La IBERO es investigación

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1 La IBERO Editorial La investigación en la vida social En este número: - Propiedades dinámicas en sistemas dinámicos no lineales - La compleja nutrición humana - La investigación de la IBERO en medios de comunicación - Modelo de investigación Sino fuera por la tecnología que impacta día a día en los individuos, se pensaría que los proyectos científicos están lejanos de la vida cotidiana. Sin embargo, sabemos que esto no es así, pues tarde o temprano el desarrollo científico tiene un impacto social indiscutible en el andar de las personas. En esta edición, presentamos dos proyectos de investigación, actualmente en desarrollo, que abordan dos temáticas fundamentales en la la vida de las personas; el primero, un proyecto del área de física y matemáticas que estudia la propiedades físicas de los llamados sistemas dinámicos, y que de cierta forma constituyen la base de lo que más tarde se convertirán en dispositivos electrónicos, sistemas de cómputo, lenguajes cibernéticos, motores de búsquedas y en general un sin número de aplicaciones que son posibles gracias a que se conocen las propiedades de los sistemas dinámicos que las componen. Por otro lado, presentamos un artículo del doctor César Hernández, quien con una gran habilidad nos explica los componentes nutricionales que integran nuestra dieta y que de no consumirlos de manera adecuada, podríamos causarle severos daños a nuestra salud. Así, estos dos estudios realizados por investigadores de la IBERO demuestran la preocupación por atender los problemas que aquejan a nuestra sociedad y que -por muy lejanos que parezcan,- son cercanos a nuestra vida cotidiana. Como siempre, damos un recorrido por otra institución, para conocer y compartir sus logros y avances de investigación.

2 Propiedades dinámicas en sistemas dinámicos Proyecto de investigación del doctor Guillermo Fernández Anaya La ciencia es riquísima en cuanto al conocimiento que provee al individuo. De alguna manera, la ciencia en combinación con los desarrollos tecnológicos, nos han hecho la vida más sencilla, pero no por ello debemos olvidar preguntar el por qué de las cosas. Por ejemplo, qué hay detrás de algo tan elemental para la vida cotidiana como hacer una llamada telefónica o utilizar la computadora para encontrar la definición de una palabra en un buscador o simplemente, encender un foco. Si nos hacemos este tipo de preguntas, evidentemente encontraremos que detrás de los desarrollos científicos y tecnológicos existe una abundante cantidad de estudios que son previos a los dispositivos, mecanismos y demás artefactos que usamos en la vida cotidiana, pero que sin ellos, nada de eso existiría. Es el caso del estudio de las propiedades dinámicas en sistemas dinámicos no lineales que actualmente está liderado por el doctor Guillermo el trabajo de investigación se centra en Fernández Anaya, investigador del Departamento de Física estudiar las propiedades matemáticas de y Matemáticas, quien junto con los doctores José Job Flores modelos ya existentes, y por tanto, conocer Godoy, Salvador Carrillo Moreno, Alejandro Mendoza Álvarez las condiciones para su preservación. e investigadores de otras instituciones, se han dado a la tarea de estudiar ciertas propiedades de una categoría de sistemas dinámicos. Este proyectó comenzó hace aproximadamente 12 años y la idea era estudiar la preservación de propiedades fundamentales en sistemas lineales mediante ecuaciones diferenciales ordinarios, pero muy pronto el proyecto creció y también tuvo por objetivo analizar la pasividad, la positividad entre otras propiedades, todo ello con la intención de que sus resultados pudieran eventualmente ser aprovechados en disciplinas de las ingenierías y otros campos. Qué es un sistema dinámico? El doctor Fernández Anaya nos dice que algunos de ellos se pueden modelar como un sistema de ecuaciones diferenciales que de alguna manera describe el comportamiento de algún fenómeno o bien las propiedades de un dispositivo o conjunto de dispositivos en el tiempo. Este tipo de conocimiento, permite hacer cierto tipo de simulaciones o predicciones en sistemas, como pudiera ser en los sistemas hidráulicos, mecánicos, eléctricos, químicos o de otra clase donde se puede modelar sus propiedades desde la perspectiva de ecuaciones diferenciales. Actualmente, el grupo de investigación en el que participa el doctor Guillermo Fernández se encuentra en la búsqueda de parámetros en una familia de sistemas que presentan caos, donde a diferentes condiciones se tienen comportamientos dinámicos diferentes y donde, de alguna manera, hay comportamientos que parecen no poder predecirse. Más que desarrollar modelos, el trabajo de investigación se centra en estudiar las propiedades matemáticas de modelos ya existentes, y por tanto, conocer las condiciones para su preservación. Por ejemplo, en la física de estado sólido se toman ciertos modelos de transporte de huecos en sistemas multibanda acoplados, y se replantea la formulación en términos que computacionalmente sean más eficientes y sigue en la página 3 2

