cmc_t1
TRANSCRIPT
CIÈNCIES PER AL
MÓN
CONTEMPORANI
IES EL CASTELL
2
MATERIALS :
- Documents elaborats per Y. Eito, amb adaptacions de J. Pon i T. Cassany
CONTINGUTS
I. L’espècie humana a l’univers Origen i evolució de l’univers. Estructura de l’univers.(*) 4
Estructura de la Terra i tectònica. Riscos relacionats 7
Origen de la vida. Teories i proves de l’evolució. Hominització. 10
II. Salut, malaltia i estils de vida Salut i factors de risc. .(*) 14
Malalties infeccioses i no infeccioses. 15
Mitjans de diagnosi i tractaments. 26
III. Biotecnologia i societat Bases moleculars i funcionals de la genètica. 33
El Projecte Genoma Humà. 35
La biotecnologia. Clonació. .(*) 36
IV. El desenvolupament sostenible Tipus d’impactes i mesures correctores. 43
Escalfament global i canvi climàtic. Consum d’energia. 47
Biodiversitat. Sostenibilitat. .(*) 51
V. Materials, objectes i tecnologies Propietats i usos dels nous materials. 55
Impacte del consum sobre els recursos. .(*) 60
Residus i tractament. .(*) 61
VI. Informació i coneixement De la informació analògica a la digital. 63
Xarxes digitals de comunicació.(*) 64
Internet (*) 65
CRITERIS D’AVALUACIÓ � Es faran 2 controls per trimestre, que representaran un 60% de la nota. El 40% restant
s’avaluarà a partir de les activitats realitzades i l’actitud. Al T3 els controls un 40% i treball
final i actitud 60%.
� Es fan recuperacions del T1 i T2 en tornar de vacances; T3 i no superats al Juny. L’alumnat que
reiteradament no lliuri les feines en les dates acordades o destorbi el ritme normal de la
classe perdrà el dret a aquestes recuperacions parcials i anirà directament a la recuperació
del Juny.
� Les revisions (i/o reclamacions) es faran el dia de lliurament de notes. Dates control Nota Treball Nota
T1 C1:
C2:
T2 C3:
C4:
T3 C5:
C6:
Nota final CMC
(*) Temàtiques dels treballs trimestrals
3
INTRODUCCIÓ
. MÈTODE CIENTÍFIC La ciència és un intent de descobrir l’ordre subjacent a la natura, tot utilitzant aquest coneixement per a la realització de prediccions sobre la seva evolució futura.
Els trets fonamentals del mètode científic serien els següents:
1- Plantejament del problema o qüestió inicial : és el començament de tota investigació científica. Pot ser causat per l'observació d'un fet, una necessitat de tipus tècnic o qualsevol qüestió dins l’àmbit humanístic o social. 2- Acumulació de dades al voltant del problema : consisteix en la recerca de bibliografia, cartografia, etc sobre el tema que volem estudiar. 3- Formulació d'hipòtesis : una hipòtesi és una suposició, resposta a la qüestió inicial, que ha de ser verificada posteriorment mitjançant l'experimentació. Normalment, per a un mateix fet es formulen diferents hipòtesis; serà l'experimentació qui ens dirà quina era la correcta. 4- Disseny d'experiments o metodologia de la recerca . Les experiències que han de corroborar les hipòtesis formulades han d'ésser dissenyades i realitzades sota unes determinades condicions, d'acord amb les dades de la hipòtesi. Els experiments solament poden demostrar que algunes de les nostres hipòtesis són falses. 5- Interpretació dels resultats i elaboració de les co nclusions . Mitjançant les observacions es confirmen les hipòtesis de treball.
Lectura 1 . Un exemple d’aplicació del mètode científic: Biston betularia Els passos seguits van ser els següents.
I – Observació : fins a mitjans del segle passat, la varietat blanca predominava sobre la negra però, en pocs anys i amb motiu de la industrialització, la proporció de papallones clares i fosques es va invertir en la majoria de les àrees boscoses, altament contaminades.
II – Plantejament del problema : a què pot deure's un augment tan espectacular de la població fosca?.
III – Formulació d'una hipòtesi : Kettlewell va suggerir que la coloració de les papallones els servia de camuflatge front als ocells insectívors. En les zones no contaminades, les escorces dels arbres estaven cobertes de líquens i les papallones clares posades en ells resultaven menys visibles per als ocells que les fosques; per contra, en les zones contaminades, on els arbres estaven coberts de sutge, les formes fosques es camuflaven millor.
IV – Experimentació : Va triar dues zones –una industrial, on predominava de bon tros la varietat negra, i altra rural no contaminada, on normalment no es trobaven formes negres- i en ambdós llocs va col·locar papallones blanques i negres sobre l'escorça dels arbres. A continuació va aconseguir filmar als ocells insectívors en acció i la pel·lícula va demostrar que, quan havia el mateix nombre de papallones clares i fosques, en la zona contaminada els ocells capturaven moltes més papallones blanques que negres, mentre que en la zona no contaminada ocorria exactament ho contrari.
-Clar sobre escorça plena de líquens. -Clar sobre escorça negra de sutge. -Negre sobre escorça neg
1.Podries posar i explicar per escrit detalladament un altre cas d’aplicació del mètode científic?
4
I - L’ESPÈCIE HUMANA A L’UNIVERS
1. ORIGEN I EVOLUCIÓ DE L’UNIVERS 1.1 El Big Bang La teoria del Big Bang o gran explosió, suposa que, fa entre 12.000 i 15.000 milions d'anys, tota la matèria de l'Univers estava concentrada en una zona extraordinàriament petita de l'espai, i va explotar. La matèria va sortir impulsada amb gran energia en totes direccions. Els xocs i un cert desordre van fer que la matèria s'agrupés i es concentrés més en alguns llocs de l'espai, i es van formar els primers estels i les primeres galàxies . Aquesta teoria es basa en observacions rigoroses i és matemàticament correcta des d'un instant després de l'explosió, però no té una explicació per al moment zero, anomenat "singularitat ". 2. Power 1: L’univers. Respon a les qüestions http://www.slideshare.net/ges_c_mati/lorigen-de-lunivers - Quines proves hi ha del Big Bang? - Què va passar durant els primers 3 minuts del Big B ang?
- Com es pot mesurar l’edat de l’univers? 1.2. Mètodes d’estudi A principis del segle XVII es va inventar el telescopi . Primer es van utilitzar lents, després miralls, també combinacions de les dues tècniques. Actualment hi ha telescopis de molt alta resolució, com el VLT, format per quatre telescopis sincronitzats.
El telescopi espacial Hubble (HST), situat en òrbita, captura i envia imatges i dades sense la distorsió provocada per l'atmosfera. Els radiotelescopis detecten radiacions de molt diverses longituds d'ona. Treballen en grups utilitzant una tècnica anomenada interferometria. La fotografia, la informàtica, les comunicacions i, en general, els avenços tècnics dels últims anys han ajudat moltíssim l'astronomia. Un descobriment recent, les lents gravitacionals , aprofiten el fet que els objectes amb massa poden desviar els rajos de llum. Si es localitza un grup de cossos a l'espai amb la configuració apropiada, actua com a lent potentíssima i mostra, al mig, objectes distants que no podríem veure.
5
Projecte Cobe Imatge de la radiació de fons obtinguda pel satèl·lit Cobe (1989). Al 1965 Penzias i Wilson van captar una radiació molt dèbil que era idèntica en qualsevol direcció de l’univers i la van anomenar radiació de fons . Aquesta radiació és l’eco de la gran explosió. El 1989 el satèl·lit Cobe va registrar aquesta radiació. Els resultats del projecte (Mather i Smoot, Nobel de Física del 2006) van indicar que l’univers té una antiguitat de 13.700 m.a. i que les primeres galàxies es van formar fa 200 m.a.
