15/11/10
10/11/10
Tratamiento de asma con anticuerpos Anti-IgE
Tratamiento de asma con anticuerpos Anti-IgE
Es por todos conocido que el asma tiene su origen en la alergia, que es una respuesta inmunológica exagerada mediada por anticuerpos IgE. En nuestro medio se ha comprobado que 9 de cada 10 niños con asma tiene alergia al ácaro del polvo doméstico. La alergia se desarrolla en parte debido a factores genéticos que el paciente hereda de sus progenitores, así como también debido a factores ambientales, y su tratamiento se basa en evitar los factores desencadenantes (alergenos), uso de medicamentos y vacunas de alergia (inmunoterapia).
En pacientes con alergia a medicamentos o a alimentos es sencillo evitar los alergenos, pues basta con negarse a ingerirlos, pero en pacientes con alergia a inhalables como el polvo, aunque evitar los alergenos ayuda, no siempre se logra.
Los medicamentos consiguen cada vez mejores efectos con menores reacciones adversas, pero presentan el problema de que al retirárselos, una vez que su nivel sérico ha disminuido, la protección al paciente también lo hace.
Las vacunas de alergia son en la actualidad una excelente alternativa de tratamiento, y debe hacerse únicamente con extractos alergénicos estandarizados y en manos de un Médico Alergólogo exclusivamente. Las bases moleculares de su efecto benéfico se conocen ya desde hace tiempo atrás y se resumen en una disminución de la IgE específica para el alérgeno contra el que se está vacunando, disminución de la reactividad de mastocitos y basófilos así como la sensibilidad de estas células, entre otros. La Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda su uso en pacientes con asma y rinitis, pero una vez más se insiste en la adecuada selección del paciente y de los alergenos, por lo que su uso, por seguridad para el paciente, sólo debe ser guiado por un Alergólogo.
Una alternativa interesante se está investigando en los países desarrollados y consiste en la aplicación de anticuerpos dirigidos contra la IgE de los pacientes alérgicos. Debemos recordar que las moléculas de IgE son sintetizadas por las células B y las células plasmáticas. Posteriormente esta IgE es liberada en el torrente sanguíneo desde donde va a ligarse a receptores específicos en las células cebadas, mastocitos y otras células efectoras del sistema inmune. Posterior a la exposición a un alérgeno, las moléculas de éste se ligan a la porción Fab de la molécula de IgE localizada en la superficie de los mastocitos y basófilos, estimulando su degranulación. La degranulación conlleva la liberación de mediadores y citocinas que finalmente producen los síntomas y signos de asma y rinitis.
Se han desarrollado dos medicamentos Anti-IgE que son el CGP 51901 y el rhumab-E25 (Omalizumab). Los estudios de este último medicamento ya se han realizado hasta en la población pediátrica.
El Omalizumab es un anticuerpo monoclonal Anti IgE humanizado (proviene del ratón) que se liga a la IgE circulante, formando complejos inmunes, disminuyendo su nivel de esta manera (de la IgE libre). No se liga a la IgE que se encuentra sobre basófilos y mastocitos, por lo tanto no ocasiona reacciones anafilácticas.
En el estudio pediátrico participaron 334 pacientes de ambos sexos de entre 6 y 12 años, con asma moderada a severa y que requerían esteroides inhalados. Estos pacientes fueron colocados en dosis equivalentes de dipropionato de beclometasona (DBP) y se ajustó la dosis para que mantengan su asma bajo control. Posteriormente los niños fueron colocados aleatoriamente en un grupo que recibían placebo (N=109) u Omalizumab (N=225). Los resultados fue que más pacientes del grupo de Omalizumab lograron disminuir el uso de DBP (55% vs. 39%), e incluso el monto de la disminución fue mayor (100% vs. 66,7%). También fue menor el número de exacerbaciones de asma entre quienes usaron Omalizumab; las recaídas que requirieron hospitalización fueron todas en el grupo que placebo. La diferencia en los valores espirométricos no fue significativa entre ambos grupos. La utilización de medicación de rescate fue significativamente menor en relación a quienes estaban en el grupo placebo, así como el número de visitas al médico no programadas. Los pacientes tratados con Omalizumab no tuvieron efectos adversos serios y los eventos adversos sí fueron mayores entre los que estaban recibiendo la droga motivo del estudio.
Recientemente se efectuó un estudio en el que se comprobó que el uso de Anti-IgE daba un efecto adicional al uso de la inmunoterapia tradicional (vacunas de alergia) el que era independiente del tipo de alérgeno, por lo que se concluía que la unión de las vacunas de alergia con la Anti-IgE representa para los Alergólogos una arma más dentro del arsenal terapéutico para el manejo de las enfermedades alérgicas como el asma y la rinitis.
Bibliografía
- Wahn U, Anti IgE and Immunotherapy, World Allergy Forum, World Allergy Organization & American Academy of Allergy, Asthma and Immunology Annual Meeting, 2002.
