Abstract The study of the evolution of the conceptual models of students is a topic of current importance in the didactics of science. Initial studies in the field of modeling were oriented toward describing the models of students and teachers and professors in different fields of knowledge with important results in didactics. Today, and particularly in this investigation, we assume the models as powerful representations to represent and build knowledge in the classroom. First we identified the college students’ initial conceptual models of the concept of immunity. Then we applied a didactic unit aimed at the evolution of the initial models to immunology models determined by the curricular program in which the investigation was conducted. This qualitative research was conducted with twenty second-semester students of a university program in health sciences. Content analysis of the texts written by the students was carried out during an academic semester. The initial and final models of the students were characterized, as well as the change in the uses of languages and graphic representations, which are indicators of the understanding of molecular defense mechanisms that are part of innate and acquired immunity. It was observed that the models used by students before and after the educational intervention follow explanatory principles of the scientific models used in immunology.

Resumen El estudio de la evolución de los modelos conceptuales de los estudiantes es un tema de actual importancia en la didáctica de las ciencias. Los estudios iniciales en el campo de la modelización se orientaron a describir los modelos de estudiantes y profesores en diferentes campos del conocimiento con resultados importantes en la didáctica. Hoy, y de manera particular en esta investigación, asumimos los modelos como representaciones potentes para representar y construir conocimiento en el aula de clase. Con la investigación se identificaron y caracterizaron los modelos conceptuales iniciales de estudiantes universitarios sobre el concepto de inmunidad. Identificados los modelos se aplicó una unidad didáctica orientada al logro de la evolución de los modelos iniciales a los modelos de inmunología determinados por el programa curricular en el que se realizó la investigación. Esta es una investigación cualitativa, realizada con veinte estudiantes de segundo semestre de un programa universitario de ciencias de la salud. Se realizaron análisis de contenido de los textos escritos por los estudiantes a lo largo de un semestre académico. Se caracterizaron los modelos iniciales y finales de los estudiantes, así como el cambio en los usos de lenguajes y representaciones gráficas los cuales son indicadores de la comprensión de los mecanismos moleculares de defensa que forman parte de la inmunidad innata y de la adquirida. Se observó que los modelos empleados por los estudiantes antes y después de la intervención didáctica siguen principios explicativos de los modelos científicos empleados en inmunología.

Antecedentes: La cafeína es el estimulante del sistema nervioso más consumido a nivel mundial. Aunque, la cafeína tiene diferentes efectos sobre las funciones cerebrales, poco se sabe acerca de su farmacocinética en el cerebro. Por ejemplo, la mayoría de estudios que evaluaron la distribución de cafeína en el cerebro de rata han medido niveles de cafeína en corteza y estriado, pero no en áreas cerebrales más específicas. Objetivo: El propósito del trabajo fue medir la concentración de cafeína en sangre y diferentes regiones encefálicas (corteza, estriado, hipocampo, cerebelo, tallo cerebral), a diferentes tiempos, después de administrar una única dosis de cafeína. Método: Ratas Wistar adultas (250-300 gr) recibieron una dosis intraperitoneal de cafeína de 30mg/Kg de peso. 20, 40 60 y 80 minutos después de la administración, los sujetos se sacrificaron por decapitación y se obtuvieron muestras de plasma, corteza cerebral, estriado, hipocampo, cerebelo y tallo cerebral. Los niveles de cafeína en plasma y estructuras encefálicas se determinaron por RP-HPLC y se realizó análisis estadístico. Resultados: Los niveles de cafeína fueron mayores en plasma que en las regiones encefálicas estudiadas. Las distintas regiones encefálicas presentaron concentraciones similares de cafeína. En todas las regiones, la mayor concentración de cafeína se obtuvo 40 minutos después de la administración de cafeína. Conclusiones: Este estudio soporta resultados previos que muestran concentraciones similares de cafeína entre la corteza y el estriado, además los extiende a otras regiones encefálicas. La concentración de cafeína aumenta similarmente en plasma y estructuras encefálicas. 40, 60 y 80 minutos después de la administración, la concentración de cafeína en plasma es casi el doble de la encontrada en el cerebro. Lo anterior sugiere que los efectos de la cafeína en distintas funciones cerebrales no dependen de diferencias farmacocinéticas entre regiones encefálicas sino que son más bien explicadas por factores farmacodinámicos.