3 que permitan alcanzar niveles de precisión que con otros métodos no se han podido alcanzar. La contribución de esta investigación es indudablemente a mediano y largo plazo, pues si bien la contribución directa se da en la formación de recursos humanos con estudiantes de licenciatura y de posgrado, la parte de la física en estado sólido puede tener aplicaciones en dispositivos que utilizan herramientas o características como la electrónica, pero tampoco hay la garantía de que esto pueda suceder, quizá el estudio de un sistema dinámico pueda ser la antesala al diseño de una aplicación. En cuanto a sincronización hay aplicaciones interesantes, por ejemplo en láseres, algunas cuestiones de óptica o incluso herramientas de comunicación para transmitir información y cuidarla, algo que tiene que ver con el encriptado de ésta, lo que usan los bancos y sus sistemas de seguridad por ejemplo. Es importante señalar que habitualmente los resultados de este tipo de investigaciones no pueden terminar forzosamente en el diseño de una aplicación, ya que este tipo de estudios se ubica más en el nivel de análisis teórico que de síntesis, es decir, no se diseña o sintetiza para poner en práctica, sino que este tipo de investigación se ubica en una fase previa a lo que podría ser propiamente un desarrollo. La investigación de la IBERO en medios de comunicación* - Analizan el valor literario y artístico de tradiciones orales indígenas Noticias de la DINV * Fuente: Dirección de Comunicación Institucional El avance de la modernidad ha incrementado la preocupación de diversos grupos indígenas que temen la desaparición de su música y tradiciones, ante la embestida de la música de lata (música comercial), por lo que desde hace ocho años la Universidad Iberoamericana mantiene la investigación Voces indígenas, señaló su coordinadora, la doctora Isabel Contreras Islas, académica del Departamento de Letras. Voces indígenas se ha encargado de registrar y estudiar las tradiciones orales y rituales folclóricos de diversos grupos étnicos, con el fin de defenderlos como objetos literarios y artísticos con valor estético propio. Voces indígenas se ha encargado de trabajar con su propio material, generado a partir de prácticas de campo realizadas en localidades de Veracruz, Tamaulipas, Querétaro, Xochimilco y actualmente Cuetzalan, Puebla. El registro de video y audio es vital para el desarrollo del proyecto, puesto que es la mejor forma de estudiar el contexto de las tradiciones orales y la gestualidad de los indígenas al comunicarlas, subrayó la experta de la Ibero. El proyecto de investigación de la doctora Contreras, cuyo sitio de contacto es ha recibido elogios de investigadores de otras instituciones, quienes han reconocido que si bien el tema de la oralidad indígena se ha abordado desde el punto de vista sociológico, antropológico e incluso político, nunca antes se había estudiado bajo la luz de las letras y el arte. 3

