aditivo, lo que conlleva falsas apreciaciones.

* Mónica Flores es investigadora del CSIC en el Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos.

Fibra óptica, implantes médicos o paneles solares: ‘La Edad del Vidrio’ ya está aquí

Por Mar Gulis (CSIC)

Te encuentras atravesando un espeso bosque lleno de secuoyas cuando de repente un sonido familiar se oye a lo lejos, repetitivo, cada vez más elevado, hasta que, ¡ZAS!, te percatas de que se trata de la alarma del móvil. Es la hora de ponerse en pie… Te pones las gafas y miras la pantalla: las 7:00 h, comienza un nuevo día. Te lavas la cara frente al espejo, te cepillas los dientes y te asomas por la ventana. Ves que hace un sol radiante, promete ser un gran día. Mientras abres el tarro de una deliciosa mermelada y pones la cafetera en la vitrocerámica, enciendes el portátil para ver si hay alguna novedad. La jornada comienza bien a pesar de que un mensaje te recuerda que hoy tienes cita para ponerte un implante dental y que además te toca la siguiente dosis de la vacuna.

Esta podría ser una mañana más en la vida de una persona cualquiera, pero en esas primeras horas ya aparecen varios elementos en los que el vidrio juega un papel determinante. Aunque no hayas reparado en ello, la lente de las gafas, la pantalla del móvil, el espejo, el acristalamiento de la ventana, la placa vitrocerámica, la fibra óptica que te permite navegar por Internet y los envases que aseguran la correcta conservación de alimentos y vacunas están hechos de vidrio… Este material está presente en todo tipo objetos, algunos de ellos tan sorprendentes como los implantes de piezas dentales o los dentífricos que emplean nanopartículas de vidrio.

Descubierto por casualidad en Siria hace 5.000 años, cuando unos mercaderes utilizaron natrón para apoyar sus ollas sobre las fogatas en las que iban a cocinar, en la actualidad el vidrio nos rodea, forma parte de nuestras vidas. No es de extrañar, por tanto, que haya sido el primer material en protagonizar una conmemoración internacional, la correspondiente al año 2022, declarado por Naciones Unidas Año internacional del Vidrio.

El vidrio es uno de los materiales más transformadores de la historia de la humanidad. A lo largo de la historia ha desempeñado importantes funciones en la arquitectura, los artículos para el hogar, los envases… Y hoy es un elemento esencial en sectores clave como el de la energía, la biomedicina, la información y las comunicaciones o la óptica y la optoelectrónica.

Una exposición para descubrir las aplicaciones del vidrio

¿Sabías que existen vidrios diseñados para disolverse dentro del cuerpo humano? ¿O que es posible fabricarlos para que emitan luz en la oscuridad? Entre otras muchas aplicaciones, el vidrio resulta indispensable en los paneles solares y las palas de las turbinas eólicas que nos proporcionan energía limpia, la conservación de vacunas como las diseñadas para hacer frente al virus de la COVID-19, la curación de tejidos dañados o la fabricación de implantes.

Precisamente de sus aplicaciones nos habla la exposición itinerante y virtual La Edad del Vidrio, elaborada por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) con apoyo de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT). A través de ellas, la muestra invita al público a averiguar todo lo que este material puede hacer para ayudarnos a alcanzar los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU: 17 retos globales encaminados a erradicar la pobreza, proteger el planeta y asegurar la prosperidad de sus habitantes.

Exposición La Edad del Vidrio en la Biblioteca Municipal Eugenio Trías (Madrid) / Laura Llera

Por el momento, la muestra podrá visitarse del 4 al 27 de octubre en el parque de El Retiro de Madrid y del 2 de noviembre al 11 de diciembre en la Real Fábrica de Cristales de La Granja (Segovia), aunque después seguirá recorriendo otros lugares. Además, sus contenidos se encuentran también completamente disponibles en la web www.edaddelvidrio.es. En ella, podrás navegar por la exposición en castellano o inglés, descargártela y escuchar sus audioguías, que también puedes encontrar en las principales plataformas de audio (Ivoox, Spotify, Google podcast, Apple podcast o Amazon music), buscando ‘La edad del vidrio’.

