Antimateria y medicina

Hace poco os hablamos de lo que era la antimateria y seguro que muchos de vosotros os preguntasteis para qué podía servir una sustancia que nada más entrar en contacto con la materia ordinaria se aniquila de forma violenta.Hoy vamos a explicaros cómo la antimateria puede utlizarse en Medicina gracias, precisamente, a esas reacciones violentas que provoca.

Seguro que habéis oído hablar de las técnicas de radiodiagnósico (Los rayos X, el escáner, la resonancia…), especialmente si veis la serie House o los deportes después de un partido contra Holanda. Una de esas técnicas es el PET (tomografía por emisión de positrones), que utiliza antimateria para detectar tumores en el paciente.

Antes de hacer un PET se le inyecta al paciente una pequeña cantidad de elementos radiactivos que emiten, de manera natural, positrones (que, como recordaréis, son la anti-partícula de los electrones). Suelen inyectarse formando parte de moléculas como la glucosa ya que las células enfermas de cáncer consumen mucha más glucosa que las sanas. Así, la molécula radiactiva se acumula en las zonas enfermas y, ahí, emite positrones.

Los positrones se aniquilan con los electrones de las células del paciente y emiten energía en forma de rayos gamma. Basta con colocar un detector capaz de ver estos rayos alrededor del paciente y tratar los datos con un programa informático para localizar dónde está la zona enferma. Por ejemplo, en la imagen se ve un páncreas dañado.

Además de para detectar tumores, con la misma glucosa pueden estudiarse órganos con alta actividad metabólica (como el cerebro o los riñones). Con otras moléculas distintas modificadas especialmente en laboratorios especializados pueden obtenerse imágenes PET de casi todas las partes del cuerpo.

Espero que hayáis entendido el funcionamiento de los PET. Si tenéis alguna duda, escribidnos en los comentarios, en Facebook o en Twitter.

Fotos: Universidad de Columbia y Jens Langner

La sustancia más cara del mundo

¿Sabéis cuál es la sustancia más cara del mundo? ¿El oro? ¿Los diamantes? ¿El grafeno? Os sorprenderá la respuesta, seguro. La sustancia más cara del mundo es la antimateria.

Pero, ¿qué es eso? Para comprenderlo hay que entender primero de qué está hecha la materia. Toda la materia que conocemos está constituida por átomos, pequeñas esferas de los distintos elementos. La teoría atomista surgió en Grecia en la antigüedad. Entonces se creía que los átomos eran indivisibles, pero hoy se sabe que están constituidos por un núcleo con unas partículas llamadas neutrones (sin carga) y protones (cargados positivamente) y una corteza externa de otras partículas más pequeñas llamadas electrones (cargados negativamente).

La antimateria es una sustancia que está compuesta de átomos con partículas «contrarias». Los antiprotones son negativos y los antielectrones (o positrones) son positivos. Cuando una partícula de materia y su gemela de antimateria se encuentran, se aniquilan mutuamente convirtiendo toda su masa en energía. Precisamente por esto es tan difícil y cara de fabricar: hay que evitar que una vez fabricada la antimateria se encuentre con materia. Esto es tan complicado que tan sólo el 1% de la antimateria creada «sobrevive» a la aniquilación estabilizada en campos magnéticos. El proceso además requiere instalaciones enormes y cantidades inimaginables de energía. Es por esto que la antimateria es la sustancia más cara. La NASA estima su coste real en unos 60.000 millones de dólares el miligramo. Un miligramo de oro, por ejemplo, cuesta menos de 5 céntimos.

Fabricar antimateria parece una locura, pero las antipartículas pueden ser muy útiles. Si queréis saber cómo, no dejéis de leer Electrones Excitados.com

XIII. Instrumentos revolucionarios

En la oscuridad de laboratorios subterráneos, bajo el mar o en el espacio, los científicos inventan nuevos instrumentos, mejoran la sensibilidad de sus detectores y reducen el ruido de fondo para seguir extendiendo los límites de nuestra comprensión de la materia y el Universo, de lo infinitamente pequeño y lo infinitamente grande.

Para comprender la materia es necesario desentrañar su estructura íntima y las reglas de ensamblaje de sus distintos componentes, por ejemplo descomponiéndola. Los físicos observan el resultado de las colisiones de partículas aceleradas a gran velocidad. En el CERN, el LHC, con sus 27 kilómetros de circunferencia es la última joya de estos aceleradores. Acelerará protones al 99.9999991% de la velocidad de la luz, dando 11245 vueltas al acelerador por segundo. Los experimentos alojados a lo largo del anillo estudiarán la materia buscando el bosón de Higgs, antimateria o materia oscura, es decir, algunas de las cuestiones más excitantes actualmente en la Física.

Los Nobel científicos 2008

Es una cosa que seguramente ya sabréis todos vosotros, pero me parecía que había que nombrar al menos a los premiados éste año con los Nobel de Física, Química y Medicina.

MEDICINA

Ha sido premiado Harald zur Hausen, alemán, por descubrir el virus del papiloma humano, causante del cáncer de cuello de útero. También han sido galardonados los investigadores franceses Françoise Barré-Sinoussi y Luc Montagnier, por su descubrimiento del VIH que, como es el causante del SIDA. El premio se ha repartido de manera que el alemán se ha llevado un 50% del total y los franceses se han repartido la otra mitad.

FÍSICA

Han sido galardonados tres físicos japoneses por sus investigaciones en la importancia de las asimetrías en la Física y en la historia del Universo. Algo leí ayer (la Física no es mi fuerte) sobre ésto: el hecho de que, por ejemplo, hubiera asimetría entre la cantidad de materia y antimateria (que hubiera tan sólo una partícula de materia más) desencadenó la destrucción de la antimateria y el hecho de que ahora todo el universo (estrellas, planetas, los que habitamos los planetas…) esté formado por materia. Los nombres de los premiados: Yoichiro Nambu, Makoto Kobayashi y Toshihide Maskawa. También el reparto del premio ha sido parecido al de medicina: 50% para el primero y otro 50% para los dos últimos.

QUÍMICA

Estructura de la GFP
Estructura de la GFP

Como hablamos ayer en clase, es más premio en Bioquímica que en Química…pero igualmente muy interesante. Lo han ganado tres científicos estadounidenses (Osamu Shimomura, Martin Chalfie y Roger Y. Tsien) por el descubrimiento de la proteína verde fluorescente (también conocida como GFP, de Green Fluorescent Protein). La proteína, bajo la luz ultravioleta emite una característica luz verde (que le da nombre), lo cual la hace muy útil para seguir procesos biológicos y actualmente se usa mucho (también otras proteínas del mismo tipo descubiertas más tarde) para estudios de Bioquímica, Ingeniería Genética… En este caso el premio se ha repartido equitativamente entre los tres científicos.


Un saludo a todos,

Fernando

Fuentes: El País (Química) | El País (Física) | El País (Medicina) | Wikipedia | Nobelprize.org
Imágenes: Wikipedia | Nobelprize.org