- Casale T, Anti IgE and asthma, World Allergy Forum, World Allergy Organization & American Academy of Allergy, Asthma and Immunology Annual Meeting, 2002.
- Milgrom H, Treatment of Childhood Asthma With Anti-Immunoglobin E Antibody (Omalizumab), Pediatrics Vol. 108 No. 2, Agosto 2001.
- Pawankar R, Anti IgE Treatment in Allergic Disease, Allergy and Clinical Immunology International, Vol. 13 No 1, Enero-Febrero 2001.
Informatica en la Medicina
INFORMATICA Y MEDICINA
Aunque en su concepción más amplia la informática médica se identifica con la lógica de la atención a la salud, se acostumbra relacionarla más bien con los sistemas de información y de comunicación, los lenguajes médicos formales, las guías de práctica clínica, la inteligencia artificial y la cibernética1. El término se ha vinculado fuertemente con la tecnología de la computación, aunque en realidad ésta tiene sólo un valor instrumental en la informática y, ante el cambio frecuente en las cualidades de los equipos, tiene también una vigencia breve. Son los principios y fundamentos de la informática lo que puede ayudar a adaptarse al acelerado cambio tecnológico y, más que en la ingeniería de la computación, la informática se sustenta en el valor de la información y en la capacidad para utilizarla. La información es un insumo fundamental para la práctica médica. Además de la relativa a procesos de bajo nivel -como la que manejan la física y la química-, la medicina requiere información relacionada con objetos complejos como son los
organismos y las sociedades. Los médicos nos hemos dado cuenta de que muchos de nuestros problemas se resuelven con el acceso a la información y que otros tienen que ver con la sistematización de nuestro propio pensamiento para usarla apropiadamente. La inspección de nuestra mente nos ha permitido describir y manejar mejor el conocimiento médico, de modo que la informática está en el centro de muchos de los progresos médicos2. La informática ha acercado la información al médico y le ha ofrecido herramientas para aprovecharla mejor.
Tal vez una de las primeras aportaciones de la informática a la medicina haya sido la de superar el concepto de la medicina como "arte", en tanto que este término se entienda como una habilidad secreta, intransferible, inaccesible en su estructura para los no iniciados y propia sólo de los dotados. Al identificar los caminos que discurre la mente experta para llegar a desenlaces o conclusiones más o menos previsibles, se entiende que buena parte del proceso es susceptible
de ser sistematizado y transferido a un procesador, ya sea humano o electrónico, de tal manera que una ganancia secundaria de la creación de la inteligencia artificial ha sido una mejor comprensión de la inteligencia natural para adaptarla al aprendizaje y perfeccionamiento de los médicos y a la orientación de su práctica3. El término "informática" se refiere al tratamiento de la información, y a los métodos y mecanismos para hacerlo. Se vincula con el estudio teórico de la
información y de los problemas conexos, con la construcción y operación de computadoras y sus aplicaciones prácticas. La llamada "informática formal" tiene que ver con la lógica e investiga los algoritmos mejor adaptados para resolver, con ayuda de la computadora, problemas de la información4, y ha ayudado en la identificación de rutas de pensamiento para abordar problemas prácticos, aún sin la computadora. La "informática médica" se ha definido como el campo científico que tiene que ver con la información, los datos y el conocimiento biomédicos, su almacenamiento, recuperación y su uso óptimo para resolver problemas y tomar decisiones5. Esta definición amplía la extensión del concepto y trasciende el de la computación médica.
Bajo esta perspectiva, la informática participa tanto en la adquisición, almacenamiento y utilización de datos como en la toma de decisiones bajo un razonamiento probabilístico. Este escrito pretende explorar algunas de las interrelaciones entre informática y medicina, hacer una estimación de sus alcances, pero adoptando una postura crítica que eluda el deslumbramiento, y con la conciencia de que cualquier descripción, por más actualizada que parezca, es ya obsoleta. La lista de las aportaciones de la informática a la práctica de la medicina es, seguramente, mucho más extensa de lo que aquí se reseñará6.
El valor de la información para los médicos.
