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Un trabajo de la UVa analiza a largo plazo la pérdida de peso en pacientes de cirugía bariátrica

Un trabajo de la UVa analiza a largo plazo la pérdida de peso en pacientes de cirugía bariátrica

La Facultad de Enfermería realiza el seguimiento de 100 pacientes intervenidos quirúrgicamente durante dos años

La obesidad se ha convertido, de manera progresiva, en un problema sociosanitario de primer orden. En España, afecta al 17% de la población. El exceso de peso afecta negativamente a la salud para quien lo soporta (aumento de riesgos cardiovasculares, artrosis o diabetes son algunos riesgos), sino también un incremento del gasto sanitario por lo menos del 25% que en personas con normopeso. La Universidad de Valladolid (UVa) ha evaluado el proceso postoperatorio de una de las técnicas más efectivas de la actualidad, un tipo de cirugía de mini bypass gástrico, a través de un estudio científico publicado recientemente.

La Facultad de Enfermería y miembros del Centro de Investigación en Endocrinología y Nutrición Clínica de la UVa (IENVA) realizaron un seguimiento de 100 pacientes sometidos a cirugía de mini bypass gástrico / bypass gástrico de única anastomosis en una clínica vallisoletana. El equipo investigador resalta la efectividad “en el tratamiento de la obesidad, con un periodo de estancia hospitalaria”, indica en un trabajo publicado en Scientific Reports, revista científica del grupo Nature.

“Se ha realizado una recogida de datos muy sistemática a los tres, seis, nueve, doce, dieciocho y veinticuatro meses. No existen habitualmente series tan largas en la literatura científica de este tipo de intervenciones, lo que nos da una perspectiva muy completa del periodo de recuperación de las personas sometidas a este tipo de cirugías”, explica una de las corresponsables del estudio, la doctora María José Castro, de la Facultad de Enfermería de la UVa.

La cirugía bariátrica es empleada para casos extremos de personas con obesidad mórbida, ya que, a pesar del progreso en las técnicas, aún conlleva algunos riesgos para los pacientes. La técnica empleada emplea anestesia general y laparoscopia, que permite la visión de la cavidad pélvica-abdominal con la ayuda de una lente óptica. El bypass gástrico es un tipo de derivación que permite reducir el espacio útil del estómago, y por tanto, reducir la asimilación de alimentos por el organismo al estar saciado antes.

El doctor en Enfermería José María Jiménez, en su despacho

El doctor en Enfermería José María Jiménez, en su despacho

Obesidad e índice de masa corporal

El estudio, que forma parte de la tesis doctoral de José María Jiménez, resaltó que la “pérdida de peso inducida fue mayor que con otras técnicas bariátricas”. Un total de 71 mujeres y 29 hombres fueron incluidos en el trabajo de investigación, con un rango de edad entre los 13 y los 65 años y un peso entre 75 y 176 kilos. Los pacientes tenían un índice de masa corporal de entre 30 y 59. Se considera obesidad a partir de 30 y obesidad mórbida a partir de 50.

Concretamente, el equipo investigador observó un mayor porcentaje de índice de peso corporal perdido conforme pasaba el tiempo tras la intervención. “Nos indica que existe una mayor adhesión a nuevos hábitos alimentarios más saludables en el periodo postquirúrgico”, explica Castro.

María José Castro ahonda en la necesidad de prevenir, a través de hábitos de alimentación saludables, la obesidad. Incide en la prevención en edades infantiles o adolescentes. “Un niño obeso tiene un 25 por ciento más de posibilidades de convertirse en un adolescente obeso, y un obeso adolescente, un 70% de alcanzar esta circunstancia cuando sea adulto”. Por ello, el momento crítico para la adopción de hábitos alimentarios saludables “es la infancia”. Por ello, considera que los lugares de actuación para motivar la adquisición de estos hábitos es el entorno escolar.

Bibliografía

Miguel Á. Carbajo, José M. Jiménez. Enrique Luque de León, María José Cao, María López, Sara García, María José Castro. ‘Evaluation of Weight Loss Indicators and Laparoscopic One-Anastomosis Gastric Bypass Outcomes’. Scientific Reports (2018) 8:1961. DOI: 10.1038/s41598-018-20303-6

 

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El Acuerdo de París incluye un 40% de medidas solo aplicables con financiación de terceros países

El Acuerdo de París incluye un 40% de medidas solo aplicables con financiación de terceros países

La Universidad de Valladolid analiza 188 compromisos nacionales para
mitigar los efectos del calentamiento global. El incremento de
temperaturas se elevaría entre tres y cuatro grados a lo largo del siglo
XXI si se mantiene el escenario actual

El 40% del total de las medidas comprometidas en el Acuerdo de París, el gran compromiso climático mundial alcanzado a finales de 2015, requieren de financiación de países de rentas altas al resto del mundo. Esta circunstancia puede supeditar a largo plazo el éxito de este aplaudido pacto mundial. Un exhaustivo análisis realizado por un equipo multidisciplinar de la Universidad de Valladolid (UVa) abordó los compromisos de 160 firmantes y de la Unión Europea, cuyos 28 Estados miembro actuaban en conjunto. El trabajo observa que los compromisos de los países en vías de desarrollo se condicionan en muchas ocasiones a la obtención de ayuda financiera internacional.

El Acuerdo de París fue sellado el 12 de diciembre de 2015 y negociado por los 195 países participantes en la XXI Conferencia sobre Cambio Climático (COP21) en la capital francesa. Supuso un importante avance para frenar el cambio climático, al menos sobre el papel. Analizados el 96% de los compromisos de cada Estado firmante por un equipo investigador de la UVa, se observa que dos de cada cinco requieren compromisos financieros externos para ser llevados a cabo. El trabajo también muestra que, de mantener la tendencia de emisiones que arrojaría el cumplimiento del acuerdo hasta 2050 y con los modelos de crecimiento económico actuales, las temperaturas se incrementarían entre tres y cuatro grados de una forma bastante segura. El objetivo de incremento de temperatura es de dos grados respecto a los valores preindustriales. Estos dos grados son considerados como el límite sostenible para los ecosistemas del planeta.