Experimentos y propuestas didácticas

Además, si quieres profundizar en la exposición de manera lúdica y didáctica, también encontrarás materiales educativos para ESO y Bachillerato que estimulan la creatividad e invitan al debate. Sus contenidos incluyen un endemoniado juego de Verdadero o falso relacionado con las aplicaciones del vidrio o una Sopa de letras en las que buscar términos relacionados con este material. Crear una tabla periódica vidriera, convertirse en un superhéroe o una superheroína del clima o diseñar una campaña de sensibilización para fomentar el reciclaje del vidrio son otras de las actividades propuestas.

Y para quienes decidan adentrarse en el mundo del vidrio de forma más práctica (y dulce), también hay experimentos. Con ellos se pueden crear cristales de azúcar y  experimentar con algunas de las propiedades del vidrio con poco más que unos caramelos, un martillo y una bandeja de hielos. La actividad te ayudará a comprender el proceso de fabricación del vidrio y a entender por qué, en las películas, el vidrio que se quiebra, estalla o explota, rara vez es vidrio real… De hecho, se trata de vidrio falso hecho a partir de azúcar para que nadie resulte herido.

En cualquier caso, aunque haya vidrios fake, el verdadero vidrio está muy presente en nuestras vidas y juega un papel fundamental en el mundo contemporáneo. Descúbrelo navegando por la exposición y descargando sus unidades didácticas y sus fichas de experimentos de manera gratuita. ¡Que su transparencia no lo haga pasar desapercibido!

Mendeléiev, Penrose o Meitner: 6 casos de inspiración científica súbita

Por Pedro Meseguer (CSIC)*

A menudo creemos que, con la formación adecuada, estudiar en profundidad un problema es suficiente para atacarlo con probabilidades de éxito. Analizamos su historia, el contexto, las cuestiones cercanas, sus formulaciones y métodos de solución, etcétera. Y si se resiste profundizamos más. Insistimos hasta que encontramos la solución al problema que nos habíamos planteado. Pero, a veces, esto no basta y nos estrellamos contra un muro que parece infranqueable. En esas ocasiones, no es infrecuente experimentar el siguiente hecho singular: cuando nos damos un respiro o dejamos el problema a un lado, como por arte de magia, la solución aparece nítida en nuestra mente. ¿Qué ha sucedido? Se trata de la llamada inspiración súbita.

Una experiencia común

En ciencia, estas experiencias no son desconocidas. Hay diversas anécdotas sobre cómo la solución de un problema ha sido revelada a la persona que lo investigaba sin aparente esfuerzo por su parte, bien en el periodo de vigilia o bien en sueños. A continuación, detallamos seis ejemplos de inspiración súbita protagonizados por personajes relevantes de la historia de la ciencia.

William Rowan Hamilton, el matemático de cuyo nombre proviene el término “hamiltoniano”, halló la multiplicación de los cuaterniones de forma súbita, mientras se dirigía con su mujer a una sesión de la Royal Irish Academy dando un paseo a lo largo del Royal Canal, en 1843. El impacto de la idea fue muy intenso: lo describió como “un circuito eléctrico que se cierra”. Al no disponer de pluma ni papel, marcó con su navaja la fórmula de la operación en una piedra del puente de Brougham, por el que circulaba en ese momento.

August Kekulé, uno de los padres de la química orgánica, descubrió la estructura de anillo del benceno tras soñar con una serpiente que se mordía la cola. Se cree que sucedió en 1862. La composición química de este elemento se conocía, pero no su disposición en el espacio. Antes de formarse en química, Kekulé estudió arquitectura y era un delineante competente, por lo que se puede suponer que poseía una buena imaginación espacial.

Dmitri Mendeléiev, el creador de la tabla periódica, era catedrático en San Petersburgo, en 1869. Tuvo un sueño en el que vio “una tabla en la que todos los elementos encajaban en su lugar”. “Al despertar, tomé nota de todo”, declaró. Y así nació la clasificación de los elementos químicos.