El trabajo del médico es el de atender las necesidades de los pacientes utilizando eI conocimiento acumulado por la medicina durante más de 5000 años y, sobre todo, en el último siglo. Se dice que los médicos utilizamos unos dos millones de piezas de información en el cuidado de los pacientes, que un tercio de nuestro tiempo lo pasamos registrando y sintetizando información y que un tercio de los costos de un hospital tiene que ver con la comunicación personal y profesional7. Hoy más que nunca resulta claro que el médico no puede desempeñarse sólo con la información que ha acumulado en su memoria; todavía hay quien piensa que es un desdoro consultar un texto delante del paciente y ha diseñado estrategias para ocultarlo, como esconderse para leer el Vademecum, siendo que sería mucho más grave no consultarlo y, por ejemplo, inventar o suponer las dosis de los medicamentos. Los médicos requerimos información sobre muchas cosas: los pacientes (su historia clínica, sus resultados de exámenes, etc.), la situación epidemiológica de la localidad en la que ejercemos, el conocimiento médico descrito en textos, publicaciones periódicas y fuentes electrónicas; los colegas a los que podemos referir los casos; el entorno y las influencias éticas, políticas y sociales, etc. A pesar de que ha habido muchos
intentos por simplificar la práctica clínica y tratar de reducirla a una aplicación acrítica de rutinas, lo cierto es que la calidad de la atención se relaciona con la posibilidad de una práctica reflexiva que supone la individualización de cada caso, la formulación de preguntas y respuestas, muchas de ellas susceptibles de ser contestadas por el propio médico con base en su marco de referencia, y otras que tienen que ser consultadas, ya sea con expertos o con bancos de información. Está muy claro que una amplia oferta de información no es toda la solución a estas necesidades; se requiere poseer la habilidad para sacar provecho de ella, lo que no suele formar parte hoy en día de los currículos universitarios; aún cuando algunos ya incluyen prácticas de computación, apenas se inician los contenidos relacionados con el acceso a las fuentes, la selección de la información pertinente, su análisis crítico y su validación práctica. Algunos de los usos médicos de la informática se reseñan muy brevemente a continuación.
Expediente electrónico (Computer-Based Patient-Record System) (CPR)
El expediente es un documento fundamental para la atención médica, la educación, la investigación, la salud pública y para juzgar de la responsabilidad legal. El un expediente electrónico en la computadora tiene ventajas incuestionables sobre el expediente en papel. Es más flexible y adaptable, tiene una mayor capacidad de almacenamiento, mejor legibilidad, se puede tener acceso a él por múltiples vías y de diferentes sitios (ubicuidad), tiene mayor permanencia y es más fácil de transferir. En términos generales un documento en papel tiene un carácter definitivo, mientras que uno electrónico tiene posibilidades de actualizarse. Por ejemplo, una publicación en una revista periódica adquiere un carácter terminal, en tanto que un boletín electrónico, por ejemplo, puede ir siendo modificado conforme se acumulan los datos, se vuelven obsoletos los publicados o conforme ocurra cualquier cambio en la situación. El expediente por computadora se puede integrar con otros servicios como el laboratorio o el departamento de imágenes, de tal manera que la solicitud de exámenes llegue por vía electrónica y los resultados se integren de inmediato al expediente, o la farmacia de modo que se prepare anticipadamente la
dispensación. Facilita también la elaboración de estadísticas, la vigilancia de las tendencias, y la supervisión y auditoria. Se puede enlazar con sistemas de apoyo a las decisiones o bases de datos de consulta frecuente, tales como el catálogo de medicamentos o sus dosis e interacciones.
Pero no todo ha sido bueno con los expedientes electrónicos. Se han tenido dificultades para su implantación, no sólo por lo que significan los costos de la inversión inicial, incluidas la capacitación y las instalaciones, sino que ha sido difícil lograr el cambio cultural que se requiere. Además, si el sistema falla se pierde el acceso a una información que puede ser esencial para atender debidamente al paciente; no es fácil garantizar la confidencialidad de los datos; tiene posibilidades de ser alterado ante la amenaza de una evaluación o con cualquier otro propósito, y en nuestro país al menos, la firma electrónica no tiene aún aceptación legal. Además, si bien la computadora teóricamente ibera tiempo del médico para que pueda dedicarlo a su paciente, lo cierto es que frecuentemente se da la apariencia de que le interesa más la máquina que la persona.
Intercambio de información a través de redes.
Como cualquier organización, las de atención a la salud pueden ahora estar integradas por medio de redes específicas o bien comunicarse a través de las redes públicas. Esto facilita la interacción entre los diferentes servicios, por ejemplo entre el clínico y el departamento de radiología, no sólo para la solicitud de estudios sino para la observación de las imágenes en la computadora del
consultorio o del hospital. Esta es también la base de la telemedicina que permite la asesoría a distancia, y enlazar al hospital con sus centros de atención primaria, la consulta con expertos, la transferencia multidireccional de datos y hasta un diálogo electrónico capaz de generar proyectos comunes. Depender excesivamente de las redes, sin embargo, sobre todo si no hay un sistema alterno, puede propiciar que toda la organización se paralice cuando la red se descompone, y, por otro lado, se requiere de un mantenimiento de la red para vencer la obsolescencia, el que suele ser costoso.
Sistemas para la administración de la atención médica
(administración del consultorio o del hospital).
Hoy en día se cuenta con programas comerciales que permiten administrar el consultorio, tanto en términos financieros como de organización de la atención. La potencialidad de estos programas es muy grande y pueden adaptarse, efectivamente, a las necesidades de cada usuario, como dicen sus promotores comerciales. Lo que no suelen mencionar es que todas estas adaptaciones son costosas y, generalmente, rígidas, de tal modo que si las necesidades cambian se requiere de un nuevo diseño, con el consiguiente costo.
Diseminación y recuperación de información.
