sábado, 30 de diciembre de 2017

Aspectos positivos de la meditación sobre la mente

La meditación implica una variedad de técnicas de entrenamiento mental que, en principio, pueden ser entrenadas por cualquier persona. Se ha demostrado repetidamente que la meditación puede tener un efecto positivo en aspectos de la salud y el bienestar. Sin embargo, hasta ahora no ha quedado claro qué tipo de práctica mental produce qué efecto y cuáles son los procesos subyacentes de los efectos detectados. Investigadores del Departamento de Neurociencia Social del Instituto Max Planck de Ciencias Cognitivas y Cerebrales Humanas en Leipzig, Alemania, descubrieron recientemente que los diferentes tipos de entrenamiento mental afectan positivamente nuestras capacidades de atención o nuestras competencias sociales, como la compasión y la toma de perspectiva. Estas mejoras en las capacidades atencionales, socioemocionales o cognitivas son paralelas a los cambios estructurales en las redes cerebrales disociables que respaldan estas habilidades. Además, los científicos pudieron demostrar que la liberación de cortisol, la hormona del estrés después de la exposición a un estresor psicosocial, se redujo significativamente solo después de practicar técnicas mentales destinadas a mejorar las competencias sociales, pero no mediante técnicas de atención centradas en la atención. Estos resultados pueden tener un impacto importante en la adaptación de diferentes programas de entrenamiento mental tanto en entornos clínicos como educativos. Ambos informes se presentan como parte del proyecto ReSource a gran escala, un estudio único sobre los efectos del entrenamiento mental en el cerebro, el cuerpo y el comportamiento, que tuvo lugar en el Departamento de Neurociencia Social bajo la supervisión de Tania Singer.La meditación es beneficiosa para nuestro bienestar. Esta antigua sabiduría ha sido respaldada por estudios científicos que se centran en la práctica de la atención plena. Sin embargo, las palabras "mindfulness" y "meditation" denotan una variedad de técnicas de entrenamiento mental que apuntan al cultivo de varias competencias diferentes. En otras palabras, a pesar del creciente interés en la investigación de la meditación, no está claro qué tipo de práctica mental es particularmente útil para mejorar la atención y la atención plena o las competencias sociales, como la compasión y la toma de perspectiva. Otras preguntas abiertas son, por ejemplo, si tales prácticas pueden inducir plasticidad cerebral estructural y alterar las redes cerebrales subyacentes al procesamiento de tales competencias, y qué métodos de capacitación son más efectivos para reducir el estrés social. Para responder a estas preguntas, investigadores del Departamento de Neurociencia Social del Instituto Max Planck de Ciencias Cognitivas y Cerebrales Humanas en Leipzig, Alemania, llevaron a cabo el Proyecto ReSource a gran escala con el objetivo de separar los efectos únicos de diferentes métodos de entrenamiento mental en el cerebro , cuerpo y comportamiento social.
El Proyecto ReSource consistió en tres módulos de capacitación de 3 meses, cada uno enfocado en una competencia diferente. El primer módulo entrenó la atención e interocepción basadas en la atención plena. Los participantes fueron instruidos en técnicas de meditación clásicas similares a las enseñadas en el Programa de reducción del estrés basado en mindfulness (MBSR) de 8 semanas, que requiere concentrar la atención en la respiración (meditación de respiración), en sensaciones en diferentes partes del cuerpo (Cuerpo Escaneo), o en señales visuales o auditivas en el ambiente. Ambos ejercicios se practicaron en soledad.
La capacitación en el segundo módulo se centró en las competencias socioafectivas, como la compasión, la gratitud y el manejo de las emociones difíciles. Además de los ejercicios de meditación clásicos, los participantes aprendieron una nueva técnica que les exige practicar todos los días durante diez minutos por parejas. Estos ejercicios de pareja, o las llamadas "díadas contemplativas", se caracterizaron por un intercambio focalizado de experiencias afectivas de la vida diaria con el objetivo de entrenar la gratitud, lidiar con emociones difíciles y escuchar con empatía.
En el tercer módulo, los participantes capacitaron habilidades sociocognitivas, tales como la metacognición y la toma de perspectiva en aspectos de sí mismos y en las mentes de los demás. Una vez más, además de los ejercicios de meditación clásicos, este módulo también ofreció prácticas diádicas centradas en mejorar las habilidades para tomar perspectiva. En parejas, los participantes aprendieron a tomar mentalmente la perspectiva de una "parte interna" o aspecto de su personalidad. Ejemplos de partes internas fueron la "madre preocupada", el "niño curioso" o el "juez interno". Al reflexionar sobre una experiencia reciente desde esta perspectiva, el hablante en el ejercicio de pareja diádica se entrena en la perspectiva del yo, obteniendo así una comprensión más completa de su mundo interior. Al tratar de inferir qué parte interior está hablando, el oyente practica tomando la perspectiva del otro.
Todos los ejercicios fueron entrenados seis días a la semana durante un total de 30 minutos por día. Los investigadores evaluaron una variedad de medidas tales como pruebas de comportamiento psicológico, medidas cerebrales mediante resonancia magnética (MRI) y marcadores de estrés como la liberación de cortisol antes y después de cada uno de los tres módulos de capacitación de 3 meses.
Cada técnica tiene un impacto único en la plasticidad cerebral