A partir de una revisión sistemática de los compromisos adquiridos por 188 de los 195 participantes en la cumbre mundial, el grupo de Energía, Economía y Dinámica de Sistemas de la Universidad de Valladolid analizó las contribuciones particulares de cada país. “Hay un margen de libertad para cada consignatario tome las decisiones para cumplir los objetivos asignados en sus políticas ambientales”, explica Luis Javier Miguel, coordinador del equipo científico, que comprende perfiles en Ecología, Economía, Ingeniería Industrial, Física y Filosofía.

Tomando como partida los documentos nacionales, el equipo de la UVa analizó la calidad de la información proporcionada a la comunidad internacional, las políticas de mitigación en energía, industria, agricultura, gestión de residuos y usos de la tierra, la financiación necesaria para llevar a cabo las medidas y la redución estimada de emisiones. El trabajo ha sido publicado en la revista científica Ecological Economics.

Grupo de Energía, Economía y Dinámica de Sistemas (GEEDS) de la Universidad de Valladolid

Grupo de Energía, Economía y Dinámica de Sistemas (GEEDS) de la Universidad de Valladolid

Los países en vías de desarrollo, más detallistas
El estudio muestra que los países en vías de desarrollo detallan con mayor precisión los compromisos que pretenden llevar a cabo. La razón es que estos compromisos están mayoritariamente condicionados a la obtención de ayuda internacional. “Necesitan esa financiación, por lo que son muy precisos en las medidas que quieren llevar a cabo”, explica Miguel. Por este motivo, el análisis divide en dos tipos los compromisos: condicionados a obtener capital y no condicionados, esto es, asumidos directamente por los firmantes. En concreto se trata del 41,4% del peso total de las medidas comprometidas.
En el otro lado de la calidad de la información aportada se sitúan los países desarrollados. Así, los países de la OCDE (35 integrantes que agrupan en torno al 80% del producto nacional bruto de todo el planeta) son menos explícitos con sus medidas. En concreto, “la Unión Europea ofrece una información de muy pobre calidad, aunque se trata precisamente de los únicos países que tienen la obligación de reducir sus emisiones en términos absolutos”, incide el especialista.

Incremento de temperaturas

El Acuerdo de París establece medidas para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero con el fin de mitigar el cambio global a dos grados de incremento de temperaturas respecto al periodo preindustrial. Ese horizonte sería el límite sobre el que las variaciones climáticas fueran irreversibles y afectarían a la sostenibilidad de los ecosistemas del planeta. En el escenario de trabajo con unas perspectivas de crecimiento económico de entorno al 3% cada año y una cantidad similar de extracciones de combustibles fósiles a la del presente, “el objetivo de no alcanzar un aumento de temperatura de dos grados no sería posibles”, expone Miguel. El grupo de investigación reconocido ha estimado que ese incremento llegaría a ser entre tres y cuatro grados, un escenario preocupante, pero, matiza el especialista, “quizá no demasiado realista”.

En este sentido, el equipo científico trabaja en otros escenarios en los que se produzca una crisis del modelo de desarrollo actual, como consecuencia de la escasez de recursos energéticos fósiles y de otros minerales, así como de los impactos del propio cambio climático en la economía mundial. “Los yacimientos se agotan o son más difíciles de explotar, por lo que prevemos que esta dificultad para acceder a estos combustibles incida tanto en la economía como en una reducción de emisiones de gases de efecto invernadero”, resume de forma somera.

Paisaje árido

Paisaje árido

Medeas

Con esta variante, la Universidad de Valladolid participa en un proyecto europeo denominado Medeas, un modelo de simulación con tres factores, economía, energía y medio ambiente en código abierto para guiar la transición a una economía baja en emisiones en dióxido de carbono en la Unión Europea. El consorcio comunitario contaba en 2017 con doce instituciones de Austria, Bélgica, Chequia, España, Grecia, Italia y Reino Unido. A través de esta cooperación internacional se ha diseñado un software en abierto para el diseño de la transición hacia un sistema de energía totalmente renovable en Europa. Acompañando a esta herramienta, se elabora actualmente un curso en línea abierto y masivo (conocidos por sus siglas en inglés, MOOC), se ha traducido al lenguaje informático Python y se ha desarrollado una base de datos de acceso público y abierto sobre variables mundiales vinculadas a la energía.

Bibliografía

Jaime Nieto, Óscar Carpintero, Luis Javier Miguel. ‘Less tan 2º C? An Economic-Environmental Evaluation of the Paris Agreement. Ecological Economics 146 (2018) 69-84. DOI: http//dx.doi.org/10.1016/j.ecolecon.2017.10.007

 

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Solo el 35 por ciento de los panes integrales del mercado se elabora en su totalidad con harina integral

Solo el 35 por ciento de los panes integrales del mercado se elabora en su totalidad con harina integral

Según un estudio desarrollado por estudiantes del Máster de Calidad,
Desarrollo e Innovación de los Alimentos de la Universidad de Valladolid,
que se imparte en la Escuela de Agrarias de Palencia

Solo el 35 por ciento de los panes integrales del mercado está elaborado en su totalidad con harina integral. Esta la conclusión de un estudio desarrollado por los estudiantes del Máster de Calidad, Desarrollo e Innovación de los Alimentos de la Universidad de Valladolid, en la asignatura de Cereales, que imparte el catedrático del Área de Tecnología de Alimentos Manuel Gómez Pallarés en la Escuela de Ingenierías Agrarias de Palencia.

En la muestra para el estudio se han analizado un total de 75 panes integrales presentes en el mercado (panes frescos, tostados y tipo picos, colines y rosquilletas) y de ellos se ha detectado que el 15 por ciento incumple la actual Reglamentación Técnico Sanitaria, ya que contiene mezclas de harinas refinadas y salvado, y el resto, el 35 por ciento, está elaborado con mezclas de harinas integrales y harinas blancas, predominando las integrales, mientras que el 14 por ciento contiene más harinas blancas que integrales. Estos últimos, según explica el coordinador del estudio Manuel Gómez Pallarés, no estarían incumpliendo la normativa ya que es muy difusa y no especifica el porcentaje de harina integral que debe incluir.