6
1.3. Estructura de l’Univers Galàxies Són acumulacions enormes d'estels, gasos i pols. A l'Univers n'hi ha centenars de milers de milions. Cada galàxia pot estar formada per centenars de milers de milions d'estels i altres astres
Les primeres galàxies es van començar a formar 1.000 milions d'anys després del Big-Bang. Els estels que les constitueixen tenen un naixement, una vida i una mort
En el centre d'una galàxia és on es concentren més estels. Cada cos d'una galàxia es mou a causa de l'atracció dels altres. Hi ha, a més, un moviment més ampli que fa que tot plegat giri al voltant del centre.
La Via Làctia és la nostra galàxia. Els romans l'anomenaren "Camí de Llet". És gran, té forma d'espiral i pot tenir uns 100.000 milions d'estels, entre ells, el Sol
El Sistema Solar és en un dels braços de l'espiral, a uns 30.000 anys llum del centre i uns 20.000 de l'extrem. Cada 225 milions d'anys el Sistema Solar completa un gir al voltant del centre de la galàxia. Es desplaça a una 270 Km/s. Estels Són grans masses de gasos, principalment hidrogen i heli, que emeten llum. Es troben a temperatures molt elevades. Al seu interior hi ha reaccions nuclears.
Els estels evolucionen al llarg de milions d'anys: Neixen quan s'acumula una gran quantitat de matèria en un lloc de l'espai. Es comprimeix i s'escalfa fins que s'inicia una reacció nuclear, que consumeix la matèria, convertint-la en energia. Els estels petits la gasten lentament, i duren més que els grans.
E v o l u c i ó d e l s E s t e l s
1.- Es forma l'estel a partir d'un núvol de gas i pols. 2.- Gegant. Reaccions nuclears. Masses de gas i pols es condensen al seu entorn (protoplanetes). 3.- Seqüència principal. L'estel amb planetes, estable mentre consumeix la seva matèria. 4.- L'estel comença a dilatar-se i refredar-se. 5.- Creix, engolint els planetes, fins convertir-se en un gegant roig. 6.- Es torna inestable i comença a dilatar-se i encongir-se alternativament fins que explota.
Si l'estel era molt més gran que el Sol ... Si l'estel era com el Sol ...
7.- Supernova. Llança la major part del material. 8.- Púlsar. El que resta, es fa petit i dens. 9.- Si tenia molta massa, es contreu encara més fins a esdevenir un forat negre.
7.- Nova. Llença materials cap a l'exterior. 8.- Nebulosa Planetària. El que resta, es contreu. 9.- Nan. Es fa molt petit i dens i brilla amb llum blanca o blava, fins que s'apaga.
Forats negres Són cossos amb un camp gravitatori extraordinàriament gran. No es pot escapar cap radiació electromagnètica ni lluminosa, per això són negres. Estan envoltats d'una "frontera" esfèrica que permet que la llum entri però no surti. Com en el Big Bang, en un forat negre es dóna una singularitat , és a dir, les lleis físiques i la capacitat de predicció fallen. En conseqüència, cap observador extern pot veure què passa a dins.
http://www.atlasoftheuniverse.com/catala/
7
2. LA TERRA
2.1. Formació del Sistema Solar i la Terra. El SS es va originar a partir d’una nebulosa giratòria:
1. La gran nebulosa es va contreure fins adquirir forma de disc. 2. Gran part de la matèria es va condensar en el centre i va originar un estel. 3. Al voltant de l’estel es van condensar petites masses materials que van formar els diferents
planetes del sistema solar.
Tots els planetes van romandre al voltant del Sol girant en el mateix sentit que la nebulosa. Es calcula que la Terra es va formar fa 4.500 m.a. a partir d’una massa incandescent. A mida que la massa inicial es va anar refredant, la Terra es va estructurar en capes: el nucli (intern i extern), el mantell (inferior i superior) , l’escorça , la hidrosfera i l’atmosfera. 3. Recordes quina altre classificació de la geosfer a es fa segons la seva dinàmica?
2.2. Teoría de la tectónica global o tectónica de p lacas La litosfera (escorça i mantell extern ) està fragmentada en plaques tectòniques o litosfèriques. Els corrents de magma pugen cap a la superfície, generen les plaques, les fragmenten i les mouen sobre l’astenosfera (part del mantell). El desplaçament de les plaques provoca col·lisions entre elles i enfonsament d’unes sota altres. En les plaques podem distingir tres tipus de marges:
- Marge constructiu : per on creix la placa gràcies al material magmàtic ascendent. - Marge destructiu : part de la placa que en xocar amb una altre s’enfonsa en l’astenosfera. - Marge passiu : part de la placa que frega lateralment amb una altre.
El moviment de les plaques provoca els següents fenòmens: - Serralades : es formen per l’acumulació de magma sortint o en les zones de xoc de plaques. - Terratrèmols : deguts a l’alliberament d’energia en els xocs o en els moviments laterals. - Volcans : quan el magma de l’astenosfera surt per esquerdes a l’exterior.
8
2.3. Riscos geològics Anomenem risc a tota condició, procés o esdeveniment que pugui causar ferides, malalties, pèrdues econòmiques o fer malbé el medi ambient. En aquest apartat tractarem els riscos geològics interns. Riscos sísmics Els terratrèmols són moviments violents de l'escorça terrestre originats en un punt de l'interior (hipocentre ) d'on parteixen les denominades ones sísmiques. Es produeixen quan les tensions acumulades per la deformació de la litosfera terrestre s'allibera sobtadament. Són especialment freqüents a prop de les vores de les plaques tectòniques. A continuació podeu entrar en dos enllaços que ens mostren l'origen i els efectes dels terratrèmols http://es.geocities.com/cienciesterra/tema5/animacions/terre10.swf
4.- Quines plaques són responsables dels terratrèmo ls a l’Índia? I a la península? -Quins tipus de sismògrafs hi ha? Com s’anomena el registre? -A quin grau de l’escala de Mercalli correspon la destrucció total dels edificis i ondulacions al terreny? Riscos derivats : Els efectes d'un moviment comporta una sèrie de riscos; entre els quals: - Danys en els edificis per esquerdament o esfondrament dels mateixos. - Inestabilitat dels vessants per lliscaments, corriments de terra. - Trencament de preses i de conduccions de gas o aigua - Tsunamis, que són ones gegants produïdes per un sisme submarí - Desaparició d’aqüífers i desviació del llit dels rius.
Mètodes de predicció : Actualment no hi ha possibilitats de predir els terratrèmols amb total seguretat, però pot ser útil tenir en compte les següents mecanismes predictius:
a) A llarg termini : - Periodicitat .Els grans terratrèmols se solen repetir a intervals més o menys fixos. - Relació Vp/Vs . La disminució de la relació entre la velocitat de les ones primàries i secundàries es considera un signe premonitori d'un terratrèmol. - Detecció de falles actives . El 95% dels sismes són un dels efectes superficials del moviment de les plaques litosfériques, que es desplacen a una velocitat de 1-10 cm/any. b) A curt termini : petits sismes, emissió de gasos inerts (Ra), conducta animals.
Mesures de prevenció : Els terratrèmols no es poden prevenir ni corregir, però si en part els seus efectes, mitjançant una sèrie de mesures protectores: a)Normes de construcció sismorresistents . s'intenta construir sense modificar massa la topografia local i evitar l'amuntegament de la població (reduir la vulnerabilitat), deixant espais amplis entre els edificis. b) Mesures d'ordenació del territori per a evitar grans densitats de població en les zones d'alt risc. c) Mesures de protecció civil per a informar, alertar i evacuar a la població. d) Elaboració de mapes de risc sísmic.