"Dependiendo de la técnica de entrenamiento mental que se practicó durante un período de tres meses, las estructuras cerebrales específicas y los marcadores de comportamiento relacionados cambiaron significativamente en los participantes. Por ejemplo, después del entrenamiento de la atención basada en la atención plena durante tres meses, observamos cambios en la corteza en áreas que anteriormente se habían relacionado con la atención y el funcionamiento ejecutivo. Simultáneamente, la atención aumentó en tareas basadas en computadora que midieron los aspectos ejecutivos de la atención, mientras que el desempeño en medidas de compasión o toma de perspectiva no aumentó significativamente. Estas habilidades sociales solo se vieron afectadas en nuestros participantes durante los otros dos módulos intersubjetivos ", afirma Sofie Valk, primera autora de la publicación, que acaba de ser lanzada por la revista Science Advances .
"En los dos módulos sociales, centrándonos ya sea en competencias socioafectivas o sociocognitivas, pudimos mostrar mejoras conductuales selectivas con respecto a la compasión y la toma de perspectiva. Estos cambios en el comportamiento se correspondían con el grado de plasticidad cerebral estructural en regiones específicas de la corteza que respaldan estas capacidades ", según Valk. "Aunque la plasticidad cerebral en general se ha estudiado durante mucho tiempo en la neurociencia, hasta ahora se sabía poco sobre la plasticidad del cerebro social. Nuestros resultados proporcionan una evidencia impresionante de plasticidad cerebral en adultos a través de una práctica mental diaria breve y concentrada, lo que lleva a un aumento en la inteligencia social. Dado que la empatía, la compasión y la toma de perspectiva son competencias cruciales para las interacciones sociales exitosas, la resolución de conflictos y la cooperación, estos hallazgos son muy relevantes para nuestros sistemas educativos y para la aplicación clínica ", explica Tania Singer, investigadora principal del proyecto ReSource .
La reducción del estrés también depende del método 
En participantes sometidos a una prueba de estrés psicosocial, la secreción de cortisol, la hormona del estrés, disminuyó hasta en un 51 por ciento.  Sin embargo, esta sensibilidad reducida al estrés dependía de los tipos de práctica mental previamente entrenada.  <span class = "st"> © </ span> MPI CBSZoom de imagen
En participantes sometidos a una prueba de estrés psicosocial, la secreción de la hormona del estrés cortisol se vio disminuida por ... [más]
Además de afectar de forma diferencial la plasticidad cerebral, los diferentes tipos de entrenamiento mental también afectaron diferencialmente la respuesta al estrés. "Descubrimos que en los participantes sometidos a una prueba de estrés psicosocial, la secreción de cortisol, la hormona del estrés, disminuía hasta en un 51 por ciento. Sin embargo, esta sensibilidad reducida al estrés dependía de los tipos de práctica mental previamente entrenada ", dice Veronika Engert, primera autora de otra publicación del Proyecto ReSource , que describe la conexión entre el entrenamiento mental y la respuesta al estrés psicosocial agudo, también recientemente publicado en Ciencia Avanza . "Solo los dos módulos enfocados en las competencias sociales redujeron significativamente la liberación de cortisol después de un estresor social. Especulamos que la respuesta al estrés cortisol se vio afectada particularmente por los ejercicios diádicos practicados en los módulos sociales. La revelación diaria de información personal a un extraño junto con la experiencia auditiva empática y sin prejuicios en las díadas puede haber "inmunizado" a los participantes contra el miedo a la vergüenza social y el juicio de los demás, por lo general un disparador sobresaliente del estrés social. El entrenamiento concentrado de la atención basada en la atención plena y la conciencia interoceptiva, por otro lado, no tuvo un efecto amortiguador sobre la liberación de cortisol después de experimentar un estresor social ".
Curiosamente, a pesar de estas diferencias en el nivel de fisiología del estrés, cada uno de los módulos de capacitación de 3 meses redujo la percepción subjetiva del estrés. Esto significa que, aunque los cambios fisiológicos y objetivos en la reactividad del estrés social solo se observaron cuando los participantes se relacionaron con otros y entrenaron sus habilidades intersubjetivas, y los participantes se sintieron subjetivamente menos estresados ​​después de todos los módulos de entrenamiento mental.
"Los resultados actuales destacan no solo que las competencias sociales cruciales necesarias para una interacción y cooperación social exitosas pueden mejorarse en adultos sanos y que tal entrenamiento mental conduce a cambios cerebrales estructurales y a la reducción del estrés social, sino también que diferentes métodos de entrenamiento mental tienen efectos diferenciales en el cerebro, la salud y el comportamiento. Importa lo que entrenes ", sugiere Tania Singer. "Una vez que hayamos comprendido qué técnicas de entrenamiento mental tienen qué efectos, podremos emplear estas técnicas de manera específica para apoyar la salud mental y física".
Por ejemplo, muchos programas de mindfulness actualmente populares pueden ser un método válido para fomentar la atención y fortalecer la eficiencia cognitiva. Sin embargo, si como sociedad queremos ser menos vulnerables al estrés social o capacitar las competencias sociales, como la empatía, la compasión y la toma de perspectiva, las técnicas de entrenamiento mental que se centren más en el "nosotros" y la conexión social entre las personas pueden ser mejores. elección.
El proyecto ReSource estudia los efectos de diferentes técnicas de entrenamiento mental en las competencias sociales, afectivas y mentales y, a su vez, cómo estos efectos se relacionan con la salud, el cuerpo, el comportamiento y el cerebro. Es el proyecto más complejo y único de su tipo en todo el mundo.  
La capacitación para comprender los sentimientos y pensamientos de los demás induce cambios estructurales en dos redes cerebrales sociales divergentes.  © MPI CBS