Mendeléiev, el creador de la tabla periódica, tuvo un sueño en el que vio “una tabla en la que todos los elementos encajaban en su lugar”. / Imagen: Studio4rt – Freepik

Henri Poincaré, el gran matemático y físico teórico francés, fue profesor en la universidad de Caen, en febrero de 1881. Llevaba trabajando varios días sobre una cuestión que se le resistía. Frustrado, decidió tomarse un descanso y se unió a una expedición geológica. Al subir al autobús, la solución del problema —un importante descubrimiento sobre funciones fuchsianas— apareció clara en su mente, acompañada de la certeza de su validez.

Lise Meitner, física responsable de la fisión nuclear, huyó en 1938 de Berlín por su origen judío. Su antiguo jefe, Otto Hahn, bombardeó átomos de uranio con neutrinos, esperando obtener un elemento más pesado, pero sucedió al revés, obtuvo elementos más ligeros. Le preguntó a Lise por carta, y ella le contestó con la posibilidad de que el átomo se hubiera partido. Tras enviar su respuesta, Lise salió a dar un paseo por el bosque. De pronto sacó un papel del bolsillo y comenzó a hacer cálculos. Comprobó que la energía generada se correspondía con el defecto de masa observado, a través de la ecuación de Einstein E=mc2. Y así descubrió la fisión nuclear; aunque no obtuvo el reconocimiento correspondiente. A pesar de que ella proporcionó la explicación, Otto Hahn no incluyó su nombre entre las personas firmantes del artículo que lo describía, y recibió en solitario el Premio Nobel de Química en 1944.

Roger Penrose, que recibió el Premio Nobel de Física del año 2020, tuvo una experiencia singular. En 1964, un colega estadounidense lo visitó en Londres. Durante un paseo, y al cruzar la calle, a Penrose le vino la solución al problema en el que trabajaba en esa época. La conversación siguió al otro lado de la calle y ocultó la idea, pero no su alegría. Cuando el visitante se marchó, Penrose buscó la causa de su júbilo, y volvió a encontrar la idea que había tenido al cruzar la calle.

Las tres fases de la inspiración

Grandes investigadores e investigadoras se han interesado por los aspectos psicológicos del descubrimiento científico, en particular, del matemático. Han escrito obras de títulos en ocasiones autoexplicativos: Ciencia y Método, de Poincaré, La psicología de la invención en el campo matemático, de Hadamard, La nueva mente del emperador, de Penrose.

A partir de estos análisis, destacaría tres fases sobre la iluminación o inspiración súbita. Primero, hay una etapa de trabajo intenso sobre el problema en cuestión, sin que se produzcan resultados; allí es donde se realiza una labor profunda en el inconsciente. En segundo lugar, hay un periodo de relax, durante un paseo o un viaje, a veces en un sueño, donde la mente consciente está ocupada en ‘otra cosa’ y espontáneamente surge la iluminación o inspiración súbita. Por último, una nueva etapa de trabajo consciente, donde se verifica la validez de esa iluminación. Aunque la inspiración súbita haya sido acompañada de la certeza de su corrección, es un paso muy necesario para formalizar sus resultados.

En todas estas historias, se vislumbra que los procesos mentales humanos de la inspiración súbita comparten una naturaleza común y siguen circuitos similares. Estas vivencias refuerzan la utilidad del descanso para alcanzar soluciones creativas a problemas complejos. Evidentemente la mente consciente se ha de enfocar en ellos, pero solo concentra una parte del esfuerzo. La otra radica en la mente inconsciente, con unos ritmos internos que se han de respetar para que rinda sus frutos y nos permita avanzar en la comprensión del mundo.

 

*Pedro Meseguer es investigador en el Instituto de Investigación en Inteligencia Artificial del CSIC.

La accidentada vuelta al Mediterráneo de una gota de agua

Por Manuel Vargas Yáñez (CSIC)*

En comparación con los grandes océanos, el tamaño del Mar Mediterráneo puede resultar pequeño. Sin embargo, es grande por su historia y su cultura… Y también por la complejidad de los fenómenos oceanográficos que en él se producen. Tanto es así, que ha llegado a ser considerado como un océano en miniatura por la comunidad oceanógrafa. Para conocer su funcionamiento, seguiremos las peripecias de una protagonista muy humilde: una gota de agua de apenas un mililitro. Realizaremos un largo viaje de ida y vuelta entre el Océano Atlántico y el Mar Mediterráneo. Y, como en toda gran expedición, nos serviremos de un mapa para seguir sus aventuras.