9
Riscos volcànics Geològicament, el vulcanisme actiu està associat amb els límits de les plaques tectòniques. Els volcans proporcionen terres fèrtils, recursos minerals i energia geotèrmica. Això explica que la humanitat haja ocupat aquestes àrees geogràfiques, convertint així un procés natural en un greu risc. Els riscos derivats de fenòmens volcànics originen un nombre de víctimes petit, a pesar de la seva espectacularitat, però grans pèrdues econòmiques. http://es.geocities.com/cienciesterra/tema5/animacions/volcan2.swf Riscos derivats - Colades de lava , que poden cobrir extenses àrees, - Pluges de piroclasts , la caiguda pot provocar morts o enfonsament de construccions. - Núvols ardents : emissió de gasos ardents, cristalls i fragments de lava, i una espècie d'huracà ardent que descendeix vertiginosament pels vessants del volcà a més de 100 km/h. - Fluixos de llot. Són corrents de llot que es formen al fondre's les neus dels cims dels volcans. La seva velocitat ascendeix a desenes de km/h, originat una devastació amplíssima. (recordeu el Nevado del Ruiz)
- Erupcions magmátic-freátiques . El magma travessa una capa freàtica, o bé l'aigua del mar penetra en la caldera del volcà, el que fa augmentar la pressió interna i la violència de l'erupció que es produeix. - Enfonsaments volcànics . Són esfondraments del con volcànic, els vessants del qual cedeixen sobtadament. Els enfonsaments volcànics solen anar acompanyats d'erupcions explosives i, si es produeixen en zones costaneres, la caiguda de materials desencadena tsunamis tan devastadors com la pròpia erupció. - Emissions de gasos tòxics . Sobretot compostos derivats del sofre que arriben a causar mals importants a animals i persones, emesos pels volcans, en ordre d'importància són: H2O (vapor), CO2 , N2 , H2S, CO, HCl, i H2 i HF.
Mètodes de predicció : a) Observatoris situats en els volcans, que gràcies a divers aparells poden detectar :
- petits tremolors (registrats amb sismògrafs) i sorolls, - canvis produïts en la topografia (canvis en la forma del volcà) - variacions en el potencial elèctric de les roques - anomalies en la gravetat a més de l'anàlisi dels gasos emesos - seguiment per mitjà de satèl·lits.
b) Elaboració de mapes de perillositat i de risc. La fiabilitat de les prediccions és relativa, ja que, desgraciadament, el vulcanisme explosiu, que és el més perillós, és el més difícil de pronosticar. Mètodes de prevenció : Els sistemes més habituals consisteixen en :
- desviar els corrents de lava cap a llocs deshabitats, - construir túnels de descàrrega de l'aigua dels llac s del cràte r per a evitar la formació de colades de llots.
No obstant això, les mesures preventives adequades en cada cas estaran d'acord amb el tipus de vulcanisme, i inclouran les mesures d’evacuació de la població i evitar les construccions en llocs d’alt risc. A més es construiran habitatges semiesfèrics o teulades molt inclinades que evitin l'enfonsament a causa del pes de les cendres i piroclasts i s'habilitaran refugis incombustibles per a protegir-se dels núvols ardents.
10
3. ORIGEN DE LA VIDA I EVOLUCIÓ
3.1. Origen de la vida Un dels postulats més importants de la biologia fou la demostració de la inexistència de la generació espontània: tots els éssers vius provenen d'un altre ésser viu preexistent, tal com ho va demostrar Pasteur al segle XIX. L'origen de la vida es realitzà de forma espontània a partir de components moleculars abiòtics existents en el nostre planeta fa ara més de 3500 ma.
Si volem entendre aquesta creació de la vida a partir de material abiòtic, cal considerar dues idees: 1. L'extensió de la idea de la selecció natural a nivell de les biomolècules 2. El fet que les condicions de la Terra primitiva eren molt diferents de les actuals: presència d'una atmosfera no-oxidant, i gran energia lliure a l’ambient.
De la matèria inorgànica a la matèria orgànica
- Síntesi abiòtica i acumulació de molècules orgàniques senzilles o monòmers (Miller i Urey) - Unió d'aquests monòmers i la formació de polímers com proteïnes i àcids nucleics. - Agregació d'aquestes molècules sintetitzades de forma abiòtica en una espècie de gotetes o
protobionts que posseïen unes característiques diferents a les de l'ambient extern ( brou vital) - La capacitat de crear còpies i l'origen de l'herència
Stanley Miller i Harold Urey utilitzaren un aparell semblant al de la figura per simular les condicions existents en l'atmosfera primitiva de la Terra. un recipient d'aigua calenta simularia el mar primitiu, mentre que l'atmosfera estaria constituïda per H2O, H2, CH4, and NH3. Un corrent elèctric representaria les abundant tempestes elèctriques existents aleshores, per últim un condensador refredaria l'atmosfera i crearia pluges. Després d'uns dies de funcionament l'aigua del recipient passava de ser transparent a adoptar un color marró on es podien detectar aminoàcids .En posteriors experiments es van sintetitzar monosacàrids i nucleòtids
Aparició de la primera cèl·lula Sembla ser que el primer material genètic eren cadenes senzilles d'ARN . Posteriorment va aparèixer la molècula d’ADN duplex, més estable.
Altre aspecte important va se l'aparició d'una membrana plasmàtica de lípids que independitzaria l'ADN del medi ambient i facilitaria la seva replicació. el resultat de tota aquesta evolució al llarg de milions d'anys va ser l'aparició de la primera cèl·lula.
11
Evolució cel·lular
4500 m.a.: formació de la Terra
3500 m.a.: aparició de la primera cèl·lula: procariota primitiva heteròtrofa(obtenien l'energia de les molècules orgàniques presents a l'oceà primitiva)
2000 m.a.: primers procariotes fotosintètics. L’aliment, començà a escassejar i, alguns organismes foren capaços d'utilitzar els àtoms de carboni (en forma de CO2) com a font de C. Aquest procés fotosintètic va produir una gran quantitat d'O2 i a partir d'aquest oxigen es va formar l’ozó.
1500 m.a.: aparició de la primera cèl·lula eucariot a a partir de procariotes primitives.
Evolució dels organismes
� 800 m.a. : unicel·lulars colonitzen superfícies humides intermareals. � 600 m.a.: primers pluricel·lulars aquàtics . Avantpassats dels vertebrats. � 450 m.a.: primeres plantes terrestres: similars a les molses actuals. Primers vertebrats: peixos . � 380 m.a.: falgueres (plantes amb teixits conductors), primers amfibis . � 360 m.a.: plantes amb llavors que poden colonitzar ambients eixuts. � 300 m.a.: aparició i diversificació dels rèptils ( dominen durant 250 m.a.). � 200 m.a. : a partir dels rèptils s’originen les primeres aus , i els primers mamífers .
3.2. Teories evolutives Lamarckisme
- Llei d'ús i desús dels òrgans . L'ús continuat d'un òrgan el reforça, el desenvolupa de manera que l'òrgan en qüestió augmenta proporcionalment al temps que s'ha fet servir. A la vegada, un òrgan que no s'utilitza de forma permanent es va deteriorant, es va debilitant, fins que acaba desapareixent com a tal - La funció crea l'òrgan. En el cas que els canvis ambientals originen necessitats completament noves, en un organisme es poden desenvolupar, com a resposta, òrgans també nous. - L'herència dels caràcters adquirits . Els canvis que s'han produït per l'ús o el no-ús d'un òrgan queden fixats en l'individu, i si afecten de la mateixa manera els dos sexes seran transmesos a la descendència.
Darwinisme
- Els individus d'una mateixa espècie presenten diferències entre ells. Dintre de cada espècie els caràcters tenen una gran variabilitat . - L'ambient afecta la supervivència dels individus i, atés que aquests no són idèntics, la probabilitat de sobreviure de cada un és diferent. La natura selecciona els organismes més ben adaptats a cada ambient.(selecció natural ) - Els caràcters s'hereten de pares a fills; per això, aquells individus amb major probabilitat de supervivència , tindran més probabilitats de reproduir-se i, per tant, de transmetre els seus caràcters a la generació següent.
