martes, 25 de octubre de 2011

Vocación Colérica / Choleric Vocation

I had to do a paper on enterocytes (the cells of the small intestine that absorb nutrients) with three other people for the cell biology class, and searching for information on these I discovered many things that I did not expect, both "scientific" and personal.

The small intestine secretes and absorbs large amounts of water, and the former occurs thanks to two processes, both based on osmotic gradients (for the laymen: An osmotic gradient is the one created between two solutions with different concentration levels separated by a permeable membrane, which water will cross from the less concentrated solution to the more concentrated one until, in theory, concentrations are equal): The increase of osmotic pressure by the digestion of nutrients into their monomers (the "bricks" that form them ) and segregation of electrolytes (ions, charged particles, dissolved in water).


The second process (seen in the illustration above) is conducted as follows: A protein cotransports (i.e., carries something against a gradient using the energy that is given by carrying anything in favor of the gradient at the same time) chloride, sodium and potassium, the latter two electrolytes being expelled from the cell by other proteins. Then the cyclic adenosine monophosphate (cAMP), made from ATP (the "energy currency" of cells) by adenylyl cyclase, activates the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR), which secretes chloride ions into the lumen (the “inside of the pipe"). The chloride ions (negatively charged) attract the sodium ions (positively charged) that combine to produce (Let’s see that chemistry 101. What is sodium chloride?) salt, which attracts water .

All this process is, in itself, sooo awesome (yes, yes, I'm a geek. Problem?), but understanding it has a great practical application, which is saving millions of lives. CFTR may not work well due to gene mutations (that is the basis of cystic fibrosis), but certain bacteria that can be found in non-drinking water produce toxins that prevent the CFTR chloride channel from closing, causing a profuse watery diarrhea (10-20 liters per day) that can easily become fatal.

This is called cholera and has killed an inestimable number of millions of people and is killing about 100,000-130,000 per year (great progress compared to the 3,000,000 it killed in the 80s). It’s prevented "simply" by have access to potable water (something that we Westerners take for granted but in many parts of the world is -and until recently was in the West- a novelty or a luxury) and treated with a solution (pun intended) of potable water, sugar and salt (antibiotics such as doxycycline also speed recovery and reduce the severity of symptoms).

And as I read about this, if we ignore the temporal moment of disgust and anger produced by remembering that this type of preventable monstrosities still occur (those who do not have to endure them are immunized against these things, but occasionally decency infects us) a feeling of satisfaction formed in my body, because I realized that I had chosen the right career, that this is what I wanted and want to do with my life: understanding this fascinating and very complex machine that is the human to be able to fix it, to be a pawn (or maybe something more) in the game of chess of humans against the Grim Reaper, to, in short, make a better world.

Too idealistic? Possibly, but there are plenty of frustrated inactive people.




Me mandaron un trabajo sobre los enterocitos (las células del intestino delgado que absorben nutrientes) a mí y a otras tres personas para la clase de biología celular, y buscando información sobre estos descubrí bastantes cosas que no me esperaba, tanto “científicas” como personales.
El intestino delgado segrega y absorbe grandes cantidades de agua, y lo primero ocurre gracias a dos procesos, ambos basados en las gradientes osmóticas (para los legos: Una gradiente osmótica es la que se crea entre dos soluciones con diferentes grados de concentración separadas por una membrana permeable, la cual el agua atravesara desde la disolución menos concentrada a la más concentrada hasta, en teoría, igualar las concentraciones): El aumento de la presión osmótica por la digestión de los nutrientes en sus monómeros (los “ladrillos” que los forman) y la segregación de electrolitos (Iones –partículas cargadas- disueltos en el agua).


El segundo proceso (que se observa en la ilustración superior) es llevado a cabo de la siguiente manera: Una proteína cotransporta (esto es, transporta algo en contra de una gradiente utilizando la energía que le da el transportar otra cosa a favor de la gradiente al mismo tiempo) cloro, sodio y potasio, siendo estos dos últimos electrolitos expulsados de la célula por otras proteínas. Luego el adenosín monofosfato cíclico (cAMP, por sus siglas en inglés) creado a partir del ATP (la “moneda energética” de la célula) por la adenilil ciclasa activa el regulador de la conductancia transmembranal de la fibrosis quística (CFTR, por sus siglas en inglés), el cual segrega iones de cloro al lumen (“el interior del tubo”). Los iones de cloro (de carga negativa) atraen a los iones de sodio (de carga positiva), que se combinan para producir (A ver cómo esta esa química básica ¿Qué es el cloruro de sodio?) sal, la cual atrae al agua.
Todo este proceso, por sí mismo, mola un montón (sí, sí, soy un friki ¿Algún problema?), pero el entenderlo tiene una gran aplicación práctica, que es salvar millones de vidas. El CFTR puede no funcionar bien por mutaciones genéticas (esa es la base de la fibrosis quística), pero ciertas bacterias que podemos encontrar en el agua no potable producen toxinas que impiden que el canal de cloro del CFTR se cierre, provocando una copiosa diarrea acuosa (10-20 litros al día) que puede fácilmente llegar a ser mortal. 
A eso se le llama cólera, ha matado a un número inestimable de millones de personas y sigue matando a unas 100.000-130.000 al año (un gran avance comparado con las 3.000.000 que mataba en la década de los 80). Se puede prevenir “simplemente” teniendo acceso a agua potable (algo que los occidentales damos por sentado pero que en muchas lugares del mundo es –y hace poco en occidente era- una novedad o un lujo) y tratar con una solución (nunca mejor dicho) de agua potable, azúcar y sal (los antibióticos como la Doxiciclina también aceleran la recuperación y reducen la severidad de los síntomas).
Y mientras yo leía sobre esto, si ignoramos el temporal momento de asco y rabia producido por recordar que este tipo de monstruosidades prevenibles aún ocurren (aquellos que no tenemos que soportarlas estamos inmunizados ante estas cosas, pero de vez en cuando la decencia nos infecta), una sensación de satisfacción se iba formando en mi cuerpo, porque me daba cuenta de que sí había elegido la carrera adecuada, de que esto es lo que quería y quiero hacer con mi vida: Comprender esta fascinante y complejísima máquina que es el ser humano para poder arreglarla, para poder ser un peón (o quizá algo más) en la partida de ajedrez de los humanos contra la parca, para, en fin, hacer un mundo mejor.
¿Demasiado idealista? Posiblemente, pero inoperantes frustrados los hay a patadas.

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