Mezclas en los Sistemas Biológicos
Versión 2.0
2020-03-29
Chicos:
Antes de entrar en materia:
Recuerden que estamos en Suspensión de clases presenciales. Con algunos grupos logré platicar en clase acerca de la pandemia del nuevo coronavirus. Me faltaron algunos porque me enviaron a casa por pertenecer al grupo de edad susceptible de complicaciones. Por ejemplo, ustedes.
Los virus son, como lo estudiarán en el tercer corte de biología 1, entidades biológicas no vivas. Constituidas por un ácido nucleico que codifica para algunas proteínas. Algunas de ellas lo protegen y le permiten al virus adherirse a las membranas celulares, entrar en ellas y apoderarse de su metabolismo para multiplicar su ácido nucleico (genoma) y autoensamblarse. Por ello se dice que los virus son agentes infecciosos intracelulares obligados.
Les comento que recién se ha encontrado un virus similar al SARS-CoV-2 que tiene como hospedador a una población de pangolines malayos al sur de china. Parece que en esa población se recombinaron coronavirus de murciélagos con los propios de estos animales de nicho terrestre como nuestros armadillos.
No importa ahora, realmente de dónde llegó el SARS-CoV-2. Él es un virus nuevo para nuestra especie y nadie tiene anticuerpos contra él. Así que todos somos susceptibles de infectarnos si nos encontramos con él. Debido a ello, una vez que se infectó un humano, se disparó una epidemia. En Wuhan, China -como seguramente saben. Como la epidemia tiene alcance mundial la llamamos Pandemia.
El curso natural de una epidemia tiene la siguiente gráfica:
El número de casos nuevos con el tiempo.
Primero hay muy pocos casos (fase retrasada). Luego el # de casos aumenta cada día más rápido (fase de crecimiento acelerado). Finalmente, conforme se recuperan cada día más personas y se tornan inmunes, se llega a un máximo de nuevos casos y empiezan a disminuir el su número.
Lo que podemos hacer es modificarla para pasar de la mejor manera por todas las fases.
En el video se muestras simulaciones de contagio variando el parámetro de la movilidad de las personas. Vean el siguiente video.
Como lo vieron, sí limitamos la movilidad de las personas, reducimos la velocidad de contagios y aplanamos la curva como se ve en los casos 3 y 4. Por cierto, por eso es que estamos en suspensión de clases presenciales.
Ustedes y todos sus familiares deben quedarse en casa, siempre que sea posible. Guarden siempre unas 5 losetas de distancia. Lávense las manos frecuentemente y limpien las superficies con agua jabonosa. Con ello aplanaremos la curva y el número de casos graves no superará la capacidad del sistema de salud.
Quédense en casa, pero no dejen que sus familiares mayores salgan. Guárdenlos y vayan ustedes por las tortillas, guardando la sana distancia. Siempre... "más de 5 cuadritos".
Antes de entrar en materia:
Recuerden que estamos en Suspensión de clases presenciales. Con algunos grupos logré platicar en clase acerca de la pandemia del nuevo coronavirus. Me faltaron algunos porque me enviaron a casa por pertenecer al grupo de edad susceptible de complicaciones. Por ejemplo, ustedes.
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| Una partícula del virus SARS-CoV-2 |
Los virus son, como lo estudiarán en el tercer corte de biología 1, entidades biológicas no vivas. Constituidas por un ácido nucleico que codifica para algunas proteínas. Algunas de ellas lo protegen y le permiten al virus adherirse a las membranas celulares, entrar en ellas y apoderarse de su metabolismo para multiplicar su ácido nucleico (genoma) y autoensamblarse. Por ello se dice que los virus son agentes infecciosos intracelulares obligados.
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| Ciclo de multiplicación de un virus, en este caso del VIH |
Les comento que recién se ha encontrado un virus similar al SARS-CoV-2 que tiene como hospedador a una población de pangolines malayos al sur de china. Parece que en esa población se recombinaron coronavirus de murciélagos con los propios de estos animales de nicho terrestre como nuestros armadillos.
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| Pangolín |
No importa ahora, realmente de dónde llegó el SARS-CoV-2. Él es un virus nuevo para nuestra especie y nadie tiene anticuerpos contra él. Así que todos somos susceptibles de infectarnos si nos encontramos con él. Debido a ello, una vez que se infectó un humano, se disparó una epidemia. En Wuhan, China -como seguramente saben. Como la epidemia tiene alcance mundial la llamamos Pandemia.
El curso natural de una epidemia tiene la siguiente gráfica:
El número de casos nuevos con el tiempo.
Primero hay muy pocos casos (fase retrasada). Luego el # de casos aumenta cada día más rápido (fase de crecimiento acelerado). Finalmente, conforme se recuperan cada día más personas y se tornan inmunes, se llega a un máximo de nuevos casos y empiezan a disminuir el su número.
NO HAY MANERA DE EVITAR PASAR POR TODA LA CURVA EPIDEMIOLÓGICA.
Lo que podemos hacer es modificarla para pasar de la mejor manera por todas las fases.
En el video se muestras simulaciones de contagio variando el parámetro de la movilidad de las personas. Vean el siguiente video.
Como lo vieron, sí limitamos la movilidad de las personas, reducimos la velocidad de contagios y aplanamos la curva como se ve en los casos 3 y 4. Por cierto, por eso es que estamos en suspensión de clases presenciales.
Ustedes y todos sus familiares deben quedarse en casa, siempre que sea posible. Guarden siempre unas 5 losetas de distancia. Lávense las manos frecuentemente y limpien las superficies con agua jabonosa. Con ello aplanaremos la curva y el número de casos graves no superará la capacidad del sistema de salud.
