6. El tabac

6.2 El tabac i els seus components

El tabac és una droga estimulant del sistema nerviós central. Aquest efecte el produeix una substància anteriorment esmentada anomenada nicotina. Aquesta posseeix una gran capacitat addictiva i és una de les substàncies causants de la dependència que un fumador pot arribar a desenvolupar amb aquest producte.

En el moment que s’encén un cigarret, de la seva combustió s’originen més de 4000 productes diferents que són tòxics o molt tòxics. Alguns d’aquests destaquen per la seva gran perillositat i les malalties derivades que produeix el seu consum, alguns d’aquests components són els següents:

- Quitrans: són els responsables dels diferents tipus de càncers.

- Monòxid de carboni: afavoreix les malalties cardiovasculars.

- Irritants (fenols, amoníacs, àcid cianhídric): són responsables de les malalties respiratòries com ara la bronquitis crònica i l’emfisema pulmonar.

Imatge extreta del llibre Ciències per al món contemporani pàgina 133

6.3 Efectes sobre l’organisme i la salut

Un cop inhalades aquestes substancies actuen directament sobre el nostre organisme. Algunes d’aquestes com per exemple el monòxid de carboni arriben ràpidament a la sang a traves dels pulmons. Un cop ja ha arribat al teixit sanguini danya el sistema vascular i també provoca una disminució del transport d’oxigen als teixits de tot l’organisme. Una altre d’aquestes substàncies és la nicotina, un dels seus principals efectes és produir addicció derivada del consum de tabac però també actua sobre el sistema cardiovascular provocant augments de la freqüència cardíaca i la possibilitat de patir arítmies[1].

Del consum de tabac també poden produir-se algunes alteracions externes com ara:

-

El consum de tabac a Espanya provoca més morts que els produïts per accidents de transit i el consum de drogues il·legals junts. (OMS)

Aparició d’arrugues en la zona del llavi superior, a la barbeta i al voltant dels ulls, coloració gris de la pell.

- Taques en dents i ungles, infeccions i caries dentals.

- Mal alè i mal olor corporal produit per la impregnació del fum del tabac.

Segons l’organització mundial de la salut, el tabac és la primera causa evitable de malaltia, invalidesa o mort prematura en tot el món. El consum d’aquest producte provoca cada any 1,2 milions de morts a tota Europa i aproximadament 50.000 només a Espanya. El consum de tabac està directament relacionat amb l’aparició de més de 29 malalties de les quals 10 són diferents tipus de càncers.

De les malalties derivades del tabaquisme destaquen algunes de les següents:

·Bronquitis crònica · Càncer de pulmó

·Emfisema pulmonar ·Hipertensió arterial

·Malalties coronaries ·Accidents cerebrovasculars

·Ulcera gastrointestinal ·Gastritis crònica

6.4 Quan i quant de tabac es consumeix a Espanya?

Durant l’etapa de l’adolescència és quan es produeixen els primers contactes amb les drogues ja siguin legals o il·legals. La mitjana d’edat on es comença a provar amb aquestes substàncies, més concretament el tabac, és de 13 anys. Entre 14 i 16 anys aproximadament els adolescents tenen els primers contactes amb el cànnabis i els seus derivats i finalment entre els 15 i els 16 anys amb la cocaïna i d’altres. En la taula següent apareixen les edats mitjanes del consum de totes aquestes substàncies.

El consum de tabac en el nostre país ha sofert un descens progressiu durant els últims anys. La caiguda de les vendes d’aquest producte està estretament relacionada amb la percepció del risc que comporta fumar i la difusió d’informació sobre les substàncies que contenen els cigarrets, tot i això 3 de cada 10 espanyols majors de 16 anys fumen diàriament. On es registra un major consum d’aquesta substància és la franja d’edat que compren des de 25 anys fins als 44 i els que menys fumen són els majors de 65 anys. Durant els últims anys el consum de tabac ha disminuït entre els homes però s’ha observat un augment del consum d’aquesta substància entre les dones i especialment les més joves. Per comprovar que realment hi ha un descens en el consum s’han utilitzat dades procedents del ministeri de sanitat i consum que han servit per confeccionar aquest gràfic. Es possible observar un clar descens del tabaquisme en la població espanyola.