La importancia de los compuestos fenolicos en el envejecimiento celular

Los compuestos fenólicos como antioxidantes naturales para superar situaciones de estrés abiótico

Algunos fenoles juegan un importante papel en la tolerancia al estrés. En plantas resistentes a la sequía se produce un aumento neto de los niveles, mientras que en plantas sensibles, se produce un aumento inicial seguido de una pérdida neta. 1. ¿De dónde vienen los compuestos fenólicos en las plantas?
2. ¿Qué son los compuestos fenólicos?
3. ¿Cuáles son los principales fenoles naturales para su uso en la indutria de los bioestimulantes?
4. ¿Cuáles son las características y funciones generales de los fenoles?
5. ¿Cómo es el efecto antioxidante de los fenoles?
6. ¿Cómo se relaciona la función antioxidante de los fenoles con la mejora del estrés abiótico?
7. ¿Cómo se controla la calidad? ¿Hay métodos para detectar los fenoles de un compuesto? ¿Se puede medir la capacidad antioxidante de un fenol?
8. ¿Existe una reglamentación para estos productos?
9. ¿Se pueden integrar dentro de la agricultura ecológica?
10. Bibliografía

1. ¿DE DÓNDE VIENEN LOS COMPUESTOS FENÓLICOS EN LAS PLANTAS?
Las plantas destinan una cantidad significativa del carbono asimilado y de la energía, a la síntesis de una amplia variedad de moléculas orgánicas que no tienen una función directa en procesos fotosintéticos, respiratorios, asimilación de nutrientes, transporte de solutos o síntesis de proteínas, carbohidratos o lípidos, y que se denominan metabolitos secundarios.

Los metabolitos secundarios además presentan una distribución restringida en el reino vegetal, es decir, no todos los metabolitos secundarios se encuentran en todos los grupos de plantas. Se sintetizan en pequeñas cantidades y no de forma generalizada, estando a menudo su producción restringida a un determinado género de plantas, a una familia, o incluso a algunas especies.

Los metabolitos secundarios se agrupan en cuatro clases principales:
- Terpenos: Entre los que se encuentran hormonas, pigmentos o aceites esenciales.
- Compuestos fenólicos: cumarinas, flavonoides, lignina y taninos.
- Glicósicos: saponinas, glicósidos y glucosinolatos.
- Alcaloides. 

2. ¿QUÉ SON LOS COMPUESTOS FENÓLICOS?
Los fenoles o compuestos fenólicos son compuestos orgánicos cuyas estructuras moleculares contienen al menos un grupo fenol, un anillo aromático unido al menos a un grupo funcional hidroxilo (figura 1). Desde el punto de vista de la estructura química, son un grupo muy diverso que comprende desde moléculas sencillas como los ácidos fenólicos hasta polímeros complejos como los taninos y la lignina. En el grupo también se encuentran pigmentos flavonoides. Muchos de estos productos están implicados en las interacciones planta-herbívoro. Los compuestos fenólicos de las plantas son biosintetizados en diferentes rutas, existen dos básicas implicadas: la ruta del ácido siquímico es responsable de la biosíntesis de la mayoría de fenoles en las plantas, y la vía del ácido malónico que aunque es una fuente importante de fenoles en hongos y bacterias, es poco empleada en plantas superiores. 
Figura 1. Estructura química del fenol

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3. ¿CUÁLES SON LOS PRINCIPALES FENOLES NATURALES PARA SU USO EN LA INDUSTRIA DE LOS BIOESTIMULANTES?