El caso más grave de este incumplimiento se da en los productos tipo picos, colines y rosquilletas, en donde en el 56 por ciento de los casos se ha detectado el uso de mezclas de harinas blancas y salvado y solo el 26 por ciento está elaborado exclusivamente con harinas integrales. Sin embargo, los resultados son mejores para los panes frescos (molde, barras…), ya que el 52 por ciento está elaborado exclusivamente con harina integral y algo menor en los panes tostados (el 23 por ciento).

El catedrático Gómez Pallarés espera que con la nueva normativa, que entrará en vigor próximamente, se pueda mejorar la definición de lo que es un producto integral, ya que actualmente la reglamentación que se aplica desde 1984 define el pan integral como el elaborado con harina integral, sin concretar el porcentaje. También reclama un mayor compromiso de las administraciones para que aplique mayores controles, ya que como se ha señalado actualmente el 15 por ciento no cumple la ley y cuando entre en vigor la nueva, el porcentaje de incumplimiento se elevará a el 65 por ciento de los actuales panes integrales.

Manuel Gómez Pallarés propone algunas actuaciones para mejorar la confianza del consumidor y poder potenciar el consumo de panes integrales como es una definición clara de qué productos pueden etiquetarse como integrales (no solo panes) y realizar un control sobre los productos que lo hagan. Señala que éste debe ser especialmente importante en los primeros años tras el cambio de normativa. Además se debe llegar a una definición uniforme en toda la Unión Europea de manera que se pueda conseguir una alegación nutricional genérica para los productos integrales, al menos algunos de ellos, y, por último, reducir el IVA de los panes integrales, ya que tributa como pan especial (10 %), igualándolo al 4% de IVA superreducido aplicado al pan de harina refinada.

Parece poco lógico, explica el catedrático de la UVa, que un pan elaborado con harinas integrales, en las que el producto de partida se aprovecha en su totalidad y con mejores propiedades nutricionales que el pan elaborado con harinas refinadas, tenga un impuesto más alto”.

Pan integral

Una normativa menos difusa

El nuevo borrador, según explica Gómez Pallarés, define el pan integral como aquel elaborado con harina exclusivamente integral, excluyendo las harinas procesadas o malteadas. En el caso de que el pan solo utilice un porcentaje de harina integral (mezclada con harinas refinadas) deberá llevar una etiqueta que indique esta cantidad. Esta normativa mejora claramente la actual, ya que es mucho más clara. Aun así, en productos como los panes sin gluten no queda claro si los almidones utilizados deben considerarse dentro de la harina o no, es decir si se puede elaborar un pan integral con 90 partes de almidón y 10 de harina sin gluten integral o solo sería posible utilizando únicamente harina integral, sin incorporar almidón. Esto es importante porque la harina de trigo suele sustituirse por mezclas de almidones y harinas sin gluten, y en general predomina la presencia de almidones frente a la de las harinas, con la consiguiente pérdida nutricional.

Las ventajas de la harina integral

Existe un consenso sobre las ventajas de consumir productos integrales frente a los elaborados con harinas blancas o refinadas. Entre los beneficios que se han demostrado se incluye un menor riesgo de sufrir ciertos tipos de cáncer, diabetes tipo II y enfermedades cardiovasculares, además de reducir problemas de estreñimiento. Estos están asociadas a la presencia de ciertos componentes, como fibras o polifenoles, en el salvado y en el germen, partes del grano que se eliminan cuando se elaboran las harinas blancas. Por este motivo, así como por el auge de estas enfermedades entre la sociedad actual, desde distintas organizaciones internacionales se está intentando promover el consumo de pan y productos integrales frentes a productos elaborados con harinas refinadas. En España, se está en un proceso de cambio y el consumo de productos integrales es minoritario frente al de productos elaborados con harinas refinadas, aunque se observa un incremento en los últimos años y el principal motivo es por temas nutricionales. Por lo tanto, “es importante que la normativa defina claramente lo que es un producto integral y que existan mecanismos en la administración para detectar fraudes o malas prácticas y corregirlos, ya que la definición es la que garantiza la calidad nutricional de estos planes”, concluye Manuel Gómez Pallarés.

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Química y electricidad para mejorar la depuración de metales pesados en el agua

Química y electricidad para mejorar la depuración de metales pesados en el agua

La Universidad de Valladolid depura una técnica electroscópica para el análisis de los filtros en el tratamiento de residuos en la industria

Los metales pesados constituyen uno de los grupos de contaminantes ambientales de mayor preocupación. La presencia de plomo, cadmio o cromo en el agua produce grandes daños ambientales, y a través de la cadena trófica acaban siendo asimilados por el ser humano. Por ello, actividades industriales como la de producción de energía, la minería o de combustibles fósiles tratan de minimizar el impacto ambiental con sistemas de depuración de sus aguas residuales. Un sistema para la eliminación de residuos es el filtrado con membranas. Un equipo de investigación de la Universidad de Valladolid ha logrado implementar una tecnología para conocer la carga eléctrica de estas membranas, que, en último término, permitirá mejorar su capacidad de retener contaminantes en un futuro.

La tecnología se denomina espectroscopia de impedancia. Se basa en conceptos de química y electricidad. La impedancia es un término técnico que hace referencia a la dificultad de que la corriente eléctrica transite por un conductor, una forma de resistencia. Sucede, por ejemplo, en cualquier aislante que protege un cable común de cualquier aparato que funcione por la electricidad.

Un tipo de membrana empleada en el sistema de depuración de aguas residuales de origen industrial tiene una carga eléctrica. Por este sistema, se atraen los iones disueltos en el agua de metales pesados, impidiendo su paso a los cauces naturales. “Las membranas cargadas son más eficientes que otras técnicas de limpieza y la electroscopia ayuda a conocer el grado de éxito de este filtro”,  relata el catedrático Pedro Prádanos, del Grupo de Superficies y Materiales Porosos (SMAP), unidad de la Universidad de Valladolid asociada al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) a través del Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros de Madrid.

