XX - Departamento de Ciencias Químico Biológicas

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XX - Departamento de Ciencias Químico Biológicas
XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Trabajos Académicos de Estudiantes y Tesistasde la
Licenciatura de Químico Biólogo
28 y 29 de Noviembre de 2002
MEMORIAS
Directorio
M.C. Pedro Ortega Romero
Rector
Dr. Enrique Fernando Velázquez Contreras
Secretario General Académico
M.C. Arturo Ojeda de la Cruz
Secretario General Administrativo
Dr. Daniel Carlos Gutiérrez Rohan
Vicerrector de la Unidad Centro Hermosillo
Dr. Samuel Galaviz Moreno
Director de la División de Ciencias
Biológicas y de la Salud
M.C. José Manuel Aguilar Garcia
Jefe del Departamento de Ciencias
Químico Biológicas
Q.B.P. Alejandro Monserrat García Alegria
Secretario Administrativo del Departamento
De Ciencias Químico Biológicas
M.C. Reyna Isabel Sánchez Maríñez
Coordinador de Programa de la
Licenciatura de Químico Biólogo
M.C. María Guadalupe Cáñez Carrasco
Presidente de la Academia de Química y Biología
Dra. María del Carmen Candia Plata
Presidente de la Academia de Análisis Clínicos
M.C. María Virginia Fernández Ramírez
Presidente de la Academia de Tecnología de Alimentos
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
2
AGRADECIMIENTO
El Departamento de Ciencias Químico Biológicas desea agradecer a las siguientes instancias, por
su colaboración para que esta XX Muestra Estudiantil pudiera llevarse a cabo:
Rectoría de la Universidad de Sonora
Dirección de Planeación
División de Ciencias Biológicas y de la Salud
Dirección de Comunicación
Prensa y Radio Universidad
Imprenta Universitaria
Justo es reconocer también la valiosa participación de los maestros del Departamento, en la tutoría
de trabajos y organización de la Muestra.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
3
INTRODUCCIÓN
Las inquietudes científicas y tecnológicas de los estudiantes del Departamento de
Ciencias Químico-Biológicas, se expresan vivamente a través de todas aquellas
participaciones que realizan a lo largo de sus actividades académicas pero
especialmente la muestra estudiantil pone ante los ojos de la comunidad sonorense la
calidad de información profesional que reciben y que pone de manifiesto su ingenio
y creatividad para aplicar sus conocimientos teóricos y prácticas asesorados por sus
maestros.
La realización de la XX Muestra Estudiantil hace constancia del desarrollo que
presenta el programa de Químico Biólogo que día a día es de mejor calidad académica.
Pero concientes de la necesidad de buscar la excelencia la planta docente promueve
en sus alumnos una mayor participación de este evento lo que en el presente año
repercutió en un incremento del 11% en el número de trabajos presentados y con
mejor calidad.
Por el apoyo recibido, gracias a todos en nombre del Departamento de Ciencias
Químico Biológicas.
Jefatura del Departamento
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
4
CONTENIDO
ACA DEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS ....................................................................................................... 8
ESTABLECIMIENTO DE LAS CONDICIONES DE ELABORACIÓN DE UN PRODUCTO
TIPO BOTANA A BASE DE ZANAHORIA (Daucus carota L.) DESHIDRATADA .................................................... 9
DIP A BASE DE NOPAL.......................................................................................................................................................... 13
MODIFICACIÓN DE ALMIDÓN DE MAÍZ Y GARBANZO CON TRIPOLIFOSFATO DE
SODIO PARA SU USO COMO AGENTES ESPESANTES EN ALIMENTOS ............................................................ 16
MEJORAMIENTO DE LA ROLLABILIDAD DE LA TORTILLA ELABORADA CON
HARINA DE MAIZ MEDIANTE LA ADICIÓN DE PROTEÍNA DE SOYA ....................................................... 20
VINIFICACIÓN EN TINTO CON LA VARIEDAD DE UVA RUBY CABERNET
CULTIVADA BAJO LAS CONDICIONES CLIMATOLÓGICAS DE LA COSTA DE HERMOSILLO ........... 24
ESTABLECIMIENTO DE LAS CONDICIONES DE ELABORACIÓN DE MERMELADA DE MANZANA
(Malus pumila) BAJA EN CALORÍAS PARA DIABÉTICOS .......................................................................................... 27
LA NUEVA CULTURA DE LA SEGURIDAD
EN LA QUÍMICA ................................................................................ 31
ELABORACIÓN DE PASTA TIPO TALLARÍN CON INCORPORACIÓN DE Psyllium Plantago PARA
AUMENTAR EL CONTENIDO DE FIBRA ........................................................................................................................ 34
ELABORACIÓN DE HELADO SABOR MEMBRILLO (Cydonia ablonga) ............................................................... 39
ALTERNATIVAS PARA LA INDUSTRIALIZACION DEL CHILE JALAPEÑO (Capsicum annuum)
PRODUCIDO EN EL ESTADO DE SONORA .................................................................................................................... 43