Mapa del recorrido de ida y vuelta entre el Océano Atlántico y el Mar Mediterráneo de la gota de agua. / Irene Cuesta (CSIC).

Comienza la aventura: Golfo de Cádiz

Nos encontramos en un lluvioso día de enero. Una gota cae sobre el mar a unos cincuenta kilómetros de la costa de Cádiz (punto 1). Debido al oleaje, se mezcla con el agua que la rodea. Cuando vuelve a lucir el sol, se sitúa cerca de la superficie, a diez metros de profundidad. Está completamente transformada, ahora es agua de mar, y se mueve hacia el sudeste, siguiendo el movimiento de las líneas de color azul claro del mapa.

El paso del Estrecho

De repente, se ve arrastrada por una violenta corriente que la succiona hacia el Estrecho de Gibraltar (punto 2). El mar se estrecha hasta que África y Europa casi pueden tocarse; y la profundidad disminuye considerablemente. La gota sube y baja, a veces hasta los 200 metros de profundidad. Allí se acerca a gotas más profundas que hacen el camino inverso y salen del Mediterráneo cargadas de nutrientes (compuestos de nitrógeno, fósforo y silicio). Sin embargo, todavía no sabe por qué esas aguas profundas están tan ricamente abonadas. Este será uno de los aprendizajes de su viaje.

Después de este ajetreo, la gota se encuentra por fin en el Mediterráneo; concretamente, en el Mar de Alborán, al sudoeste de Málaga. Ahora, viaja sobre una fuerte corriente de un metro por segundo y es una gota de agua salada rica en vida. En su interior crecen unos organismos verdes unicelulares: el fitoplancton. Estos organismos realizan la fotosíntesis gracias a la luz del sol, un proceso en el que absorben CO2 y producen oxígeno. Son la base de la cadena alimenticia del mar. Los más grandes, el micro-fitoplancton, tienen entre 20 y 200 micras; es decir, son mil veces más pequeños que un mililitro. La gota contiene más de cien de estas células y más de mil aún más pequeñas: el nano y pico plancton. También tiene cianobacterias, parientes muy próximas de las primeras bacterias que empezaron a hacer la fotosíntesis en nuestro planeta hace miles de millones de años. Si aumentásemos el tamaño de la gota, veríamos el micro-fitoplancton y también el zooplancton, que se alimenta del fitoplancton y que, a su vez, será el alimento de muchos peces, como las sardinas o los boquerones.

En el Estrecho de Gibraltar, la gota se acerca a otras más profundas que hacen el camino inverso y salen del Mediterráneo cargadas de nutrientes. / Pexels

Anticiclones frente a la costa argelina

Dentro del Mar de Alborán hay dos giros anticiclónicos en los que el agua se mueve en el sentido de las agujas del reloj. Después de treinta días dando vueltas, la gota se sitúa frente a las costas de Argelia (punto 3), donde el mar se ensancha. La corriente se calma (ahora avanza a 20 centímetros por segundo), sigue progresando hacia el este y deja a su derecha la costa del país africano. Es un camino tortuoso. Algunas de sus compañeras de viaje quedan atrapadas y ralentizan su marcha, pero nuestra gota sigue la corriente principal y, pasados sesenta días, divisa el Mediterráneo Oriental.

En una época cercana a la primavera, empieza a observar grandes cambios: en la superficie hace calor y hay una fuerte evaporación. El resultado es que su salinidad y temperatura aumentan. Sus inquilinos fitoplanctónicos necesitan nutrientes para hacer la fotosíntesis, pero se han agotado. La mayoría de las células más grandes han muerto y solo las más pequeñas parecen adaptarse a estas condiciones de escasez.

En Rodas, un año después

La corriente serpentea describiendo giros anticiclónicos y ciclónicos, en los que el agua se mueve en sentido contrario a las agujas del reloj. Nuestra gota pasará en estas aguas el verano y el otoño. Su salinidad llegará a alcanzar los 39,2 gramos por litro y su temperatura hasta 26 grados centígrados.

