Presentado por: Eduard Punset Dirigido por: Eduard Punset

El economista Eduard Punset presenta este espacio de divulgación científica. El contenido del programa abarca la medicina, la química, las Tecnologías de la Información y la Comunicación y todas aquellas disciplinas que puedan englobarse bajo el paradigma de la ciencia.

Según el propio Eduard Punset

"REDES nació en Madrid, y durante la primera temporada contábamos en el plató con la presencia de famosos artistas o empresarios acompañados de científicos. Aportaba dinamismo, pero nos dimos cuenta de que debíamos profundizar en el conocimiento científico si queríamos que los propios científicos se dieran cuenta de que sus investigaciones también importaban en la vida cotidiana de la gente, y que la gente descubriera hasta qué punto la utilización del método científico en lugar del dogmatismo iba a transformar sus vidas. La ciencia estaba transformando el mundo.

Estoy contento de que REDES fuera un programa pionero en la comprensión pública de la ciencia, en la utilización del primer plató virtual de la televisión en España, en el recurso a la animación 3D y de las videoconferencias. Al principio, éstas se entrecortaban a menudo y los desfases entre el discurso y la vocalización daban una apariencia de extraterrestres a los entrevistados.

REDES se trasladó en 1997 a Sant Cugat, desde donde todavía se coproduce entre TVE y el grupo de científicos y periodistas jóvenes que constituye la productora smartplanet. Este equipo ha logrado demostrar que ciencia y entretenimiento se pueden unir para que en este tercer milenio la ciencia, por fin, irrumpa en la cultura popular.

El blog de Eduard Punset: http://www.eduardpunset.es/

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Para todos los públicos  Redes - Los semáforos de la célula - ver ahora
Transcripción completa

SUBTITULADO POR Teletexto-iRTVE.

"Nuestro descubrimiento era vergonzosamente simple

y surgió por sorpresa". "Edmond Fischer".

Hace casi 60 años,

...dos investigadores en bioquímica con sus respectivos equipos,

descubrieron el mecanismo clave que explica cómo funcionan las hormonas.

Cómo crece, se diferencia y muere una célula.

Cómo se extiende el cáncer y muchas otras funciones vitales.

50 años más tarde, obtuvieron el Premio Nobel de Fisiología.

Hoy en Redes, contamos con Edmond Fischer, uno de los premiados.

Que nos cuenta los detalles de un proceso

que brilla por su simplicidad y su omnipresencia en el mundo vivo.

-Te concedieron el Premio Nobel por muchas cosas,

pero si por algo se te recordará siempre

es porque descubriste que hay unas enzimas especiales

que regulan el funcionamiento de las proteínas porque les añaden fosfatos.

Llamáis a este proceso "Fosforilación".

Es un proceso es dos direcciones porque se añade un grupo fosfato

y también se quita, así que es reversible.

Es una reacción simple.

-Bueno, a mi me costó siglos entenderlo.

Según los estándares actuales, se trata de una reacción uní trivial.

Nadie le hubiera prestado atención si no fuera porque resultó ser crucial

para la regulación de los procesos celulares.

-Ahora sabemos que si este proceso no funciona bien, algo malo sucederá.

Muchas cosas malas pasaran o pueden pasar si no funciona.

-¿Por qué no le explicas a los telespectadores en qué consiste?

Descubrimos que muchas proteínas pueden existir en dos estados,

en primer lugar el inactivo

y pueden pasar al activo mediante la adición de grupos fosfatos.

La reacción se denomina reacción de fosforilación,

y el mejor símil que se me ocurre es el de un semáforo en un cruce.

El semáforo está y puede existir de dos formas,

en verde que significa que los coches pueden circular

o en rojo, cuando el tráfico se detiene.

Ningún coche puede pasar, todos se paran salvo en Italia.

-Nadie no sería un buen ejemplo.

Mi mujer tampoco por desgracia.

Estas enzimas o proteínas es lo mismo, son como los semáforos,

pueden existir en las dos formas.

Están fosforiladas o desfosforiladas.

Cambian de una forma u otra según este proceso.

Mediante la fosforilación,

añadiendo un grupo fosfato o eliminándolo.

La contracción del corazón, la de nuestros músculos,

la forma de las células, la liberación de hormonas,

de neurotransmisores y muchos otros procesos importantes,

son regulados por medio de la fosforilación.

Un 30% de las proteínas de nuestro cuerpo están controlada así.