El acceso a la información sobre salud ha alcanzado un alto grado de desarrollo gracias a la informática. Las limitaciones que tenían los médicos cuando se alejaban de los centros académicos hoy en día han sido virtualmente borradas, pues más que un problema de acceso a la información ahora hay que contender con el exceso de la información y con su desigual calidad. Este gigantesco acervo está lleno de datos ciertamente valiosos pero también de información inconveniente por sesgada, mal intencionada o favorable a intereses distintos de los sanitarios o académicos. La regulación aún no ha alcanzado este espacio y, si la hubiera, sería interpretada como un atentado a las libertades. El reto se ha visualizado como tan complejo que se piensa que la regulación del .ciberespacio fomentará una transformación radical del derecho8. Entre tanto, el médico contemporáneo tiene que cultivar la habilidad de analizar eficientemente la
información pública, distinguir lo valioso de lo superfluo, lo científico de lo promocional, lo verdadero de lo falso. El acceso de los consumidores y del público en general a la información
médica se ha extendido ampliamente, y aquí surge, como en otros ambientes, el viejo debate entre la autonomía y el paternalismo, entre el derecho de la comunidad a la información sobre salud y su capacidad para interpretarla y utilizarla en su propio bien. La prueba de que el de la salud es un mercado imperfecto la dan el consumo excesivo de productos de dudosa eficacia como los vitamínicos, energéticos, estimulantes, etcétera, destinados más que a resolver
problemas de salud, a atender necesidades creadas artificiosamente. Ante una sociedad cada vez más crítica, el acceso a la información ha generado una presión adicional a los médicos ante pacientes que les exigen lo que leyeron en Internet. Tal exceso de información ha generado que se multipliquen las fuentes secundarias, que recopilan y procesan información, que se desarrollen grupos profesionales de análisis y de revisiones sistemáticas, en las que se aplica una metodología científica a la interpretación de los contenidos de las fuentes. Al menos, los médicos hemos abandonado la idea de que es preciso estar al día, cuando esto es literalmente imposible, y que es preferible tener un sistema de acceso eficiente a la información que requerimos. Hay que tomar en cuenta que ya los publicistas se percataron también de esta necesidad de los médicos y muchas de sus estrategias van dirigidas a satisfacer estas necesidades pero de acuerdo con los intereses de quienes los contratan.
Sistemas de monitorización de los pacientes.
La informática ha permitido la vigilancia continua (o al menos frecuente) de muchas variables de los enfermos graves, lo que ayuda indudablemente a tomar decisiones y a establecer predicciones. Además, estos datos pueden ser transferidos a localizaciones remotas, almacenados, organizados y reportados, integrados y correlacionados entre sí y con diversas otras fuentes, acoplados a sistemas de toma de decisiones, o utilizados para generar índices pronósticos y analizar los desenlaces en términos de costos y efectividad clínica. El inconveniente de estos sistemas es que pueden contribuir a la deshumanización de la práctica en términos de que los pacientes se visualizan como un conjunto de datos y de propiciar que se privilegie su corrección por sobre un análisis global o integrado del caso.
Procesamiento electrónico de imágenes.
Los últimos años han atestiguado una revolución en la tecnología de las imágenes anatómicas que apoyan el diagnóstico médico, lo que se ha llamado "la revolución icónica.9. La aportación de la informática representa el avance más importante en esta área desde el descubrimiento mismo de los rayos X. No sólo el abordaje de las lesiones con sustento anatómico sino el aprendizaje de la anatomía normal y patológica han sido frutos de este procesamiento. La contraparte es que han propiciado una excesiva dependencia de los artefactos, contribuyendo a la atrofia de la clínica, pues significan ventajas muy obvias. Esta dependencia puede implicar que el médico se paralice cuando no tiene acceso al artefacto, por ejemplo por reparaciones o mantenimiento
preventivo, y que tienda a utilizarse en casos en los que no sería estrictamente necesario, causando una saturación de los servicios y una riesgosa espera para los pacientes en los que es indispensable.
Sistemas de apoyo a las decisiones clínicas.
Al identificarse como la competencia médica fundamental la de tomar las mejores decisiones en el momento oportuno, la informática ha aportado no sólo sistemas de apoyo a las decisiones a través de acceso a la información necesaria para decidir sino como un auxiliar del proceso mismo10. El famoso diagnóstico por computadora considera fundamental el teorema de Bayes y asigna probabilidades de desenlaces ante probabilidades condicionadas. Se han generado muchos programas cuya utilidad, no obstante, no ha sido suficientemente validada; su importancia ha sido más educativa que operativa, y en todo caso, se le da el valor de una orientación o guía, más que el de una alternativa para el razonamiento humano.
Computadoras en la educación médica
La amplitud de posibilidades es muy grande11. Desde los modelos computacionales de piezas anatómicas o estructuras químicas que permiten una mejor comprensión mediante imágenes tridimensionales rotatorias, hasta simuladores electrónicos, programas interactivos con retroinformación inmediata, presentaciones académicas, libros electrónicos y educación a distancia. Habría que reconocer con claridad que todo esto tiene sólo un valor instrumental, que acaso apoya a una planeación educativa, personal o institucional, y que no constituye, por sí mismo, la modernización educativa. Tiene el problema de integración al currículo, de dificultades para la acreditación y que, acaso, es una práctica equivalente que no substituye a la análoga.
