La ciencia detrás del tatuaje

Los tatuajes, que alguna vez fueron el símbolo social de los marineros y de las personas encarceladas, han ganado popularidad entre los jóvenes de todo el mundo, ya que alrededor del 40% de los adultos de entre 18 y 29 años de edad llevan algo de tinta. Los artistas del tatuaje pasan años entrenando y toda una vida perfeccionando su arte, a menudo especializándose en una de las muchas formas de expresión basadas en la piel que van desde los retratos hasta la caligrafía y la acuarela. Tanto si eres un fan de los clásicos de «I-Love-Mom» como de los elaborados mosaicos de Monet-esque, la práctica del tatuaje parece casi mágica por naturaleza – y como muchos otros amantes de los tatuajes, probablemente te has preguntado: ¿cómo es que los tatuajes funcionan en el mundo?

Aunque es una plataforma artística en constante evolución, el tatuaje es también una ciencia basada enteramente en el sistema inmunológico humano. El sistema inmunológico sirve para proteger nuestros cuerpos de invasores extraños como bacterias, virus y parásitos, utilizando un batallón de células y señales especializadas para combatir y prevenir infecciones – pero esos molestos E. coli. no son los únicos invasores a los que el sistema inmunológico está atento. Cualquier intruso en el cuerpo, ya sea de naturaleza biológica o química, atraerá el fuego del sistema inmunológico – ¡incluyendo la tinta para tatuajes!

La ciencia detrás del tatuaje ha sido un poco esquiva históricamente, pero los avances en la investigación junto con la curiosidad científica han arrojado algo de luz sobre estas dolorosas pinturas de piel. Un nuevo estudio publicado a principios de este año proporciona una explicación de cómo los tatuajes se mantienen exactamente durante años y años, y el microscópico MVP detrás del arte? Macrófagos dérmicos.

Un macrófago es básicamente el Pac-Man de tu sistema inmunológico: se come a todos los enemigos a su paso, pero en lugar de fantasmas coloridos, los macrófagos tratan con bacterias y células dañadas. Los macrófagos son células inmunitarias especializadas que sirven para atrapar sustancias extrañas y atraparlas a través de un proceso llamado endocitosis. Una vez que un macrófago ha engullido algo, trabaja para destruir el material extraño con enzimas antes de pasar al siguiente objetivo. Después de que la piel es inyectada con tinta de tatuaje, los macrófagos locales se lanzan para hacer su trabajo programado e ingerir las partículas de tinta. Estos Pac-Men biológicos encierran la tinta dentro de sus paredes celulares y la mantienen allí – y cuando el macrófago eventualmente se marchita y muere, la tinta del tatuaje permanece donde estaba, la pigmentación no se ve afectada. Eventualmente, otro macrófago se moverá para reemplazar al muerto, y el ciclo se repite indefinidamente.

Diagrama de Baranska et al (2018) que muestra cómo la tinta de tatuaje es capturada, liberada y recapturada por los macrófagos dérmicos.

En pocas palabras, su cuerpo está librando una guerra constante contra ese símbolo del infinito en su muñeca – así que ayude a sus tatuajes a ganar protegiéndolos con un poco de protector solar de vez en cuando; los tatuajes pueden ser resistentes al sistema inmunológico, pero el sol es una historia diferente.

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La ciencia responde a Internet!

Internet pregunta: ¿Qué es cero menos cualquier número?

Fuente: Respuestas de Yahoo

Respuesta de la ciencia: Es el negativo de ese número. Por ejemplo: 0 – 7 = -7, 0 – 223 = -223, 0 – (-462) = 462, o un niño tiene cero manzanas y el banco recupera su huerto de manzanas que contiene 50 árboles, cada uno con 100 manzanas no muy maduras, luego tiene -5000 manzanas, y algunos inversionistas muy enojados.

The Internet pregunta: ¿Tardan 18 meses en nacer los gemelos de sólo 9 años?

Fuente: Twitter

Respuesta de la ciencia: ¿En serio? Wow. Siento que nuestro sistema educativo te haya fallado. Para que conste, sólo toma 9 meses. He aquí un dato curioso: el mamífero con el período de gestación más largo es el elefante: las hembras están preñadas durante aproximadamente 650 días, o más de 21 meses. El período más corto de gestación de los mamíferos pertenece a un par de marsupiales diferentes – incluyendo la zarigüeya común. Las madres de zarigüeya están embarazadas sólo durante 12-13 días.