Y es parte de la activación celular que activas reacciones bioquímicas,

que trazan líneas maestras de lo que sucede en nuestro organismo

para lo bueno y para lo malo.

No nos extrañaremos que el cáncer, la diabetes, la hipertensión

y algunas enfermedades mentales y cardiacas,

conlleven un mal funcionamiento de esta reacción de fosforilación.

Resulta vital ya que supone el interruptor que activa y desactiva

muchos procesos celulares.

-¿Tiene algo que ver con lo que llamáis kinasas?

Tendré que volver al principio.

Las enzimas que ponen fosfato generan una reacción encimática.

Las enzimas son proteínas que catalizan, facilitan una reacción.

No la crean.

Solamente hacen que sean mucho más fácil que tenga lugar.

Pueden acelerar su velocidad mil veces.

Las enzimas que ponen fosfato, se llaman kinasas.

Las que quitan fosfato se llaman fosfatasas.

Son como el yim y el yam.

Pero el sistema biológico es mucho más sofisticado que un semáforo.

Los sistemas biológicos

pueden experimentar todos los grados de activación.

Es como si tuvieras un monitor de color en el que pudieras modificar

la luz que va del verde al rojo, pasando por todos los colores.

La sofisticación es enorme.

-Hasta tal punto que se puede modificar la expresión de los genes.

Desde luego, una vez se desencadena esa reacción,

se inicia lo que denominamos señalización celular

o transducción de señal.

En realidad, la transducción de señal,

controla lo que sucede en la célula.

La mejor manera de entenderlo si quieres que te de un ejemplo,

es imaginar la célula como un televisor.

La célula es un televisor, hay que conectarlo en un punto.

El televisor funciona con electricidad

pero nuestras células funcionan con ATP que es nuestro combustible.

En segundo lugar, dentro del televisor tenemos varios elementos,

transistores, resistores, etc,

estos elementos se activan por señales que proceden del exterior

de la antena, del satélite, del DVD,

y en un televisor se captan las señales electromagnéticas

mediante dos receptores que tenemos en la parte trasera.

-Lo que viene de fuera.

Y estas señales electromagnéticas activan estos elementos

y dan lugar a la imagen que se ve en la pantalla.

Esto es lo que denominamos señalización celular,

lo que en un televisor sería captar una señal externa

convertirla mediante estos elementos para lograr una respuesta en pantalla

Y con estos elementos se pueden generar millones de posibilidades.

-Distintas. Nos permite tener variación de color,

de sonido, de brillo, de imagen, de enfoque,

y en esto consiste la señalización celular.

Con la única diferencia que en el televisor cuentas con unos receptores

mientras que en una célula biológica hay más de un millón,

por tanto las interacciones son del orden tal vez a la trigésima potencia

es lo que permite que el organismo biológico crezca, se diferencie

incluso pueda dividirse en otras células,

protegerse frente a la adversidad.

Es verdad que todo tiene un comienzo

y ese comienzo provoca una serie de consecuencias

que consiguen una finalidad.

Todo parece aceroso pero en el fondo está perfectamente medido.

En la célula, todo lo que ocurre tiene un inicio y un final.

Un inicio y unas consecuencias.

Lo que estamos viendo en realidad es una buena metáfora

de cómo funciona un circuito de señalización celular.

Es un circuito que dará lugar a una cascada de reacciones.

Que increíble es que un simple estímulo externo

pueda provocar una cadena de reacciones.

Y todas entrelazadas.

Todas específicas.

Es necesario que exista una pieza determinada

para que esté en su sitio,

para que tenga una densidad determinada,

una forma específica.

Tiene que estar allí, sino se interrumpe el proceso.

Nada es improvisado o al azar

y sin embargo es bello en este despliegue de efectos y de acciones.

Lo que estamos viendo en el vídeo es exactamente lo mismo

que lo que ocurre dentro de una célula humana o un organismo.

-Y después de años de investigación, de tu propia investigación,

¿cuál fue el descubrimiento completo

por el que te concedieron el Premio Nobel?

No fue un descubrimiento fulminante,

sino la primera reacción que observamos,

pero si me hubieras preguntado hace 55 años

si sería una reacción fundamental,

mi respuesta hubiera sido no.

Parecía solamente la manera en la que se puede activar o modular una enzima

Los fisiólogos descubrieron más tarde

que la contracción muscular estaba regulada por este mecanismo

y los neurólogos se percataron que la conducción nerviosa, también.

Sabemos que el 75% de las enzimas están reguladas por esta reacción,

de echo, sería muy difícil encontrar un proceso fisiológico

que no esté influido por una reacción de fosforilación.