---

[1] Arrítmia: alteració del ritme cardíac

4.Substàncies addictives

4.1 La nicotina: composició i absorció

La nicotina (C₁₀H₁₄N₂ ) és un alcaloide derivat de la ornitina i es troba en les fulles del tabac. En altes concentracions és un potent insecticida que s’utilitza en l’agricultura i en baixes concentracions actua com estimulant. Aquesta substància està formada per una piridina i un pirrol i existeixen dos isòmers d’aquesta, la D- nicotina i la L- nicotina. Aquesta última és la que es troba en el tabac. Quan un fumador inhala aquesta substància a través del fum d’un cigarret va directament als pulmons i per tant arriba a la sang. En set segons arriba una quarta part de la nicotina consumida al SNC, això fa que sigui una droga psicoactiva, és a dir, és capaç de produir una dependència important als consumidors poc temps desprès de consumir-la. Depenent de la quantitat de nicotina incorporada, les reaccions del cos poden ser diferents. En un primer exemple quan s'ha consumit una quantitat petita de nicotina, la continguda en un cigarret, els efectes produïts són psicoestimulants i per tant milloren les capacitats mentals ja que aquesta imita l’acció d’un neurotransmissor anomenat acetilcolina i per tant la nicotina provoca una sensació de gust, calma i millora la concentració. Aquest neurotransmissor és segregat per la medul·la espinal i el tronc cerebral i la seva funció és la de comunicar les neurones i aquestes amb la musculatura. També és important en diferents funcions autònomes del SNC com ara el ritme cardíac, la respiració i la dilatació de les pupiles, ja que la nicotina també té efectes estimulants sobre tots aquests processos. L'altre tipus de reacció és duu a terme quan es produeix un consum important de nicotina, aquest cop els efectes d'aquesta substància són diferents ja que quan la sang l’ha dut al cervell aquesta produeix un efecte sedant i actua com a depressor i per tant actua com un depressor del SNC.

La nicotina es pot trobar entre 1 i 2% en els cigarrets, per tant podem concloure que en el cas d’un cigarret, la nicotina continguda en aquest tindria un efecte de caràcter psicoestimulant ja que el cigarret d’ un gram només conté de 10 a 20 mg d’aquesta substància i d’aquesta el 10% passa al fum així d’un cigarret es fuma de 1 a 2 mg de nicotina.

L’absorció de la nicotina també pot produir-se a través de la pell. La quantitat de nicotina absorbida per aquest teixit depèn de diversos factors externs com per exemple: l’ higiene personal, l’ humitat de l'ambient o el pH de la pell. Un altre dels mecanismes d’absorció de nicotina es troba en la cavitat bucal, ja que dins de la boca hi trobem la mucosa bucal i els plexes sublinguals, aquests aproximadament absorbeixen d’un 4 a un 40% de la nicotina que podem trobar en un cigarret normal. L’absorció de la nicotina mitjançant mucoses és la forma més ràpida amb la que aquesta substància arriba al cervell, aquest efecte tan immediat és una de les propietats que fan que la nicotina produeixi dependència. Finalment la nicotina arriba als pulmons, en aquests es produeix l'absorció del 79 al 90 %, poc després la nicotina arriba a la sang i es conduïda fins al cervell.

La velocitat d’absorció d’aquesta substància depèn del nivell del seu pH. En el cas del tabac els valors normals són de 6 o menys. En un cigarret la nicotina es troba unida a algunes substàncies àcides que conté el tabac, això fa que no sigui volàtil i per tant l’absorció de la nicotina seria lenta, però quan s’encén un cigarret, la nicotina s’allibera de les substancies àcides i es converteix en una substància volàtil i és absorbida ràpidament per l’organisme.

4.2 Actuació de la nicotina sobre el sistema nerviós central (SNC)

4.2.1 La sinapsis

Per entendre com actua la nicotina sobre el SNC cal conèixer primer com es produeix la comunicació entre les cèl·lules nervioses, anomenades neurones, on es du a terme aquest procés i com s'inicia tot aquest mecanisme.

El nostre cervell està format per un teixit especialitzat anomenat teixit nerviós i les seves cèl·lules anomenades neurones estan connectades entre si formant ramificacions. Les neurones són capaces de generar impulsos elèctrics que es transmeten per una fibra anomenada axó fins arribar a l'extrem on es troben emmagatzemats els neurotransmissors. En els extrems d'aquestes ramificacions cel·lulars hi trobem algunes substàncies allotjades, molt properes a l'espai sinàptic. Per exemplificar aquest procés s’ha escollit el neurotransmissor acetilcolina. Aquest es troba allotjat en uns sacs membranosos anomenats vesícules sinàptiques situades a l’extrem de l’axó(1). Quan una senyal elèctrica arriba a l’extrem de l’axó les vesícules es fusionen amb la paret de la neurona aquesta fusió allibera acetilcolina a l’espai sinàptic entre l’axó i les dendrites[1] de la següent cèl·lula(2). El neurotransmissor es mou a través de la sinapsis cap a la següent neurona i en aquesta hi trobem les dendrites que contenen receptors als quals es pot adherir(3).