Neodarwinisme - La unitat sobre la que actua l'evolució no és l'individu, sinó la població , conjunt d'individus d'una mateixa espècie que poden reproduir-se, aparellant-se entre si i produir una descendència fèrtil. - La variabilitat genètica de les poblacions ve causada per l'aparició de mutacions que es donen a l’atzar. - Actuació de la selecció natural . La selecció natural fa que els genotips més favorables deixen més descendència i, per tant, que augmenti la freqüència en la població d'uns gens determinats.
5. Com explicarien les diferents teories l’evolució del coll de les girafes? I la ceguera dels talps?
12
3.3. Evolució humana Fa uns 25 milions d’anys va viure un tipus de simi del qual deriva la família dels pòngids , que inclou els antropomorfs (grans simis: ximpanzé, goril·la i orangutan) i la família dels homínids , que agrupa els prehumans i els humans del gènere homo. Hominització : procés evolutiu que determina l’aparició de l’espècie humana (Homo sapiens ) a partir de primats superiors.
Procès d’hominització : Bipedisme : (Australopithecus ja presenta aquestes modificacions)
- Canvis en la pelvis que permeten alinear les cames amb el tronc. - Foramen magnum: es desplaça cap a la part frontal .
Encefalització : augment del volum del crani. Dels 400 cm3 d’Australopithecus fins als 1400 cm3 d’Homo sapiens. ( Homo ha de tenir un volum cranial de 600 cm3 mínim.)
Producció d’eines - Mà prensil(amb polze oposat): li permet més habilitat manipulativa) - Capacitat de previsió (lligada al desenvolupament de la intel·ligència)
Dentició - Els ullals es fan més petits i permeten els moviments laterals, els molars es fan més amples i amb més esmalt ( es poden alimentar de vegetals durs) - La mandíbula i el maxil·lar es redueixen i es situen sota el crani (sobresurt la barbeta)
Capacitat simbòlica : produccions artisitiques i cerimònies
Els primers homínids Nom i edat Característiques físiques Habilitats, distribució......
Australopithecus
4 m.a.
Posició clarament bípeda
450 cm3, esmalt gruixut
Homínid de la sabana,
Encara lligat al bosc
Homo habilis
2 m.a.
Més de 500 cm3
Dentició omnívora
Primer en fabricar eines de pedra
No lligat al bosc
Homo ergaster
1,5 m.a.
750 cm3
augment mida corporal
Complexitat social i tecnològica
Homo erectus
1,5 m.a.
Més de 800 cm3
Esquelet robust
Surt d’Africa cap a Àsia i Europa
Descobreix el foc
Homo antecessor
800.000 a
Més de 900 cm3
Rostre aplanat
Deriva de formes evolucionades
d’habilis que van anar a Europa
Homo neanderthaliensis
130.000 anys
1300-1625 cm3
adaptats al fred
enterraments
Homo sapiens
100.000 anys
1400cm3
crani globós
Originat a partir de habilis
Segona migració
5. Completa la taula anterior amb l’ajut d’aquests webs. http://www.menorcaweb.net/cnaturals/index.htm http://www.xtec.es/~cvillalb/evolucio/indexf.htm
13
14
II– SALUT, MALALTIA I ESTILS DE VIDA INTRODUCCIÓ
Malgrat que tots els éssers humans neixen, viuen i moren, les seves vides són ben diferents als països rics i pobres. La esperança de vida de les persones varia força segons les condicions de la vida en cada país. Als països pobres la vida és més curta i es pateixen més malalties infeccioses.
www.col.ops-oms.org/ Promocion/vejez/agingDoc.htm
A grans trets les causes de mort als països rics són les següents: Malalties cardiovasculars (infarts, embòlies, colesterol...) ........... 38 % Càncers ........................................................................................ 31 % Altres malalties no infeccioses.......................................................12 % Accidents (laborals, cotxe..) ..........................................................10,5 % Malalties infeccioses ...................................................................... 5 % Alcoholisme .................................................................................... 2 %
----------- 100 %
En canvi, als països pobres hi ha molts morts per infeccions i menys per les malalties degeneratives que afecten tant als països rics: càncer, les de l’aparell circulatori, els càncers i els accidents.
1. La mortalitat de càncer al tercer món és menor. Busca-hi dues explicacions. Com les comprovaries? Són excloents?
15
1. LES MALALTIES INFECCIOSES
Ja som al segle XXI, però segueixen morint milers de nens diàriament, per malalties infeccioses. Evitar-ho no és gaire un problema científic, ja que són víctimes de diarrees fàcilment curables amb els medicaments habituals, que, a més, no són cars. Més aviat és un problema polític de distribució mundial de la riquesa i de controlar responsablement la natalitat.
1.1. Bacteris i virus
Quins microorganismes causen les malalties respiratòries ? Alguns virus i alguns bacteris, descrits en el requadre de sota, són els responsables d’aquestes infeccions. Tots hem patit alguna vegada infeccions víriques com els constipats, però si es tracten adequadament no han de provocar una alta mortalitat infantil.
Els bacteris són organismes microscòpics que fan possible la vida a la Terra. Estan per tot arreu. Una petita part causa malalties als humans. Estan formats per una sola cèl·lula, que és ben diferent de les nostres. Aprofitant això hem desenvolupat els antibiòtics, que danyen únicament les seves cèl·lules. Bé, en realitat la penicil·lina, el primer antibiòtic, es va trobar en uns fongs, que competeixen sovint amb ells.
Com que els bacteris es reprodueixen molt activament també evolucionen molt ràpid i la resistència que alguns tenen als antibiòtics s’escampa i ens crea molts problemes. En condicions desfavorables molts bacteris adquireixen formes de resistència o espores.
Els virus són agents infecciosos microscòpics, molt menors que els bacteris. No són ben bé éssers vius, només trossets d’informació genètica. Tots ells infecten cèl·lules i les obliguen a fer-ne còpies. La seva informació genètica està en forma de ADN o ARN. Un cop han envaït una cèl·lula no sempre es multiplica immediatament, de vegades s’afegeix a la informació de la cèl·lula parasitada i es reprodueix amb ella d’amagat durant un temps.
Tenen una gran importància en medicina, veterinària i agricultura, pel fet que són causants de moltes malalties, com ara la verola, la ràbia, la glossopeda, el xarampió, la grip, el refredat comú, la poliomielitis, la febre groga...
S’encomanen a través de les ferides o bé per les mucoses del nas, del coll, de la boca i dels genitals. També mitjançant insectes, nematodes, espores i llavors. No tenim encara medicaments contra els virus que no ens perjudiquin també al pacient. Les nostres cèl·lules es poden defensar dels virus amb els anticossos, però la millor estratègia és la vacunació.
16
1.2. La SIDA La SIDA és una malaltia infecciosa, causada per uns virus (anomenats VIH),que disminueix les defenses de l’organisme, la immunitat cel·lular. Per això s’agafen a continuació altres malalties greus que poden matar al pacient. El virus que la causa s’anomena VIH (Virus d'Immunodeficiència Humana) i prové d’un altre virus similar que afecta a la mona verda de l'Àfrica, lloc d'origen des d'on s'ha estès a la resta del món.
El contagi és sempre per via sanguínia directa (de sang infectada a sang del receptor) o indirecta (de semen o secrecions vaginals infectades a sang del receptor). Les pràctiques amb més contagi actualment són les relacions sexuals homo i heterosexuals. Cal usar preservatius. L'ús de drogues per via parenteral (injecció) era la forma més freqüent de contagi al nostre país durant el segle XX, la transmissió vertical (de mare infectada a fill durant l'embaràs, el part o la lactància) i, cada cop amb menys rellevància estadística, les transfusions i els trasplantaments. Actualment la forma més usual de contagi són les relacions sexuals, passant l’ús de drogues a un segon terme.
