Palabras clave: bacterias

Ana Sotres “Las bacterias nos permiten limpiar aguas residuales y generar bioelectricidad al mismo tiempo”

Publicado por Gema Valera Vázquez
03/08/2017

 

Ana Sotres en su laboratorio en IRENA (León)
Ana Sotres en su laboratorio en IRENA (León)

Ana Sotres (Asturias, 1982) es Doctora en Ingeniería Ambiental por la Universidad Politécnica de Cataluña. Trabaja en IRENA, a las afueras de León, pero le gusta ir a pie, es el mejor momento del día para oxigenar el cerebro, y las mejores ideas a veces aparecen caminando. Desde que por casualidad llegó a sus manos una tesis doctoral que le descubrió que existían formas de generar energía verde aprovechando reacciones naturales de ciertas bacterias, lo tuvo claro: quería dedicarse a mejorar el rendimiento de las llamadas pilas biológicas, para poder utilizarlas a gran escala y aliviar el problema al que nos enfrentamos de agotamiento de energías fósiles.

Probablemente pocos de nuestros lectores han escuchado hablar sobre las pilas biológicas. ¿Cuál es el principio fundamental de estas pilas?
Se parecen a una pila convencional. Son un tipo de reactores con dos cámaras de diferente carga, un ánodo (negativo) y un cátodo (positivo), separados por una membrana. Estas cámaras están conectadas por una resistencia externa, como si fuera un circuito eléctrico. En el ánodo las bacterias degradan materia orgánica, y esta descomposición produce C02, protones y electrones, los cuales circulan por el circuito eléctrico hacia el cátodo, produciendo bioelectricidad y agua.

Es fabuloso pensar que si a estas bacterias se les da de comer los residuos orgánicos contenidos en aguas residuales, generan energía y limpian el agua. ¿Qué uso se le puede dar al agua?
Principalmente para riego. Las bacterias eliminan la carga orgánica que en altas concentraciones es contaminante; pero en ningún caso es agua potable, porque no va a ajustarse a los valores que establece la normativa, y porque el proceso de potabilización del agua es totalmente diferente. No sirve con eliminar la materia orgánica, tiene muchos más pasos como la desinfección para acabar con microorganismos patógenos.

La cantidad de energía que hoy por hoy podéis obtener con una biopila, ¿es suficiente como para hacer funcionar algún aparato de bajo coste energético como una bombilla LED?
Depende del tamaño de los reactores y materiales que utilices. Hay equipos que sí consiguen encender una bombilla o mover un ventilador pequeñito.

Entonces, ¿cuántas bacterias necesito para cargar mi teléfono móvil?
No creo que sea cuestión de cuántas sino de cuáles. Hay un tipo de microorganismos llamados exoelectrogénicos que pueden producir grandes cantidades de energía eléctrica.

¿Estamos cerca de aplicar las biopilas a gran escala?
Se están intentando hacer cosas, pero aún queda. Hay plantas piloto en Australia, en EEUU y en Bélgica, pero no sé en qué fase se encuentran. Lo que sí es cierto es que al ritmo que avanza la ciencia, y la cantidad de grupos de investigación detrás de esta tecnología, seguro que el futuro está más cerca de lo que pensamos.

Se tiende a asociar bacteria con peligro para la salud, ¿qué decimos a nuestros lectores para que se tranquilicen y no se muestren escépticos ante el uso de bacterias en Bioingeniería?
¡Que sin bacterias no podríamos vivir! Habitan nuestro cuerpo, gracias a ellas bebemos vino y comemos pan. Y además las podemos utilizar para descontaminar suelos, limpiar las playas de vertidos y ayudarnos a conseguir biocombustible. Todos los procesos biotecnológicos de los que nos beneficiamos están llevados a cabo por bacterias, un ejemplo cercano son las depuradoras de agua de las ciudades.

¿En casa también cuidas el medio ambiente?
Intento hacerlo, pero hay muchas cosas que no hago bien del todo y a veces me frustro, porque controlar todo es imposible: lo que comemos, los envases que generamos, la energía que consumimos, los contaminantes que se generan en cada prenda que usamos… la lista puede ser demasiado larga.

Ana, ¿qué te resulta más difícil?: ¿Contar tu proyecto a científicos en una conferencia internacional o al gran público en un evento divulgativo?
Son cosas muy distintas. Te van a juzgar de manera muy diferente y esperan cosas diferentes, pero para mí tiene más satisfacción personal que alguien que nunca haya oído hablar de células de combustible microbianas acabe entendiendo cómo funcionan y lo importantes que son como fuente de energía limpia.

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Alimentos, bacterias e intoxicaciones, de un vistazo

El informe de la Agencia de Seguridad Alimentaria de la FDA (US Food and Drug Administration)  advierte sobre los peligros de  los cuatro patógenos causantes de la mayoría de las intoxicaciones alimentarias. Bacterias de nombres aterradores que, según recoge el artículo publicado por The Atlantic, son las responsables de 48 millones de casos de intoxicaciones relacionadas con los alimentos en los Estados Unidos. Son E.Coli 0157, Salmonella, Campylobacter y Listeria y se encuentran en alimentos de la dieta habitual.