L’acte d’adhesió transfereix el missatge a la següent neurona i aquesta genera un nou impuls elèctric, un cop ja ha sigut transmès, l’acetilcolina se separa del receptor i s’allibera un enzim[2] anomenat acetilcolinesterasa(4). Aquest enzim té la funció de desactivar la acetilcolina separant la colina de l’àcid acètic i posteriorment es produeix l’absorció de la colina per l’axó amb l’ajuda de les proteïnes de reabsorció on és reciclada(5).

4.2.2 La sinapsis sota l’efecte de la nicotina

La nicotina actua sobre el sistema nerviós intensificant els mecanismes neurotransmissors. Amb el coneixement actual de l’encèfal podem saber que les substàncies addictives actuen sobre els anomenats circuits de recompensa cerebrals, de manera que el seu consum pot produir plaer i alhora inactivar alguns circuits de control com la conducta o disminuir-ne la seva activitat.

Respecte a la sinapsis es coneix que, quan la nicotina arriba a l’espai sinàptic actua com si es tractes del neurotransmissor acetilcolina i per tant s’adhereix als receptors de la membrana de la neurona postsinàptica designats per a la acetilcolina(1). Al adherir-se als receptors aquesta produeix un seguit de senyals que produiran impulsos elèctrics, es podria dir que fa el paper de l’acetilcolina. Un cop la nicotina és retornada a l’espai sinàptic dura molt més temps ja que l’enzim acetilcolinesterasa no pot metabolitzar-la i per tant pot transmetre més senyals de les que l’acetilcolina podria haver transmès(2).

Aquest procés produeix una sensació de plaer i eufòria degut a que la nicotina estimula els receptors de la acetilcolina en les neurones de dopamina, produint l’alliberació de dopamina en el sistema de retribució cerebral.

·Tolerància: Si es fuma regularment significa que el cervell necessita nicotina per funcionar normalment i és possible experimentar símptomes com ara irritabilitat, ansietat, insomni i depressió. Aquests efectes són produïts ja que hi ha una gran quantitat de nicotina present en el cervell i els receptors de l’acetilcolina es sobrestimulen, això produeix que aquests receptors es tornin temporalment insensibles i tant l’acetilcolina com la nicotina no poden adherir-s’hi. En conseqüència es transmeten menys senyals de les habituals i es necessita més nicotina per aconseguir la mateixa sensació de plaer, també es creen nous receptors de membrana.

·Abstinència: Si es deixa de fumar de cop la nicotina deixa de trobar-se present en el cervell i la insensibilitat causada per la nicotina disminueix, l’acetilcolina ja pot tornar a activar els seus receptors de forma normal, però ara existeixen molts més receptors que abans i la neurona és bombardejada amb estímuls i es torna molt activa ja que s’envien molts més missatges. Aquest procés biològic és l’explicació del síndrome d’abstinència.

·Altres conseqüències: la nicotina també estimula les glàndules de l’adrenalina[3] per que segreguin aquesta substància a la sang. Aquesta substància es alliberada en condicions normals en situacions estressants o quan ens trobem espantats i incrementa el ritme cardíac, el ritme de la respiració i la pressió sanguínia, això fa que ens sentim excitats i energètics. Un altre efecte és l’alliberació de glucosa a la sang, això fa que el cervell cregui que s’acaba d’ingerir un aliment i deixa de segregar substancies que fan sentir ganes de menjar. Aquesta és una explicació perquè desprès de fumar ens sentim amb menys gana. http://www.drogasycerebro.com/

---

[1] Dendrites: prolongacions ramificades de la neurona.

[2] Enzim: són proteïnes que tenen la capacitat de facilitar i accelerar les reaccions químiques que en duen a terme en els teixits vius.

[3] Adrenalina: hormona vasoactiva secretada per les glàndules suprarenals.