Bioinformática
Es el estudio de cómo la información se representa y transmite en los sistemas biológicos, empezando por el nivel molecular12, incluyendo información sobre secuencias, estructuras y rutas biológicas. Aunque esta información parece destinada a los investigadores especializados en cada uno de los campos de la biología, lo cierto es que la bioinformática se va vinculando con la informática clínica en tanto que abarca las bases de datos sobre el genoma humano, las enfermedades moleculares, las vías metabólicas y muchos otros datos de utilidad para los clínicos.
El síndrome relacionado con la computadora (Computer-related síndrome
(CRS))
Aunque el tema está lleno de mitos, lo cierto es que han aparecido consecuencias adversas a la salud por el abuso de las computadoras, lo que se ha designado globalmente como CRS. Los síntomas son fundamentalmente músculo esqueléticos aunque se han propuesto también efectos sobre la visión que no han sido comprobados. Lo cierto es que muchas personas pasan horas
frente a la computadora adoptando inconvenientes que generan molestias diversas, y abren un capítulo relativamente nuevo de la medicina del trabajo.
Epílogo
Cuando se dice que le mundo está compuesto de materia, energía a información se concede a ésta última una jerarquía que no ha alcanzado ninguno de los otros artificios humanos. Convertida en conocimiento, la información es condición indispensable para el progreso intelectual, social y económico14 y herramienta fundamental del progreso científico. La era informática ofrece ventajas
inmensas para la práctica de la medicina, la que ya no volverá a ser la misma. La capacidad de penetrar en la profundidad de los tejidos humanos sin dañarlos; de tener a la mano todo el conocimiento producido por el hombre, incluso casi en el momento mismo de su creación; de registrar los datos en sistemas sencillos, prácticos y de fácil procesamiento y manipulación; de recrear instantáneamente los trayectos de la enfermedad y la curación; de sistematizar y transferir el pensamiento experto; de delegar las rutinas para dedicarse a la reflexión y la creación, son oportunidades nunca antes ofrecidas a los médicos clínicos. No obstante, el nuevo mundo de la informática también representa amenazas muy concretas para los médicos que van desde prendarse de las máquinas y olvidarse de los pacientes, caer en las redes seductoras que
manipulan la conducta, particularmente la prescriptiva, confundir el valor de la información y hasta justificar errores y fraudes con argumentos cibernéticos.
Agua
AGUA
El agua (del latín aqua) es una sustancia cuya molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O). Es esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de vida.
El agua potable es esencial para todas las formas de vida, incluida la humana. El acceso al agua potable se ha incrementado durante las últimas décadas en la superficie terrestre Sin embargo estudios de la FAO, estiman que uno de cada cinco países en vías de desarrollo tendrá problemas de escasez de agua antes del 2030;
Conceptos Básicos
El agua es el principal e imprescindible componente del cuerpo humano. El ser humano no puede estar sin beberla más de cinco o seis días sin poner en peligro su vida. El cuerpo humano tiene un 75 % de agua al nacer y cerca del 60 % en la edad adulta. Aproximadamente el 60 % de este agua se encuentra en el interior de las células (agua intracelular). El resto (agua extracelular) es la que circula en la sangre y baña los tejidos.
En las reacciones de combustión de los nutrientes que tiene lugar en el interior de las células para obtener energía se producen pequeñas cantidades de agua. Esta formación de agua es mayor al oxidar las grasas - 1 gr. de agua por cada gr. de grasa -, que los almidones -0,6 gr. por gr., de almidón-. El agua producida en la respiración celular se llama agua metabólica, y es fundamental para los animales adaptados a condiciones desérticas. Si los camellos pueden aguantar meses sin beber es porque utilizan el agua producida al quemar la grasa acumulada en sus jorobas. En los seres humanos, la producción de agua metabólica con una dieta normal no pasa de los 0,3 litros al día.
Como se muestra en la siguiente figura, el organismo pierde agua por distintas vías. Este agua ha de ser recuperada compensando las pérdidas con la ingesta y evitando así la deshidratación.
Estructura y Propiedades del Agua
La molécula de agua está formada por dos átomos de H unidos a un átomo de O por medio de dos enlaces covalentes. El ángulo entre los enlaces H-O-H es de 104'5º. El oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno y atrae con más fuerza a los electrones de cada enlace.
El resultado es que la molécula de agua aunque tiene una carga total neutra (igual número de protones que de electrones ), presenta una distribución asimétrica de sus electrones, lo que la convierte en una molécula polar, alrededor del oxígeno se concentra una densidad de carga negativa , mientras que los núcleos de hidrógeno quedan parcialmente desprovistos de sus electrones y manifiestan, por tanto, una densidad de carga positiva.