Los datos del informe dan pistas sobre dónde deben centrarse los esfuerzos para controlar y luchar contra las intoxicaciones provocadas por estas bacterias. Según el artículo, los datos ‘también revelan algunos desafíos. Por ejemplo, es más fácil reducir a cero el riesgo en un par de causas, como la presencia de E.Coli en la ternera y en las verduras crudas, que mantener una guerra abierta y difusa contra la Salmonela’.

Mientras avanzan las investigaciones, se recomienda seguir cuidadosamente algunos consejos básicos.

 

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Cinco buenas razones para cuidar de nuestras bacterias

Trillones de amigos que no sabias que tenias.
Trillones de amigos invisibles

1. Somos más bacteria que humano

De hecho, hay 10 veces más células de microorganismos (bacterias, virus, hongos) en nuestro cuerpo, que células humanas ! Esto quiere decir 100 veces más genes de microbios que nuestros. Ese conjunto de microorganismos representan lo que los científicos llaman el microbioma humano.

Estos microorganismos no representan ninguna amenaza. Al contrario, son benéficos y necesarios para mantenernos en buena salud.

La comunidad de bacterias mas grande de nuestro cuerpo se encuentra en el intestino.  Ahí, a cambio del abrigo y la comida que les damos, hacen cosas muy importantes :

2. Nos defienden contra otras bacterias peligrosas, al competir directamente por nutrientes o al producir sustancias antimicrobianas. Por ejemplo, bacterias intestinales del género Bifidobacterium liberan sustancias microbicidas que impiden la adherencia de cepas patogénicas de Escherichia coli a la pared intestinal, y su proliferación.

 3.  Regulan nuestro metabolismo, es decir la manera en que quemamos azucares o almacenamos grasas. Los científicos han encontrado que las poblaciones de bacterias de individuos delgados son diferentes y más diversas que las de individuos obesos. Lo interesante es que además tienen distintos efectos metabólicos cuando administradas a ratones de laboratorio : las bacterias intestinales de individuos delgados protegen a los ratones de volverse obesos, mientras que los ratones que recibieron bacterias de individuos obesos aumentaron rápidamente de peso.

4. Educan a nuestro sistema inmune para que destruya lo que es peligroso y deje tranquilo lo que no lo es.  Los científicos sospechan que muchas alergias y enfermedades autoinmunes se deben a alteraciones en nuestras bacterias intestinales. Además, ciertas bacterias intestinales ayudan al sistema inmune a luchar contra tumores, incluso cuando dichos tumores están lejos del sistema gastrointestinal. Un par de estudios recientes sobre el papel de la flora intestinal en la respuesta antitumoral demostraron que la toma de antibióticos afecta la respuesta a tratamientos anticancerosos. Asi, diferentes tipos de tratamientos (quimioterapia e inmunoterapia) eran menos eficaces en ratones con una flora intestinal alterada como consecuencia de la toma de antibióticos, que en ratones con una flora intestinal intacta.

5. Mandan señales a nuestro cerebro e incluso influyen en nuestro estado de animo o ansiedad. Por ejemplo, muchos individuos con síndrome de autismo tienen problemas gastrointestinales. Un estudio reciente usando un modelo de autismo inducido en ratones, demostró que el intestino de los ratones afectados tiene “fugas” que dejan pasar material del intestino a la sangre. También encontraron que tenían bajos niveles de un tipo de bacteria intestinal llamada Bacterioides frágilis. Cuando los investigadores re-introdujeron un dicha bacteria en la dieta, la permeabilidad intestinal se corrigió y el comportamiento de los ratones cambió : se volvieron más sociales y menos ansiosos.

Aunque la mayoría de estos estudios se hicieron con ratones y no en humano, ponen en evidencia la importancia de tener una flora intestinal diversa e intacta para evitar desordenes metabólicos, inmunológicos o neurológicos.

El problema es que en los últimos años, los científicos han notado que la diversidad de bacterias en nuestro intestino ha ido disminuyendo.

Esto es consecuencia de : menos partos naturales y menos madres que amamantan (las primeras bacterias las adquirimos a través del parto natural y la leche materna) ; un uso indiscriminado de antibióticos desde que somos pequeños; nuestra obsesión por la limpieza; y muy importante, los cambios en dieta. Está comprobado que las dietas del mundo occidental, altas en grasa, cambian la abundancia y la actividad de nuestras bacterias comensales.  El resultado es inflamación, colitis, cáncer, diabetes. En cambio, las dietas ricas en fibra favorecen la presencia y actividad de bacterias que rompen carbohidratos y azúcares y que limitan la inflamación.

Quizás podamos acabar compensando parcialmente este problema consumiendo pro-bióticos (es decir bacterias con efectos anti-inflamatorios) o pre-bióticos (es decir,  nutrientes que les gustan a dichas bacterias).

En todo caso, una cosa es segura :  un uso más racional de antibióticos y una dieta variada y rica en fibra son dos medidas sencillas – y esenciales – para cuidar de nuestros microbios y por lo tanto de nuestra salud.

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