La persona infectada pel VIH passa primer per un estadi en que és un portador sense símptomes del virus, l'afectat no pateix la malaltia, però sí que pot encomanar-la. Més endavant, quan el sistema immunitari està més debilitat, apareixen les infeccions per malalties com pulmonia o tuberculosi i tumors com el sarcoma de Kaposi (visibles, com monedes vermelles a la pell). Des del 1996 els tractaments específics retarden la progressió de la malaltia, tot i que no la curen i presenten molts efectes secundaris.
La lluita contra la SIDA segueix essent la prevenció amb mesures d'higiene sanitària, personal i sexual. A Catalunya, com en altres països del món, és obligatòria la pràctica de proves serològiques en els casos de donació i de transfusió de sang, i en la donació d'òrgans per a trasplantaments. Durant els darrers anys del s XX s'arribà a un creixement anual, per a tot el món, superior als dos milions de casos nous i, al tombant de segle, segons una estimació feta per l'OMS afecta sobretot als països en desenvolupament (més del 90% dels casos a l'Àfrica subsahariana i sud i sud-est d'Àsia). Dins dels països industrialitzats, afecta els grups socials menys afavorits.
17
1.3. La malària o paludisme
Una de les malalties infeccioses que mata més infants al món és la malària o paludisme. Aquesta malaltia és endèmica en algunes zones del món, càlides i plenes de mosquits. Ara no n’hi ha a Europa però n’hi havia, per exemple, al delta de l’Ebre o l’Albufera de València a principi del segle XX.
La malaltia és produïda per un protozou anomenat Plasmodium, un organisme d’una sola cèl·lula, i transmesa als humans per la picada de mosquits femella del gènere Anopheles infectats del protozou. Produeix febres cada tres o quatre dies. El paràsit envaeix els eritròcits de la sang i els destrueix, produint anèmia. No hi ha encara vacunes comercialitzades a inicis de segle XXI, probablement per manca de més investigació, com passa en les altres malalties exclusives del tercer món. Pels viatgers (que estan poc temps en zones de risc) hi ha alguns medicaments que protegeixen preventivament – és a dir, no curen-,però que no es poden prendre sempre, només un curt temps.
Segons l'OMS afecta uns 300-500 milions de casos anuals, però amb una mortalitat anual d'aproximadament un milió, la majoria infants. El 90% dels casos són a l'Àfrica subsahariana. Altres països o àrees amb més incidència són la Xina, el Brasil, l'Índia i el Sud-Est asiàtic. D'altra banda, la major mobilitat de les poblacions ha afavorit la presència de la malaltia en àrees on ja havia estat eradicada.
Testimoni real: En cap viatge m’havia passat una cosa així, però he estat ben malalt per la malària. El 2001, en arribar a Barcelona del viatge per Mali i Niger vaig deixar de prendre el medicament de protecció contra la malària, ja que em produïa molèsties. Durant uns dies vaig tenir uns símptomes poc clars i un dia, de cop, vaig perdre el coneixement. M’havia infectat un tipus de Plasmodium que afecta al cervell. Una setmana en coma, tres d’hospital i perdre 15 kg de pes. Poca broma amb la malària!
Aquest científic colombià investiga en vacunes, fonamentalment contra la malària, malaltia que afecta a milions de persones, gairebé exclusivament, a les poblacions del Tercer Món, on les condicions socials, econòmiques, higièniques, ambientals i alimentàries dificulten, l'eradicació de la malaltia. Amb els treballs de laboratori ha preparat una vacuna usant un procediment nou. Però l'eficàcia de la vacuna contra la malària és, de moment, només del 50 % dels pacients inoculats -en nens menors de 5 anys pot arribar a el 77 %.-, no obstant els resultats permeten albergar notable esperances sobre l'eradicació de la malaltia, si les noves investigacions en curs acaben per perfeccionar-la. Honra a Manuel Patarroyo la seva negativa a cedir o vendre la patent de la seva vacuna a les multinacionals farmacèutiques, ja que és conscient que això elevaria considerablement el preu del producte final i perjudicaria especialment als més desfavorits, aquells a qui va dirigida. Conseqüentment, ha donat seu descobriment a l'Organització Mundial de la Salut (OMS).
18
1.4. Els antibiòtics
2. Les infeccions agafades en un hospital són difí cils de curar. Perquè? 3. Llegiu i comenteu amb el professor/a el prospec te d’un antibiòtic 4. Per què no és bo abusar dels antibiòtics? 5. Sempre que ens trobem amb febre ens pot alleujar un antibiòtic? Per què?
19
1.5. Les vacunes
6. Després de vacunar-nos en ocasions tenim febre. Per què pot ser? 7. Si un dia vols matricular una filla teva al parv ulari et demanaran que estigui al dia de les vacunacions. A qui beneficia això? 8. Les vacunes aspiren a erradicar malalties del mó n. Consulta i discuteix el cas de la verola i el de la poliomielitis.
20
2. LES MALALTIES NO INFECCIOSES Als països desenvolupats poca gent mor per infeccions. Les malalties no infeccioses en són la majoria. Entre elles, les malalties circulatòries representen la meitat de les morts, mentre que els càncers una quarta part.
2.1. Les malalties circulatòries
- Arteriosclerosi : és la malaltia en la que les artèries es fan rígides i les seves parets més gruixudes. La pèrdua d’elasticitat fa que no puguin donar una resposta adequada a la sang enviada pel cor a cada batec. A més, si es fan més estretes i costa més moure la sang, el cor ha d’incrementar la pressió arterial per garantir que la sang circula bé pel cos.
La causa més habitual d’arterioesclerosi són unes lesions (anomenades ateromes , unes plaques amb colesterol) en qualsevol artèria, molt rarament en venes. El desencadenant d’aquesta malaltia no està del tot aclarida però està relacionada amb els nivells alts de colesterol i la pressió de la sang.
Les autòpsies mostren que la malaltia ja comença en la joventut, sense símptomes i va progressant amb l’edat. Representa la causa més freqüent de mort a partir dels 35 anys en els homes i dels 45 anys en les dones. Tot i què no es coneix prou bé la causa de l’arteriosclerosi, sabem que afecta més si es tenen factors de risc com aquests: - antecedents familiars d’aquesta malaltia - hàbit de fumar - hipertensió arterial (pressió alta) - obesitat - hiperlipidèmia (molts greixos en sang, com el colesterol), - diabetis mellitus (excés de glucosa a la sang) - sedentarisme - ansietat i sobreesforç psíquic. Les complicacions que provoquen les artèries estretes i endurides (ateromatosi) són molt importants ja que arriba menys sang rica en oxigen (isquèmia ) a una part de l'organisme. La isquèmia cardíaca és especialment greu. Si dura gaire temps, pot donar lloc a un atac al cor (infart de miocardi ) i la mort del teixit cardíac. En la majoria dels casos d’infart, una interrupció momentània del fluix de sang al cor causa dolor (angina de pit ).
- Embòlia . De vegades els ateromes es desprenen i viatgen per la sang fins a quedar encallats com l’èmbol d’una injecció: una embòlia . És molt greu ja que impedeix la circulació per aquella artèria. Si afecta el rec del cervell moren ràpidament les neurones que han deixat de rebre oxigen.
- Problemes amb el colesterol . El colesterol, malgrat la fama que té d’anar associat a malalties, és un greix necessari pel funcionament de les cèl·lules animals. Tots en tenim. El cos humà en produeix uns quants grams cada dia, ja que l’usa per a les membranes de les cèl·lules, les sals biliars i les hormones sexuals. Només una part menor del 20% l’obtenim de la dieta, però un excés de colesterol en el que es menja pot ser suficient per augmentar la concentració en la sang . L’excés de colesterol en la sang pot dipositar-se a les artèries formant uns dipòsits o ateromes .
