El Universo: Conceptos Fundamentales y Exploración

1. Partículas Constituyentes y Mediadoras

Se consideran partículas constituyentes a aquellas que forman la materia, y mediadoras a las que portan las interacciones o fuerzas.

Fuerzas Fundamentales y sus Partículas Mediadoras

• Electromagnética: Mediada por fotones.
• Gravitatoria: Mediada por gravitones (partículas hipotéticas).
• Nuclear Fuerte: Mantiene las partículas unidas dentro del núcleo atómico. Mediada por gluones.
• Nuclear Débil: Permite la recombinación y transformación de los quarks en reacciones nucleares. Mediada por bosones W (W+, W-) y Z.

Quarks y Leptones: Los Ladrillos Fundamentales de la Materia

Los quarks son seis tipos de fermiones elementales masivos que interactúan fuertemente, formando la materia nuclear y ciertos tipos de partículas llamadas hadrones. Son las partículas constituyentes de la materia bariónica (materia con masa), siendo los bariones más importantes los protones y neutrones (cada uno compuesto por tres quarks).

Junto con los leptones (como los electrones (e-) y los neutrinos (ν)), los quarks son las partículas constituyentes fundamentales. Los leptones tienen poca masa (los neutrinos apenas tienen masa y no poseen carga, mientras que los electrones tienen carga negativa).

Fotones: Portadores de la Radiación Electromagnética

Los fotones son las partículas portadoras de todas las formas de radiación electromagnética.

De Átomos a Proteínas: La Jerarquía de la Materia

El átomo es la unidad fundamental de la materia, compuesto por un núcleo (protones y neutrones) y una corteza (electrones).

A partir de los átomos se forman las moléculas, que a su vez pueden constituir estructuras más complejas como los aminoácidos, los cuales son los bloques constructores de las proteínas.

2. Origen de los Elementos Químicos: Del Big Bang a las Estrellas

Los elementos químicos más ligeros, como el hidrógeno y el helio, se formaron durante la etapa de nucleosíntesis primordial, poco después del Big Bang. Los demás elementos químicos se originan en el interior de las estrellas, como resultado de las reacciones de fusión nuclear.

Fusión Nuclear Estelar

En las estrellas, los núcleos de los átomos de hidrógeno se fusionan para formar núcleos de helio, un proceso que libera una gran cantidad de energía en forma de fotones (luz) y calor (Q).

H + H → He + Radiación Electromagnética (luz/fotones) + Q

Cuando el hidrógeno se agota, los núcleos de helio pueden fusionarse para originar núcleos de carbono, liberando también energía.

He + He → C + Radiación Electromagnética (luz/fotones) + Q

3. Instrumentos para la Observación y Exploración del Universo

La exploración del universo es posible gracias a instrumentos que detectan la radiación electromagnética y las partículas materiales procedentes del espacio.

Instrumentos de Observación

• Telescopios Ópticos: Recogen la luz visible procedente de un astro y crean una imagen aumentada.
• Radiotelescopios: Grandes antenas que reciben radiaciones electromagnéticas de baja frecuencia.
• Telescopios de Rayos X: Detectan las radiaciones electromagnéticas de alta frecuencia.

Instrumentos de Exploración

• Transbordadores Espaciales: Vehículos reutilizables que permiten llegar al espacio exterior.
• Satélites (Artificiales): Instrumentos diseñados para estudiar la Tierra o el espacio desde una órbita.
• Sondas Espaciales: Instrumentos diseñados para acceder y estudiar los astros del sistema solar.

Vocabulario Fundamental del Cosmos

Radiación de fondo cósmico de microondas (CMB):

Tipo de radiación que inunda todo el universo. Su baja temperatura asociada (-270,45 °C) es una prueba vigente de la teoría del Big Bang y el modelo de inflación.

Planeta:

Cuerpo celeste sólido que gira alrededor de una estrella y que no emite luz propia.

Estrella:

Astro con forma esférica compuesto principalmente por hidrógeno (H) y helio (He). En su interior se producen reacciones nucleares que liberan una enorme cantidad de energía en forma de luz y calor.

Satélite (Natural):

Cuerpo celeste opaco que gira alrededor de un planeta primario.

Agujero Negro:

Singularidad del espacio-tiempo con una masa asociada tan grande que es capaz de atrapar a todo aquello que entra en su horizonte de sucesos, incluida la propia luz.

Cometa:

Cuerpo celeste constituido por hielo, polvo y rocas que orbita alrededor del Sol siguiendo diferentes trayectorias (elípticas, parabólicas o hiperbólicas).

Salud y Medicina: Conceptos Clave y Avances Históricos

1. Grandes Hitos de la Medicina

Desarrollo de la Salud Pública

Muchos de los grandes avances sanitarios se deben a las actuaciones de los organismos públicos, como la apertura de los primeros hospitales (en monasterios), el tratamiento de las aguas, la creación de los sistemas sanitarios modernos o el surgimiento de la OMS (Organización Mundial de la Salud).

Teoría de los Gérmenes, Penicilina, Antibióticos, Asepsia, Vacunación y Antivirales

En 1876, Robert Koch demostró que ciertas enfermedades eran originadas por microorganismos. Su descubrimiento del agente patógeno de la tuberculosis promovió el desarrollo de la asepsia en las prácticas quirúrgicas (lavado de manos, desinfección del instrumental, etc.), lo que redujo enormemente la mortalidad por enfermedades infecciosas. Además de la higiene y la asepsia, contribuyeron a esta mejora la vacunación y el descubrimiento de la penicilina y otros antibióticos. El tratamiento de las enfermedades infecciosas se completaría décadas después con los antivirales.

