espermatozoides1Cuando Newton propuso sus leyes del movimiento en 1686, no imaginó que no serían aplicables a ciertas células microscópicas que navegan en fluidos pegajosos.

La tercera ley del movimiento de Newton, que describe el comportamiento de las fuerzas, establece que toda acción en el mundo natural genera una reacción igual y opuesta. En otras palabras, los objetos que interactúan siempre ejercen fuerzas iguales y opuestas entre sí, o en términos simples, «para cada acción, hay una reacción igual y opuesta».

Sin embargo, un reciente estudio publicado en PRX Life sugiere que los espermatozoides humanos podrían estar desafiando esta ley física. Con sus colas en forma de látigo, los espermatozoides se impulsarían a través de fluidos viscosos de una manera que les permite nadar sin provocar una respuesta de su entorno, desafiando así la tercera ley de Newton.

En este estudio, Kenta Ishimoto, científico matemático de la Universidad de Kioto, y su equipo investigaron estas interacciones no recíprocas en espermatozoides y otros microorganismos nadadores, como las algas Chlamydomonas, que utilizan flagelos finos y flexibles para propulsarse y cambiar de forma para desplazarse a través de sustancias que, en teoría, deberían resistirse a su movimiento.

«Elasticidad impar » de espermatozoides

Los científicos identificaron interacciones mecánicas no recíprocas, a las que llaman «elasticidad impar», lo que significa que estos nadadores biológicos se mueven de una manera que no genera una respuesta igual y opuesta en su entorno. Esto les permite desplazarse con eficiencia a través del fluido circundante sin perder mucha energía.

Sin embargo, la elasticidad flagelar por sí sola no explica totalmente el movimiento celular. Así que los investigadores derivaron un nuevo término, un «módulo elástico impar», a través de sus modelos matemáticos para describir la mecánica interna de los flagelos.

«Desde modelos sencillos resolubles hasta formas de onda flagelares biológicas para Chlamydomonas y espermatozoides, estudiamos el módulo elástico impar para descifrar las interacciones internas no locales y no recíprocas dentro del material», concluyen los investigadores.

En resumen, según este estudio, cuanto mayor sea la elasticidad impar de una célula (o el módulo elástico impar), más capaz será su flagelo de moverse sin grandes pérdidas de energía, lo que desafía las reglas convencionales de la física.

Este descubrimiento no se limita a los espermatozoides y las algas; muchas otras células también poseen flagelos, lo que sugiere que podrían existir más ejemplos de comportamiento similar. Según declararon los investigadores a New Scientist, los hallazgos de este estudio podrían tener aplicaciones en el diseño de pequeños robots que imiten materiales vivos y en la comprensión de los principios subyacentes del comportamiento colectivo.

Solo el tiempo dirá cómo este desafío a las leyes del movimiento de Newton por parte de células microscópicas redefinirá nuestra comprensión de la biología y la física. ¿Qué usos podrán derivarse de los nuevos conocimientos que surjan del estudio de las interacciones no recíprocas?

Referencia

Ishimoto K, Moreau C, Yasuda K. Odd Elastohydrodynamics: Non-Reciprocal Living Material in a Viscous Fluid. PRX LIFE [Internet].2023[citado 2 nov 2023].  Doi:10.1103/PRXLife.1.023002

3 nov 2023| Fuente:  DW| Tomado de Ciencia | Global

noviembre 3, 2023 | gleidishurtado | Filed under: Ciencia, Educación Sexual, Salud Reproductiva, Sexología | Etiquetas: , , , , |

embarazo

El tratamiento con glucocorticoides se utiliza mucho durante los embarazos con riesgo de parto prematuro para favorecer la maduración pulmonar del feto. Aunque es un tratamiento eficaz, también puede desencadenar problemas cardíacos y vasculares. Una nueva investigación publicada en The FASEB Journal desvela los mecanismos que subyacen a los efectos cardiovasculares de los glucocorticoides más utilizados, la dexametasona (Dex) y la betametasona (Beta).

Cuando los investigadores trataron embriones de pollo con estos glucocorticoides diferentes, descubrieron que ambos provocaban una restricción del crecimiento, siendo Beta más grave. A nivel del corazón, ambos tratamientos fomentaron el estrés celular y los cambios en el ciclo celular, pero a través de vías moleculares diferentes. Mientras que Dex inducía estrés oxidativo y disminuía la activación del receptor de glucocorticoides, el tratamiento con Beta provocaba una activación sostenida del receptor de glucocorticoides y no inducía estrés oxidativo. Beta, en comparación con Dex, indujo una mayor disfunción cardiaca. Además, Dex provocó un aumento en el número de células del músculo cardíaco, pero Beta promovió una disminución. En los vasos sanguíneos, Beta alteró la dilatación de los vasos sanguíneos, mientras que Dex provocó una mayor constricción de los vasos sanguíneos.

Los resultados indican que Dex y Beta tienen efectos perjudiciales diferentes sobre el sistema cardiovascular en desarrollo.

«La terapia prenatal con glucocorticoides para acelerar la maduración pulmonar fetal en el embarazo humano amenazado de parto prematuro es un tratamiento que salva vidas y que debe mantenerse. Sin embargo, también puede provocar problemas cardiacos y circulatorios en la descendencia que requieren atención», afirma el autor principal Dino A. Giussani, PhD, ScD, FRCOG, de la Universidad de Cambridge, en el Reino Unido. «Aquí, utilizamos un sistema modelo para aislar los efectos directos de los dos glucocorticoides más comunes utilizados en la clínica en todo el mundo para revelar las vías moleculares implicadas. Estos conocimientos son indispensables para mejorar la terapia actual y mantener los efectos beneficiosos de los esteroides sobre el pulmón en desarrollo, eliminando al mismo tiempo los efectos secundarios adversos sobre el corazón y la circulación en desarrollo, lo que hace que la terapia sea más segura para el recién nacido prematuro.»

Mayo 3/2023 (EurekaAlerts!) – Tomado de News Releases – Peer-Reviewed Publication (WILEY)  Copyright 2023 by the American Association for the Advancement of Science (AAAS)

Traducción realizada con la versión gratuita del traductor www.DeepL.com/Translator

 

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