SALCHICHA DE GLUTEN CON JALAPEÑO ................................................................................................................... 49
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
5
CONTENIDO
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA ...................................................................................................................... 52
USO TERAPÉUTICO DE LAS CÉLULAS MADRE ......................................................................................................... 53
COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL CAFÉ Y LOS EFECTOS DE LA CAFEÍNA EN LA SALUD .............................. 56
POR UN PEQUEÑO DESCUIDO: Penicillium notatum ................................................................................................... 60
LOS ALIMENTOS: MEDICINA MILAGROSA ................................................................................................................. 62
REUTILIZACIÓN DE AGUA ................................................................................................................................................. 69
TORTILLA DE MAÍZ COMPLEMENTADA CON AISLADO DE SOYA .................................................................... 72
INTOLERANCIA AMBIENTAL IDIOPÁTICA .................................................................................................................. 77
¿EXISTE EL CONTACTO A DISTANCIA? TELETRANSPORTACIÓN ...................................................................... 81
EL RELOJ QUÍMICO DEL YODO ........................................................................................................................................ 85
LUCES DE BENGALA ............................................................................................................................................................ 89
MICROESCALA, UNA ALTERNATIVA EN EL LABORATORIO DE QUIMICA ..................................................... 92
MÓDULO DE INFORMACIÓN PARA LA LICENCIATURA DE QUIMICO-BIÓLOGO
DEL DEPARTAMENTO DE CIENCIAS QUÍMICO-BIOLÓGICAS.............................................................................. 97
ATOMIZADORES PARA EL ALIENTO A BASE DE ACEITES ESENCIALES ....................................................... 104
DIÁLISIS: UN PROCESO DE PURIFICACIÓN .............................................................................................................. 107
LA VITAMINA E COMO PREVENTIVO DE ENFERMEDADES .............................................................................. 111
MEDIDOR ÓPTICO DE CONCENTRACIÓN DE SALES ............................................................................................ 115
CAPAS Y PLIEGUES DE LA TIERRA ............................................................................................................................... 118
POTABILIZACIÓN DEL AGUA .......................................................................................................................................... 122
CARCINÓGENOS EN EL HUMO DE CIGARRO Y SU RELEVANCIA EN EL CÁNCER DE SENO ............... 127
LA MAGIA DE LA QUÍMICA .............................................................................................................................................. 132
PÍLDORA CONTRA EL ENVEJECIMIENTO .................................................................................................................. 135
LA SORPRENDENTE SEROTONINA ............................................................................................................................... 137
RECEPTOR DEL FACTOR DE CRECIMIENTO EPIDÉRMICO................................................................................. 144
LUMINOSIDAD, MI QUERIDO WATSON, LUMINOSIDAD ..................................................................................... 148
¿PORQUÉ EL CROMOSOMA
“Y” ES TAN RARO? ................................................................................................... 151
CAPILARIDAD........................................................................................................................................................................ 154
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
6
CONTENIDO
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS ............................................................................................................................ 158
LOS ANTIOXIDANTES EN LA ENFERMEDAD DE ALZHAIMER.......................................................................... 159
APLICACIÓN DE LA TOXINA BOTULÍNICA TIPO A ENTRATAMIENTOS DE REJUVENECIMIENTO .... 163
MÉTODOS INMUNOQUÍMICOS PARA LA DETECCIÓN DE DROGAS DE ABUSO ......................................... 166
UTILIZACIÓN DE LECTINAS PARA LA IDENTIFICACIÓN DE CAMBIOS CELULARES