-Influido. Eso es, Eduardo.

-Si me imagino a un amigo al que le encanta el paracaidismo

y me lo imagino saltando del avión,

supongo que tiene el cuerpo lleno de adrenalina cuando salta.

Sí, eso creo. A mí también me pasa.

-Y esta adrenalina va a sus receptores, ¿qué pasaría?

Sabemos que la adrenalina se libera en un animal como un hombre,

como una señal de advertencia que lo prepara.

-O luchas o sales corriendo. Eso es.

Cuando una persona se encuentra ante una situación de emergencia,

inmediatamente se emite una señal en su cerebro.

Le ordena a las glándulas suprarrenales

que fabriquen adrenalina que de distribuye a todas las células

mediante la sangre.

Y sabes perfectamente lo que sucede

cuando experimentamos una subida de adrenalina.

El corazón empieza a latir descontroladamente,

la respiración se acelera, la tensión arterial aumenta

pero además de lo visible sucede algo más en todas las células.

Generan un compuesto llamado ATP que es el combustible

que utilizan todos los organismos biológicos.

Si estás ante una situación de emergencia

se envía la orden de generar inmediatamente ATP,

porque tanto si quieres luchar o quieres huir...

-Necesitas energía. Combustible, energía.

De echo se sabía que la adrenalina activaba la enzima

en la que trabajamos nosotros, la fosforilasa.

Esta enzima cataliza

y da lugar al primer paso en la degradación del glucógeno.

Y el glucógeno es una gran molécula

que contiene cientos de miles de unidades de glucosa

y cataliza el primer paso en la degradación del glucógeno

y marca el inicio del metabolismo de carbohidratos.

Lo primero que hace es actuar sobre el hígado

para que genere glucosa en sangre.

Esta es probablemente la principal función del hígado,

producir glucosa en sangre.

Respirar, algo tan normal y tan básico, pero, ¿para qué nos sirve?

Respiramos para obtener oxigeno con el que oxidar lo que comemos

y generar con ello energía para movernos, reír, cantar,

en definitiva, vivir.

Bueno, esto es ir muy rápido.

Comemos, digerimos el alimento y este pasa a las células

en dónde se oxida gracias a un proceso

que se llama respiración celular.

Es decir, la materia se quema

como cuando quemamos leña para obtener energía en forma de calor.

Y en las células, la energía que obtenemos a partir del alimento

se almacena en los tres enlaces de fosfato

de la molécula casi universal, el ATP.

Una molécula simple pero repleta de energía.

El ATP está presente en casi todos los seres vivos,

desde el elefante, pasando por ti y por mi.

Representa las pilas en dónde se acumula la energía

y la moneda de cambio con la que se paga

el llevar a cabo cualquier proceso en la célula.

Indispensable en los organismos vivos,

el ATP crea y destruye sus enlaces fosfato

en un ciclo sin fin mientras estamos vivos.

-¿Qué sucede si hay algún desequilibrio en este proceso?

La mayoría de las veces pasan cosas malas.

Sí, muchas enfermedades. -Dame un ejemplo.

Enfermedades como la diabetes o bacterianas como el cólera,

la lepra, el vacilo que produce la peste bubónica...

La peste bubónica

se debe a que un agente infeccioso llamado yersinia pestis

le inyecta a la célula huésped una fosfatasa.

En cuanto esta fosfatasa llega a la célula,

empieza un proceso de desfosforilación

que provoca un cúmulo de desfosforilaciones

que aniquilan completamente el sistema inmunitario de la célula.

La célula no puede luchar ni protegerse contra el organismo

y todo se debe a una única enzima.

Un tipo especial de fosfatasa inyectada a la célula.

-Pues que lo sabéis, que esto parece tan importante y preciso,

¿podéis hacer algo sobre la diabetes por ejemplo?

Los laboratorios farmacéuticos trabajan como locos con esto.

El tema de las kinasas y las fosfatasas es probablemente

uno de los objetivos principales de las empresas farmacéuticas.

Especialmente porque sabemos que la mayoría de los cánceres...

-Esa iba a ser mi próxima pregunta.

Se deban a una falta de regulación del sistema.

-De este proceso de desfosforilación.

Sabemos que muchos tipos de cáncer,

se producen porque las kinasas se quedan encalladas en la forma activa.

Y entonces la célula actúa como un coche fuera de control,

con el acelerador a fondo.

