Intolerancia a la lactosa en adultos

Hay muchas veces que cuando tomamos leche nos empezamos a encontrar mal y tenemos problemas gastrointestinales, entre ellos diarrea y fuertes retortijones.

En la mayoría de ocasiones es un problema que aparece durante la etapa adulta. Esto se debe a la incapacidad de poder metabolizar el azúcar de la leche, la lactosa.

La vía de la glicolisis es la principal vía de obtención de nuestros organismos, ya que la glucosa es la principal fuente de carbono en nuestra dieta. No obstante en raras ocasiones se ingiere glucosa como tal y nos enfrentamos a otras moléculas que deben ser preparadas previamente antes de poder entrar en la ruta.

Durante la infancia, en los mamíferos (en los que se nos incluye), la leche es la principal fuente de alimento, y con ella su azúcar, la lactosa. La lactosa es un dímero formado por una molécula de glucosa y otra molécula de galactosa. Para que la lactosa pueda pasar a la ruta debe ser convertida en sus dos monómeros, la glucosa puede entrar directamente en la ruta mientras que la galactosa será fosforilada a galactosa-1P por la galactoquinasa, posteriormente una galactosa-1P uridiltransferasa hace que la galactosa adquiera el grupo UDP dando como producto UDP-galactosa y glucosa-1P que ya puede entrar en la ruta a nivel de glucosa-6P por la acción de una isomerasa, mientras que la galactosa-UDP por una epimerasa se transforma en UDP-glucosa regenerando el dador de glucosa.

La escisión de la lactosa en galactosa y la glucosa es un paso catalizado por la lactasa, este es el enzima clave en la intolerancia a la leche.

Durante la infancia los niveles de lactasa son muy elevados pero en todos los mamíferos es normal un descenso en los niveles de lactasa durante su  desarrollo, en el caso de humanos llegando hasta tan sólo un 5-10% de los niveles que se tenía durante la infancia.

Esta intolerancia a la leche no es equitativa en todos los lugares, por ejemplo, el hecho de que en el norte de Europa con la aparición de los animales domésticos productores de leche se ha favorecido que los niveles de lactasa sean mayores en adultos pudiendo tomar leche sin ningún problema gastrointestinal, en este caso una hipotética alteración genética que mantuviese los niveles de lactasa elevados podría ser favorable en estas zonas en donde la leche es una fuente de calorías muy asequible e importante.

¿Qué ocurre con la lactosa en los intolerantes a la leche?



En este caso los bajos niveles de lactasa no permiten digerir la lactosa, cuando pasa del estómago al intestino se encuentra con un ejército de microorganismos, que forman parte de la flora gastrointestinal, para los cuáles la lactosa es un manjar. Esta lactosa es fermentada a ácido láctico al mismo tiempo que generan metano e hidrógeno. Este gas provoca la distensión del intestino y el problema de las flatulencias, retortijones y demás sinónimos, además los elevados niveles de ácido láctico y de lactosa no digerida, que son osmóticamente activas, producen la entrada de agua en el intestino produciendo diarrea.

Si el problema es grave pueden darse serios problemas por deshidratación e incluso problemas a la hora de absorber los nutrientes a nivel del intestino.

La única solución que queda es reducir el consumo de leche, o leche baja en lactosa…o también ingerir la enzima lactasa junto con los productos lácteos.

¿Cómo nutre la madre al feto?

Ya sé que muchos de vosotros conocéis cómo los nutrientes de la madre pasan al feto, a través del cordón umbilical. Pero la sangre del cordón umbilical, ¿es sangre materna?, ¿es sangre fetal?, ¿de dónde provienen estas estructuras extraembrionarias?

Intentaremos responder a todas estas preguntas en esta nueva entrada. En el momento de la implantación del embrión, una vez llegado el estado de 16 células ya se encuentran claramente diferenciados dos tipos celulares, las células externas que darán lugar al trofoblasto y la masa celular interna de donde van a derivar todos los tejidos que constituirán el embrión. No obstante en esta entrada dejaremos de lado la masa celular interna y nos centraremos en las células del trofoblasto que junto con la colaboración de células de origen materno darán lugar a ese punto de contacto madre e hijo que es el sistema de la placenta, el cordón umbilical, etc..