Quédense en casa, pero no dejen que sus familiares mayores salgan. Guárdenlos y vayan ustedes por las tortillas, guardando la sana distancia. Siempre... "más de 5 cuadritos".
Regresemos a nuestra materia
Una vez que hemos aprendido sobre los tipos de mezclas, la manera de medir la abundancia de sus componentes en ellas y los métodos de separación podemos abordar la aplicación de todo ello en los sistemas biológicos que estudiarán más adelante en la asignatura de Biología.
Los líquidos biológicos son mezclas muy complejas de sustancias cuyas moléculas difieren de tamaño en muchos órdenes de magnitud formando soluciones verdaderas y coloidales.
El agua es el solvente donde 2 decenas de iones distintos y unas mil pequeñas moléculas inorgánicas diferentes forman una solución verdadera. Allí mismo, miles, decenas de miles -e incluso- más de 100 mil sustancias denominadas oligómeros y polímeros conforman una solución coloidal.
El interior de las células, como lo estudiarás en biología 1, se llama citosol (cito- = célula y -sol = solución) o citoplasma (plasm- = fluido)
Cuando pensamos en una solución a nivel nanoscópico solemos imaginar que las moléculas de soluto se encuentran muy lejanas entre sí. Si bien es así en soluciones muy diluidas.
En el citosol es muy distinto. Las moléculas de miles de sustancias diferentes principalmente de macromoléculas de proteínas y de ácidos nucleicos se encuentran muy aglomeradas. Como ya conocemos el tamaño y la forma tridimensional de esas macromoléculas, así como su concentración en el citosol desde hace una década se han realizado simulaciones del ambiente citosólico.
El aglomeramiento permite a todas las macromoléculas deslizarse una al lado de las otras, tocarse y eventualmente reconocerse por complementaridad de superficies. permitiendo las reacciones químicas que en conjunto llamamos Vida.
Otro ejemplo de la importancia de las mezclas, ocurre en el riñón. Por los riñones pasa en cada momento de nuestra vida el 20% de toda la sangre. Allí se depura a la sangre de las sustancias que están en exceso y se les saca del medio interno.
La sangre es simultáneamente una solución verdadera, coloidal y suspensión.
La sangre como suspensión. Las células sanguíneas eritrocitos, leucocitos y plaquetas miden varios micrómetros de diámetro.
De allí que formen una suspensión en la sangre. Si ésta no estuviese en movimiento contínuo se sedimentarían. De hecho se usa una centrífuga para separarles del plasma (la solución coloidal).
Los riñones filtran la sangre en una estructura llamada glómérulo formado por capilares sanguíneos con paredes llenas de poros.
Los poros tienen unos 80 nm de diámetro que solamente dejan pasar el agua, iones y pequeñas moléculas orgánicas recolectadas por la cápsula de Bowman que después se reabsorben formando la orina.
Las células sanguíneas y las proteínas son retenidas por lo cual permanecen en la sangre y no pasan a la orina.
Recuerden que estamos en Suspensión de Clases Presenciales para evitar que la curva epidémica crezca exponencialmente.
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| Principales tipos de sustancias presentes en una célula bacteriana |
El interior de las células, como lo estudiarás en biología 1, se llama citosol (cito- = célula y -sol = solución) o citoplasma (plasm- = fluido)
Cuando pensamos en una solución a nivel nanoscópico solemos imaginar que las moléculas de soluto se encuentran muy lejanas entre sí. Si bien es así en soluciones muy diluidas.
En el citosol es muy distinto. Las moléculas de miles de sustancias diferentes principalmente de macromoléculas de proteínas y de ácidos nucleicos se encuentran muy aglomeradas. Como ya conocemos el tamaño y la forma tridimensional de esas macromoléculas, así como su concentración en el citosol desde hace una década se han realizado simulaciones del ambiente citosólico.
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| Las 50 macromoléculas más abundantes del citosol de una bacteria |
El aglomeramiento permite a todas las macromoléculas deslizarse una al lado de las otras, tocarse y eventualmente reconocerse por complementaridad de superficies. permitiendo las reacciones químicas que en conjunto llamamos Vida.
Otro ejemplo de la importancia de las mezclas, ocurre en el riñón. Por los riñones pasa en cada momento de nuestra vida el 20% de toda la sangre. Allí se depura a la sangre de las sustancias que están en exceso y se les saca del medio interno.
La sangre es simultáneamente una solución verdadera, coloidal y suspensión.
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| Componentes de la sangre. |
La sangre como suspensión. Las células sanguíneas eritrocitos, leucocitos y plaquetas miden varios micrómetros de diámetro.
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| La sangre es una suspensión de células |
De allí que formen una suspensión en la sangre. Si ésta no estuviese en movimiento contínuo se sedimentarían. De hecho se usa una centrífuga para separarles del plasma (la solución coloidal).
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| El plasma es una solución coloidal de proteínas. |
Los riñones filtran la sangre en una estructura llamada glómérulo formado por capilares sanguíneos con paredes llenas de poros.
Los poros tienen unos 80 nm de diámetro que solamente dejan pasar el agua, iones y pequeñas moléculas orgánicas recolectadas por la cápsula de Bowman que después se reabsorben formando la orina.
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| Pared del capilar glomerular, ¡el filtro! |
Las células sanguíneas y las proteínas son retenidas por lo cual permanecen en la sangre y no pasan a la orina.
Recuerden que estamos en Suspensión de Clases Presenciales para evitar que la curva epidémica crezca exponencialmente.
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