Entre los principales compuestos fenólicos naturales se encuentran los taninos y los flavonoides.

Los taninos son substancias complejas que no es posible clasificar dentro de una estructura química única.

Son sustancias polifenólicas hidrosolubles no nitrogenadas, de origen vegetal, de peso molecular entre 500 y 3000, que además de dar las reacciones clásicas de los fenoles, precipitan gelatina, sales de alcaloides y metales pesados. Los hay hidrolizables y condensados. El tanino se encuentra principalmente en las raíces, la corteza, y de vez en cuando en las hojas de la planta. Se encuentran especialmente en las familias de las ericáceas, leguminosas, rosáceas y salicáceas.

Los flavonoides son los pigmentos amarillos derivados de la fenil-benzo γ pirona o fenil cromona. Son una familia muy diversa de compuestos, aunque todos los productos finales se caracterizan por ser polifenólicos y solubles en agua. Existen seis clases principales, las chalconas, las flavonas, los flavonoles, los flavanoles, las antocianidinas, y los taninos condensados, y otras dos más, las xantonas y las auronas. Para los vegetales, estos compuestos son importantes pues, además de ser responsables de las coloraciones de muchas flores, frutos y hojas y por ello intervienen en la polinización atrayendo a los insectos, participan en la vida del vegetal ejerciendo importantes funciones como por ejemplo protegerle de los efectos nocivos de la radiación UV y ejercer una eficaz actividad antioxidante. Dentro de este grupo de flavonoides es necesario mencionar especialmente el grupo de los antocianósidos, pigmentos rojos y azules de las flores, que tienen características especiales, muy solubles en agua. Los flavonoides contienen en su estructura química un número variable de grupos hidroxilo fenólicos y excelentes propiedades de quelación de hierro y otros metales de transición, lo que les confiere una gran capacidad antioxidante. 

4. ¿CUÁLES SON LAS CARACTERÍSTICAS Y FUNCIONES GENERALES DE LOS FENOLES?
Los fenoles suelen ser ácidos y pueden formar puentes de hidrógeno. Algunos fenoles son solubles en solventes orgánicos, otros son glucósidos o ácidos carboxílicos y por lo tanto solubles en agua, y otros son polímeros muy grandes e insolubles en agua. Pueden establecer interacciones con grupos peptídicos (taninos). Los fenoles del grupo catecol pueden quelar metales. Una de sus características más destacables es que son muy susceptibles a la oxidación, por lo que actúan como antioxidantes naturales.

Respecto a sus funciones pueden ejercer una función estructural como el caso de la lignina y suberina. Actúan como protectores frente a las radicaciones ultravioleta y forman los pigmentos naturales de las plantas (p.ej., antocianinas, flavonas y flavonoles). Intervienen como reguladores de interacciones planta-microorganismos (p.ej., Rizobios, Agrobacterium). También están implicados en procesos defensivos de las plantas como es el caso de los taninos o las furanocumarinas (isoflavonoides). Otros compuestos fenólicos tienen efectos alelopáticos (p.ej., ácido cafeico, ácido ferúlico) y de atracción de polinizadores. Algunos fenoles también juegan un importante papel en la tolerancia al estrés. 

5. ¿CÓMO ES EL EFECTO ANTIOXIDANTE DE LOS FENOLES?
Los fenoles son muy susceptibles a la oxidación, por lo tanto tienen un carácter marcadamente antioxidante, ya que experimentarán la oxidación antes que otras especies susceptibles de ser oxidadas y en consecuencia las protegerán frente a esos ataques oxidantes (p.ej., luz, radicales libres, químicas, etc.). Por otra parte, las estructuras fenólicas complejas tienen la capacidad de recuperar su estado reducido mediante un equilibrio redox muy favorecido por las interacciones de otros grupos funcionales de sus estructuras químicas con distintos metabolitos presentes en el medio. Con lo cual una vez oxidadas van a recuperar su hidroxilo recuperando su capacidad antioxidante, evitando nuevamente la oxidación de otros elementos de interés del medio (p.ej., proteínas, nutrientes, azúcares, etc.), tal como se muestra en la figura 2. 
Figura 2. Equilibrio redox

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6. ¿CÓMO SE RELACIONA LA FUNCIÓN ANTIOXIDANTE DE LOS FENOLES CON LA MEJORA DEL ESTRÉS ABIÓTICO?
Hay fenoles que actúan a nivel fisiológico dentro de la planta ejerciendo una función de señalización celular en condiciones de estrés abiótico. Algunos fenoles actúan como agentes estabilizadores de membranas celulares, interactuando con fosfolípidos asimétricos y formando complejos con componentes específicos de membrana, de esta forma ayudan a mantener el grado de fluidez.