21
El colesterol, que és un greix, no es dissol bé en la sang, de manera que circula en forma de tres productes que sovint surten a les anàlisis de sang: Per exemple, un pacient imaginari de 35 anys podria tenir:
Colesterol HDL............................50 Colesterol LDL.............................65 Colesterol VLDL...........................65
------ Suma de colesterol total............ 180 mg/dl
És important detallar els tres tipus de colesterol en les anàlisi, ja que mentre el VLDL i LDL poden representar un perill, el colesterol HDL protegeix les artèries, és l’anomenat popularment “el colesterol bo”. Les persones joves tenen més HDL, després va disminuint tot i que es manté si es fa exercici regularment. Fumar, els anticonceptius orals i la vida sedentària el disminueixen. L’anàlisi de sota correspon a un home de mitjana edat, no fumador i esportista. 1. Observa els valors relatius i absoluts en les di stintes fraccions del colesterol. Interpreta els resultats
22
- Control de la pressió arterial En la prevenció de les malalties circulatòries l’estil de vida és fonamental. Convé fer exercici llarg i suau amb regularitat. També és molt important no fumar, ja que el tabac provoca més morts per problemes circulatoris que per càncer. Una dieta adequada protegeix força de les malalties circulatòries, tot i que també hi ha una predisposició genètica. En concret convé fer una dieta pobra en greixos saturats (carn, mantega, làctics sense descremar, etc.), ja que els greixos saturats incrementen la producció de més colesterol per part de les cèl·lules del cos.
2. Comenteu aquesta anàlisi d’una dona jove. Fixeu- vos si està en els intervals de normalitat. Ajuts: VCM és el volum mitjà de les cèl·lules, HCM és l’hemoglobina que duen en promig, CHCM és la seva concentració mitjana en les cèl·lules. Els leucòcits són cèl·lules que ens defensen dels microbis. Les plaquetes eviten les hemorràgies.
3. Completa aquest text amb el termes de sota L’aterosclerosi es caracteritza per la formació de plaques que redueixen el pas de la sang a l’interior de les artèries de calibre gran i mitjà, com l’aorta i les coronàries . Amb els anys l’aterosclerosi desemboca en infarts de miocardi i accidents cerebrovasculars. Per aquesta causa l’any 2000 van morir a Catalunya més de 20.000 persones, la majoria entre 35 i 74 anys. Ara per ara, les causes de l’aterosclerosi es desconeixen, però hi ha tres factors que contribueixen a la seva aparició: el tabac, la hipertensió i la dieta rica en greixos saturats.
artèries , aterosclerosi, coronàries, miocardi, hip ertensió
23
- El càncer En realitat hi ha 150 malalties distintes que anomenem càncer. Tenen coses en comú entre elles, però d’altres són molt distintes, com ara la probabilitat de curació. Alguns càncers tenen molt bon pronòstic, com el de pell, que es cura ben sovint. En altres passa tot el contrari. Però sigui del tipus que sigui, diagnosticar-lo a temps és fonamental.
En un càncer creix un teixit del cos sense control. Pertorba la salut i envaeix altres llocs del cos. Els tumors malignes (cancerosos), a diferència dels benignes, no tenen un límit clar i s’infiltren en els teixits veïns. En ocasions els tumors poden disseminar-se a distància a través del sistema circulatori amb les metàstasi, que són les cèl·lules canceroses que han desembarcat en una altra zona del cos.
El creixement del tumor és més ràpid que el de les cèl·lules sanes. Per això es pot combatre amb verins(quimioteràpia ) i radiacions (radioteràpia ) que espatllen el material genètic quan les cèl·lules s’estan duplicant. Lògicament les cèl·lules sanes que creixen sempre ràpid, com les que fan els cabells i les dels budells, en són també afectades. La persona queda calba i té problemes intestinals.
El càncer no té una sola causa sinó moltes i sovint tarda entre deu i vint anys en manifestar-se. Algunes de les causes del càncer són ambientals, com es va demostrar fa gairebé cent anys pinzellant la pell d’animals amb quitrà. Després es descobriren molts altres agents cancerígens (níquel, asbest, derivats del petroli....) i altres ambientals: la contaminació atmosfèrica, alguns insecticides, el fum del tabac. El tabaquisme és la principal causa de mort fàcilment evitable. L’ultraviolat de la llum del sol també és un risc per a la pell descoberta, com ho pateixen els pagesos i els mariners. Les radiacions ionitzants també poden generar càncer.
Hi ha, també, factors hereditaris que fan que unes persones siguin més vulnerables que d’altres. Entre la informació genètica d’un ésser humà, formada per milers de gens, n’hi ha que afavoreixen el creixement cel·lular i altres que el limiten. Si aquest equilibri es trenca apareixen els tumors.
Que podem fer? Amb un estil de vida apropiat reduïm força el risc de patir càncer, però no l’eliminem. Ben segur que convé evitar els agents cancerígens, dels quals el tabac és el més habitual i prendre precaucions al treball si cal. Està ben clar que l’obesitat i l’alimentació pobra en fibra vegetal augmenten el risc d’alguns càncers.
És fonamental detectar els tumors a temps per tenir èxit contra el càncer. Si el tumor és petit la cirurgia serà menys destructiva. Tan homes com dones, a partir de certa edat, han de fer-se revisions periòdiques. Algunes tan senzille–però importants- com l’autoexploració del pit en les dones, que permet trobar els tumors quan encara són petits i salvar així moltes vides.
4. El càncer fa caure el cabell? Quina explicació té? 5. Explica quins agents cancerígens evites amb la teva conducta. 6. Explica les conductes de risc d’exposició a agents cancerígens que vegis al teu voltant.
24
- Diabetis En la sang sempre hi ha glucosa a disposició de les cèl·lules del cos. El cervell vol sempre un aport de glucosa. Per això si el nivell de glucosa baixa massa la persona es sent molt cansada. Si el nivell és massa alt durant bastant temps es tracta de la malaltia de la diabetis.
Els símptomes de la diabetis són l’excessiva set , aprimar-se i un excés de gana. Després poden aparèixer complicacions com per exemple la lesió dels vasos sanguinis de la retina, que pot provocar ceguesa; o lesions als ronyons.
Hi ha diferents tipus de diabetis, però la més comuna és produïda fer falta d’insulina , la hormona del pàncrees que permet que la glucosa entri a les cèl·lules. Sense insulina el nivell de glucosa en la sang augmenta perillosament i arriba a excretar-se en l’orina. De fet l’observació que als gossos els agradava l’orina dels malalts de diabetis va portar als metges grecs a descobrir aquesta malaltia.
El tractament es basa en una dieta adequada, la pràctica d'exercici físic, en el manteniment del pes ideal i en l'administració, quan calgui, de les dosis correctes d'insulina.