RELACIONADOS CON LOS PROCESOS TUMORALES ............................................................................................ 171
PURIFICACIÓN DE LA IGA1 SÉRICA USANDO UN ESQUEMA CROMATOGRÁFICO DE
TRES PASOS ........................................................................................................................................................................... 175
MECANISMOS MOLECULARES INVOLUCRADOS EN LA PATOGÉNESIS DE LAS
COMPLICACIONES VASCULARES DE LA DIABETES MELLITUS TIPO 2 ....................................................... 180
IDENTIFICACIÓN DE LECTINAS EN EL EXTRACTO PROTEICO SALINO DE
Hymenoclea monogyra (UNA PLANTA NATIVA DE SONORA)................................................................................. 184
VARIACION ANTIGENICA DE PROTEINAS DE SUPERFICIE DE (VPS’s) DE Giardia lamblia ..................... 188
IDENTIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE ANTÍGENOS DE G. LAMBLIA GSH7 QUE
ESTIMULAN UNA RESPUESTA DE LINFOCITOS T Y B EN EL RATÓN C3H/HEJ ........................................... 193
CROMATOGRAFIA DE HIDROFOBICIDAD APLICADA EN EL AISLAMIENTO DE
INMUNOGLOBULINAS SÉRICAS.................................................................................................................................... 198
ABUSO Y MAL USO DE LOS ANTIBIÓTICOS ............................................................................................................. 202
APLICACIÓN DE LA LECTINA JACALINA EN LA PURIFICACIÓN DE LA INMUNOGLOBULINA A1
SÉRICA HUMANA ................................................................................................................................................................. 205
¡LO NATURAL NO SIEMPRE ES LO SEGURO!............................................................................................................ 208
FACTORES DE RIESGO PARA LA ATEROSCLEROSIS .............................................................................................. 212
PRUEBAS DE LABORATORIO UTILES EN LA REPRODUCCIÓN ASISTIDA .................................................... 216
FERTILIZACIÓN IN VITRO ( FIV) .................................................................................................................................... 219
IMPORTANCIA DEL LABORATORIO CLINICO EN EL DIAGNOSTICO DE b-TALASEMIA .......................... 221
AVANCES DE LA MEDICINA AMENAZADOS POR Enterococcus sp ...................................................................... 224
VIRUS DEL NILO: CARACTERÍSTICAS GENERALES, ASPECT OS EPIDEMIOLÓGICOS
Y MEDIDAS DE PREVENCIÓN Y CONTROL............................................................................................................... 228
BACTERIAS RESISTENTES ORIGINADAS EN ANIMALES DE ENGORDA DEBIDO AL
CONSUMO DE ANTIBIÓTICOS ........................................................................................................................................ 233
EFECT O DEL ESTER FENETÍLICO DEL ÁCIDO CAFEICO (CAPE) EN EL PROCESAMIENTO Y
PRESENTACIÓN DE ANTÍGENO .................................................................................................................................... 236
ASESORES ACADÉMICOS ................................................................................................................................................. 240
RESPONSBLES DE LA EDICIÓN ...................................................................................................................................... 241
NOTA ACLARATORIA .......................................................................................................................................................... 242
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
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ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
ACADEMIA
DE TECNOLOGÍA DE
ALIMENTOS
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
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ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
ESTABLECIMIENTO DE LAS CONDICIONES DE
ELABORACIÓN DE UN PRODUCTO TIPO
BOTANA A BASE DE ZANAHORIA (Daucus
carota L.) DESHIDRATADA
Humo Valdez, B., Duarte Valenzuela, Z.N.; Montaño Figueroa, C.A., Valenzuela
Alcántar, A.L. Fernández Ramirez M.V., Ramírez Olivas R., Tapia López. M. I.
RESUMEN
Sonora es un productor importante de zanahoria (
Daucus carota L. ), sin embargo es un alimento
poco consumido por los niños, a pesar de ser una
rica fuente de fibra dietaria. Por lo anterior se
elaboró una botana de zanahoria deshidratada,
adicionada con chile jalapeño en polvo, ácido
cítrico, sal y azúcar, para hacer atractivo el
consumo de este vegetal, y para darle valor
agregado. La materia prima se obtuvo en el
comercio local seleccionándola a un tamaño
aproximado de 15 cm de largo y 4 cm de diámetro.
