Los superhéroes y la ciencia


Hoy en los monjes fanáticos daremos rienda suelta a nuestra imaginación reuniendo el tema de los cómics y películas junto con la ciencia, en específico basándonos en un paper, para quienes no saben, un paper es un artículo científico donde se trabajó una investigación y se comunica la información a través de alguna revista especializada. El link a este trabajo es:  “Superhero physiology: the case for Captain America” o en español, Fisiología de superhéroes: el caso del Capitán América.

Captain America

Como introducción y recordando ya temas tocados en nuestro podcast, el viaje del héroe nos muestra el transitar de un personaje desde su vida cotidiana (sin poderes o no heroica) hasta que se vuelve un héroe (se encuentra cambiado o con poderes), tenemos como ejemplo la historia de Tarzán de los monos, de Burroughs, donde crea un protagonista que sobrevive a lo imposible, el niño adapta su cuerpo y mente, adquiriendo habilidades super humanas, pero de un origen puramente natural. Todas sus habilidades están dentro del marco de lo humanamente posible.

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En la literatura fantástica y los cómics normalmente los superhéroes obtienen sus habilidades con un encuentro accidental con químicos, radiación, o agentes de origen de otros mundos, pero sus habilidades obtenidas ya sobrepasan las capacidades humanas posibles y es ahí donde nos enfocaremos.

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En el presente artículo nos centraremos en Steve Roger, el Capitán América, ya que a pesar de sobrepasar al ser humano todavía se mantiene más cerca de lo real, pero veremos como debería haber cambiado su fisiología para concordar científicamente con las proezas que realiza. Uniremos la ficción con la ciencia.

Tanto en cómics como en el cine, Capitán América también adquiere sus habilidades mediante misteriosos experimentos. Tal como se ve en la película del 2011: Capitán América, el primer Vengador, Steve Rogers es inyectado con un suero de super soldado y expuesto a rayos Vita (en la realidad tendría que ser algo más cercano a rayos gama). El resultado es una transformación desde un débil ser humano a superhéroe. Un ejemplo de sus nuevas capacidades se ven en la película del año 2014, Capitan América, el soldado del invierno. Capitán América muestra que puede completar una carrera de 13 millas o 21 kilómetros en media hora.

Pero la idea de este paper es utilizar estos ejemplos para la enseñanza pedagógica e ilustrar principios científicos. Así que para una mejor comprensión de los temas a tratar explicaremos que nuestro ADN contiene la información genética para muchos procesos en nuestro cuerpo, este ADN puede verse afectado por distintos factores para volvernos superhéroes.

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Suero de Super Soldado: mecanismos de acción
El suero y los rayos debieron mutar el ADN del Capitán para lograr su fuerza y velocidad, como los genes del crecimiento de la musculatura, conocido como hipertrofia muscular esquelética, mejorando los mecanismos metabólicos relacionados con el ejercicio. También puede haber un cambio en las fibras musculares haciéndolas más eficientes.
Otra forma es mediante una mayor generación de mitocondrias, las cuales generan ATP, proceso conocido como capacidad aeróbica, siendo el ATP quien entrega la energía necesaria para que las células funcionen. Recordemos que esta simbiosis permitió a la célula progresar sobre otras. Mejor que la simbiosis de Venom.

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En los atletas se han visto genes activados en test anaeróbicos, o sea sin necesidad de utilizar oxígeno intracelular para generar ATP, y ha sido llamado el gen de los atletas “sprinter” o “corredores” debido a su alta prevalencia enla elite de atletas anaeróbicos, corredores de 100 metros planos, tales como Usain Bolt, Asafa Powel o Justin Gatlin. Es probable que Steve Rogers tenga aumentada la expresión de estos genes los cuales incrementan la potencia y fuerza muscular.