S’estan començant a implantar pàncrees artificials, uns petits aparells que vessen a la sang a cada moment la quantitat d'insulina necessària. També s’està fent el trasplantament de pàncrees o de les cèl·lules que produeixen la insulina. 7. Si van a prendre una beguda, les persones diabèt iques sovint demanen cervesa o tònica. Per què? 8. La melmelada i els torrons per a diabètics són d istints dels habituals. Quina és la diferència? - Les malalties mentals Una cosa és el retard mental i una altra distinta són les malalties mentals. Les diferents malalties mentals afecten permanentment un 3% de la població als països desenvolupats, encara que fins un 25% en pateix una o més durant alguna època de la vida. Afecten el normal funcionament del cervell, per causes ambientals, orgàniques o la mescla d’ambdues. La terminologia que tradicionalment s’ha fet servir per les malalties mentals, que ben segur que anirà canviant, és la següent:
- Psicosis són les malalties mentals més greus. S’altera molt la personalitat i es confon la realitat amb la fantasia, és a dir, es delira . El malalt generalment no té cap consciència de la malaltia. Són psicosi malalties com l’esquizofrènia (400.000 casos a tot l’estat espanyol), o la paranoia , amb deliris persecutoris –pensen que tothom els espia, per exemple- o bé grandiosos –creure’s Jesús o Napoleó. Molt sovint comencen amb un episodi agut de desorientació absoluta, de bogeria, anomenat brot psicòtic . Necessiten tractar-se amb medicaments per controlar els símptomes. La medicació no cura encara aquestes malalties, mal conegudes, i sovint cal medicar-se de forma permanent. Amb la medicació adequada molts tornen a fer una vida gairebé normal. Hi ha cada cop més proves que aquestes malalties augmenten per l’ús de drogues. És clar que les pastilles que es prenen els caps de setmana poden desencadenar brots psicòtics. Així que cal recordar-ho molt imolt bé. -Neurosis , molt més comunes. Les persones afectades pateixen una manifestació neuròtica, com una fòbia o una obsessió, però estan ben connectades a la realitat i són responsables dels seus actes. Sovint demanen ajut i se’ls tracta amb teràpia psicològica, amb medicació o ambdues.
25
- Psicopatia : és un trastorn de la conducta social que no comporta cap alteració intel·lectual, per la qual cosa també n’hi ha de ben intel·ligents. No pateixen com els neuròtics sinó que fan patir als altres. No senten remordiments ni imaginen el dolor aliè. Se’n troben en qualsevol grup que usa la violència. Són els típics personatges malvats de molts telefilms.
- Depressió , el trastorn mental més estès.
Un dels indicatius principals al moment d'avaluar si una persona sofreix de depressió és que pot sorgir sense raó aparent. Pot ser que una persona tingui una vida normal, sense majors preocupacions i problemes, i no obstant això, se sent constantment trist, perd d’interès per les activitats que abans li motivaven, com treballar, anar de compres o practicar el seu esport favorit. Afecta a persones de tots els països, edats, nivells culturals i grups ètnics. Estadísticament les dones pateixen més de depressió que els homes. La depressió sovint és recurrent si no es tracta adequadament. Entre els símptomes més comuns es troben: Tristesa constant, ganes de plorar tot el temps. Cansament extrem i falta d'energia. Manca d'interès per les coses. Canvis en els patrons de somni (això inclou insomni total, parcial o estar dormint tot el temps). Dificultat per a concentrar-se. Sentiments de culpa, inutilitat i frustració sense raó aparent. Sentiments de desesperança. Preocupació extrema per problemes quotidians
Causes : No sembla existir una causa única i clara que desencadeni depressió. De vegades apareix després d'una situació d'estrès extrem, encara que en molts altres casos la depressió sorgeix sense raó aparent. La manca de serotonina, un neurotransmissor, en zones del cervell està clarament relacionada amb la depressió i altres alteracions de l’estat d’ànim (ansietat, obsessions..) Actualment hi ha medicació antidepresiva, que triga 4-6 setmanes en fer efecte i que no és addictiva ni crea dependència. Quan algú pateix depressió ha de buscar ajut. 9. És el mateix un psicòleg que un psiquiatre? Esbr ina què fa cadascun. 10. En un judici per una actuació violenta, si l’ad vocat que defensa l’acusat pensa que té un trastorn mental, intentarà que el seu client sigui considerat psicòtic o bé psicòpata? Quina importància té en la responsabilitat dels seus acte s?
26
3. EL DIAGNÒSTIC MÈDIC PER LA IMATGE. 3.1. Els Raigs X Testimoni real “..el passat dia 15 d'octubre, tornant de l'institut, vaig relliscar en el paviment mullat per la pluja a uns 50 m de la porta de casa. Se'm va torçar el turmell i, com a conseqüència es va trencar el peroné i un lligament. A la imatge que hi ha a continuació es por apreciar la fractura. L’endemà, a la clínica vaig ser operat , amb el resultat que es mostra a la imatge de la dreta. Com es pot observar tot ha tornat al seu lloc. Ara estic de baixa sense poder posar el peu esquerre al terra, sembla que per unes quatre setmanes. Haig de caminar amb crosses però, encara que amb mobilitat limitada, vaig fent..Com que em sobra temps m’he entretingut en escannejar les radiografies i enviar-les a algunes de les persones que m’envien correu habitualment. Veieu els claus que m’han posat a la radio de la dreta? (Alfonso)”
Els raigs X penetren en el cos humà i per això s’usen en medicina, en els detectors dels aeroports, en l’estudi dels cristalls i en la identificació de les substàncies químiques.
27
Els raigs X es produeixen per l’impacte sobre platí o tungstè d'electrons molt accelerats, a l'interior d'un tub de vidre tancat on s’ha fet el buit. Llavors els raig X travessen el cos, interrompent-se amb ossos i dents i impressionant la gran placa de pel·lícula fotogràfica que hi ha al darrera.
Les imatges que els raig X permeten obtenir de l’interior del cos són plans molt bàsics: frontals, laterals, etc, sense la sofisticació de la tècnica del TAC que s’explica més endavant. Però en comparació a les tècniques més modernes segueix essent la més ràpida, còmoda pel pacient i la més econòmica.
Els raigs X quan travessen l’aire deixen la radiografia negra, perquè res els interromp i la radiografia (que és una pel·lícula fotogràfica) queda totalment impressionada pels Raigs X. Però quan els raigs X troben ossos en el seu camí, deixen una part de la pel·lícula fotogràfica de la radiografia més o menys blanquinosa perquè no han pogut passar bé. Els objectes metàl·lics, que són molt opacs a la radiació, no deixen impressionar la radiografia i queden blancs.
1. Es convenient exposar els rodets de fotografies a l’escàner dels aeroports? 2. Durant l’embaràs es fan radiografies del fetus? Per quina raó? 3. Quan es fan radiografies de l’abdomen o del tòra x es tapen els genitals dels nens amb una planxa de plom. Perquè? Amb nenes la planxa cob reix, a més, part de l’abdomen. Justifica-ho. 4. Aquest infant de dos anys ha fet una entremaliad ura. Observeu les radiografies, llegiu més avall i proveu de deduir quina ha estat... Haur em d’usar el que ja hem après en aquesta unitat.
- Recordes quina mena de materials quedaven blancs en la radiografia? I més foscos? - Com pots veure a la part de sota de les radiograf ies, es van fer el 9 i del 17juny. La rodona blanca, que no ha pogut ser travessada pels raig X, està a l’aparell digestiu. S’ha mogut del dia 9 al 17? Que s’havia menjat probablement aquest infant? - Es cordava els pantalons amb tirants o amb cintur ó? - A la del 9 de juny es veu clarament un quadrat op ac sobre els genitals. De quin tipus de material està fet? Perquè serveix?
28
3.2. T.A.C. o Tomografia axial computada
Aquesta tècnica permet obtenir imatges radiogràfiques del cos humà, però el gran avantatge és que podem obtenir qualsevol secció del cos humà, també inclinades, ja que amb l’ajut d’un ordinador es poden “computar” i donar forma d’imatge als resultats, presentant també imatges tridimensionals. Aquesta tècnica treu molt partit als raig X, encara que la prova és més engorrosa, més lenta i més cara.
El procediment consisteix a fer passar a través del cos del pacient un feix de raigs X en forma de ventall que són recollits per un seguit de captadors electrònics situats a l'altra banda del cos; l'emissor i els captadors són situats sobre un mateix pla transversal, i el conjunt gira uns 180° entorn d'un eix fix que es fa coincidir amb el centre de la secció del cos que hom vol estudiar, que roman immòbil. La intensitat del raig rebuda pels captadors, que depèn de la densitat dels teixits que travessen, genera un corrent elèctric proporcional a aquesta que és diferent per a cada posició de l'emissor. Aquesta informació és recollida i sintetitzada per un ordinador que proporciona directament una imatge sobre la pantalla d'un monitor de televisió, però també pot ésser fixada, si convé, sobre pel·lícula fotogràfica.