En un trabajo de investigación recientemente publicado en la revista científica Chemical Engineering Science, la UVa, junto a las universidades de Extremadura y Nacional de San Luis (Argentina), ha determinado la carga eléctrica neta de membranas con capacidad de filtrado a escala micrométrica. Para ello, han empleado un microscopio de fuerza atómica, un dispositivo muy sofisticado capaz de detectar fuerzas del órden de nanonewtons y de representar en una pantalla los átomos de carbono de una lámina de grafito, por ejemplo. Con este instrumental, por primera vez se ha podido medir la capacidad de retención de iones de estas membranas.

l catedrático Pedro Prádanos observa en la pantalla una muestra a través de un microscopio de fuerza atómica (a sus espaldas)

El catedrático Pedro Prádanos observa en la pantalla una muestra a través de un microscopio de fuerza atómica (a sus espaldas)

Cambio de escala

El desarrollo de la nanociencia está llevando a la industria nuevos y prometedores materiales. En la escala nanométrica, la materia cambia de propiedades. Nanopartículas de oro, por ejemplo, no son doradas, sino verdes. Esta modificación del comportamiento ha traído avances espectaculares en robótica, telecomunicaciones o medicina. También ha llegado a las membranas para el filtrado de aguas residuales. En el mercado ya existen nanomateriales para el cribado de metales pesados para evitar su expulsión a las corrientes naturales. El personal del Departamento de Física Aplicada, sin embargo, ha propuesto regresar a la escala de micrómetro, de un orden mil veces más grande que la del nanómetro.

La razón es la eficiencia. “Nos permite procesar más litros de líquido con la misma cantidad de energía”, explica Prádanos. No obstante, en la industria el uso de membranas para microfiltración todavía es inferior al de nanofiltración.

El grupo SMAP está reconocido por la Junta de Castilla y León como unidad de investigación consolidada, un distintivo para los grupos de investigación de la comunidad autónoa que cuenta con un mayor nivel de calidad y de producción científica. Además del desarrollo de tecnologías para la mejora de membranas de filtrado de aguas residuales, tiene aplicaciones en otros campos, como el de sistemas para separar gases de efecto invernadero.

Bibliografía

Darío Ramón Díaz, Francisco Javier Carmona, Laura Palacio, Nelio Ariel Ochoa, Antonio Hernández, Pedro Prádanos. ‘Impedance spectroscopy and membrane potential analysis of microfiltration membranes. The influence of Surface fractality’. Chemical Engineering Science 178 (2018) 27-38. DOI: https//doi.org/10.1016/j.ces.2017.12.027

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Un ‘hackeo’ óptico muestra un agujero de seguridad en un sistema criptográfico

Un ‘hackeo’ óptico muestra un agujero de seguridad en un sistema criptográfico

La Universidad de Valladolid encuentra vulnerabilidades en el envío  de claves secretas a decenas de kilómetros mediante láseres ultralargos

En el campo de la investigación ha emergido un nuevo método criptográfico para el intercambio seguro de información. Se basa en láseres ultralargos de fibra óptica. Por medio de estos enlaces de luz, se pueden enviar datos cifrados a decenas de kilómetros de distancia. Supone una alternativa más económica a la criptografía cuántica, que garantiza la absoluta confidencialidad, pero está todavía en ciernes. Sin embargo, un equipo de investigación de la Universidad de Valladolid ha encontrado agujeros por donde podría atacar un pirata informático. El trabajo ayuda a pulir estos sistemas de seguridad y evitar el filtrado de información sensible para las organizaciones.

La criptografía cuántica pone en práctica el principio de incertidumbre de Heisenberg. De manera muy sucinta, el principio viene a decir que el observador modifica lo observado, eso sí, en la minúscula escala espacial en la que opera la física cuántica. Al introducir este factor, el observador modificando lo observado, cuando alguien se inmiscuye en una transmisión cifrada con criptografía cuántica, el emisor y el receptor se enteran de esa interferencia en el mensaje transmitido. Ese chivatazo garantiza la confidencialidad de forma absoluta.

Aunque ya existen empresas que comercializan sistemas de criptografía cuántica, esta tecnología todavía está en pañales y es costosa. Por ello, se ha desarrollado otro tipo de cripografía, basada en láseres ultralargos, también extremadamente segura, pero no totalmente y de forma demostrable, y de realización más simple.

Criptografía

Láseres ultralargos

El sistema se basa en aprovechar las propiedades físicas de los láseres ultralargos. Los láseres ultralargos disponen de una cavidad de varios kilómetros, lo que permite aprovechar su interior como soporte para la transmisión de un mensaje. Con este sistema, se pueden enviar datos de forma segura a unas decenas de kilómetros, desde Valladolid o Palencia a Dueñas, por ejemplo.

El catedrático Pedro Chamorro y el profesor Juan Carlos García Escartín, de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicaciones de la Universidad de Valladolid, pusieron a prueba uno de estos sistemas de encriptado más sofisticado, desarrollado por especialistas de Israel y del Reino Unido. Los investigadores de la UVa introdujeron una señal de sonda enmascarada en el ruido del propio láser y hallaron vulnerabilidades  en estos modelos. La demostración de estos agujeros de seguridad ha sido publicada en la revista científica IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics.

El trabajo se hizo no en un espacio físico, sino mediante ecuaciones y simulaciones. “Atacamos teóricamente una propuesta teórica”, resume Chamorro. No obstante, el soporte matemático de este trabajo científico se podría comprobar in situ porque los encriptadores del centro de investigación israelí disponen de estos láseres.

Parches

El trabajo de hackeo óptico advierte de los fallos en la seguridad de una transmisión de claves, por lo que también proporciona soluciones para parchear la transmisión. Un hacker es un experto en introducirse en sistemas informáticos sin permisos, puede ser de forma perniciosa o para definir parches en los sistemas de seguridad.

El grupo de investigación también trabaja en el ámbito de la información cuántica, que emplea recursos de esta naturaleza en tecnologías de la comunicación y la información. “Los ordenadores cuánticos permiten cálculos que no son posibles con omedios convencionales al aprovechar recursos cuánticos, como el entrelazamiento de las unidades de información”, expresa Chamorro. Por ello, en vez de las unidades de información convencionales, denominadas bits, se emplean cúbits. Los chips con cúbits en vez de bits son prometedores prototipos, aunque recientemente algunos fabricantes han anunciado ya para el mercado procesadores cuánticos de 17 o 49 cúbits.