Algunos fenoles también juegan un importante papel en la tolerancia al estrés. En plantas resistentes a la sequía se produce un aumento neto de los niveles, mientras que en plantas sensibles, se produce un aumento inicial seguido de una pérdida neta. Estos antioxidantes actúan conjuntamente reduciendo los niveles de especies reactivas del oxígeno (ROS) en los cloroplastos, contribuyendo así a mantener un estado adecuado y a mantener la estructura y función de las membranas tilacoidales.

Numerosos tipos de estrés conducen a un aumento de los niveles ROS, como la sequía, la salinidad, el exceso de luz o las bajas temperaturas, entre otros, alternando el equilibrio redox de los cloroplastos además de la posibilidad de causar daños en macromoléculas tales como lípidos, proteínas o ácidos nucleídos, que pueden conducir a la muerte celular en último lugar. Para evitar esto el conjunto de antioxidantes se coordina para detoxificar la ROS.

De hecho, hay estudios que sugieren que el ácido abcísico (ABA), regulador del metabolismo implicado en la respuesta de las plantas a diferentes tipos de estrés, como la salinidad o el déficit hídrico, que actúa regulando el cierre estomático y la síntesis de proteínas implicadas en el estrés, ayudando a superar los períodos de déficit hídrico, tiene un papel en la regulación de los niveles de ciertos fenoles en condiciones de estrés.

En la figura 3 se presentan algunos compuestos fenólicos y su relación con reacciones de estrés abiótico. 
Figura 3. Compuestos fenólicos

7. ¿CÓMO SE CONTROLA LA CALIDAD? ¿HAY MÉTODOS PARA DETECTAR LOS FENOLES DE UN COMPUESTO? ¿SE PUEDE MEDIR LA CAPACIDAD ANTIOXIDANTE DE UN FENOL?
La capacidad antioxidante de un compuesto polifénolico es difícil de evaluar cuantitativamente, pues depende en gran medida de los equilibrios bioquímicos que regulan su actividad redox y estos se ven afectados por los metabolitos que las plantas liberan en condiciones de estrés, otras sustancias presentes en el medio que actúen como potenciadores o inhibidores de la acción antioxidante, y también por los distintos tipos de ataque (p.ej., radicales libres, luz, contaminantes químicos, etc.) que experimente la planta.

En general, el poder antioxidante de cualquier sustancia sí que se puede aproximar desde un punto de vista cuantitativo recurriendo a la química básica de esa especie antioxidante. Se hace midiendo su potencial de reducción, expresado en voltios. Cuanto más negativo es ese potencial de reducción, más antioxidante es una sustancia.

Existen tablas que nos permiten comparar por tanto el poder antioxidante de unos fenoles frente a otros desde un punto de vista exclusivamente químico. Lo cierto es que en la práctica un polifenol puede ser mejor que otro para un cultivo determinado, expuesto a un tipo de agresión concreta, y no funcionar tan bien en otro cultivo con un diferente tipo de estrés.

La calidad de un extracto se determina en base a la medición de distintos parámetros físico-químicos que denominamos especificaciones del producto. Estos van desde su aspecto (p.ej., color, olor, etc.), pH y densidad a sus riquezas químicas en distintas especies. 

8. ¿EXISTE UNA REGLAMENTACIÓN PARA ESTOS PRODUCTOS?
Estos productos entrarían dentro del futuro Reglamento Europeo de Fertilizantes y Bioestimulantes. La Definición actual de los productos que actúan sobre los procesos biológicos (productos bioestimulantes) es: Sustancia en un producto fertilizante que, con independencia de su contenido en nutrientes estimula los procesos biológicos de la planta mejorando la eficiencia de la planta en el uso de nutrientes, su tolerancia al estrés abiótico o la calidad de la cosecha. Un compuesto fenólico es una sustancia que puede formar parte de un producto bioestimulante. 

9. ¿SE PUEDEN INTEGRAR DENTRO DE LA AGRICULTURA ECOLÓGICA?
En el Reglamento 834/2007, sobre producción y etiquetado ecológico así como el Reglamento 889/2008, por el que se establecen disposiciones de aplicación del Reglamento 834/2007, y sus posteriores modificaciones, se contemplan los productos y subproductos de origen vegetal, como sustancias aptas para su uso en Agricultura Ecológica. Por ejemplo, los extractos vegetales tales como el de cola de caballo (Equisetum arvense), el de ortiga (Urtica dioica) o el de mimosa (Mimosa pudica y/o Mimosa spegazzinii), son ricos en compuestos polifenólicos (aunque también en otros principios activos como los alcaloides) y es muy extendido su uso en Agricultura Ecológica, como productos bioestimulantes. Se cree que gran parte del efecto de los extractos de plantas se produce por un fortalecimiento estructural de la planta incrementando su resistencia y estimulando un desarrollo vigoroso (1998, N. Lampkin). 