The Internet pregunta: ¿Es un pollo un animal o un ave?

Fuente: Answers.com

Respuesta de la ciencia: Las aves son animales. Un animal es cualquier organismo que es eucariótico (sus células tienen núcleos), mutlicelular (más de una célula en sus cuerpos), móvil (capaz de moverse de alguna manera), y que no puede hacer su propia comida. Los pájaros también son increíbles.

Internet pregunta: ¿Los enanos tienen visión nocturna?

Fuente: Slightlyviral.com

Respuesta de la ciencia: En primer lugar, el término apropiado para los adultos por debajo de la altura de 410″ es enano – el término enano se considera ofensivo. Existen algunos problemas de visión asociados con la acondroplasia (la forma genética más común del enanismo), pero la «visión nocturna» no es una de ellas. Los animales que ven bien por la noche pueden hacerlo porque pueden ver un espectro más amplio de longitudes de onda de luz y/o son capaces de captar más luz en sus ojos a través de varias adaptaciones anatómicas y fisiológicas diferentes. La visión nocturna de un enano no es diferente de la tuya y la mía.

A menos que estés jugando Dungeons and Dragons 5e (qué pasa, fans de Stranger Things), en cuyo caso, los enanos tienen visión nocturna y pueden ver hasta 60 pies en la oscuridad como si fuera luz tenue.

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¿Los monos tienen la cura para el cáncer?

En lo profundo del Parque Nacional Gombe en Tanzania, dos famosos primatólogos, Richard Wrangham de la Universidad de Harvard y Toshisada Nishida de la Universidad de Kyoto, notaron un patrón alimenticio inusual entre los chimpancés locales. Los animales cenaban con las hojas de una planta de la familia de las margaritas llamada Aspilia. En lugar de masticar las hojas, los chimpancés las ponían debajo de sus lenguas durante un tiempo y luego se tragaban las hojas enteras. Los chimpancés fruncen el ceño mientras mantienen las hojas bajo sus lenguas por una buena razón – Aspilia es conocida por su sabor amargo. Esto significa que los chimpancés no estaban comiendo estas hojas porque sabían bien sino por otra razón desconocida que intrigó a los científicos.

Fascinados por esta observación, los doctores Wragham y Nishida enviaron muestras de la planta de Aspilia a un químico, Eloy Rodríguez de la Universidad de California en Irvine. Después de un análisis bioquímico exhaustivo, el Dr. Rodríguez identificó un fitoquímico abundante en esas hojas llamado Tiarrubina A, que actúa como un potente agente antibacteriano y antiparasitario. Los chimpancés consumieron la cantidad suficiente de tiarrubina A para matar hasta el 80% de los parásitos en sus intestinos.

Entonces, ¿cómo saben los chimpancés que poner hojas de Aspilia debajo de la lengua libera Tiarrubina A a la circulación, proporcionando efectos protectores y antibacterianos? Existe todo un campo dedicado al estudio del comportamiento de los animales que se automedican llamado zoofarmacognosia. Este comportamiento no sólo se observa en primates no humanos, sino que también se ha observado en muchas especies diferentes como hormigas, gatos, perros y aves. La zoofarmacognosia es más común de lo que usted piensa – usted puede estar familiarizado con el ejemplo más conocido en el que los perros comen hierba para inducir el vómito después de comer una comida dañina.

La zoofarmacognosia es un comportamiento en el que los animales se automedican comiendo plantas, drogas psicoactivas, insectos o suelos.

El primatólogo de renombre mundial Robert Sapolsky plantea la hipótesis de que el «Aprendizaje Social» explica la zoofarmacognosia. La Teoría del Aprendizaje Social simplemente establece que los animales (y los humanos) aprenden de la observación y de la imitación del comportamiento de otros. En el caso de los chimpancés del Parque Nacional de Gombe, quizás uno de los chimpancés sufría de un dolor de estómago desagradable, comió algunas hojas de Aspilia y se sintió mejor poco después. Otros chimpancés del grupo notaron que su colega mejoró inmediatamente y comenzaron a imitar su comportamiento. A partir de ese momento, la administración sublingual de Tiarubrina A mediante la succión de las hojas de Aspilia se convirtió en un remedio herbario común utilizado para aliviar el dolor del sistema digestivo entre los chimpancés. Muchos ejemplos de automedicación de animales se siguen percibiendo como informes anecdóticos y no como pruebas experimentales por parte de los científicos. Los doctores Rodríguez y Wragham son los pioneros en el campo de la zoofarmacognosia y están firmemente convencidos de que la automedicación de los animales puede proporcionar pistas sobre nuevos fármacos para el uso humano.