Por ello se dan interacciones dipolo-dipolo entre las propias moléculas de agua, formándose enlaces por puentes de hidrógeno, la carga parcial negativa del oxígeno de una molécula ejerce atracción electrostática sobre las cargas parciales positivas de los átomos de hidrógeno de otras moléculas adyacentes.
Aunque son uniones débiles, el hecho de que alrededor de cada molécula de agua se dispongan otras cuatro molécula unidas por puentes de hidrógeno permite que se forme en el agua (líquida o sólida) una estructura de tipo reticular, responsable en gran parte de su comportamiento anómalo y de la peculiaridad de sus propiedades fisicoquímicas.
Aunque son uniones débiles, el hecho de que alrededor de cada molécula de agua se dispongan otras cuatro molécula unidas por puentes de hidrógeno permite que se forme en el agua (líquida o sólida) una estructura de tipo reticular, responsable en gran parte de su comportamiento anómalo y de la peculiaridad de sus propiedades fisicoquímicas.
Propiedades del Agua
1-Acción disolvente
El agua es el líquido que más sustancias disuelve, por eso decimos que es el disolvente universal. Esta propiedad, tal vez la más importante para la vida, se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno.
En el caso de las disoluciones iónicas los iones de las sales son atraídos por los dipolos del agua, quedando "atrapados" y recubiertos de moléculas de agua en forma de iones hidratados o solvatados.
La capacidad disolvente es la responsable de que sea el medio donde ocurren las reacciones del metabolismo.
Los puentes de hidrógeno mantienen las moléculas de agua fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi incompresible. Al no poder comprimirse puede funcionar en algunos animales como un esqueleto hidrostático.
3-Gran calor específico.
También esta propiedad está en relación con los puentes de hidrógeno que se forman entre las moléculas de agua. El agua puede absorber grandes cantidades de "calor" que utiliza para romper los puentes de hidrógeno por lo que la temperatura se eleva muy lentamente. Esto permite que el citoplasma acuoso sirva de protección ante los cambios de temperatura. Así se mantiene la temperatura constante.
4-Elevado calor de vaporización.
Sirve el mismo razonamiento, también los puentes de hidrógeno son los responsables de esta propiedad. Para evaporar el agua , primero hay que romper los puentes y posteriormente dotar a las moléculas de agua de la suficiente energía cinética para pasar de la fase líquida a la gaseosa.
Funciones del Agua
Las funciones del agua, íntimamente relacionadas con las propiedades anteriormente descritas, se podrían resumir en los siguientes puntos:
ü En el agua de nuestro cuerpo tienen lugar las reacciones que nos permiten estar vivos. Forma el medio acuoso donde se desarrollan todos los procesos metabólicos que tienen lugar en nuestro organismo. Esto se debe a que las enzimas
ü Gracias a la elevada capacidad de evaporación del agua, podemos regular nuestra temperatura, sudando o perdiéndola por las mucosas, cuando la temperatura exterior es muy elevada es decir, contribuye a regular la temperatura corporal mediante la evaporación de agua a través de la piel.
ü Posibilita el transporte de nutrientes a las células y de las sustancias de desecho desde las células. El agua es el medio por el que se comunican las células de nuestros órganos y por el que se transporta el oxígeno y los nutrientes a nuestros tejidos. Y el agua es también la encargada de retirar de nuestro cuerpo los residuos y productos de deshecho del metabolismo celular.
ü Puede intervenir como reactivo en reacciones del metabolismo, aportando hidrogeniones (H3O+) o hidroxilos (OH -) al medio.
Ionización del Agua
El agua pura tiene la capacidad de disociarse en iones, por lo que en realidad se puede considerar una mezcla de:
Ø Agua molecular (H2O )
Ø Protones hidratados (H3O+ ) e
Ø Iones hidroxilo (OH-)
En realidad esta disociación es muy débil en el agua pura, y así el producto iónico del agua a 25º es:
Este producto iónico es constante. Como en el agua pura la concentración de hidrogeniones y de hidroxilos es la misma, significa que la concentración de hidrogeniones es de 1 x 10 -7. Para simplificar los cálculos Sörensen ideó expresar dichas concentraciones utilizando logaritmos, y así definió el pH como el logaritmo decimal cambiado de signo de la concentración de hidrogeniones.
Según esto:
disolución neutra pH = 7
disolución ácida pH < 7
disolución básica pH =7
En la figura se señala el pH de algunas soluciones. En general hay que decir que la vida se desarrolla a valores de pH próximos a la neutralidad.
Los organismos vivos no soportan variaciones del pH mayores de unas décimas de unidad y por eso han desarrollado a lo largo de la evolución sistemas de tampón o buffer, que mantienen el pH constante . Los sistemas tampón consisten en un par ácido-base conjugada que actúan como dador y aceptor de protones respectivamente.