Posteriormente se procedió al lavado, pelado y
corte en rebanadas de
1 mm de grosor, para ser
escaldadas en agua a 90 °C por 180 segundos. Se
preparó una mezcla de chile jalapeño en polvo,
sal, azúcar y ácido cítrico en la siguiente
proporción.0.3:1:3:1 para espolvorear las
zanahorias. Se deshidrató en el túnel de secado
por 4 horas a 75 °C, después se empacó en bolsas
de celofán. Se realizó un análisis químico proximal
tanto a la materia prima como al producto final,
obteniéndose los siguientes resultados: para la
materia prima 93.64 % de agua, 0.954 % de
proteínas, 0.036 % de grasa, 4.386 % de fibra
cruda y 0.984 % de cenizas, y para el producto
final 14.837 % de agua, 9.308 % de proteínas,
26.7316 % de fibra cruda y 6.7497 % de cenizas.
El producto obtenido se sometió a una evaluación
sensorial para determinar su aceptación utilizando
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
33 panelistas no entrenados para calificar los
atributos de color, olor, sabor y textura.
Obteniéndose un 72 % de aceptación en olor, 81
% en color, 54 % en sabor y 66 % en textura.
INTRODUCCIÓN
Dentro de la familia de las umbelíferas, la
zanahoria es la más conocida y la más importante
de las hortalizas de raíz, dada la demanda de que
es objeto y a la superficie sembrada que ocupa. Se
consume en ensaladas, jugos y guisos. Es una
hortaliza rica en caroteno –precursor de la vitamina
A- y tiene cantidades considerables de tiamina y
riboflavina. 4
Aunque proporcionan un 9 % de hidratos de
carbono las zanahorias no son un alimento
energético. Tampoco proporcionan materiales de
construcción para los tejidos (proteínas) ni
principios calorígenos (grasas); estos elementos
pueden obtenerse en otros alimentos. Lo que las
zanahorias proporcionan en abundancia son
vitaminas y sales minerales5 .
La conservación de los alimentos por
deshidratación es uno de los métodos más antiguos,
el éxito de este procedimiento reside en que,
además
de
proporcionar
estabilidad
microbiológica, debido a la reducción de la
actividad del agua, y fisicoquímica, aporta otras
9
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
ventajas derivadas de la reducción del peso, en
relación con el transporte, manipulación y
almacenamiento. Para conseguir esto, la
transferencia de calor debe ser tal que se alcance
el calor latente de evaporación y que se logre que
el agua o el vapor de agua atraviese el alimento y
lo abandone.6
Hay varios métodos de secado para los alimentos,
solo que para deshidratar zanahoria, el método más
eficaz es el secado por túnel, ya que lo hace de
forma semicontínua, en instalaciones de gran
capacidad de producción.
El procedimiento de secado puede provocar
reacciones enzimáticas que le dan a la zanahoria
características desagradables, esto puede evitarse
por medio de un proceso térmico llamado
escaldado, el cual se lleva a cabo calentando el
alimento rápidamente hasta una temperatura
predeterminada, manteniéndolo a esta
temperatura, durante un tiempo también
predeterminado, y enfriándolo rápidamente luego,
o pasándolo al siguiente proceso de elaboración
sin pérdida de tiempo, además de destruir las
enzimas , el escaldado produce los siguientes
efectos adicionales: limpia la materia prima y
reduce su carga microbiana; expulsa los gases
celulares; ablanda y contrae los alimentos, con lo
que facilita el llenado de los envases; mejora la
textura; desgraciadamente, puede producir pérdida
de vitaminas sensibles al calor y de los nutrientes
solubles en agua.2
Para aumentar el consumo de ésta hortaliza, se
elaboró una botana a base de zanahoria
deshidratada, utilizando secado por túnel para así
obtener un producto con mayor vida de anaquel y
valor agregado. La composición química de la
zanahoria fresca y deshidratada se muestra en la
tabla I.
zanahorias (Daucus carota L.) que se obtuvieron
en el comercio local, buscando que todas tuvieran
aproximadamente las mismas proporciones, tales
como 15 cm de longitud y 4 cm de diámetro. Se
utilizó chile (Capsicum annuum L.) jalapeño
deshidratado en polvo, también obtenido en el
comercio de la localidad. Sal de mesa, ácido cítrico
y azúcar también fueron usados para la elaboración
de la botana, obtenidos, al igual que la zanahoria
y el chile jalapeño, en el comercio local.