10. BIBLIOGRAFÍA
- L. Taiz y E. Zeiger (2006). Fisiología vegetal. Ed.Publicacions de la Universitat Jaume I.
- Ávalos y E. Pérez-Urria (2009). Metabolismo secundario de las plantas. Departamento de Biología Vegetal I (Fisiología Vegetal). Facultad de Biología. Universidad Complutense de Madrid.
- Nicolas Lampkin (1998). Agricultura Ecológica. Ed. Ediciones Mundi-Prensa.
- Juana Labrador (2006). Conocimientos, técnicas y productos para la agricultura y la ganadería ecológica. Ed. Juana Labrador – Sociedad Española de Agricultura Ecológica (SEAE).
- Agarwal PK, Jha B (2010) Trasncription factors in plants an ABA dependent and independent abiotic stress signaling. Biol Plant 54
- Apel K, Hirt H (2004) Reactive oxygen species: metabolism, oxidative stress and signal transduction. Annu Rev Plan Biol 55
- Buchanana, B.B; Gruissen, W. y Jones, R. 2000. Biochemistry and molecular Biology of Plants. American Society of Plant Physiologist. Rockville, Merylan
- Willians, C.A. y Graver, R.J. 2004. Anthocyanins and other flavonoids. Natural Products Reports 21 

Fuente:Amaya Jordá, Dirª. Marketing de Grupo Agrotecnología

Genes in Space-3 identifica con éxito microbios desconocidos en el espacio

La astronauta de la NASA Peggy Whitson realizó la investigación Genes in Space-3 a bordo de la estación espacial utilizando el miniPCR y MinION, desarrollado para investigaciones previamente realizadas.
Crédito: NASA
Ser capaz de identificar microbios en tiempo real a bordo de la Estación Espacial Internacional, sin tener que enviarlos primero a la Tierra para su identificación, sería revolucionario para el mundo de la microbiología y la exploración espacial. El equipo de Genes in Space-3 convirtió esta posibilidad en realidad este año, cuando completó el primer proceso de muestreo a secuencia completamente a bordo de la estación espacial.
La capacidad de identificar microbios en el espacio podría ayudar en la capacidad de diagnosticar y tratar las dolencias de los astronautas en tiempo real, así como ayudar en la identificación de la vida basada en el ADN en otros planetas. También podría beneficiar a otros experimentos a bordo del laboratorio orbital. La identificación de microbios implica aislar el ADN de las muestras y luego amplificar (o hacer muchas copias) ese ADN que luego puede secuenciarse o identificarse.
La investigación se dividió en dos partes: la recolección de muestras microbianas y la amplificación mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), luego la secuenciación y la identificación de los microbios. La astronauta de la NASA Peggy Whitson llevó a cabo el experimento a bordo del laboratorio orbital, con la microbióloga de la NASA y la investigadora principal del proyecto, Sarah Wallace, y su equipo la observaron y la guiaron desde Houston.
Como parte de la monitorización microbiana regular, las placas de Petri se tocaron en varias superficies de la estación espacial. Trabajando dentro de la Microgravity Science Glovebox (MSG) aproximadamente una semana después, Whitson transfirió células de colonias bacterianas en crecimiento a esas placas en tubos de ensayo en miniatura, algo que nunca se había hecho antes en el espacio.
Una vez que las células se recogieron con éxito, llegó el momento de aislar el ADN y prepararlo para la secuenciación, lo que permite la identificación de los organismos desconocidos, otra primicia para la microbiología espacial. Sin embargo, un evento meteorológico histórico amenazó la capacidad del equipo de tierra de guiar el progreso del experimento.
"Comenzamos a escuchar los informes del huracán Harvey durante la semana que transcurrió entre la actuación de Peggy en la primera parte de la recolección de la muestra y la preparación de la secuencia real", dijo Wallace.
Cuando JSC se volvió inaccesible debido a condiciones de carretera peligrosas y crecientes inundaciones, el equipo del Centro de Integración de Operaciones de carga útil del Centro de Vuelo Espacial Marshall en Huntsville, Alabama, que sirve como "Control de Misión" para todas las estaciones de investigación, trabajó para conectar Wallace a Whitson usando Wallace teléfono celular personal.
Con un huracán causando estragos en el exterior, Wallace y Whitson se propusieron hacer historia. Wallace ofreció apoyo a Whitson, un bioquímico, ya que utilizó el dispositivo MinION para secuenciar el ADN amplificado. Los datos fueron enviados al equipo en Houston para su análisis e identificación.
"Una vez que obtuvimos los datos sobre el terreno, pudimos darle la vuelta y comenzar a analizarlos", dijo Aaron Burton, bioquímico de la NASA y co-investigador del proyecto. "Obtienes todas estas tramas de garabatos y tienes que convertirlas en As, Gs, Cs y Ts".
Aquellos como, Gs, Cs y Ts son adenina, guanina, citosina y timina, las cuatro bases que componen cada cadena de ADN y pueden decirle de qué organismo proviene la cadena de ADN.
"Inmediatamente, vimos aparecer un microorganismo, y luego un segundo, y fueron cosas que encontramos todo el tiempo en la estación espacial", dijo Wallace. "La validación de estos resultados sería cuando volvamos a poner la muestra a prueba en la Tierra".
Poco después, las muestras regresaron a la Tierra, junto con Whitson, a bordo de la nave espacial Soyuz. Se completaron pruebas bioquímicas y de secuenciación en los laboratorios terrestres para confirmar los hallazgos de la estación espacial. Ejecutaron pruebas varias veces para confirmar la precisión. Cada vez, los resultados fueron exactamente los mismos en el suelo que en la órbita.
"Lo logramos. Todo funcionó a la perfección", dijo Sarah Stahl, microbióloga.
Desarrollado en sociedad por Johnson Space Center y Boeing de la NASA, esta investigación patrocinada por National Lab es administrada por el Centro para el Avance de la Ciencia en el Espacio.
Genes in Space-1 marcó la primera vez que se usó la PCR en el espacio para amplificar el ADN con el termociclador miniPCR, seguido poco después por Biomolecule Sequencer, que utilizó el dispositivo MinION para secuenciar el ADN. Genes in Space-3 se casó con estas dos investigaciones para crear un proceso completo de identificación microbiana en microgravedad.
"Fue una colaboración natural unir estas dos piezas de tecnología porque, individualmente, ambas son geniales, pero juntas permiten aplicaciones de biología molecular extremadamente potentes", dijo Wallace.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por NASA / Johnson Space Center . Nota: El contenido puede editarse por estilo y duración.