Bibliografía

Juan Carlos García Escartín y Pedro Chamorro Posada. ‘Hidden Probe Attacks on Ultralong Fiber Laser Key Distribution Systems’. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. Vol. 24. No 3. May/June 2018. DOI: 10.1109/JSTQE.2017.2784539

 

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Descrita una proteína clave en la formación del aislante eléctrico de las neuronas

Descrita una proteína clave en la formación del aislante eléctrico de las neuronas

El IBGM, centro mixto UVa-CSIC, avanza en el conocimiento de las membranas de células gliales cuyo daño origina enfermedades como la esclerosis múltiple

Igual que la electricidad necesita un cableado para que no se escape la corriente, las prolongaciones de las neuronas están recubiertas de otras células que hacen las veces de fundas para que la comunicación entre ellas sea efectiva. Ese recubrimiento se lo ofrecen células gliales y se denomina mielina. En algunas enfermedades, como la esclerosis múltiple, esta capa protectora falla. Un equipo de investigación del Instituto de Biología y Genética Molecular (centro mixto Universidad de Valladolid-Consejo Superior de Investigaciones Científicas) ha descrito una proteína que juega un papel clave en la compactación del envoltorio. Su conocimiento ayuda a comprender mejor el sistema de protección de las prolongaciones de las neuronas y, en un futuro aún lejano, podría proporcionar nuevos fármacos para el tratamiento de enfermedades desmielinizantes como la esclerosis múltiple.

La apolipoproteína D es una vieja conocida para el equipo de investigación que encabezan Lola Ganfornina y Diego Sánchez, adscritos al Departamento de Bioquímica y Biología Molecular y Fisiología de la UVa. Desde 1992 han trabajado con esta molécula. Su papel más conocido es el de guía para las neuronas. En la fase embrionaria, las neuronas tienen una forma redondeada, pero poco a poco empiezan a estirar sus brazos, denominados axones, por los que se transmiten las señales eléctricas y químicas que dan sentido a todo el sistema nervioso. ¿Cómo saben las neuronas hacia dónde crecer? Esta proteína, también conocida como ApoD, hace de lazarillo y les enseña el camino.

Su papel no queda reducido a este pastoreo. La mielina es una vaina para los axones, las prolongaciones de las neuronas. Las células gliales protectoras se envuelven en torno a estos extremos, pero entre sus capas pueden dejar espacios. Si la funda queda deteriorada, las neuronas, células transmisoras del impulso nervioso, quedan expuestas a un daño. El IBGM ha descubierto ahora que para compactar estas vainas, la célula emplea la proteína ApoD. El trabajo ha sido publicado recientemente en la revista científica Glia.

En un trabajo experimental con ratones, el equipo investigador observó que aquellos en los que no se expresaba la proteína tenían una vaina más débil. En estos ratones, las células de su sistema nervioso envejecían más rápidamente. La investigación ha sido desarrollada en colaboración con el Instituto de Neurociencias de Castilla y León, de la Universidad de Salamanca.

“Llevamos persiguiendo las pistas que va dejando ApoD en las células gliales como si fuera una película policiaca”, explica Lola Ganfornina. Mediante imágenes de microscopía electrónica y confocal, el equipo científico observó la última pista, un movimiento de la proteína objeto de estudio desde la membrana, donde se sitúa de forma general, al interior de la célula. En la célula existe un sistema de reciclaje denominado lisosoma. Reutiliza compuestos que la célula ha desechado inicialmente o los reduce para expulsaros de forma ordenada al exterior. También ayuda a reciclar la membrana de la mielina, y de esta forma se controla su compactación, que la convierte en vaina aislante. Cuando el lisosoma no está estable, las funciones de reparación y reciclado se descontrolan y empiezan a afectar a otras partes de la célula. Es el origen de enfermedades como la de Niemann-Pick de tipo A. La proteína ApoD sirve de apoyo al lisosoma para evitar o minimizar su descontrol.

. Investigadoras del grupo del IBGM (Instituto de Biología y Genética Molecular, centro mixto UVa-CSIC) en torno al desarrollo y degeneración del sistema nervioso

Investigadoras del grupo del IBGM (Instituto de Biología y Genética Molecular, centro mixto UVa-CSIC) en torno al desarrollo y degeneración del sistema nervioso

Aplicaciones

Al saber cómo ApoD ayuda concretamente a compactar la mielina, este conocimiento puede ser útil para desarrollar nuevos fármacos en enfermedades desmielizantes, como la esclerosis múltiple. También puede servir para enfermedades donde el lisosoma yerra, no solo en células de la mielina, sino en otras células gliales.

La proteína ApoD está presente en estas células auxiliares del sistema nervioso, tanto en los astrocitos, que intervienen secundariamente en la sinapsis entre las neuronas, como en la mielina, la capa que protege las prolongaciones transmisoras de las señales eléctricas de las neuronas.

En los animales que no disponen de esta proteína, se ha observado que el cerebro envejece antes. En experimentos de comportamiento con ratones, aquellos que tenían anulada la expresión de la proteína perdían capacidades cognitivas asociadas a la memoria. A todos se les proporcionaba estímulos nuevos. El ratón es un animal curioso por naturaleza, por lo que se acercaban a estos estímulos, tales como figuras decorativas u otros objetos. Cuando se cambiaba alguna de estas piezas, los animales sanos se centraban en la nueva, mientras que los que tenían la proteína anulada no eran capaces de reconocer la novedad y regresaban a los ya observados. “No tenían recuerdos o eran muy vagos, por eso exploraban todos los estímulos indistintamente”, explica Ganfornina. Este deterioro está vinculado a enfermedades neurodegenerativas como el alzhéimer.