En la era de las supercomputadoras, el diseño computacional de medicamentos y las pruebas de detección de medicamentos de alto rendimiento, uno pensaría que tenemos todas las herramientas necesarias para trazar las estructuras de los medicamentos que pueden curar cualquier tipo de cáncer. Sin embargo, el descubrimiento de medicamentos se enfrenta actualmente a serios desafíos. Cada año hay menos aprobaciones de nuevos medicamentos y el costo del desarrollo de medicamentos se ha disparado. Todo el proceso de desarrollo de medicamentos, desde el descubrimiento hasta la aprobación de la comercialización, lleva de 10 a 15 años y cuesta aproximadamente 2.300 millones de dólares. Y, cada año, este proceso es cada vez más caro.

Todo el proceso de desarrollo de medicamentos, desde el descubrimiento hasta la aprobación de la comercialización, lleva entre 10 y 15 años y cuesta aproximadamente 2.300 millones de dólares.

La búsqueda de nuevos y efectivos medicamentos es una expedición de pesca con un bajo índice de éxito, pero un científico experto podría deducir cuán efectiva puede ser una cierta planta (o uno de sus ingredientes activos) como agente antimicrobiano con sólo observar minuciosamente a los animales medicándose en sus entornos naturales. Tales estudios observacionales podrían ayudar a identificar compuestos prometedores candidatos a fármacos. Otras formas creativas en las que las compañías farmacéuticas y los investigadores académicos podrían descubrir nuevos compuestos es investigando la sabiduría ayurvédica, la medicina tradicional china, el uso tribal indocumentado, la zoofarmacognosia y las búsquedas bibliográficas exhaustivas. Los investigadores de la Universidad de California en Berkeley, por ejemplo, han combinado enfoques computacionales intensivos en datos con la medicina tradicional china para cerrar la brecha entre la práctica farmacológica oriental y occidental. La aplicación de estos enfoques integradores podría proporcionarnos nuevos medicamentos y ampliar masivamente nuestra caja de herramientas médicas.

En una entrevista sobre zoofarmacognosia, el Dr. Rodríguez dijo: «Algunos de los compuestos que hemos identificado por zoofarmacognosia matan a los gusanos parásitos, y algunos de estos químicos pueden ser útiles contra los tumores. No hay duda de que las plantillas para la mayoría de las drogas están en el mundo natural». Entonces, ¿quién sabe? Tal vez en algún lugar de la selva del Congo hay un chimpancé que está comiendo un arbusto desconocido cuyo ingrediente activo tiene propiedades anticancerígenas. Si seguimos dependiendo en gran medida de los modelos tradicionales para el descubrimiento y desarrollo de medicamentos, es posible que nunca lo sepamos. Por lo tanto, es importante mantener una mente abierta sobre otras maneras de explorar el mundo natural – y quizás incluso algunas razones (ligeramente egoístas) para protegerlo.

Charlie el Chimpancé es el director ejecutivo de una nueva compañía de descubrimiento de fármacos llamada Banana Pharmacology, Inc.

Autores: David Faulkner y Julia Tobacyk

Referencias:

Sapolsky explicando la zoofarmacognosia usando la Teoría del Aprendizaje Social:

Sapolsky R. «Problemas con la testosterona». Páginas 177-195.

Entrevista con Eloy Rodriquez:

Campbell, N.A. (1996) Una entrevista con Eloy Rodriguez. Biología (4ª edición). Benjamin Cummings, NY. p.23.ISBN0-8053-1957-3.

Descubrimiento de fármacos a partir de fuentes vegetales:

Katiyar C. et al. Descubrimiento de fármacos a partir de fuentes vegetales: Un enfoque integrado. AYU. 2012

Tiarrubina A, un componente bioactivo de Aspilia (Asteraceae) consumido por chimpancés salvajes :

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3972092

Coste y desarrollo del medicamento (Tufts Center Report):

http://csdd.tufts.edu/files/uploads/Tufts_CSDD_briefing_on_RD_cost_study_-_Nov_18,_2014..pdf

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El artículo final de Stephen Hawking fue publicado hoy

Stephen Hawking murió en marzo, pero su último trabajo revisado por colegas fue publicado hoy en The Journal of High Energy Physics. Como es de esperar de un genio como Hawking, los datos presentados son…. complicados. Básicamente, dice que si hay, de hecho, universos alternativos en existencia (como Timecop!), comparten al menos algunas leyes unificadoras de la física.