Llegará al sur de la Isla de Rodas (punto 4) durante el siguiente invierno, tras un viaje de más de un año. Entonces, su temperatura bajará hasta los 15ºC y será un agua muy salada y densa que no podrá mantenerse a flote. Finalmente, se hundirá hasta los 200 o 300 metros de profundidad. Solo entonces comenzará a ser llamada agua mediterránea por la comunidad científica. A pesar de llevar ya más de un año en el Mare Nostrum, hasta este momento será considerada agua atlántica, por su origen.

La gota de agua alcanzará una profundidad media de 1.400 metros. / Pexels

Descenso a las profundidades

La gota viajera ha pasado a un entorno frío, oscuro e inmenso; y su profundidad media es de 1.400 metros, aunque puede alcanzar los 5.000. Los organismos fitoplanctónicos han muerto por la falta de luz y los restos orgánicos son descompuestos por las bacterias. En este proceso se generan CO2 y nutrientes, y se consume parte del O2. La gota entiende ahora por qué el agua profunda con la que se cruzó en el Estrecho de Gibraltar era rica en nutrientes.

Empieza a moverse lentamente hacia el oeste, en la dirección de las líneas azul oscuro del mapa. Aunque hay varios caminos posibles, toma el más directo hacia Sicilia y Cerdeña; islas que fueron su puerta de entrada al Mediterráneo Oriental, y que ahora marcan la salida. Por aquí las aguas profundas salen a razón de algo menos de un millón de metros cúbicos por segundo. El volumen del agua de las capas profundas del Mediterráneo Oriental es de más de 1.800 billones de metros cúbicos, así que la gota tardará alrededor de sesenta años en atravesar los canales de Sicilia y Cerdeña.

Una vez en el Mediterráneo Occidental, la gota bordeará la costa occidental de Italia hasta llegar a otro hito de su periplo: el sur de las costas francesas del Golfo de León (punto 5). En esta región, los fríos y secos vientos invernales del norte enfrían el agua superficial, que aumenta su densidad y se hunde hasta los 200 o 300 metros de profundidad, donde se encuentra con nuestra gota. Los temporales en esta zona continúan todo el invierno, y al final el agua se hace tan fría y densa que se hunde hasta el fondo del mar, a 2.500 metros de profundidad.

Fin de viaje: regreso al Atlántico

Aún le queda un largo camino por recorrer, ya que hasta salir por el Estrecho de Gibraltar pueden pasar otros cincuenta años. Al menos, su combinación con agua de la superficie le ha supuesto una inyección de oxígeno. La salida del Mediterráneo es parecida a la llegada. La gota viajera se mueve lentamente hasta que, al sentir la proximidad del Estrecho, empieza a sufrir una fuerte aceleración y alcanza velocidades de 1 metro por segundo. Ahora es una corriente profunda que ve como nuevas gotas de agua pasan por encima de ella para entrar en el Mediterráneo y comenzar un viaje parecido al que ella inició hace más de 100 años.

Aquella gota que cayó en forma de lluvia parece ahora una anciana que regresa al Océano Atlántico, donde durante un tiempo será llamada agua mediterránea. Sin embargo, en la escala de tiempo de los mares de la Tierra, aún es joven. Es cierto que está muy transformada, pero todavía tiene que experimentar muchas peripecias y visitar rincones muy lejanos antes de, tal vez dentro de mil años, volver a la superficie del mar o incluso a la atmósfera. Pero esta es otra historia, y deberá ser contada en otro momento.

*Manuel Vargas Yáñez es investigador en el Instituto Español de Oceanografía (IEO) del CSIC.

¡Ven al cine de verano del CSIC en Madrid!

Por Mar Gulis (CSIC)

Ya es verano, se acerca julio, hace calor. El asfalto a veces se transforma en una gran sartén y quienes no hemos podido salir aún de vacaciones buscamos pequeños oasis en la ciudad donde refugiarnos y pasar un buen rato del modo más refrescante posible.