Alrededor del día 7 , mientras la masa celular interna empieza a sufrir los movimientos celulares, formación del surco primitivo, etc.. Las células del trofoblasto sufren una serie de cambios. Las células trofoblásticas van a dar lugar a una capa denominada citotrofoblasto, mientras que otra parte de las células trofoblásticas dan lugar a un tipo celular multinucleado llamado sincitiotrofoblasto (citoplasma con múltiples núcleos) que prolifera abriéndose paso a través del endometrio, primero se adhiere y posteriormente mediante enzimas proteolíticos van ingresando en el interior de la mucosa uterina permitiendo remodelar los vasos sanguíneos de  ésta, recordemos que es un tejido muy vascularizado. El útero a su vez, estimulado por el sincitiotrofoblasto, hace que los vasos sanguíneos proliferen en esta zona donde finalmente contactan con el sincitiotrofoblasto.

Al mismo tiempo las células del mesodermo extraembrionario del embrión van a dar lugar a los vasos sanguíneos que partirán desde el sincitiotrofoblasto hacia el feto a través del futuro cordón umbilical.

Todo este sistema de vasos maternos, embrionales, sincitiotrofoblasto…va a dar lugar al órgano maduro llamado corion que se fusiona con la pared uterina para dar lugar a la placenta.

Por tanto en ningún momento hay intercambio de sangre entre la madre y el embrión, el corion va a ser la superficie de intercambio, tanto de gases como de nutrientes y esa es una de las razones por la cuál durante la etapa fetal los glóbulos rojos del embrión poseen un tipo diferente de subunidad en la hemoglobina, la subunidad gamma, con mucha más afinidad por el oxígeno, facilitando así la captación del oxígeno que le llega a través de la sangre de la madre. Al mismo tiempo este sistema va a permitir que el feto pueda deshacerse de ciertas sustancias de desecho, mayoritariamente el dióxido de carbono.

Como habéis visto, este complejo sistema de intercambio madre e hijo esta sustentado tanto por tejidos embrionarios como por tejidos maternos, y su formación depende de órdenes que mutuamente se dan entre los dos sistemas para constituir la arquitectura definitiva.

Un mundo de insectos (una serie de documentales interesante)

La entrada de hoy va dedicado a los documentales. De ellos, hay que decir que

mucha gente los critica por considerar que son una manipulación de la realidad, ya que en ocasiones dan a entender que los animales pasan el día haciendo cosas curiosísimas y fascinantes, cuando en realidad, el comer, reproducirse, o pelearse por una hembra no va más allá de unos minutos o unas horas y el resto del tiempo lo dedican a permanecer quietos, camuflados o escondidos.

Independientemente de la información que proporcionen, la verdad es que hay algunos, cuyas imágenes no tienen desperdicio.

Sin ir más lejos, esta semana, en un canal autonómico, Canal 9 de la Comunidad Valenciana, están retransmitiendo unos reportajes muy curiosos acerca del mundo de los insectos.

En ellos, aparecen escenas del día a día de varios insectos, unos más comunes y conocidos que otros. Son escenas fantásticas que acercan un poco más al curioso y desconocido en muchas ocasiones, mundo de estos “bichitos”.

En este caso como en otros muchos, las explicaciones no son nada específicas, sólo dan pinceladas de hechos más o menos relevantes combinados con melodías perfectamente adaptadas a las imágenes que muestran. Visto así, cualquier animalejo parece entrañable. Es como ver la serie “Minuscule” pero con imágenes reales…

Las colecciones

Una de las cosas que todo biólogo debe aprender es a distinguir unos organismos de otros, reconocerlos, saber clasificarlos y si la ocasión lo requiere saber preservarlos.

Realizar un herbario o un insectario no es cosa de dos días, por lo que es en estos momentos cuando se pone a prueba uno de los atributos que todo investigador debe tener, la paciencia. Paciencia, que debe ir además asociada a ganas de campo y por supuesto habilidad y pericia.

Hace unos años, en la asignatura de Botánica se nos planteó el hecho de hacer un herbario. A simple vista pasear por el campo y recoger plantas no parece un trabajo engorroso, pero hay que tener cuenta que no nos vale cualquier planta que cojamos de cualquier manera, necesitamos recoger plantas con flores (en caso de que sean especies que tienen flor) para poder clasificarlas, con raíces si es posible y tomar al menos dos muestras (una para conservar y otra para clasificar) apuntar la zona en la que ha sido recogida y por supuesto tratar de conseguir que llegue en el mejor estado posible al laboratorio, para colocarla entre papel secante y periódicos en la prensa de secado.

La prensa se puede convertir en nuestro amigo o enemigo según nuestras habilidades. En las plantas que conservemos debe poder observarse la morfología y distribución de las hojas y de las flores, el número de pétalos y si cuando sea posible la raíz. Esto dependiendo de especies puede convertirse en toda una odisea, pero nunca hay que rendirse.