Lea el artículo del Dr. Hawking aquí.

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La Guerra de las Galaxias contra la Ciencia: Que la cuarta sea contigo!

banco banco banco banco (fuente)

Sí, es el 4 de mayo, y nosotros, los nerds de modales suaves aquí en UseYourBrain!, estamos tan emocionados como tú por toda la frialdad que viene con este más sagrado de los días festivos de los nerds, así que pensamos que lo celebraríamos explorando unas cuantas preguntas ardientes (¡juego de palabras!) que el universo de Star Wars nos plantea con más frecuencia:

¿Podrían ser reales los sables de luz?

Hecho: es físicamente imposible mirar un sable de luz sin hacer los ruidos «nyoom nyoom» (fuente)

Oh, oh amigo. Ojalá. La premisa básica de un sable de luz es simple: es un haz de energía que se utiliza para cortar a los malos y, en ocasiones, objetos inanimados que se interponen en el camino de la trama. Ya tenemos láseres que se pueden usar para cortar cosas, que es algo así, pero los que se pueden usar para cortar a través de malvados y puertas obstinadas requieren grandes cantidades de energía -mucho más de lo que se podría suministrar con unas pocas baterías metidas en la empuñadura de nuestras codiciadas espadas ligeras. Además, los láseres no forman hojas de espada de 3 pies de largo; actúan como si se esperara que un rayo de luz* lo haga: continúan en línea recta para siempre hasta que se topan con algo – algo que difícilmente se querría en una espada de energía de fantasía.

Otra idea popular para los sables de luz de la vida real es el uso de plasma. El plasma, el cuarto estado de la materia, está compuesto por partículas cargadas de alta energía; ejemplos de esta extraña sustancia se pueden ver en cosas como lámparas fluorescentes, rayos y un tipo de equipo de soldadura llamado «antorchas de plasma». Las antorchas de plasma han existido durante décadas, y utilizan enormes cantidades de electricidad para cargar y recalentar el gas, que luego se enfoca y se dispara a través de una boquilla en la pieza de metal que se desea cortar o soldar. ¿Usando una hoja de alta energía para cortar metal? Parece que estamos en territorio de sables de luz. Desafortunadamente, el equipo necesario para hacer funcionar las antorchas de plasma es voluminoso y requiere mucha energía, por no mencionar las gafas gruesas y la ropa protectora voluminosa que necesita usar para no quedar ciego y quemarse mientras lo usa. Así que, lamento decir que no es probable que los cortadores de plasma sustituyan a los sables de luz en un futuro cercano.

«Sí, está bien, pero ¿puedes hacer una voltereta mientras lo usas? PORQUE LUKE SKYWALKER CAN» (fuente)

*Los láseres no son sólo rayos de luz, es un poco más complicado pero no se preocupan por esto.

¿Es posible viajar a la velocidad de la luz?

¿Alguna vez has golpeado un bicho yendo a la velocidad de la luz? Esas cosas arruinarán tu trabajo de pintura. (fuente)

Respuesta corta: no. Respuesta más larga: ¡no, pero puede que no necesitemos que lo sea! Una de las partes más emocionantes del universo de la Guerra de las Galaxias es la posibilidad de visitar planetas y sistemas solares lejanos, muy, muy lejanos, y para ello, los habitantes del mito de la Guerra de las Galaxias hacen uso de los «hiperpropulsores» para viajar a la velocidad de la luz y de la cremallera de mundo en mundo. Desafortunadamente, hay algunos problemas con esta solución en nuestro universo observable: en primer lugar, incluso viajando a la velocidad de la luz, las distancias en el espacio son tan increíblemente grandes que te llevaría años viajar del sistema solar al sistema solar. La estrella más cercana a nuestro sistema solar, Alpha Centauri, está a más de 4 años luz de distancia, lo que significa que incluso si viajaras a la velocidad de la luz constantemente, te llevaría más de 4 años alcanzar esa estrella. La siguiente estrella más cercana después de esa, Barnards Star, es una estrella enana roja a unos 6 años luz de distancia. El espacio es grande, amigos.