Este año, ciencia y cultura confluyen en CSIC de Cine, un ciclo de cine de verano que tendrá lugar en el campus central del organismo en Madrid. Los exteriores de su mítico ‘edificio de las columnas’ han sido escenario de rodajes variopintos, como la película Marco Antonio y Cleopatra (1972), donde se convirtieron en el palacio de la reina de Egipto; o la exitosa serie La casa de papel, que los transformó en la Fábrica Nacional de Moneda y Timbre.

Fachada del edificio central del CSIC, en c/ Serrano 117 de Madrid (España), construido en 1943. / Wikimedia – Luis García

Ahora, este entorno tan especial albergará la proyección de tres estrenos recientes y una película infantil centradas en temas sobre los que la ciencia y la filosofía tienen mucho que decir: Don’t Look Up (1 de julio), Alcarràs (8 de julio), Atrapa la bandera (15 de julio) y El buen patrón (22 de julio).

Los pases serán los cuatro primeros viernes de julio, a las 21:00h, y cada proyección será introducida por especialistas del CSIC en diversos ámbitos. Todas las sesiones serán al aire libre y gratuitas: solo tienes que reservar tus entradas a través de este enlace y venir a disfrutar del séptimo arte en un entorno privilegiado, en el corazón del Barrio de las Ciencias.

La desastrosa gestión de un desastre

Leonardo DiCaprio y Jennifer Lawrence encarnan en la película Don’t look up, dirigida por Adam McKay, a dos científicos que tratan de advertir sobre una amenaza devastadora: la inminente colisión de un meteorito contra la Tierra. Pero el filme no se centra en el hecho astronómico en sí, sino en su más que cuestionable gestión política y mediática. ¿Te recuerda a algo? De ello hablarán Margarita del Val (Centro de Biología Molecular Severo Ochoa, CSIC-UAM), conocida por su labor de divulgación durante la pandemia de covid-19, y Fernando Valladares (Museo Nacional de Ciencias Naturales, CSIC), experto en cambio climático, en la introducción al pase de la película. Será en el estreno del ciclo: el 1 de julio de 2022 a las 21:00h en el campus central del CSIC.

 

Afrontar el estío con cine, ciencia y pensamiento

El ciclo continuará el siguiente viernes, 8 de julio, con la película Alcarràs, de Carla Simón, reciente ganadora del Oso de Oro del Festival de Berlín 2022 y que retrata a una familia de agricultores en su última cosecha, poco antes de que en su parcela se instalen placas solares. El físico y experto en energía Antonio Turiel (Instituto de Ciencias del Mar, CSIC) y la especialista en agricultura y alimentación Marta G. Rivera Ferre (INGENIO, CSIC-UPV) comentarán la película.

El 15 de julio será el turno del cine de animación con la proyección de Atrapa la bandera, de Enrique Gato, una aventura espacial para toda la familia que será introducida por el astrofísico Daniel Guirado (Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC), que ofrecerá un espectáculo lúdico e interactivo dirigido a las y los más pequeños.

La película que cerrará el ciclo el 22 de julio será El buen patrón, de Fernando León de Aranoa. Protagonizada por Javier Bardem, que interpreta a un industrial de provincias en busca del éxito empresarial a toda costa, servirá a la filósofa Remedios Zafra (Centro de Ciencias Humanas y Sociales, CSIC) como punto de partida para hablar de precariedad laboral y desigualdad de género.

Las sesiones del ciclo CSIC de Cine serán los cuatro primeros viernes del mes de julio, a las 21:00h

Todas las películas, salvo la primera, tendrán subtitulado accesible para personas sordas y los encuentros, que podrán seguirse en directo a través del canal de CSIC Divulga, contarán con intérpretes en lengua de signos española.

Recuerda que las sesiones serán gratuitas, pero precisan de reserva previa. La apertura de puertas será a las 20:45 horas y el cierre a las 21:15 horas. Las plazas se ocuparán por orden de llegada. La entrada al campus central del CSIC está ubicado en la calle Serrano, 123 (Madrid), accesible en transporte público desde diversas líneas de Metro y autobús.

