Este artículo fue extraído de la página Science in School, una revista europea que fomenta la enseñanza de la ciencia a través de una animanda comunicación entre profesores, científicos y demás personas implicadas en la educación científica.
Fred Engelbrecht y Thomas Wendt del Laboratorio de Enseñanza ExploHeidelberg describen algunos experimentos sobre la detección de azúcar para mostrar los problemas a los que se enfrentan los diabéticos cada día.
Diabetes, una enfermedad de la civilización moderna
El monosacárido glucosa es la fuente más importante de energía para los organismos eucariota y es usada por las células para la respiración aeróbica y anaeróbica. Además sirve como precursor en la producción de proteínas y en el metabolismo de lípidos. Por eso, es una molécula central en varias rutas metabólicas y su concentración en la sangre debe estar estrictamente regulada por insulina y glucagón.
Diabetes mellitus (o mas sencillamente diabetes) es un síndrome caracterizado por un metabolismo de glucosa desregulado y por niveles elevados de glucosa en sangre (hiperglucemia). Esto es causado por niveles bajos de la hormona insulina, o por una resistencia anormal a los efectos de la insulina junto con niveles de secreción de insulina demasiado bajos para compensar la resistencia.
Hay dos tipos principales de diabetes: tipo 1 y tipo 2. A pesar que tienen causas distintas, los pacientes con cualquiera de los dos no son capaces de producir suficientemente insulina en las células beta del páncreas para prevenir hiperglucemia.
La diabetes tipo 1 representa el 10% de todos los casos de diabetes en Europa y esta caracterizada por la pérdida de las células beta del páncreas, normalmente por destrucción autoinmune. Puesto que la diabetes tipo 1 afecta frecuentemente a pacientes jóvenes, también se llama diabetes juvenil. Es la forma más severa de la enfermedad porque no hay tratamiento. En su lugar, los pacientes tienen que ajustar su estilo de vida, por ejemplo cambiando su dieta, haciendo ejercicios regularmente y midiendo sus niveles de azúcar en la sangre. Además, inyecciones subcutáneas o la administración continua de insulina a través de una bomba conectada a la circulación sanguínea son necesarios para evitar el coma y la muerte.
La diabetes tipo 2 es causada por resistencia a la insulina o por la reducción de la sensibilidad a insulina en los tejidos diana junto con insuficiente secreción de insulina. La respuesta reducida de los tejidos del cuerpo a insulina es causada seguramente por los receptores de insulina en la membrana de las células. Eso hace que el cuerpo necesite niveles de insulina atípicamente altos para mantener niveles normales de glucosa en la sangre y la diabetes se desarrolla cuando las células beta no pueden satisfacer esta demanda. La diabetes tipo 2, también conocida como diabetes adulta, suele aparecer después de los 30 años. En la mayoría de los casos esta conectada con obesidad y falta de ejercicio físico. Cambios en el estilo de vida pueden mejorar la condición e incluso curarla. Ver Dugi (2006) para más detalles.
La gente afectada por cualquiera de los tipos de diabetes debe aprender a vivir con los síntomas de la enfermedad. Estos incluyen micción frecuente, sed aumentada, y por eso también mayor ingestión de fluidos. Debido a que muchos niños sufren diabetes, es esencial enseñar a los estudiantes como funciona la enfermedad desde una etapa temprana. Los pacientes con diabetes deben aprender a minimizar los síntomas o incluso a evitar la enfermedad cambiando la dieta y haciendo suficientemente deporte. Los niños sanos deben entender las necesidades de sus compañeros afectados.
Por eso, hemos coleccionado algunos experimentos para habilitar a los estudiantes a detectar carbohidratos. Una serie de experimentos determina si una solución contiene almidón, proteínas o azucares como glucosa, lactosa o sucrosa. Después de identificar azucares, otra serie de experimentos determina si la muestra contiene lactosa o glucosa usando una reacción enzimática. El principio de los experimentos es el mismo que las pruebas para determinar glucosa en sangre para la diagnosis de diabetes o para medir niveles de glucosa y/o lactosa, por ejemplo en frutas, zumos, leche y productos de leche. Así, estos experimentos dan una idea a los estudiantes sobre como los diabéticos miden su nivel de azúcar.
Experimento 1: Detección de azúcar, almidón y proteína
Los estudiantes reciben cinco muestras, rotuladas A-E, que contienen almidón, proteína (BSA), el monosacárido glucosa o uno de los disacáridos lactosa o sacarosa. Todas las disoluciones están a una concentración del 0,1% en agua. Se podrían probar también muestras de bebidas sin color que contienen glucosa como Powerade®-Limón. Usando distintos reactivos, los estudiantes pueden determinar cuales de las cinco muestras contienen azúcar, almidón o proteína.
Para una clase de 30 estudiantes trabajando en pares se necesitan los siguientes reactivos:
* Disolución de Fehling recién preparada mediante la mezcla de volúmenes iguales de la disolución I de Fehling (azul claro; 7g de CuSO4·5H2O disuelto en 100ml de agua destilada) e la disolución II de Fehling incolora (35g C4H4KNaO6·4H2O y 10g de NaOH disuelta en agua destilada). Mezcla las disoluciones poco antes de usarlas.
* Disolución de Lugol preparada mediante la disolución de 1g de yodo (I2) y 2g de yoduro de potasio (KI) en 50ml de agua destilada.
* El colorante Coomassie Brilliant Blue para el ensayo de Bradford está disponible comercialmente, por ejemplo de Bioradw1.
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