London Olympics Athletics Mens

Eficiencia metabólica
Conocido como VO 2 max, alcanza en buenas condiciones 40, siendo sobre 55 excepcional y llegando incluso a valores cercanos a 90 en un atleta de máximo desarrollo, pero el Capitán América estaría con valores de 170. Un incremento en la eficiencia metabólica tendrá mayor capacidad de aguantar el ejercicio, disminuir la fatiga e incrementar la generación de fuerza muscular. Por lo cual debiera además ingerir una cantidad de alimentos para cubrir ese consumo calórico. En las películas casi no se le ve comer, para explicar esto, una persona el paper propone 3 adaptaciones de nuestro héroe para no comer tanto:

1) Mayor eficiencia digestiva debido a una mayor absorción y menor termogénesis (generación de calor).

2) Reducción de gasto energético en procesos celulares que normalmente gastan mucha energía.

3) Aumento de la utilización de substratos celulares, proceso visto en muchos cambios  fisiológicos en atletas expuestos a entrenamientos crónicos.

Además, podría tener mutaciones y mejorías de ciertos componentes que aumentarían su eficiencia como control de la cantidad de calcio (que permite contracción muscular), intercambio de sodio y potasio en la contracción muscular, mejor uso del ATP (energía celular que entregan las mitocondrias).

Su musculatura tendría que ser armónica en los dos tipos que se encuentran en los deportistas los atletas de resistencia tienen fibras tipo I y los corredores de 100 metros planos o saltadores de altura poseen fibras tipo II.

En el experimento del super soldado, gana más de 100 libras, o 45 kg, y crece más de 30 centímetros.
Steve Roger

Sistema muscular

Una frase típica de Steve Rogers es “podría estar haciendo esto todo el día”, esto viene en la parte psicológica del personaje, ya que incluso lo cree antes del suero del supersoldado. La química que le permite aquello es que tiene un alto nivel de Dopamina, que es un neurotransmisor  que nos recompensa y nos hace sentir mejor. Su contraprte es la Serotonina relacionado al enojo y andar de mal humor. La relación serotonina/dopamina si aumenta puede llevar a fatiga y sentirse cansado, por el contrario, una disminución mejoraría el rendimiento físico y psicológico. Por estas razones nuestro Capitán tendría una óptima relación lo que ayudaría a evitar la fatiga del sistema nervioso central.

En la parte física el control de la fatiga implica que su cuerpo controle el balance ácido-base evitando caer en la acidosis que aumenta los H+ que causan cansancio, así como evitar el aumento de Fosfato inorgánico (Pi) que también ocasionan el cansancio celular.

Sistema Cardiovascular
Como vimos anteriormente se ha predicho que el Capitán América tiene una Vo2 max de 177, por lo que necesita un eficiente sistema cardiovascular que corresponde a 19.293 ml/min para 109 kg, siendo lo normal 4.500 ml/min para una persona de 70 kg. Esto dobla la VO2 max medida en maratonistas de los años 80s, donde sabemos que hubo utilización de esteroides y ayuda extradeportiva. De no tener otros cambios que minimicen este requerimiento el Capitán América necesitaría un corazón gigante. En relación a los latidos una persona normal puede llegar a valores de 190-220 latidos por minuto, sin embargo, Capitán América debe estar cercano a valores de 250 latidos por minuto. Y finalmente el transporte de oxígeno sanguíneo debiera ser el triple o cuádruple más eficiente que el de un humano promedio. En las alturas el ser humano puede mejorar la eficiencia de dicho transporte con una mayor cantidad de glóbulos rojos, pero en la cantidad que requiere el Capitán necesariamente tiene que ser más eficientes.

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En conclusión los poderes del Capitán América exceden las capacidades de los más avanzados gimnastas olímpicos. Sus poderes  de fuerza, velocidad y resistencia no se podrían lograr sólo entrenando el cuerpo, incluso hasta el límite. Para tener esos poderes el suero del supersoldado y los rayos a los que fue expuesto debieron alterar su ADN para lograr modificaciones fisiológicas que le permiten ser un héroe.

El objetivo del paper es mediante un ícono de la cultura pop y los cómics llevar conceptos científicos de un modo más entretenido  y efectivo. Nosotros nos sumamos a esta idea realizando esta versión acotada de los puntos fundamentales y los invitamos a revisar el paper completo y dejarnos sus comentarios.

Pueden revisar el programa donde comentamos este artículo:

Monjes Fanáticos: Superhéroes y la ciencia

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