. La investigadora del IBGM Nadia García Mateo analiza en el microscopio una muestra

La investigadora del IBGM Nadia García Mateo analiza en el microscopio una muestra

Bibliografía

Nadia García Mateo, Raquel Pascua Maestro, Alberto Pérez Castellanos, Concepción Lillo, Diego Sánchez, María Dolores Ganfornina. ‘Myelin extracelular leaflet compaction requires apolipoprotein D membrane management to optimize lysosomal-dependent recycling and glycocalyx removal’. Glia. DOI: 10.1002/glia.23274

 

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Varios virus infectan a un peligroso patógeno forestal mediante el uso de las nuevas técnicas genómicas

Varios virus infectan a un peligroso patógeno forestal mediante el uso de las nuevas técnicas genómicas

El hallazgo lo ha llevado a cabo un grupo de científicos del Grupo de Patología Forestal del campus de la Universidad de Valladolid en Palencia

Las nuevas técnicas de secuenciación de genomas son capaces de obtener millones de secuencias de ADN (o ARN) en un solo procesado de la muestra. Investigadores de la Unidad de Patología Forestal del Campus de Palencia (iuFOR; UVa-INIA) en colaboración con el Natural Resources Institute Finland (LUKE, Finlandia) han puesto a punto el uso de secuenciación masiva de ARN para identificar virus asociados a un peligroso patógeno forestal: Fusarium circinatum, el hongo causante del chancro resinoso del pino. Esta especie provoca gran mortalidad de plántulas de pino en vivero, causando graves daños al arbolado adulto en pinares y repoblaciones alrededor del mundo, incluido nuestro país.
“Esta clase de análisis provee de millones de datos, pero identificar un virus entre miles de secuencias requiere de un minucioso análisis bioinformático” explica E. Jordán Muñoz Adalia investigador predoctoral de la UVa. Los virus que infectan hongos forestales pueden en ocasiones ser de utilidad para detener estas patologías del arbolado, puesto que algunos de ellos debilitan al hongo, haciendo que la planta supere la enfermedad. “Con estos métodos, es posible detectar virus incluso cuando se encuentran en muy baja proporción en las muestras silvestres” añade J.J. Diez Casero, director de la investigación. El trabajo está también supervisado por la investigadora del campus de la Yutera Mercedes Fernández.

Cepas del hongo 'Fusarium circinatum' creciendo en medio de cultivo para la posterior extracción de ARN
Cepas del hongo ‘Fusarium circinatum’ creciendo en medio de cultivo para la posterior extracción de ARN

Resultados

Los resultados del estudio, que han sido recientemente publicados en la revista internacional Archives of Virology (de la prestigiosa editoral Springer), serán de gran utilidad en el estudio de esta grave enfermedad forestal que provoca cuantiosas pérdidas económicas en España.
El Instituto de Investigación en Gestión Forestal Sostenible de la UVa, al que pertenecen los miembros del trabajo, está llevando a cabo una intensa actividad en el estudio de diversas patologías forestales, donde se han desarrollado ya una quincena de tesis doctorales. Los miembros de esta Unidad coordinan diversos proyectos nacionales e internacionales sobre esta enfermedad, como el Proyecto PINESTRENGTH (financiado por la Unión Europea), en el que participan 36 países de todo el mundo.
Durante su existencia, este grupo ha organizado diversas reuniones internacionales, como el Congreso IUFRO (International Union of Forest Research Organizations) celebrado en el año 2011, sobre enfermedades forestales, que contó con la participación de investigadores de 17 países; o de carácter nacional, como el congreso de la Sociedad Española de Fitopatología (SEF) que se desarrolló en el año 2016 en el Teatro Principal y en el Palacio de la Diputación de Palencia.

Chancro resinoso del pino

Chancro resinoso del pino. Foto: Pablo Martínez Álvarez

Bibliografía

Muñoz-Adalia E.J., Diez J.J., Fernández M.M., Hantula J. & Vainio E.J. 2018. Characterization of small RNAs originating from mitoviruses infecting the conifer pathogen Fusarium circinatum. Archives of Virology. https://doi.org/10.1007/s00705-018-3712-2

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La adición de sustancias ácidas naturales mejora los productos sin gluten de nueva hornada

La adición de sustancias ácidas naturales mejora los productos sin gluten de nueva hornada

La Universidad de Valladolid investiga las bases para elaborar este tipo de alimentos más nutritivos y apetitosos

Cada vez es más habitual la presencia de productos sin gluten en las estanterías de los supermercados. Además de las personas con celiaquía u otras patologías asociadas a este conjunto de proteínas presentes en cereales como el trigo, existen consumidores que demandan estos alimentos de forma creciente. Al calor de esta demanda, un grupo de investigación de la Universidad de Valladolid, ProcerealTech, trabaja en mejorar las propiedades nutricionales y el sabor de estas alternativas a los panes, bollos o galletas convencionales. Recientemente han observado que la adición de sustancias ácidas naturales, similares a las producidas de forma espontánea por las masas madre utilizadas tradicionalmente en la elaboración de panes de trigo, permiten una mejora de estos productos.

En el horno de cualquier tahona, hay un momento en el que la masa fermenta y se reduce su pH. Como si se tratara de una panadería, el equipo científico ha utilizado la acidificación y la adición de proteínas exógenas, además de otros ingredientes de alto valor nutricional, para mejorar las características de estos alimentos. “Generalmente, se emplea harina de arroz u otras harinas pobres desde el punto de vista nutricional para elaborar los productos sin gluten”, explica Felicidad Ronda, responsable del equipo de la Escuela Técnica Superior de Ingenierías Agrarias de Palencia.

Para mejorar las características nutricionales y organolépticas de la harina de arroz como substituta del trigo, se emplea almidón procedente de arroz, maíz, patata o tapioca. Una línea de investigación de esta unidad de investigación consolidada reconocida por la Junta de Castilla y León trabaja en el enriquecimiento proteico de productos sin gluten. Para ello, complementa las harinas de arroz con proteína de guisante, de soja, de albúmina de huevo o de caseína de leche de vaca o modifican el proceso mediante la acidificación de las masas, como se hace en la elaboración del pan de trigo.

La investigadora Marina Villanueva muestra productos sin gluten horneados en la Universidad de Valladolid

La investigadora Marina Villanueva muestra productos sin gluten horneados en la Universidad de Valladolid

Margen de mejora

Un trabajo de investigación publicado en la revista científica Food Hydrocolloids presenta unas mejoras en la elaboración de alimentos en los que se han cambiado la proporción de dos tipos de ingredientes: por un lado, el tipo de almidón (patata, arroz o tapioca); por otro, la proteína añadida (soja o albúmina de huevo). A partir de esta labor de cocina científica, el equipo del Departamento de Ingeniería Agrícola y Forestal con sede en el edificio Lucía de Valladolid obtuvo geles más consistentes y adecuados para su uso alimentario. Los geles se forman en la elaboración de cremas salsas y postres. “Estudiamos las bases científicas que nos permiten elaborar productos sin gluten más nutritivos y apetitosos”, explica Marina Villanueva, a cuya tesis doctoral pertenecen estos resultados obtenidos en colaboración con la Universidad Aristóteles de Salónica (Grecia).