jueves, 28 de diciembre de 2017

Propiedades de la PQQ y su poder antioxidantes


La pirroloqufinolina quinona, también conocida como PQQ, es un antioxidante que desempeña un papel importante en el metabolismo energético; se encuentra de forma natural en el cuerpo y en bastantes alimentos. 

Propiedades de la Pirroloquinolina quinona

A pesar de ser muy importante, la PQQ no puede ser sintetizado por el cuerpo y debemos añadirla a través de los alimentos.
La pirroloquinolina quinona (PQQ) es un nuevo compuesto parecido a las vitaminas, que se encuentra en los alimentos vegetales, y que está mostrando una amplia gama de beneficios para el cerebro y la función del cuerpo sobre la base de estudios preclínicos y la evaluación clínica inicial. Aunque PQQ no se ve actualmente como una vitamina, es probable que se considere un nutriente esencial en el futuro.
Estimula el crecimiento y sirve como un cofactor para una clase especial de enzimas implicadas en la función celular, incluyendo el crecimiento celular, el desarrollo, la diferenciación y la supervivencia.
Pero además, es también un antioxidante extremadamente potente capaz de catalizar el ciclo continuo (la capacidad de realizar reacciones repetidas de oxidación y reducción) en un grado mucho mayor en comparación con otros antioxidantes. Por ejemplo, es capaz de llevar a cabo 20.000 conversiones catalíticas en comparación con las 4 que sólo puede realizar  la vitamina C.

Fuentes de Pirroloquinolina quinona

Esta sustancia, se ha encontrado en todos los alimentos vegetales analizados hasta la fecha. Los alimentos más ricos en PQQ incluyen el perejil, los pimientos verdes, los kiwis, la papaya y el tofu.  
El té verde también es muy rico en esta sustancia.

Como funciona en el cuerpo la Pirroloquinolina quinona

Sobre la base de la investigación actual no hay duda de que desempeña un papel crítico en la nutrición humana. Cuando este compuesto se omite, deliberadamente, de las dietas de los mamíferos, conduce a deterioro del crecimiento, a un estado inmunológico comprometido y a una función reproductiva anormal.
Los requerimientos nutricionales de PQQ están probablemente en línea con los del ácido fólico y la biotina en términos de microgramos por día frente a miligramos por día.
Al igual que los nutrientes esenciales, el sistema inmunológico parece particularmente sensible a los bajos niveles de PQQ. Con privación PQQ hay múltiples defectos en la función inmune y pérdida de glóbulos blancos.
Una acción clave de la PQQ implica una acción directa sobre enzimas clave involucradas en los compartimentos productores de energía de nuestras células – las mitocondrias. Como resultado, este compuesto mejora la producción de energía.  además, debido a que es un potente antioxidante, nos protege contra el daño mitocondrial.
Pero, no sólo protege las mitocondrias del estrés oxidativo, sino que también promueve la generación espontánea de nuevas mitocondrias dentro de las células de envejecimiento, un proceso conocido como biogénesis mitocondrial o mitocondriogénesis. Este efecto es una “fuente de la juventud” para la función mitocondrial.