CSIC de Cine es un proyecto de divulgación del CSIC impulsado por el área de Cultura Científica y Ciencia Ciudadana del CSIC, con el apoyo de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT) – Ministerio de Ciencia e Innovación.

Ultraprocesados en la salud y la enfermedad

Por Javier Sánchez Perona* y Mar Gulis (CSIC)

Todos los días de nuestra vida. Están en medios de comunicación, en las redes sociales y, por supuesto, en las estanterías de los supermercados. A veces, incluso en detrimento de la fruta o las verduras y otros alimentos frescos. Parece que los alimentos ultraprocesados han llegado para quedarse.

Se conservan durante largos periodos de tiempo y no precisan de habilidades culinarias. / Pexels

En una época en la que parece no haber tiempo para nada, este tipo de productos nos ofrecen una alternativa sencilla y económica para llenar nuestro estómago que no requiere previsión. Además, los ultraprocesados se conservan durante largos periodos de tiempo y no precisan de habilidades culinarias. Sin embargo, pese a sus aparentes ventajas, no podemos olvidar que incluirlos en nuestra dieta de forma habitual puede pasarnos factura y provocar efectos perjudiciales en nuestra salud.

Pero, ¿qué es exactamente un alimento ultraprocesado? Si comparamos un alimento fresco, como carne, pescado o verdura, con un producto listo para consumir, como bollería o una pizza, tendríamos pocas dudas, pero no siempre resulta tan obvio distinguir los productos que pertenecen a esta categoría de los que no. El investigador brasileño Carlos Augusto Monteiro, el primero en introducir el término ‘ultraprocesado’, establece el sistema NOVA, una clasificación de alimentos según su grado de procesamiento:

  • Grupo 1: alimentos sin procesar o mínimamente procesados para su conservación, con el fin de hacerlos más seguros y aptos para su almacenamiento.
  • Grupo 2: ingredientes culinarios elaborados, como los aceites, la mantequilla, el azúcar o la sal.
  • Grupo 3: alimentos procesados, como pescado en conserva o frutas en almíbar, la versión modificada de los alimentos del grupo 1.
  • Grupo 4: alimentos ultraprocesados, entre los que incluye aceites hidrogenados, proteínas hidrolizadas o jarabe de maíz con alto contenido de fructosa, entre muchos otros. Los alimentos de este grupo se caracterizan por tener un elevado contenido en azúcares, grasas saturadas o sal, así como aditivos que pretenden imitar o mejorar las cualidades sensoriales de los alimentos o disfrazar aspectos desagradables.

Para identificar un producto como ultrapocesado tendríamos que verificar si la lista de ingredientes de la etiqueta contiene alguno de los alimentos mencionados en este último bloque. Sin embargo, es complicado asumir que todos los alimentos del grupo 4 son igualmente perjudiciales para la salud. Es un grupo muy heterogéneo en el que caben tanto galletas de chocolate como un producto lácteo con base de soja.

Los ultraprocesados son formulaciones elaboradas a partir de sustancias derivadas de alimentos y aditivos. / Pexels

En realidad, esta clasificación sirve más a la comunidad científica que a las personas no expertas. Para esta amplia mayoría, quizá pueda servir como guía saber que los alimentos ultraprocesados son formulaciones elaboradas a partir de sustancias derivadas de alimentos y aditivos, en los que no se pueden identificar otros alimentos en su forma original y que son ricos en grasas, sal o azúcar, además de tener poca fibra dietética, proteínas, vitaminas y minerales. La presencia en los ingredientes de aditivos como glutamato u otros compuestos como espesantes, aglutinantes, aromas o colorantes, que no suelen estar en las cocinas de nuestras casas, es otro indicativo de que estamos ante un alimento ultraprocesado.

Obesidad, diabetes o enfermedades cardiovasculares

Más allá de las etiquetas, lo importante es saber cómo los ultraprocesados afectan a nuestra salud. Aquí tienes algunas claves.