Anestesia

Los primeros experimentos para eliminar el dolor en las intervenciones quirúrgicas se realizaron con óxido nitroso y éter. En 1847, comenzó a utilizarse el cloroformo, que ocasionaba menos problemas. Actualmente, se emplea un eficacísimo cóctel de hipnóticos, analgésicos y relajantes musculares, además de la ventilación mecánica artificial, que es otro de los grandes logros en medicina intensiva.

Farmacología

La investigación farmacológica es un pilar fundamental de la medicina actual, al poner a nuestra disposición diversas sustancias para la prevención, el diagnóstico y el tratamiento de las enfermedades. Los medicamentos producidos por la farmacología también se emplean para neutralizar el dolor y paliar los síntomas molestos.

Herramientas para la Obtención de Imágenes Diagnósticas

Comienza con el descubrimiento de los rayos X y se desarrolla con técnicas como el escáner o TAC (Tomografía Axial Computarizada), la resonancia magnética y la imagen metabólica o PET (Tomografía por Emisión de Positrones). Estas herramientas proporcionan imágenes de altísima calidad para el diagnóstico, tanto de huesos como de órganos blandos.

Trasplantes

Los trasplantes de tejidos y órganos han supuesto un enorme avance en la lucha contra enfermedades crónicas. Además de las transfusiones de sangre, son una práctica hospitalaria común y con excelentes resultados los trasplantes de hígado, riñón, corazón, etc. España es uno de los países líderes a nivel mundial en número de trasplantes.

Control de la Natalidad y Reproducción Asistida

Dos son los grandes logros relacionados con la natalidad: los anticonceptivos, métodos que permiten controlar el momento del embarazo, y la reproducción asistida (por inseminación artificial, fecundación in vitro o transferencia de embriones), que facilita tener descendencia a personas con dificultades para reproducirse.

Lucha contra Enfermedades Cardíacas

Se produjo una gran revolución con la aparición del cateterismo (1956), los stents y los marcapasos. Los grandes avances farmacológicos mejoran y alargan la vida de los pacientes, a menudo sin necesidad de recurrir a trasplantes.

Medicina Personalizada

El descubrimiento del ADN como agente responsable de la herencia sentó las bases de la ingeniería genética y del estudio del genoma humano. Esto permitirá que en un futuro se puedan diagnosticar, tratar y evitar ciertas enfermedades genéticas y algunos tipos de cáncer. Además, los tratamientos farmacológicos podrán personalizarse.

2. Diagnóstico de Enfermedades: Síntomas, Signos y Pruebas Complementarias

La patología es la ciencia que estudia las enfermedades, sus causas y sus síntomas. Con los conocimientos que nos brinda esta ciencia, podemos realizar un diagnóstico (conocer la enfermedad del paciente), un pronóstico (predecir el desarrollo de la dolencia) y un tratamiento (corregir y prevenir la enfermedad). Para realizar un diagnóstico preciso, se utilizan tres tipos de herramientas: los síntomas, los signos y las pruebas complementarias.

Síntomas y Signos

Los síntomas son las alteraciones tal como las siente y relata el paciente; son, por tanto, subjetivos (ej. dolor, cansancio, tristeza). Los signos son los datos objetivos que se obtienen de la exploración física del paciente (ej. mediante la palpación, la auscultación, la medición de la temperatura, la presión arterial o el pulso).

3. Ley de Patentes Farmacéuticas

La Ley de Patentes permite a la industria farmacéutica explotar en exclusiva durante unos diez años las innovaciones que desarrollan. Esta medida puede impedir a los países en desarrollo elaborar o importar medicamentos genéricos a un precio muy inferior.

4. Declaración de Doha y Salud Pública

La Declaración de Doha establece que el derecho a la propiedad intelectual no debe menoscabar el derecho de los miembros a proteger su salud pública y, en particular, a promover el acceso de todos a los medicamentos esenciales.

5. El Sistema Nacional de Salud

Nuestro Sistema Nacional de Salud se caracteriza por:

• Ofrecer cobertura universal (todos los ciudadanos tienen derecho a la atención sanitaria pública).
• Financiarse a través de impuestos, según la renta.
• Garantizar la igualdad de acceso a los recursos y servicios.

Las prestaciones sanitarias son los servicios financiados con fondos públicos que garantizan una atención integral al ciudadano, incluyendo:

• Educación sanitaria.
• Atención primaria.
• Atención especializada.
• Prestación farmacéutica.
• Salud pública (epidemiología, higiene ambiental, vigilancia alimentaria, etc.).
• Salud mental y otros servicios.

Las causas fundamentales del aumento del gasto sanitario son las siguientes:

• Los avances médicos de elevado coste (técnicas de diagnóstico, medicamentos innovadores).
• La excesiva frecuencia de visitas al médico y una mayor demanda y exigencia de calidad (presión asistencial) por parte de una ciudadanía cada vez más formada e informada.
• El incremento de la población mayor de 65 años, lo que ocasiona un aumento de las enfermedades crónicas.