No se puede controlar. Es imposible.

-Y la célula cada vez más rápida. No se puede controlar más.

O bien el acelerador se queda puesto o bien los frenos no funcionan.

Lo que llamamos supresores tumorales.

Si los supresores tumorales no funcionan,

nuevamente el coche queda fuera de control.

-¿Tu descubrimiento puede significar que en el futuro será más fácil?

Tal vez sin quimioterapia, desbloquearlo o bloquearlo.

En el futuro la medicina será distinta a la que tenemos hoy.

Hoy en día tenemos fármacos muy buenos que actúan sobre las kinasas,

con las fosfatasas es más difícil.

Por ejemplo, hay un fármaco llamado Glivec

que ha demostrado que es muy eficaz contra ciertas formas de leucemia.

En el futuro sabremos la configuración genética de cada uno,

así pues antes de iniciar cualquier tratamiento,

sabremos cuáles son los riesgos de que una persona que tiene un tumor

sobreviva o que el tumor crezca.

Y tras saberlo, también sabremos cosas como:

no podremos utilizar este fármaco para esta persona, utilizamos otro.

Piensa que hay fármacos que se utilizan con todo el mundo,

en ciertos tipo de cáncer hay fármacos consagrados.

Lo primero que se hace es administrarlo, pues bien,

a veces funcionan muy bien, o no hacen nada

y en otras ocasiones resulta perjudiciales.

Ahora solamente podemos descubrirlo por ensayo y error.

Se administra el fármaco para ver si tiene éxito

o se producen efectos secundarios muy perjudiciales.

En el futuro, como sabremos la configuración genética de cada uno

sabremos si un fármaco concreto no funcionará en alguien,

así que será un sistema personalizado.

-Lo llamamos medicina personalizada.

Sí, cada individuo recibirá un tratamiento distinto al de los demás

y no solamente para la enfermedad, sino en cada fase.

-Lo que me parece una gran ventaja es que realmente

si uno va al médico de aquí a diez años,

el médico le dirá enséñeme el dedo.

Le sacará una gota de sangre y concluirá:

usted lo que necesita es esto o aquello.

Así se evitará muchos problemas de salud que tenemos ahora.

Sí, tienes razón salvo cuando dices que sucederá en diez años.

Puede que sean 20, 50, no se puede predecir el futuro.

En medicina, como sabemos las preguntas que hay qué hacer,

tenemos las técnicas para responderlas.

Pero esto nos permite ver solamente un futuro muy próximo,

es imposible que alguien te diga como serán los cosas o la medicina

de aquí a 50 años.

Como hemos visto en este programa,

ha sido gracias al Premio Nobel Edmond Fischer,

que hemos descubierto esta palabra tan rara que llaman fosforilación,

es decir, estos fosfatos que se pegan a una proteína

para que puedan desempeñar todas las tareas necesarias para sobrevivir.

Además, resulta que si el sistema deja de funcionar bien,

si el proceso de fosforilación no funciona del todo,

vienen las enfermedades más serías que uno pueda imaginarse.

"Si la fosforilación falla,

el 99,99% de las veces se desencadena una enfermedad".

Edmond Fischer.

SUBTITULACIÓN REALIZADA POR: LORENA TORRES SÁNCHEZ.

Redes - Los semáforos de la célula

27:17 17 jun 2012

Hace casi 60 años, dos investigadores en bioquímica con sus respectivos equipos descubrieron el mecanismo clave que explica cómo funcionan las hormonas; cómo crece, se diferencia y muere una célula; cómo se extiende el cáncer, y muchas otras funciones vitales. 50 años más tarde obtuvieron el Premio Nobel de Fisiología por su hallazgo. Hoy en Redes contamos con Edmond Fischer, uno de los dos premiados, que nos cuenta los detalles de un proceso que brilla por su simplicidad y por su omnipresencia en el mundo vivo.

Histórico de emisiones: 31/10/2010

Hace casi 60 años, dos investigadores en bioquímica con sus respectivos equipos descubrieron el mecanismo clave que explica cómo funcionan las hormonas; cómo crece, se diferencia y muere una célula; cómo se extiende el cáncer, y muchas otras funciones vitales. 50 años más tarde obtuvieron el Premio Nobel de Fisiología por su hallazgo. Hoy en Redes contamos con Edmond Fischer, uno de los dos premiados, que nos cuenta los detalles de un proceso que brilla por su simplicidad y por su omnipresencia en el mundo vivo.

Histórico de emisiones: 31/10/2010

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