Beneficios de la Pirroloquinolina quinona

  • Invierte el deterioro cognitivo causado por el estrés oxidativo crónico y mejora el rendimiento en pruebas de memoria en modelos animales.
  • Estimula la producción y liberación del factor de crecimiento nervioso.
  • Protege contra la autooxidación del gen DJ-1, que es el primer paso en el inicio de la enfermedad de Parkinson.
  • Protege las células cerebrales contra el daño oxidativo en caso de accidentes cerebrovasculares. Y protege además de la posibilidad de sufrirlos.
  • Bloquea la formación de óxido nítrico sintasa inducible (iNOS), una fuente importante de especies de nitrógeno reactivo (RNS) que son muy perjudiciales para las células cerebrales.
  • Protege al cerebro contra la neurotoxicidad inducida por otras poderosas toxinas, incluyendo mercurio, glutamato y oxidopamina (una potente neurotoxina usada por los científicos para inducir el Parkinsonismo en animales de laboratorio).
  • Previene el desarrollo de la alfa-sinucleína, una proteína asociada con la enfermedad de Parkinson.
  • También protege las células nerviosas de los efectos perjudiciales de la beta-amiloide-proteína relacionada con la enfermedad de Alzheimer.
  • Aumenta la densidad mitocondrial consiguiendo darnos más energía.
  • Reduce la inflamación
  • Aumenta el metabolismo
  • Combate el estrés oxidativo
  • Mejora la fertilidad
  • Mejora el aprendizaje y la capacidad de memoria

Usos de la Pirroloquinolina quinona

  • Condiciones que giran alrededor de la función mitocondrial baja
  • envejecimiento,
  • enfermedades cerebrales y neurológicas (enfermedad de Alzheimer y Parkinson)
  • enfermedades crónicas degenerativas.

Estudios Preliminares de la Pirroloquinolina quinona

En un estudio realizado, se les dio a los participantes una dosis única (0,2 mg de PQQ / kg o alrededor de 10 mg para una persona de 45 kg) o una dosis diaria (0,3 mg de PQQ / kg) de suplemeto a base de PQQ y los reevaluaron después de 76 horas. 
Aquellos que recibieron suplementación recurrente de PQQ mostraron niveles significativamente disminuidos de proteína C-reactiva, interleucina 6 y aminas metiladas en la orina, así como cambios en los metabolitos urinarios que son indicativos de un funcionamiento mitocondrial mejorado.
En otro estudio, se usó en 10 sujetos (5 mujeres, 5 hombres) de edades de 21-34 años. Los sujetos recibieron PQQ en una dosis única (0,2 mg PQQ / kg), después de lo cual se realizaron múltiples mediciones de los niveles de PQQ en plasma y orina y cambios en el potencial antioxidante durante un período de 48 horas.
Los resultados indicaron un aumento significativo en el potencial antioxidante incluso después de esta una sola dosis. Los mismos sujetos también recibieron una dosis diaria de 0,3 mg de PQQ / kg y se midió su sangre para detectar marcadores de inflamación (proteína C-reactiva plasmática e interleucina-6) y metabolitos urinarios relacionados con el metabolismo energético antes de la administración de PQQ y 72 horas después.
De nuevo, dio lugar a disminuciones significativas en los niveles de los marcadores inflamatorios de la proteína C-reactiva en plasma y la IL-6. Además, los cambios en los metabolitos urinarios consistentes con las funciones relacionadas con las mitocondrias.
En cuanto a mejorar la función cerebral, mientras que la PQQ es algo eficaz por sí sola, cuando se combina con la coenzima Q10, los resultados son aún mejores.
En un ensayo clínico doble ciego, controlado con placebo llevado a cabo en Japón en 2007.  En el que se administró a 71 adultos de entre 40 y 70 años, 20 mg al día de PQQ resultó en una mayor función cognitiva en comparación con el grupo placebo, pero en el grupo que recibió 20 mg de PQQ junto con 300 mg de CoQ10 los resultados fueron aún mayores.
La PQQ es activa por si sola sin necesidad de la Q10 a menos que la persona esté tomando un medicamento como las estatinas que reducen el colesterol e interfieren con la fabricación de CoQ10.

Contraindicaciones de la Pirroloquinolina quinona

Los estudios de investigación indican que los efectos secundarios de PQQ son raros y no pueden ocurrir a menos que el suplemento se consuma en dosis extremadamente altas.
Se necesita más investigación para evaluar la seguridad de PQQ para el uso a largo plazo y para asegurarse de que este suplemento es apropiado para todos los grupos de personas. Podría interactuar con medicamentos u otros suplementos. Consulte con un médico para averiguar si este nutriente es seguro para usted.