2. Daphnia magna

2.1 Classificació

La Daphnia magna, també coneguda vulgarment com puça d’aigua pertany al regne animal i és un artròpode microscòpic. La seva classificació taxonòmica és la següent:

Regne: Animal

Tipus: Artròpodes

Subtipus: Crustacis

Classe: Branquiòpodes

Ordre: Cladòcers

Família: Dàfnids

Gènere: Daphnia

Espècie: Daphnia magna

Una de les característiques més importants de la família dels Dàfnids és que tenen la capacitat de poder produir grans quantitats d’ous partenogenètics, això significa que la femella pot produir ous sense la necessitat d’aparellar-se amb un mascle. Una altre de les característiques d’aquesta família és que cada individu pot portar un màxim d’entre un o dos ous, aquests ous són emmagatzemats en una cavitat anomenada efipi, hi ha algunes espècies de Dàfnids que en poden portar més de dos. Concretament, el gènere Daphnia es caracteritza per tenir el marge de les valves perllongat per una espina terminal posterior. Dins d’aquest gènere podem trobar diferents espècies, entre les quals destaquem les següents:

Daphnia magna: és l’espècie de Daphnia escollida per dur a terme el treball experimental. Gràcies a les seves característiques morfològiques i fisiològiques la fan adient per la nostre investigació. Aquesta espècie necessita viure en aigües lleugerament eutròfiques i amb un pH estable entre 6,5 i 7.

Imatge d’una Daphnia magna a 40x obtinguda al laboratori.

Daphnia atkinsoni: és una espècie característica d’aigües mineralitzades, és a dir, l’ecosistema més adient per a la proliferació d’aquesta espècie són els rius. La Daphnia atkinsoni necessita trobar-se en aigües amb un pH neutre[1] per desenvolupar-se correctament. La seva morfologia és diferent a la Daphnia magna però té característiques comuns com ara la cambra incubadora pròpia d’aquest gènere. Daphnia atkinsoni

http://www.pm.ruhr-uni-bochum.de/imperia/md/images/pressestelle/2008/daphnia_atkinsoni_ganz.jpg

Daphnia pulex i Daphnia longispina: La morfologia d’aquestes dues espècies és lleugerament diferent a les anteriors, són més petites i tenen efipi més triangular. Una altre de les seves característiques és adaptar-se a algunes condicions externes del medi on es troben. Aquestes són capaces de produir canvis en la seva morfologia per tal d’adaptar-se millor en ambients hostils.

http://www.dr-ralf-wagner.de/Bilder/Daphnia_pulex_obtusa.jpg

http://www.revistaecosistemas.net/admin/Archivos/Imagenes/editor/X_2/Garc%C3%ADa%209.jpg

2.2 MORFOLOGIA I FISIOLOGIA

2.2.1 Morfologia

La Daphnia magna va ser l’espècie escollida pel desenvolupament del treball experimental ja que posseeix algunes característiques que la feien el pluricel·lular adient per tal de dur a terme les nostres proves. És fàcil de cultivar i com totes les puces d’aigua el seu recobriment extern és capaç d’absorbir una gran quantitat de substàncies dissoltes en el medi on es troba. En aquesta imatge és possible observar un tram d’aquest recobriment extern, és pot veure que aquest està format per peces que dibuixen àrees poligonals tant regulars com irregulars. També és important remarcar que aquest recobriment està format per una substancia d’origen quitinós.

Aquesta és la responsable de la poca resistència del recobriment de la Daphnia magna envers a altres espècies, les quals tenen un recobriment format bàsicament de calci, aquesta paret externa es caracteritza també per la seva transparència, això permet l’observació dels òrgans interns d’aquest ésser viu.

Una altre de les característiques principals per les que vam optar per la puça d’aigua va ser la clara diferenciació del cor. Ja que s’havia de fer un recompte constant del ritme cardíac i era important poder distingir el cor en tot moment. En aquesta microfotografia podem observar el cor, és fàcilment diferenciable pel seu moviment i es troba en la zona dorsal[2], senyalada en aquesta imatge

En aquesta imatge[3] podem observar la microfotografia d’una puça d’aigua obtinguda al laboratori del CDEC. Per comprendre millor la seva morfologia la compararem amb un dibuix esquemàtic de les seves parts.

1. Antenes 2. Ull compost 3. Rostre 4. Antènula 5. Mandíbula 6. Primer apèndix toràcic 7. Cinquè apèndix toràcic 8. Forca caudal 9. Espines anals 10. Postabdomen 11. Sedes abdominals 12. Espina caudal 13. Processos abdominals

14. Cambra incubadora 15.Elm o escut cefàlic 16. Cor 17. Tub digestiu

18. Ganxo copulador (només el mascle)

- En el cap s’hi troben els òrgans dels sentits, molt visible es veu l’ull compost i molt a prop hi trobem la boca. El primer parell d’antenes és de tamany molt reduït i tenen una funció bàsicament sensitiva mentre que el segon parell d’antenes és més gran i constitueixen els òrgans propulsors nedadors, molt característics en aquests animals.

- El tub digestiu comença a la boca i acostuma a estar ple de matèries alimentàries que li donen una intensa tonalitat verdosa. La majoria de puces d’aigua són herbívors i s’alimenten d’algues microscòpiques del plàncton.