El trabajo de investigación ha permitido establecer un margen de maniobra en la modificación del nivel de acidez que ahora puede resultar útil a la industria agroalimentaria. En concreto, la adición de un porcentaje de proteína procedente de albúmina de huevo o de soja combinado con la reducción del pH es capaz de modificar las temperaturas de cocinado y las consistencias de los geles obtenidos a partir de almidones de arroz, patata o tapioca empleados en los productos sin gluten. Con ello, se podrán mejorar las formulaciones de estos productos.

Para ello, el equipo empleó técnicas de laboratorio como la calorimetría diferencial de barrido, la medida de propiedades reológicas de los geles y la microscopía laser con focal para observar los cambios.

 

Integrantes del grupo de investigación ProCerealTech, de la Universidad de Valladolid

Otras líneas

En el objetivo de obtener mejores productos sin gluten, la unidad investigadora también ha trabajado en el enriquecimiento con fibra soluble a partir de avena o cebada y actualmente mantiene abiertas dos líneas en el estudio de la modificación física de harina sin gluten y en la búsqueda de granos distintos para la obtención de nuevas harinas de elevado valor nutricional (como el teff o el trigo sarraceno).

 

 

Productos sin gluten enriquecidos elaborados en la Universidad de Valladolid

Productos sin gluten enriquecidos elaborados en la Universidad de Valladolid

Gluten como sinónimo de saludable

A pesar de la demanda creciente por parte de un sector de consumidores, la investigadora principal, Felicidad Ronda, recuerda que “no hay nada que demuestre el perjuicio para la salud del consumo de productos con trigo para aquellas personas que no padecen celiaquía ni ninguna otra forma de  intolerancia al gluten/trigo”. No obstante, para la científica “es obligado ofertar materias primas diferentes al trigo para diversificar la dieta y aumentar la oferta de productos saludables a los consumidores”.

Bibliografía

Marina Villanueva, Felicidad Ronda, Thomas Moschakis, Athina Lazaridou, Costas G. Biliaderis, ‘Impact of acidification and protein fortification on termal properties of rice, potato and tapioca starches and rheological behaviour of their gels’. Food Hydrocolloids. 79 (2018). 20-29

Limitaciones del estudio

El autor advierte que este estudio tiene ciertas limitaciones en las que quieren trabajar a futuro. Entre ellas están la inclusión del papel del transporte compartido, el desarrollo de las tecnologías de hidrógeno, las diferencias regionales y la falta de datos sobre disponibilidad de materiales, que no permite conocer con precisión cómo la escasez de estos podría afectar a la demanda.

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Un trabajo coordinado por el IOBA minimiza un fármaco en el tratamiento del ojo seco

Un trabajo coordinado por el IOBA minimiza un fármaco en el tratamiento del ojo seco

El medicamento experimental suplementa una proteína implicada solo con la parte esencial de la misma. El sistema, en fase muy preliminar, penetra mejor en la superficie ocular y reduce la inflamación

l literato y aviador Antoine de Saint-Exupéry dejó una cita grabada a fuego en la mente de algunos buenos diseñadores: «La perfección se alcanza no cuando no hay nada más que añadir, sino cuando ya no queda nada más que quitar». Bajo esta misma premisa parece haber trabajado un equipo científico dirigido desde el Instituto Universitario de Oftalmobiología Aplicada (IOBA) de la Universidad de Valladolid para mejorar el tratamiento del ojo seco. La investigación ha empleado en un fármaco la parte más activa de una proteína cuya disminución está implicada en enfermedades inflamatorias y con ello ha mejorado su efectividad.

“La inflamación juega un papel muy importante en el desarrollo del ojo seco”, advierte la responsable de la línea de investigación, Yolanda Diebold, líder de un equipo científico en el grupo de Superficie Ocular del IOBA. El ojo seco es una enfermedad ocular derivada de la alteración de la composición de la lágrima que baña la parte experior del órgano visual. Para suplir esta deficiencia, generalmente se emplean colirios. Sin embargo, las gotas administradas se encuentran una barrera natural muy efectiva que la vuelve impermeable a muchos medicamentos. La parte externa del ojo tiene que batallar día a día con agentes externos agresivos (polvo, microorganismos…), por lo que ha desarrollado una densa capa protectora. El fármaco convencional penetra con dificultad al interior de los tejidos. Un equipo multidisciplinar de la Universidad de Valladolid, compuesto por biólogos, biotecnólogos, tecnólogos farmacéuticos y optometristas, junto con tecnólogos farmacéuticos de la Universidad Complutense de Madrid, han logrado diseñar un fármaco experimental más pequeño y permeable al usar sólo una pequeña parte de una de las proteínas disminuidas cuando la superficie del ojo se inflama.

La proteína cuyos niveles disminuyen se denomina trombospodina-1. Está presente en los tejidos del cuerpo humano, entre ellos, los oculares. En trabajos experimentales previos, se había observado su implicación en el ojo seco, por lo que se propuso suplementarla desde fuera. “Sin embargo, esta proteína es muy grande y compleja”, matiza Diebold. Introducir una proteína voluminosa a través de una barrera celular densa es una misión complicada. El equipo investigador seleccionó de la proteína su parte más específica, un péptido, y formuló el sistema de transporte y protección para abrirse camino hacia el interior. Los resultados han sido publicados en Experimental Eye Research.

Una investigadora del IOBA pipetea en uno de los laboratorios de investigación del instituto

Una investigadora del IOBA pipetea en uno de los laboratorios de investigación del instituto

Cultivos celulares y ojos de cerdo

El fármaco experimental se empleó en células de córnea humanas y en ojos de cerdos obtenidos de mataderos. Los suidos son animales muy parecidos al ser humano en muchos aspectos anatómicos. El péptido lograba penetrar la córnea y lo hacía más profundamente que los tratamientos convencionales tanto en tiempos cortos, cinco minutos después de la administración, como más largos, una hora.