Curva de secado
Para llevar un mejor control del secado de las
zanahorias, se realizó una curva de secado, donde
se pesó una pequeña muestra de la materia prima
al inicio del proceso de secado, y se estuvo
monitoreando por 210 minutos, en intervalos de
30 minutos.
Deshidratación
Para la elaboración del producto ya mencionado
se hicieron pruebas preliminares para establecer
las condiciones del escaldado, así como para la
presentación de la zanahoria usando varias formas
y tamaños tales como rebanadas de 6 cm de largo
y 2 mm de grosor, otras de 6 cm de largo y 0.5 mm
de grosor, también de 1 mm de grosor cortadas
transversalmente. En el caso del escaldado, se
realizaron pruebas con Guayacol y H2 O2 para la
detección de la actividad enzimática (peroxidasa
y catalasa respectivamente). Los mejores
resultados fueron: 90 °C por 180 segundos en
rebanadas de 14 cm de largo y 1 mm de grosor.
Una vez establecidas las condiciones de escaldado
y la presentación del producto se preparó la
proporción de chile jalapeño en polvo, sal, azúcar
y ácido cítrico la cual fue 0.3:1:3:1
respectivamente, ésta proporción fue establecida
por el equipo que elaboró éste producto.
MATERIALES Y MÉTODOS
La elaboración las botanas se llevó a cabo con
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
La deshidratación se realizó en un túnel de secado,
donde se colocó la muestra ya preparada por
10
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
espacio de 4 horas a una temperatura de 75 °C.
Análisis Proximal
Se realizó análisis químico proximal tanto a la
materia prima como al producto final, usando los
métodos oficiales de la AOAC, tales como: Método
960.52 Micro-Kjeldahl para determinación de
proteínas, Método 900.02 para cenizas, Método
926.04 para determinar humedad y 962.09E para
fibra cruda1 .
variación de los resultados debida a la eliminación
de agua en la zanahoria fresca, provocándose con
esto la concentración de los otros constituyentes
en la zanahoria deshidratada.
Evaluación sensorial
Se obtuvieron los siguientes porcentajes de
aceptación: 72 % en olor, 81 % en color, 54 % en
sabor y 66 % en textura.
Se realizó un análisis sensorial donde participaron
33 panelistas no entrenados para calificar los
atributos de color, olor, sabor y textura utilizando
una escala hedónica de 5 puntos.
Las medias y desviaciones estándar de los puntos
que se obtuvieron en la escala hedónica se
muestran en la tabla II. Estos datos dicen cual es
la variación que hay en las respuestas de panelista
a panelista. Y la media se acerca mucho a la
calificación máxima de la escala hedónica, lo cual
indica un buen grado de aceptación.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
Evaluación sensorial
Curva de secado
Los resultados obtenidos del monitoreo del proceso
de secado de la zanahoria, se encuentran
establecidos en la gráfica I, conteniendo el tiempo
de secado contra % de humedad del producto.
Como se observa, hay un momento en el que el %
de humedad de la zanahoria se vuelve constante,
debido a la pérdida de peso.
Análisis químico proximal
Los resultados de dichos análisis se encuentran
en la tabla I. Como se puede observar hay una gran
El producto final tiene una apariencia de color
naranja con algunos trozos de chile, es crujiente y
su sabor es agradable al paladar, sin llegar a ser
demasiado ácido o azucarado.
La cultura de alimentación en estos tiempos se ha
reducido mucho a la comida chatarra, por lo tanto
es probable que las botanas de zanahoria no tengan
una gran aceptación al inicio, pero con el auge
que tiene en la actualidad la fibra dietaria, se puede
impactar en el comercio de productos naturistas y
posteriormente a través de otros canales de
comercialización como los gubernamentales
(desayunos escolares) a la población infantil.