¿Qué son unos cientos de miles de años luz entre amigos? (fuente)

El segundo problema con los viajes a la velocidad de la luz es el costo de la energía (seguimos volviendo a la energía, ¿eh?). La masa móvil cuesta energía. Esto no es más evidente que cuando su alarma suena en la mañana, y usted tiene que encontrar la energía para mover su masa fuera de la cama. Mover la masa rápidamente requiere mucha energía y cuanto más rápido se quiera mover algo, más energía se necesita para moverlo. Lógico! Bueno, basado en las ecuaciones de Einstein que describen la relación entre masa, luz y energía, mover algo a la velocidad de la luz requiere una cantidad infinita de energía, así que a menos que encontremos una fuente de energía infinita, el viaje de la velocidad de la luz no es posible.

SIN EMBARGO. La física relativista (una rama de la física desarrollada por Einstein) tiene algunas características bastante alocadas que algunos científicos sugieren que podrían conducir a un viaje más rápido que la luz si podemos manejar alguna ingeniería inteligente. Puede que hayas oído hablar del «impulso warp» del universo de Star Trek? Bueno, al menos un científico de renombre, Miguel Alcubierre, ha hecho las cuentas y ha propuesto que puedes obedecer las reglas de la física y viajar más rápido que la velocidad de la luz simplemente deformando el espacio delante y detrás de tu nave espacial. ¿Cómo, exactamente uno podría hacer eso? Nadie lo sabe… ¡todavía!

¿Podría ser real la Estrella de la Muerte?

PEW PEW MOTHERFLIPPERS (fuente)

Presumiblemente, la gente que hace esta pregunta está interesada en el arma láser Estrella de la Muerte que destruye el planeta, no en la gran nave espacial redonda. Creo que las grandes naves espaciales redondas son impresionantes, pero los súper láseres gigantes lo son mucho más. ¿Por qué querrías destruir un planeta? La ciencia no tiene respuesta para tal pregunta. ¿Quién sabe qué mal acecha en el corazón de los hombres? ¿Es posible volar un planeta con un láser? Ah, esa es una pregunta que la ciencia puede responder!

En UseYourBrain! apoyamos firmemente la práctica de Tomar las cosas muy tontas muy en serio y nos complace presentar los resultados de tres estudiantes de la Universidad de Leicester que se molestaron en calcular la cantidad de energía (¿por qué siempre es energía?) necesaria para volar un planeta:

¿Ves a los niños? La ciencia es divertida y también útil (fuente)

2 x 1032 Joules es mucha energía . A modo de comparación, nuestro sol produce alrededor de 3,8 x 1026 julios por segundo (o vatios), por lo tanto, usted tendría que capturar de alguna manera toda la energía producida por el sol durante seis días y dispararla en un solo segundo si desea volar la Tierra. No sólo es un uso poco práctico para una cantidad tan grande de energía, sino que también es miope: hay varias películas nuevas de la Guerra de las Galaxias en camino y no podrás verlas si vuelas la Tierra.

NOOO MY BEANIE BABY COLLECTION (fuente)

Fuentes:

http://www.looper.com/5106/science-behind-lightsabers/

http://nerdist.com/bill-nye-explains-the-scientific-feasibility-of-lightsabers-jurassic-park-more/

http://www.space.com/31361-building-a-real-lightsaber.html

http://io9.gizmodo.com/5876473/how-much-energy-would-the-death-star-require-to-destroy-earth

http://scienceblogs.com/builtonfacts/2009/02/04/the-physics-of-the-death-star/

https://www.forbes.com/sites/ethansiegel/2015/08/15/the-science-of-the-death-star-the-physics-of-destroying-an-earth-sized-planet/

https://www.nasa.gov/centers/glenn/technology/warp/warp.html

http://theconversation.com/faster-than-light-travel-are-we-there-yet-41112

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¡Ciencia Puñetazos!

Mientras Evan está de vacaciones de verano, David se ha encargado de la página web. ¿El resultado? Science Memes GALORE! David considera que su deber cívico y científico es demostrar que los científicos tienen sentido del humor…. tiende a basarse en gran medida en juegos de palabras.

No sé cómo, no sé cuándo, pero algún día usaré esta imagen en una publicación revisada por colegas. Recordando al difunto y gran Freddy Mercury de la manera más puntillosa posible. Compartir