Caffeine is a highly consumed stimulant of the nervous system. Although caffeine has diverse effects on different brain functions, little is known about the specific pharmacokinetics of this substance in the brain. For instance, most studies that assessed caffeine distribution in the rat brain have only measured caffeine levels in the cortex and striatum but not in more specific brain areas. Aims: The purpose of this work was to measure the caffeine concentration in blood and different brain regions (i.e. cortex, striatum, hippocampus, cerebellum and brainstem) at different times after the administration of a single intraperitoneal dose of caffeine. Methods: Adult Wistar rats (250 to 300 gr) were injected with a single intraperitoneal dose of 30 mg/Kg of caffeine. 20, 40, 60 and 80 minutes after administration, subjects were sacrificed by decapitation and samples of plasma, cerebral cortex, striatum, hippocampus, cerebellum and brainstem were obtained. Caffeine levels in the blood and each brain structure were measured by RP-HPLC and statistical analysis was performed. Results: Caffeine levels were higher in the plasma compared to all the brain structures studied. Different brain regions displayed similar caffeine concentrations. For all brain regions, the maximal concentration levels of caffeine were reached in the first 40 minutes after caffeine administration. Conclusions: The results support previous studies that show similar caffeine concentration between cortex and striatum, but also extend the results to other brain structures. Furthermore, caffeine concentration increases similarly in the plasma and brain structures. 40, 60 and 80 minutes after administration, caffeine concentration in the blood is almost two times higher than in the brain. This suggests that the effects of caffeine on different brain functions do not depend on pharmacokinetic differences between brain areas and are rather explained by pharmacodynamics.

Introducción: Las histonas H1 modulan la estructura y la función de la cromatina. Las células somáticas de mamífero contienen los subtipos H1º, H1a, H1b, H1c, H1d y H1e; en células germinales de testículo y en ovocito, se encuentran respectivamente H1t y H1oo. Su estructura está conformada por un dominio central globular flanqueado por los dominios N-Terminal (DNT) y C-Terminal (DCT). Objetivo: Caracterizar la estructura secundaria de subtipos de la histona H1 mediante dicroísmo circular (DC). Materiales y Métodos: La histona H1 total se extrajo de núcleos de cerebro de rata por cromatografía de intercambio catiónico; la H1º se purificó por filtración en gel y las H1a, H1b, H1c y H1e por cromatografía líquida de alta resolución de fase reversa (RF-HPLC). Los espectros de DC se realizaron en tampón fosfato 10 mM; tampón fosfato 10 mM, 20% TFE (trifluoroetanol); tampón fosfato 10 mM, 40% TFE; tampón fosfato 10 mM, 60% TFE; tampón fosfato 10 mM, 150 mM NaCl y tampón fosfato 10 mM, 1 M NaCl. El análisis de los espectros se realizó con el programa Standard Analysis. Resultados: El porcentaje de hélice-alfa se calculó por diferentes métodos matemáticos teniendo en cuenta elipticidad molar a 193 nm y a 222 nm; con programa de deconvolución K2D y con relaciones cualitativas R1 y R2. El TFE induce la estructura en hélice-alfa en cada uno de los subtipos, mientras que NaCl no induce ningún cambio importante. Conclusión: Los subtipos con mayor contenido de hélice-alfa son H1a y H1c. Las diferencias observadas en el porcentaje de hélice-alfa entre los diferentes subtipos puede ser importante para su diferenciación funcional.

H1 histones modulate the structure and function of chromatin. Mammalian somatic cells contain H1º, H1a, H1b, H1c, H1d and H1e subtypes; H1t and H1oo are found in testicular germ cells and oocyte, respectively. Its structure consists of a globular core domain flanked by N-terminal (DNT) and C-terminal (DCT) domains. Objective: To characterize the secondary structure of histone H1 subtypes through circular dichroism (CD). Materials and Methods: Total histone H1 was extracted for rat brain nuclei by cation exchange chromatography; histone H1º was purified by gel filtration and the histones H1a, H1b, H1c and H1e were purified by reversed phase high performance liquid chromatography (RP-HPLC). CD spectra were performed in 10 mM phosphate buffer; 10 mM, 20% TFE phosphate buffer (trifluoroethanol); 10 mM, 40% TFE; phosphate buffer 10 mM, 60% TFE; phosphate buffer 10 mM, 150 mM NaCl and phosphate buffer 10 mm, 1 M NaCl. The analysis of the spectra was performed with JASCO Standard Analysis. Results: The percentage of alpha-helix was calculated using different mathematical methods, taking into account the molar ellipticity at 193 nm, and 222 nm, with K2D deconvolution program and the R1 and R2 qualitative relationships. The results indicate that TFE induced the alpha-helix structure in each of the subtypes, whereas NaCl did not induce any significant change. Conclusion: H1a and H1c are subtypes with highest content of alpha-helix. The observed differences in the percentage of alpha-helix between different subtypes may be important for their functional differentiation.