Tabla I. Composición química de zanahoria (Daucus carota l.) fresca y la botana elaborada a partir de
zanahoria deshidratada
Componente
Agua
Proteína
Fibra
Cenizas
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Zanahoria Fresca
(%)
93.6167
0.9643
4.3967
0.9842
Producto final
(%)
14.8372
9.3081
26.7316
6.7497
11
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
Tabla II. Análisis sensorial de la botana de zanahoria (Daucus carota L.) y estadísticas descriptivas, evaluando
color, olor, sabor y textura *.
Parámetro
Color
Olor
Sabor
Textura
Media
4.480
4.625
4.667
4.270
Desviación Estándar
1.930
1.550
1.090
1.330
* Se utilizó un panel no entrenado de 33 personas.
100
90
Humedad (%)
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
50
100
150
200
Tiempo (min.)
% humedad
Gráfica I. Curva de secado de zanahoria (Daucus carota L.)
BIBLIOGRAFÍA
1
AOAC. 1999. Official Methods of Analysis of AOAC International.
16th Edition. The Scientific Association Dedicated to analytical
Excellence.
2
J.G Brennan, J.R. Butters, N.D. Cowell, A.E.V. Lilley. 1998. Las
Operaciones de la Ingeniería de los Alimentos. Editorial Acriba S.A.,
Zaragoza España.
4
Valadez López Artemio. 1996. Producción de Hortalizas. Editorial
LIMUSA S.A. de C.V. Grupo Noriega Editores. México.
5
HTTP://WWW.VIVIRNATURAL.COM/ALIM/
ZANAHORI.HTM
6
http://WWW.IDEAL.ES/CANALAGRO/DATOS/CONSERVAS/
METODOS.HTM#1%20DESHIDRATACIÓN
3
S.W. Souci, W. Fachmann, H. Kraut. 1989/90. Food Compositions
and Nutrition Tables. Editorial Deutsche Forschunganstalt für
Lebensmittelchemie, Garching b. München. Germany.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
12
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
DIP A BASE DE NOPAL
Arce Ibarra , M. G., Chacón Flores, M. A., García Baldenegro, C. V., Villalba
Villalba, A. G. Fernández Ramirez M.V., Ramírez Olivas R., Tapia López. M. I.
RESUMEN
Se elaboró un dip usando como base nopal
(Opuntia ficus Indica), con el fin de aumentar el
consumo de esta verdura en el estado de Sonora.
El proceso de elaboración consistió en limpiar y
lavar el nopal manualmente, seguido por el
escaldado a 98º C durante 5 min. El producto se
preparó con la siguiente formulación: 41.25% de
nopal, 25.26% de crema, 16.07% de chile jalapeño,
1.38% de sal de mesa, 16.04% de atún y 0.3% de
carragenina. Los ingredientes se licuaron hasta una
mezcla homogénea para obtener el producto
terminado, al cual se le realizaron los siguientes
análisis: humedad (85.5%), cenizas (2.5%),
proteína (4.84%), grasa (4.09%); mientras que a
la materia prima se le realizó humedad (95.3%),
ceniza (0.62%), proteína (1.5%) y fibra (1.35%).
Se evaluó sensorialmente empleando una escala
hedónica de 5 puntos, con treinta jueces no
entrenados, los resultados obtenidos fueron de
aceptación del producto, en sabor 83.4%.,en
cuanto a color a un 63.4% y consistencia 63.4% .
OBJETIVOS
Objetivo General
Proponer formas de uso del nopal mediante la
producción de un dip de esta verdura, además de
darle un valor agregado.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Objetivos Específicos
- Establecer diferentes formulaciones del dip en
nopal.
- Evaluar sensorialmente el dip.
- Caracterizar el dip con mayor aceptación
sensorial.
INTRODUCCIÓN
El nopal (Opuntia ficus Indica) pertenece a la
familia de las cactáceas y el género Opuntia, se
consume tradicionalmente cocido, en ensaladas,
sopas y diferentes platillos condimentados con
diversos aderezos. Constituye por sí sólo un
ingrediente de una comida completa. El nopal
junto con la tortilla son considerados como base
de la alimentación de las comunidades rurales y
zonas suburbanas de México 3 . La producción
nacional del nopal es de 200,000 toneladas al año 3
y en Sonora el cultivo presenta el más alto
rendimiento nacional de 80 Ton/Ha que dadas las
características de demanda y producción con
posibilidades de expansión, el nopal verdura
representa un gran potencial para elaborar diversos
y novedosos productos, dentro de los cuales los
ricos en fibra ocupan un lugar importante en el
desarrollo de alimentos, debido a su alto contenido
en base seca (20.4%).