El tampón bicarbonato es común en los líquidos intercelulares, mantiene el pH en valores próximos a 7,4, gracias al equilibrio entre el ión bicarbonato y el ácido carbónico, que a su vez se disocia en dióxido de carbono y agua:
El tampón bicarbonato es común en los líquidos intercelulares, mantiene el pH en valores próximos a 7,4, gracias al equilibrio entre el ión bicarbonato y el ácido carbónico, que a su vez se disocia en dióxido de carbono y agua:
Si aumenta la concentración de hidrogeniones en el medio por cualquier proceso químico, el equilibrio se desplaza a la derecha y se elimina al exterior el exceso de CO2 producido. Si por el contrario disminuye la concentración de hidrogeniones del medio, el equilibrio se desplaza a la izquierda, para lo cual se toma CO2 del medio exterior.
Necesidades diarias del Agua
El agua es imprescindible para el organismo. Por ello, las pérdidas que se producen por la orina, las heces, el sudor y a través de los pulmones o de la piel, han de recuperarse mediante el agua que bebemos y gracias a aquella contenida en bebidas y alimentos.
Es muy importante consumir una cantidad suficiente de agua cada día para el correcto funcionamiento de los procesos de asimilación y, sobre todo, para los de eliminación de residuos del metabolismo celular. Necesitamos unos tres litros de agua al día como mínimo, de los que la mitad aproximadamente los obtenemos de los alimentos y la otra mitad debemos conseguirlos bebiendo.
Por supuesto en las siguientes situaciones, esta cantidad debe incrementarse:
v Al practicar ejercicio físico.
v Cuando la temperatura ambiente es elevada.
v Cuando tenemos fiebre.
v Cuando tenemos diarrea.
En situaciones normales nunca existe el peligro de tomar más agua de la cuenta ya que la ingesta excesiva de agua no se acumula, sino que se elimina.
Recomendaciones sobre el consumo del Agua
Si consumimos agua en grandes cantidades durante o después de las comidas, disminuimos el grado de acidez en el estómago al diluir los jugos gástricos. Esto puede provocar que los enzimas que requieren un determinado grado de acidez para actuar queden inactivos y la digestión se ralentize. Los enzimas que no dejan de actuar por el descenso de la acidez, pierden eficacia al quedar diluidos. Si las bebidas que tomamos con las comidas están frías, la temperatura del estómago disminuye y la digestión se ralentiza aún más.
Como norma general, debemos beber en los intervalos entre comidas, entre dos horas después de comer y media hora antes de la siguiente comida. Está especialmente recomendado beber uno o dos vasos de agua nada más levantarse. Así conseguimos una mejor hidratación y activamos los mecanismos de limpieza del organismo.
Contaminación del Agua y Salud
El agua al caer con la lluvia por enfriamiento de las nubes arrastra impurezas del aire. Al circular por la superficie o a nivel de capas profundas, se le añaden otros contaminantes químicos, físicos o biológicos. Puede contener productos derivados de la disolución de los terrenos: calizas (CO3Ca), calizas dolomíticas (CO3Ca- CO3Mg), yeso (SO4Ca-H2O), anhidrita (SO4Ca), sal (ClNa), cloruro potásico (ClK), silicatos, oligoelementos, nitratos, hierro, potasio, cloruros, fluoruros, así como materias orgánicas.
Hay pues una contaminación natural, pero al tiempo puede existir otra muy notable de procedencia humana, por actividades agrícolas, ganaderas o industriales, que hace sobrepasar la capacidad de autodepuración de la naturaleza.
Al ser recurso imprescindible para la vida humana y para el desarrollo socioeconómico, industrial y agrícola, una contaminación a partir de cierto nivel cuantitativo o cualitativo, puede plantear un problema de Salud Pública.
Los márgenes de los componentes permitidos para destino a consumo humano, vienen definidos en los "criterios de potabilidad" y regulados en la legislación. Ha de definirse que existe otra Reglamentación específica, para las bebidas envasadas y aguas medicinales.
Para abastecimientos en condiciones de normalidad, se establece una dotación mínima de 100 litros por habitante y día, pero no ha de olvidarse que hay núcleos, en los que por las especiales circunstancias de desarrollo y asentamiento industrial, se pueden llegar a necesitar hasta 500 litros, con flujos diferentes según ciertos segmentos horarios.
Hay componentes que definen unos "caracteres organolépticos", como calor, turbidez, olor y sabor y hay otros que definen otros "caracteres fisicoquímicos" como temperatura, hidrogeniones (pH), conductividad, cloruros, sulfatos, calcio, magnesio, sodio, potasio, aluminio, dureza total, residuo seco, oxígeno disuelto y anhídrido carbónico libre.
Todos estos caracteres, deben ser definidos para poder utilizar con garantías, un agua en el consumo humano y de acuerdo con la legislación vigente, tenemos los llamados "Nivel-Guía" y la "Concentración Máxima Admisible (C.M.A.)".
Otro listado contiene, "Otros Caracteres" que requieren especial vigilancia, pues traducen casi siempre contaminaciones del medio ambiente, generados por el propio hombre y se refieren a nitratos, nitritos, amonio, nitrógeno (excluidos NO2 y NO3), oxidabilidad, sustancias extraibles, agentes tensioactivos, hierro, manganeso, fósforo, flúor y deben estar ausentes materias en suspensión.