- El cor és l’únic òrgan de l’aparell circulatori, està situat en la regió dorsal i es troba davant de la cambra incubadora. Amb una gran quantitat d’augments es possible observar com els hematies surten projectats cap en davant, recorrent el cap de la puça d’aigua per recórrer posteriorment tots els seus òrgans.

- El sistema nerviós comença amb el gangli òptic que es troba en l’ull de la Daphnia magna. N’hi ha un altre anomenat gangli antiesofàgic, aquest també es troba a l’ull però només quan la puça d’aigua es troba en la fase larvària- embrionària.

2.2.2 Diferències sexuals

Aquesta espècie presenta diformisme sexual entre la femella i el mascle. Una de les principals diferencies observables a simple vista i que únicament presenten les femelles és l’aparició d’ous en la cambra incubadora. És possible distingir-ho a simple vista ja que en la zona dorsal d’aquesta apareixen uns petits punts negres.

Una altre característica morfològica que es pot observar a simple vista és la diferència de tamany entre el mascle i la femella. En aquest cas el mascle és més petit que la femella ja que aquesta ha de ser capaç de poder incubar els ous en la cambra incubadora. També hi han algunes altres característiques morfològiques que li proporcionen una major grandària. En les dues següents microfotografies fetes al laboratori podem observar la diferencia de tamany enregistrada per el microscopi òptic a 40 x.

Les mesures que es poden observar en aquestes microfotografies han sigut obtingudes mitjançant una opció de mesura del propi programa de captura d’imatge de l’equip de microscòpia. Aquest programa ha sigut utilitzat per capturar els vídeos i les imatges del treball experimental.

Si no hi ha ous a la cambra incubadora, es pot observar al microscopi una altre diferència entre els dos sexes. No es possible fer una observació a simple vista ja que es tracta del ganxo copulador. Aquest és una estructura de forma corbada que posseeix el mascle. Per poder veure’l és imprescindible utilitzar uns augments majors que els emprats fins ara. S’ha realitzat una microfotografia a 1000x per observar-lo correctament, aquest és troba en la regió del primer apèndix toràcic.

2.2.3 Fisiologia

Dintre d’aquest apartat es parla de la reproducció, la nutrició i respiració.

Reproducció: En condicions normals les femelles es reprodueixen mitjançant ous partenogenètics. Aquests poc a poc s’aniran acumulant dins de la cambra incubadora fins que estiguin totalment desenvolupats. Un cop aquests ous ja s’han desenvolupat totalment s’alliberen al medi exterior, la quantitat alliberada dependrà de l’espècie i de la disponibilitat d’aliments del medi on es trobi. L’aparició de mascles només es dóna en unes condicions determinades, ja sigui per la disminució dels recursos del medi on es troba allotjada la població o bé per un augment important de la densitat d’aquesta. Amb l’aparició del mascle es dur a terme la reproducció sexual, en aquest procés el mascle utilitza el ganxo copulador per atrapar a la femella i posteriorment fecundar-la. Un cop la femella ha sigut fecundada, la cambra incubadora pateix alguns canvis que porten a la formació de l’efipi. És normal que la reproducció sexual es produeixi en situacions d’estrès per a la població ja que està relacionada amb l’aparició d’ous de resistència. Aquest procediment li proporciona a l’espècie una major variabilitat genètica i per tant amb més possibilitats de supervivència en unes condicions ambientals desfavorables.

Nutrició: La majoria de cladòcers són filtradors no selectius i per tant el seu regim pot ser fitòfag[4] o detritívor[5]. La nutrició s’inicia en la boca, on entren algues microscòpiques que serveixen com a aliment a la puça d’aigua. Posteriorment passen al tub digestiu fins arribar a l’intestí mitjà. En aquest òrgan es produeix la digestió i l’absorció dels nutrients, finalment les substàncies de rebuig són eliminades.

Respiració: la zona ventral està lleugerament oberta per tal de garantir una major entrada d’aigua a les extremitats davanteres, les quals fan d’òrgans respiratoris ja que estan dotats d’apèndix branquials. El moviment continu dels apèndix davanters serveix bàsicament per oxigenar la seva sang.

---

[1] pH neutre: el nivell de pH de l’aigua ha de ser d’ aproximadament 7.

[2] Zona dorsal: zona posterior de la puça d’aigua.

[3] Microfotografia d’una Daphnia magna a 40x i esquema comparatiu de la seva morfologia.

[4] Fitòfag: s’alimenta de matèries vegetals.

[5] Detrívor: s’alimenta de detrits orgànics produïts per altres éssers.