3.3. Ressonància magnètica nuclear (RMN)
29
La R.M.N. o “Ressonància ”, com sovint s’anomena la prova mèdica de “Ressonància magnètica nuclear”, és ara un dels millors mètodes de diagnòstic en medicina. Té un aspecte similar a l’aparell per fer el TAC. Aquest tub, una mica clasutrofòbic per algunes persones, és del tot necessari ja que conté un gran imant circular dins el qual és introduïda horitzontalment la persona. A l'interior de l'imant, unes bobines a banda i banda del cos creen un camp electromagnètic que va variant.
Modificant la radiació electromagnètica es pot aconseguir que en una regió del cos del pacient hi hagi prou camp magnètic perquè els nuclis dels àtoms d'hidrogen que hi ha en totes les cèl·lules del cos n’absorbeixin l'energia. Llavors, en aturar de sobte el camp electromagnètic (els pacients noten que la màquina canvia el soroll que fa), es permet que els àtoms d’hidrogen retornen a l’estat energètic anterior i alliberen l'energia que acaben d’absorbir, que serà proporcional a la densitat d'àtoms d'hidrogen presents aquella zona del cos.
En el mateix aparell aquesta energia “de rebot” és captada i mesurada, i la seva magnitud i localització espacial és enregistrada per un ordinador, que processa la informació corresponent i en genera una imatge de síntesi.
Dóna imatges precises dels teixits tous, a diferència dels raig X, que sols mostren parts dures com els ossos. Per altra, en usar un camp magnètic enlloc de radiacions ionitzants (com en els raig X o el TAC), es considera un procediment absolutament innocu.
També permet estudiar el metabolisme humà directament sobre el cos humà, (in vivo), com ara la contracció muscular o l'activitat del teixit cerebral, per exemple, sense provocar-hi interferències i sense necessitat d'utilitzar tècniques agressives. Això permetrà avançar en l’estudi del cervell, tan en la salut com en les malalties.
En medicina també s’utilitza per detectar teixits tumorals, que són transparents als raigs X, però essent més rics en aigua —i, per tant, en àtoms d'hidrogen—que els teixits contigus, es destaquen amb la RMN. 5. Compara les imatges següents: - Quines correspon a Raig X convencionals i quines a RMN. Com ho saps? - Quins avantatges té la segona tècnica? - Observes alguna anomalia en la columna estudiada?
30
3.4. Gammagrafia És un mètode d'exploració clínica, fonamentat en l'administració endovenosa (injecció) en una vena perifèrica d'una substància radioactiva, que es va fixant d'una manera selectiva sobre les cèl·lules de l'òrgan que cal estudiar. Si tenen el metabolisme molt actiu, com en el cas dels tumors, les cèl·lules del qual creixen més ràpid que les normals, es fixen més allà. Les substàncies emprades són substàncies radioactives de vida curta. Els òrgans generalment estudiats amb aquesta tècnica són els pulmons, la tiroide, els ronyons, el fetge i els ossos. És una prova llarga, encara que sovint el pacient queda ‘lliure’ després de la injecció fins al moment de comprovar on s’han dipositat les substàncies radioactives.
3.5. Tomografia d’Emisió de Positrons (PET o TEP)
La tomografia per emissió de positrons (T.E.P, més coneguda com a P.E.T. en anglès) mesura l'activitat metabòlica de les cèl·lules. S’utilitza sobretot en pacients que tenen malalties del cor, del cervell i càncer. La PET ajuda a visualitzar els canvis bioquímics que tenen lloc en el cos, com el metabolisme del múscul cardíac.
El procediment consisteix a administrar al pacient una substància que utilitza l'òrgan que es vol estudiar, però marcada amb isòtops radioactius de vida curta que emeten positrons. Posteriorment, mitjançant amb la càmera especial que es posa al voltant del pacient estirat es detecta la radiació produïda per la col·lisió entre els positrons emesos i els electrons de la matèria circumdant.
Amb el processament informàtic de les dades s’obtenen les imatges que indiquen la utilització de la substància administrada. Per exemple, una cèl·lula cancerígena usa molt ràpid la glucosa, així podem seguir en l’organisme viu el seu metabolisme.
Un altre cas és l'estudi de l'activitat cerebral d’una persona viva, subministrant glucosa marcada, i les imatges obtingudes seran diferents segons que el pacient estigui parlant, dormint o efectuant diverses accions 6. Busca quants anys fa que es va investigar què er en els positrons. En aquell moment es sabia que podria salvar vides humanes?. Que et fa p ensar sobre la necessitat de investigació bàsica que no té un aplicació clara? 7. Comparació de l’estat del pacient abans i despré s del tractament d’un tumor pulmonar mitjançant radioteràpia. Per comprovar si queden cè l·lules canceroses, s’injecta un marcador (FDG o fluordeoxiglucosa), que s’elimina d esprés del cos. A la bufeta de l’orina i al sistema circulatori es detecta la presència del mar cador, cosa ben normal. El tumor pulmonar està assenyalat amb la fletxa del tractame nt.
31
- Mira amb atenció les dates de les dues imatges. H a desaparegut el tumor? - La fletxa blava indica un lloc del cos on s’acumu la el marcador del líquid injectat. Quin lloc del cos és? 8. Diagnosticar amb rigor demències com l’Alzheimer en una persona viva no és fàcil. Les imatges de sota, obtingudes mitjançant una TEP, rep resenten el grau de metabolisme cerebral en un jove sa, en un ancià sa i en un anci à afectat per la malaltia d’Alzheimer. Les imatges de la part inferior es van prendre simultàn iament mitjançant ressonància magnètica (RMN).Quin cervell presenta menys activitat? Quina prova ho demostra amb més claredat
32
3.6. Ecografia
L’ecografia permet la localització d'objectes enviant ones ultrasòniques a través de la pell cap a l'òrgan a estudiar. Després han estat reflectides, com un eco, es recullen i es forma la imatge, no sempre fàcil d’interpretar. Per facilitar el pas de l’ultrasò al cos del pacient s’unta amb una mena de gelatina, com es fa en la foto superior. Coneixent com és la imatge ecogràfica d’un òrgan sa es pot distingir les variacions patològiques. En l'actualitat s'ha convertit en una prova indispensable en ginecologia i altres diagnòstics pel seu baix cost i el seu caràcter innocu. També és una ajut per orientar als metges mentre fan una punció en el cos humà per tal d'obtenir mostres o bé per a drenar el pus. Exercicis finals 1. Un esportista s’ha esquinçat un múscul. Li serà més útil una radiografia o una RMN? Justifica la resposta. 2. Les proves diagnòstiques basades en les imatges permeten observar el comportament dels teixits dels éssers vius “in vivo”, és a dir, sense haver-los de preparar fora del cos ni posar-los al microscopi. Quina utilitat tindrà això ? 3 Fes un quadre comparant les tècniques estudiades. 4.Interpretació d’imatges. Es poden treure d’internet , però potser serà més profitós fer-ho amb les que aporteu de la classe. Primer caldrà demanar a casa les proves diagnòstiques que hagin conservat: raigs X, TAC, RMN, etc. Triar-ne una feta en cada tècnica, les que visualment siguin més evidents per interpretar a classe. Preguntar a la família si les podeu usar, tapant prèviament amb un retall de paper enganxat amb cello el lloc on surt el nom del pacient. Molta cura en no perdre-les, són importants! Porteu-les per grups en dies diferents i poseu-les a les finestres per interpretar-les una mica durant uns minuts entre tots. Amb una càmera digital seria molt recomanable fer fotos i, un cop classificades organitzar, per exemple, diferents "“power point" per exposar el que heu après .