El equipo investigador quiere llevar ahora el nuevo tratamiento a Estados Unidos. Diebold, doctora en Medicina y Cirugía, colabora habitualmente con un equipo de inmunología de la Universidad de Boston. Este grupo dispone de unos ratones con ojo seco que carecen por completo de la proteína objetivo y es necesario probar si el fármaco experimental es eficaz contra la enfermedad.

Precisamente, el equipo dirigido por Diebold trabaja en el desarrollo de modelos de estudio in vitro (con cultivos celulares) y ex vivo (con muestras extraídas de pacientes u ojos de cerdo) para reducir la presencia de animales de experimentación en los laboratorios, en consonancia con la directiva europea de 2010.

magen de microscopía. Se observa la penetración de la proteína (en verde) en la superficie ocular

Imagen de microscopía. Se observa la penetración de la proteína (en verde) en la superficie ocular

Prevalencia del ojo seco

El ojo seco es una enfermedad ocular con una prevalencia entre el 10 y el 30 por ciento de la población. Se produce en mayor porcentaje en mujeres que en hombres, ya que tiene un componente hormonal. De hecho, es más frecuente tras la menopausia. No obstante, se ha observado un incremento en los últimos años, también en varones, derivado de la sequedad de ambientes de trabajo o del uso constante de pantallas en oficinas o en la vida cotidiana.

Bibliografía

Laura Soriano Romaní, Jesús Álvarez Trabado, Antonio López García, Irene Molina Martínez, Rocío Herrero Vanrell, Yolanda Diebold. ‘Improved in vitro cornela delivery of a thrombospondin-1-derived peptide using a liposomal formulation’. Experimental Eye Research. 167 (2018) 118-121. DOI: https://doi.org/10.1016/j.exer.2017.12.002

 

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La producción de microalgas para uso agrícola mejora con nuevos fotobiorreactores experimentales

La producción de microalgas para uso agrícola mejora con nuevos fotobiorreactores experimentales

La UVa aumenta el potencial de uso de estos microorganismos, empleados para la retención de C02 en los suelos y como fertilizantes

En la lucha contra el cambio global hay un pequeño ser con capacidades provechosas. Son las microalgas, microorganismos con capacidad de fotosíntesis repartidos no solo en mares y terrenos acuosos, también por suelos de todo el planeta. Un proyecto Life+, en el que participa la Universidad de Valladolid (UVa), ha estudiado la forma de aprovechar estas algas microscópicas en actividades agroindustriales tanto para capturar dióxido de carbono, el gas de efecto invernadero más preocupante en estos momentos, como para servir de abono una vez descompuesto. En este marco, un equipo de ingeniería agraria de la UVa en el campus de Palencia han diseñado nuevos depósitos para el cultivo de microalgas. Los fotobiorreactores aceleran el proceso de crecimiento e incrementan la carga fertilizante en las microalgas.

Los suelos contienen de forma natural microalgas. En la Meseta Norte, es habitual encontrar el género Chlorella, organismo unicelular del tamaño de un glóbulo rojo pero de un intenso color verde. “Está más presente cuando más húmedo es el suelo”, explica el catedrático de Ingeniería Agrícola y Forestal Luis Manuel Navas. “El proyecto Life+ Integral Carbon persigue minimizar la carga de dióxido de carbono en la producción agroindustrial”, resume el responsable del grupo de investigación de la UVa participante. En un marco más amplio, la iniciativa, que involucra a centros de investigación y al sector industrial, ha diseñado un sistema circular de aprovechamiento y reutilización de residuos en el que participan las microalgas.

Los fotobiorreactores son piscinas de plástico de tres metros cúbicos de capacidad, aproximadamente, y recuerdan a las que emplean los niños para bañarse. Allí crecen las microalgas, a las que se les controla la temperatura, el dióxido de carbono, el nivel de acidez del agua y la conductividad eléctrica producida. El equipo científico testó digestatos como sustrato para el crecimiento de los microorganismos. Los digestatos aportan los nutrientes que necesitan estos seres y proceden de residuos de las explotaciones donde terminarán las microalgas. En el desarrollo de estos dispositivos han colaborado investigadores de la Universidad de Burgos y del Centro de Desarrollo Biotecnológico del CSIC, ubicado en Boecillo (Valladolid). Los resultados de esta investigación han sido recientemente publicados en la revista científica Science of the Total Environment.

Vino y leche

Los digestatos que sirven de alimento para las microalgas proceden de las industrias vinícola y lechera. Pellejos y rastrojos de vides y de efluentes sobrantes de productos lácteos sirvieron para la generación de biogás. El combustible era empleado en las explotaciones, pero a cambio dejaba un rastro en forma de digestatos y de dióxido de carbono (CO2) emitido a la atmósfera. Los digestatos se destinaron a substrato de las microalgas, que a su vez capturan el gas de efecto invernadero. Con ello se dibuja un sistema circular. De forma global, el proyecto pretende aprovechar los subproductos de la producción de vino y leche, reducir el impacto ambiental y crear nuevos fertilizantes para uso agrícola.

“Queremos que los suelos mejorados con microalgas no solo sean más eficientes, sino que además se mantengan en el tiempo, por ello, no solo es importante que capturen CO2, sino que una vez descompuestas, las algas sirvan de abono”, resume Navas.

Para el desarrollo de estos nuevos fotobiorreactores, la Universidad de Valladolid actualizó y mejoró una patente previa. Ahora persigue transferir esta tecnología a la industria.

El proyecto Life+ Integral Carbon se desarrolló entre 2014 y 2016, si bien parte de la iniciativa se amplió a 2017. Participaron las universidades de Valladolid y Burgos, la Fundación General de la UVa, el Centro Tecnológico Nacional Agroalimentario de Extremadura (CTAEX), la Asociación Vitivinícola de Uclés (Cuenca) y la empresa Kepler Ingeniería y Ecogestión, con sede en Burgos.

 

Cultivo de 'Chlorella ellipsoidea

Cultivo de ‘Chlorella ellipsoide. Foto: Dave Thomas

 

Bibliografía

Evan A.N. Marks, Jorge Miñón, Ana Pascual, Olimpio Montero, Luis Manuel Navas, Carlos Rad. ‘Application of a microalgal slurry to soil stimulates heterotrhopic activity and promotes bacterial growth’. Science of the Total Environment. 605-606 (2017) 610-617. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.06.169