4 La compleja nutrición humana Investigación del doctor César A. Hernández La nutrición humana es un complejo proceso que mediante el consumo de las principales macromoléculas: carbohidratos (50-60%), lípidos (20-30%) y proteínas (10-20%), asegura el adecuado funcionamiento de las células, órganos y sistemas del cuerpo humano. El consumo de los alimentos con dichas macromoléculas debe garantizar el aporte de un grupo denominado oligoelementos: vitaminas y minerales; moléculas denominadas así por la menor cantidad en la que son requeridas por el organismo, pero de suma importancia debido a la serie de procesos bioquímicos en los que participan. Las vitaminas hidrosolubles: Tiamina (B1), Riboflavina (B2), Niacina (B3), Ácido Pantoténico (B5), Piridoxina (B6), Ácido Fólico (B8), Biotina (B9), Cobalamina (B12) y Ácido Ascórbico (C), participan fundamentalmente como cofactores de diversas enzimas del metabolismo celular. Sin dichos cofactores, las enzimas encargadas de llevar a cabo los procesos que permiten el aprovechamiento de las macromoléculas incorporadas en la dieta, dejan de funcionar, por lo que el organismo puede presentar diversos trastornos o patologías dependiendo de la vitamina que presenta la deficiencia. Las vitaminas liposolubles: Retinol (A), Calciferol (D), Tocoferol (E) y Filoquinona (K), participan en variados procesos celulares dentro de los que podemos destacar el adecuado funcionamiento de la visión (vitamina A), absorción de calcio para mantener y formar estructuras óseas (vitamina D), antioxidante de lípidos (vitamina E) y formación de factores de la coagulación (vitamina K). Para el caso de los oligoelementos minerales, éstos los conforman: Cobre (Cu), Iodo (I), Magnesio (Mg), Manganeso (Mn), Molibdeno (Mo), Selenio (Sn) y Zinc (Zn), los cuales al igual que las vitaminas hidrosolubles funcionan como cofactores enzimáticos, o unidos a proteínas ayudan a que éstas adquieran la conformación estructural que les permite ejercer su función biológica. Los oligoelementos tienen la característica de no almacenarse en grandes cantidades (las vitaminas liposolubles lo hacen en mayor proporción) y no son producidos por el cuerpo humano, por lo que es necesario consumirlos constantemente en la dieta. Su fuente principal son las semillas, cereales, frutas, vegetales verdes y de otros colores, huevo, leche, mantequilla, hígado de res. Una de las funciones biológicas en la que participan los oligoelementos y en particular el de las vitaminas A, C, E y de los minerales Cu, Mn, Se y Zn es la defensa antioxidante. En este proceso las vitaminas señaladas neutralizan a un grupo de moléculas denominadas Especies Reactivas de Oxígeno (ERO), mientras que los minerales participan como cofactores de enzimas antioxidantes como la Superóxido Dismutasa (SOD) y Glutatión Peroxidasa (GPX), las cuales atrapan a las ERO y las convierten en moléculas neutras o menos reactivas. Las ERO portan en su última órbita molecular un electrón impar o no apareado que les confiere la característica de ser altamente reactivas, debido a la necesidad de atrapar lo más pronto posible un electrón de las moléculas vecinas y así estabilizarse al tener dos electrones en su orbital molecular. Las ERO son generadas en forma natural durante la respiración celular mitocondrial al producir la energía en forma de ATP empleado para realizar todos los procesos biológicos celulares. Sin embargo, el al no existir un aporte nutrimental adecuado y constante que asegure la presencia de los antioxidantes, se presenta un proceso denominado Estrés Oxidativo. 4 sigue en la página 5

5 ambiente, la alimentación, la actividad física, el consumo de ciertos fármacos, hábitos y costumbres, la presencia de sobrepeso y obesidad entre otros, promueven la generación de ERO. Por lo que al no existir un aporte nutrimental adecuado y constante que asegure la presencia de los antioxidantes, se presenta un proceso denominado Estrés Oxidativo (EO), en el cual existe una mayor presencia de ERO en relación con la concentración de antioxidantes y/o de actividad de las enzimas antioxidantes SOD y GPX. Las ERO al ser moléculas sumamente reactivas son capaces de dañar y modificar las principales moléculas constituyentes de células y tejidos como proteínas, ácidos nucleicos (ADN y ARN), lípidos de la membrana celular y de los organelos intracelulares, lo que ocasiona alteraciones en el funcionamiento celular e incluso la muerte celular, procesos que se señala participan activamente en la aparición y desarrollo de patologías crónico degenerativas como: alzheimer, ateroesclerosis, envejecimiento prematuro, resistencia a la insulina, diabetes tipo II, afecciones cardiovasculares, etc. Si las condiciones antes descritas no fueran suficientes para que un individuo esté propenso a presentar EO debido al estilo de vida imperante en nuestra sociedad, una persona puede sumar una propensión genética más a desarrollar EO, al presentar mutaciones genéticas denominadas Polimorfismo de Nucleótido Sencillo (SNP; por su siglas en inglés) en las enzimas SOD y GPX, las cuales determinan que dichas enzimas presenten una modificación en la secuencia de los aminoácidos que conforman la proteína, lo que ocasiona una alteración de su estructura y una disminución de su actividad neutralizante en contra de las ERO. En el laboratorio de Investigación del Departamento de Salud de la Universidad Iberoamericana nos encontramos estudiando aspectos relacionados con el consumo de antioxidantes, estrés oxidativo y SNPs de las enzimas SOD y GPX, en personas que presentan normopeso, sobrepeso y obesidad, con la intención de entender mejor la dinámica de evolución de la patología en relación con la defensa antioxidante. Hemos analizado la frecuencia de consumo alimenticio de los minerales y vitaminas antioxidantes, identificando que las personas con normopeso, sobrepeso y obesidad, no muestran diferencia estadística en cuanto al consumo de antioxidantes. Sin embargo, la medición en el plasma sanguíneo del marcador de estrés oxidativo denominado Malondialdehido en los sujetos que forman los grupos antes descritos, muestra una mayor concentración del marcador (analizado estadísticamente) al comparar la concentración de las personas con normopeso (6.1±4.2 µm), en comparación con las personas con obesidad (14.9±7.7 µm). El resultado indica como fue comentado antes, que la alimentación juega un papel preponderante en la defensa antioxidante, pero no es el único factor involucrado en la aparición de EO. Asimismo, al analizar la presencia del SNP de la SOD en los grupos antes mencionados, identificamos que el grupo de individuos con obesidad presentan una mayor prevalencia (65.4%) estadísticamente significativa, de la mutación que condiciona una menor actividad de la enzima en comparación con el grupo de personas con normopeso (33.2%). Lo cual arroja información sobre una de las causas probables implicada en el mayor grado de EO que presentan los individuos con obesidad. Sin embargo, los datos reportados no pretenden ser concluyentes para explicar las casusas que determinan el EO en las personas con obesidad, pero resultan muy interesantes al aumentar el conocimiento de los diversos factores que están involucrados en la aparición y desarrollo de una de las patologías de mayor impacto en área de la salud en el ámbito internacional y en lo particular en nuestro país. 5