Si somos constantes y cada día cambiamos los periódicos o papel secante, al cabo de un mes tendremos la planta en la misma posición en la que la pusimos, completamente plana y totalmente seca, conservando sus características y su color. Así, nos puede durar decenas de años, siempre que protejamos nuestro herbario con alcanfor y una caja apropiada.

Este año, en la asignatura de Control de Plagas, nos propusieron hacer un insectario de organismos plaga, lo cual es perfecto para aprender la técnica de la conservación de insectos.

Como en casi todo, cada persona tiene su manera de hacerlo. Para la recolección de insectos podemos emplear trampas de muy diversos tipos, una manga entomológica, una simple bolsa de plástico o incluso las propias manos. Hay que ir con cuidado de no romperlos y por supuesto tener la precaución de matarlos lo más pronto posible para que no se estropeen una vez han sido capturados.

Para matarlos hay quien opta por ponerlos en un bote con un algodón impregnado de alcohol, esto permite preservarlos, el organismo muere embriago, lo cual si bien se mira tampoco es tan desagradable en comparación con la gente que opta por congelarlos o someterlos a otras sustancias mortales… Una vez muertos, hay que atravesarlos con alfileres entomológicos y disponer perfectamente cada pata con sus respectivos artejos, las antenas, las alas… cada grupo tiene unas directrices, de modo que las mariposas se disponen con las alas desplegadas, las mariquitas por ejemplo, sin desplegar… todo dependerá del manual que utilicemos.

Finalmente, sean plantas o insectos, todo debe llevar una etiqueta identificadora con al menos la familia, género, especie, fecha y zona de recolección, de esto modo siempre podremos saber dónde obtuvimos la especie y en qué momento del año.

Por último, sólo queda decir que las colecciones entre otras cosas, se utilizan para en primer lugar aprender las características de cada especie para posteriormente clasificarlas. En este proceso uno va conociendo un poco más la morfología y todos aquellos caracteres identificadores relevantes que se utilizan en las claves de clasificación. Esto es algo que para quien quiera dedicarse a la botánica o a la zoología es muy importante, por ello la causa parece estar justificada, sin embargo, no por ello implica ir arrancando plantas o cazando insectos de forma desconsiderada, siempre hay que coger únicamente lo necesario teniendo en cuenta que hay especies protegidas o en peligro de extinción, cuya recolección está prohibida.

La inmunoprecipitación selectiva de cromatina

Tuve la oportunidad de conocer esta técnica durante mi colaboración en el laboratorio de genómica de levaduras, y ya me sorprendió en su idea la elegancia con la que se podía precipitar la cromatina con esta técnica, y además de forma selectiva.

Muchas veces en biología molecular se desea conocer si una proteína de interés interacciona con el DNA

   y cuáles son los genes que regula. Para esto una de las técnicas que se utiliza es la inmunoprecipitación selectiva de cromatina.

Esta técnica tiene la ventaja de que se puede realizar in-vivo. Por ejemplo, nos puede interesar si nuestra proteína regula la transcripción ante una situación de estrés. Tras someter a las células a algún tipo de estrés, por ejemplo alta concentración de sales, se puede aplicar alguna sustancia que entrecruce las proteínas que interaccionan con el DNA, mediante glutaraldehído por ejemplo.

Una vez se produce el entrecruzamiento se lisan las células y el DNA se rompe en fragmentos mediante sonicación en fragmentos de 0,2 a 1 KB.

Hasta este punto no hemos utilizado ninguna técnica inmunológica, es ahora cuando entra en juego la inmunoprecipitación. Tenemos una mezcla de fragmentos de cromatina con proteínas unidas a través del crosslink ahora hay que separar nuestra proteína de interés del resto y esto se va a conseguir mediante inmunoprecipitación.

Tendremos un anticuerpo para nuestra proteína de interés adherida por ejemplo a un soporte físico como por ejemplo esferas de algún tipo de polímero (sefarosa). Tras aplicarlas a nuestra muestra el anticuerpo se unirá a nuestra proteína que a su vez llevará unido el DNA. Tras centrifugar en el fondo de nuestro tubo quedarán las esferas con el complejo proteína-DNA.

Una vez separada esta fracción del resto de la muestra se revierte el crosslinking. Mediante técnicas de biología molecular se precipita de forma selectiva el DNA y mediante PCR se amplifica. Una vez amplificado se puede secuenciar, de esta manera conoceremos la secuencia a la que se une la proteína y podemos ver en las bibliotecas de genómica (si está secuenciado) que gen o genes controla.

Si se hace para todas las proteínas que hay unidas en el DNA en lugar de secuenciar se hibrida el DNA en chips genómicos, en este caso se conoce como ChIP on ChIP.