Obesidad. Según la Organización Mundial de la Salud, la obesidad se produce por una acumulación anormal o excesiva de grasa en el cuerpo. Diferentes estudios han demostrado que el consumo de dulces, carnes procesadas, patatas fritas y bebidas azucaradas está estrechamente relacionado con el aumento de peso en adultos estadounidenses. Sin embargo, hasta muy recientemente no se había evaluado la relación entre el grado de procesamiento de los alimentos y el sobrepeso. Los resultados de las investigaciones apuntan a que las probabilidades de sufrir sobrepeso aumentan en torno a un 37-39% entre las personas que los consumen.

A pesar de lo contundente que puede parecer esta cifra, no hay suficiente evidencia científica para establecer relaciones de causalidad, ya que existe un número importante de estudios observacionales pero muy pocos ensayos clínicos. Estos últimos son mucho más complejos de realizar y diseñar con alimentos que con fármacos. Es relativamente fácil comparar un medicamento con un placebo porque para quien lo consume resulta imposible distinguir uno de otro, pero eso no ocurre con los alimentos. Por ejemplo, en un estudio en el que quisiéramos comparar el efecto en la salud del aceite de oliva virgen extra y el aceite de pescado, el olor descubriría cuál de ellos está recibiendo cada grupo experimental. Siempre se pueden emplear cápsulas para enmascarar las características sensoriales de los alimentos empleados, pero eso tiene poco que ver con la alimentación. Además, tampoco podemos olvidar los condicionantes éticos. Si la hipótesis del estudio considera que un alimento o dieta puede perjudicar a uno de los grupos del ensayo, probablemente el comité de ética no aprobará la investigación.

Más allá de las etiquetas, lo importante es saber cómo los ultraprocesados afectan a nuestra salud. / Pixabay

Síndrome metabólico. Este trastorno del metabolismo no se manifiesta en síntomas aparentes, pero puede aparecer en un chequeo habitual. En España, casi una tercera parte de la población lo tiene, y conlleva el doble de riesgo de sufrir una enfermedad cardiovascular. Según un estudio observación realizado en Estados Unidos, las personas que consumen ultraprocesados tienen una tasa de síndrome metabólico un 28% mayor que quienes lo hacen en menor medida.

Diabetes tipo 2. Un estudio realizado por el propio Monteiro concluyó que las personas con mayor consumo de ultraprocesados tenían un 44% más de riesgo de padecer esta enfermedad asociada a desequilibrios nutricionales.

Enfermedades cardiovasculares. La mortalidad causada por estas patologías –las que más fallecimientos provocan en el mundo– está asociada tanto a un alto consumo de grasas saturadas y azúcar en la dieta como a una baja ingesta de cereales integrales y fruta . De hecho, se registran más muertes debido a una alimentación deficiente que al tabaco. Según un estudio estadounidense realizado en 2019, por cada aumento del 5% en las calorías procedentes de alimentos ultraprocesados que consumía una persona, había una disminución equivalente en la salud cardiovascular. Las personas que obtenían el 70% de las calorías consumidas de alimentos ultraprocesados tenían la mitad de probabilidades de tener buena salud que las personas que obtenían el 40% o menos.

Enfermedades neurodegenerativas. Una alimentación deficiente también aumenta el riesgo de desarrollar una demencia. Las grasas saturadas o el azúcar se han asociado con la probabilidad de padecer Alzhéimer, aunque no se haya estudiado la relación directa. Sin embargo, sí se ha evaluado la relación indirecta a través de la microbiota intestinal: los desequilibrios en la producción de ácidos grasos de cadena corta en la microbiota intestinal son posibles factores de riesgo en el desarrollo de estas enfermedades; y el consumo de alimentos ricos en azucares y grasas saturadas afecta a la composición de la microbiota.

Todavía es mucho lo que tenemos que investigar y clarificar acerca de la relación de los ultraprocesados con la salud. En cualquier caso, como decíamos al comienzo, no parece descabellado recomendar un consumo moderado de este tipo de alimentos y, aún más importante, no dejar de incluir en nuestra dieta frutas, verduras y otros productos frescos.

 

* Javier Sánchez Perona es investigador del CSIC en el Instituto de la Grasa y autor de libro Los alimentos ultraprocesados (CSIC-Catarata). Su blog es www.malnutridos.com y se le puede encontrar en redes sociales como @malnutridos.