6 Modelo de investigación Identifican en el CIAD elementos que dan sabor a la manzana Centro de Investigación del CONACYT La IBERO es Investigación es una publicación bimestral editada en formato electrónico por la Dirección de Investigación. Rector Dr. José Morales Orozco, S.J. Vicerrector Académico Dr. Javier Prado Galán, S.J. Director de Investigación Dr. Alberto Ruiz Treviño Colaboradores: Dr. Gerardo Gómez-farias Pimentel Mtro. Juan José Solis Delgado Año 7, número 32, bimestre enero - febrero de 2012 Universidad Iberoamericana Ciudad de México Prol. Paseo de la Reforma #880 Col. Lomas de Santa Fe C. P Del. Álvaro Obregón México D.F. Tel Contacto: El Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo (CIAD), logró identificar los elementos que integran el sabor de la manzana Golden Delicious y Red Delicious de la región de Chihuahua. Con este conocimiento se pretende posicionar a la manzana de esta región como la más vendida y la preferida por el mercado nacional e internacional. La investigación realizada por la doctora Guadalupe Isela Olivas Orozco, refiere que una de las características de la manzana cosechada en Chihuahua es que, a pesar de ser más pequeña y menos firme, tiene un sabor más pronunciado. Esto representa una ventaja notable sobre las manzanas Golden Delicious y Red Delicious, cultivadas en Washington, Estados Unidos, destacó la investigadora, recién distinguida con el Premio Estatal de Ciencia y Tecnología Chihuahua 2011, por sus aportaciones innovadoras en la tecnología de alimentos. El análisis realizado por los expertos de la unidad Cuauhtémoc del CIAD, consistió en identificar los químicos que le dan el sabor a la manzana, tales como aldehídos, alcoholes y ésteres, siendo éstos últimos los volátiles responsables del sabor predominante en la manzana madura. El fruto mexicano fue comparado químicamente con el producido en Washington durante tres cosechas consecutivas ( ). Los resultados revelaron que mientras los atributos como firmeza y acidez del fruto estadunidense eran superiores, los elementos volátiles no se desarrollaban de manera tan pronunciada como con el producto nacional. Los resultados mostraron que la manzana de Chihuahua tiene significativamente mayor contenido de 1-butanol, 2-metil 1-butanol, butil acetato, 1 hexenal, hexanol, 2-metilbutil acetato y hexil acetato, principales compuestos volátiles responsables del sabor. Las diferencias encontradas en ambas variedades se deben a las condiciones climáticas de las zonas de cultivo, especialmente fotoperíodo, radiación solar, temperatura y unidades fototérmicas. El equipo de trabajo de la doctora Olivas lleva siete años analizando el metabolismo de la manzana realizando estudios bioquímicos y moleculares para comprender de qué manera estos factores alteran la producción de volátiles en el fruto. Los datos obtenidos han sido informados a los agricultores del estado para que implementaran las recomendaciones del CIAD y de esta manera conseguir un fruto con un sabor más intenso y puedan promover el producto con base en estas características. (ID) 6

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