Otro listado identifica, los "caracteres relativos a las sustancias tóxicas" y define la concentración máxima admisible para arsénico, cadmio, cianuro, cromo, mercurio, níquel, plomo, plaguicidas e hidrocarburos policíclicos aromáticos.
Todos estos caracteres se acompañan, de mediciones de otros que son los "microbiológicos" y los de "radioactividad" y así se conforma, una analítica para definir en principio, una autorización para consumo humano. Lógicamente también contiene nuestra legislación, la referencia a los "Métodos Analíticos para cada parámetro".
Pese a las características naturales de las aguas para destino a consumo humano y dado su importante papel como mecanismo de transmisión de importantes agentes microbianos que desencadenan enfermedades en el hombre, "en todo caso se exige", que el agua destinada a consumo humano, antes de su distribución, sea sometida a tratamiento de DESINFECCIÓN.
El agua en la Tierra
El agua es fundamental para todas las formas de vida conocida. Los humanos consumen agua potable. Los recursos naturales se han vuelto escasos con la creciente población mundial y su disposición en varias regiones habitadas es la preocupación de muchas organizaciones gubernamentales.
El total del agua presente en el planeta, en todas sus formas, se denomina hidrosfera. El agua cubre 3/4 partes (71%) de la superficie de la Tierra. Se puede encontrar esta sustancia en prácticamente cualquier lugar de la biosfera y en los tres estados de agregación de la materia: sólido, líquido y gaseoso.
En la superficie de la Tierra hay unos 1.386.000.000 km3 de agua que se distribuyen de la siguiente forma:
| Distribución del agua en la Tierra | |||||
| Situación del agua | Volumen en km³ | Porcentaje | |||
| Agua dulce | Agua salada | de agua dulce | de agua total | ||
| Océanos y mares | - | 1.338.000.000 | - | 96,5 | |
| Casquetes y glaciares polares | 24.064.000 | - | 68,7 | 1,74 | |
| Agua subterránea salada | - | 12.870.000 | - | 0,94 | |
| Agua subterránea dulce | 10.530.000 | - | 30,1 | 0,76 | |
| Glaciares continentales y Permafrost | 300.000 | - | 0,86 | 0,022 | |
| Lagos de agua dulce | 91.000 | - | 0,26 | 0,007 | |
| Lagos de agua salada | - | 85.400 | - | 0,006 | |
| Humedad del suelo | 16.500 | - | 0,05 | 0,001 | |
| Atmósfera | 12.900 | - | 0,04 | 0,001 | |
| Embalses | 11.470 | - | 0,03 | 0,0008 | |
| Ríos | 2.120 | - | 0,006 | 0,0002 | |
| Agua biológica | 1.120 | - | 0,003 | 0,0001 | |
| Total agua dulce | 35.029.110 | 100 | - | ||
| Total agua en la tierra | 1.386.000.000 | - | 100 | ||
Los Romanos utilizaron el agua con fines recreativos. Tenían cuatro tipos de baños de distintas temperaturas: El frigidario, que era un baño frío y se usaba con fines recreativos, El Tepidario,que consistía en un baño templado, el Caldario, baño caliente y El Sudatorio, en una habitación con atmósfera caliente y húmeda para favorecer la sudoración.
En 1697 el Dr. Jhon Flayer, que vivía en Lichfield publicó un trabajo sobre el uso concreto y el abuso de baños de temperatura caliente, fría y templada en Inglaterra. Veinticinco años después publicó una historia del baño frío y abrió un establecimiento para baños templados en Lichfield.
En Alemania los baños tibios se usaron ampliamente para mejorar el espasmo muscular y en el tratamiento de pacientes hiperexcitables. En 1779 el Dr. Wright publicó sus hallazgos sobre el empleo del frío en el tratamiento de la viruela, y posteriormente utilizó esta forma de tratamiento sobre enfermedades febriles con una clínica que abrió en Edimburgo.
En 1830 Vincent Pressnith instaló un centro para el empleo del agua caliente y ejercicios vigorosos. Se emplea la investigación científica sobre las reacciones de los tejidos en el agua a diversas temperaturas y en distintas enfermedades. Se estableció finalmente una base fisiológica aceptada para la hidroterapia.
En 1903 se abre el primer centro en Boston, Estados Unidos. Gradualmente se aceptó como una forma reconocida de tratamiento para las enfermedades nerviosas y otras.
Es interesante señalar que, al principio, se resaltó la utilidad del uso del frío y hoy en día, el uso del hielo es una terapia cada vez más popular del tratamiento para mejorar el espasmo muscular entre otras dolencias.
Los médicos que se especializaron en el tratamiento del reumatismo y la sociedad de la cruz roja británica abrieron una clínica para el tratamiento de enfermedades reumáticas en la plaza Peto de Londres que fue in inagurada en 1930.
El estudio para la formación en Hidroterapia comenzó con un curso de 12 semanas y en la actualidad se estudia a nivel Universitario
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