13
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
El dip a base de nopal es una nueva forma de
consumo, de esta verdura, además de ser un
contribuyente más de fibra en la dieta de los
consumidores.
que presentó las mejores características: 41.25%
de nopal, 16.04% de atún, 25.25% de crema,
16.07% de chile jalapeño, 1.38% de sal de mesa y
0.3% de carragenina.
La importancia de la fibra en la dieta se puso de
manifiesto en la década de los setenta; a raíz de
esto se han hecho muchos estudios que relacionan
la ausencia de fibra con diversos problemas de
salud tales como constipación, diverticulosis,
colitis, hemorroides, cáncer de colon y en el recto,
diabetes mellitus, ateroesclerosis y otras. Su
función principal es que tiene la capacidad de
hincharse al absorber agua y por lo tanto aumentar
el volumen de materia fecal; esto provoca un
incremento en los movimientos peristálticos del
intestino, y facilita el tránsito y consecuentemente
la defecación. El objetivo es proponer formas
alternativas de uso del nopal mediante la
elaboración de un dip para darle valor agregado a
este vegetal y ofrecer al consumidor alimentos
ricos en fibra con atributos sensoriales aceptables.
Análisis químico
Tanto al nopal escaldado como al producto
terminado se le realizaron los análisis de humedad
por el método de la estufa 930.04 de la
AOAC(1990); cenizas 940.26 de la AOAC (1990);
fibra cruda -sólo al nopal escaldado- 930.10 de la
AOAC(1990); proteína por el método de Kjeldalh
920.152 de la AOAC y grasa -sólo al producto
terminado- por el método de Mojonier 920.11 de
la AOAC(1990).
Además se llevó a cabo una evaluación sensorial
en la que se calificaron atributos como color, sabor
y consistencia, empleando una escala hedónica de
5 puntos, con treinta jueces no entrenados.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
MATERIALES Y MÉTODOS
Análisis químico
Materia prima
Se empleó nopal fresco (Opuntia ficus Indica)
proveniente de la Escuela de Agricultura y
Ganadería de la Universidad de Sonora, Unidad
Centro, también se uso atún, chiles jalapeños en
escabeche, media crema, sal de mesa obtenidos
en el comercio local.
Procedimiento
Para la preparación, se lavó el nopal, eliminaron
las espinas, se lavó con agua corriente, se cortó en
cuadros de aproximadamente 2 cm de ancho por
2 cm de largo y se sometió a un escaldado de 98º
C por 5 min.
Para obtener la formulación se llevaron a cabo
pruebas preliminares, haciendo mezclas de los
ingredientes hasta obtener la siguiente que fue la
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
En la tabla I se muestra la composición proximal
del nopal verdura (Opuntia ficus Indica) producido
en la Escuela de Agricultura y Ganadería de la
Universidad de Sonora. En el nopal se obtuvo un
contenido de agua de 95% que se considera muy
elevado, más del 90%, que es el valor de referencia
en la bibliografía. Considerando lo anterior, se
observa que la cantidad de proteína (1.50%) y fibra
(1.35%) representan una fracción importante de
la materia seca.
El dip con mejores atributos presentó un
incremento en el contenido de proteína (4.84%) y
grasa (4.09%) por la incorporación de los demás
ingredientes.
Evaluación sensorial
Los resultados de aceptación del producto se
14
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
muestran en la figura 1. se aprecia una aceptación
de 63.4% entre gusta moderadamente y gusta
mucho por los atributos de consistencia y color.
El sabor fue de atributos de mayor aceptación con
un 83.4%, con 53.78% de gusta mucho.
CONCLUSIONES
En base a los objetivos planteados se obtuvo un
producto que fue aceptado satisfactoriamente por
su sabor y consistencia, pero moderadamente por
su color.
Figura 1. Resultados de la evaluación sensorial.
Tabla1. Composición proximal del Nopal y Dip.
Determinación
Nopal escaldado (fresco)
Dip
% Humedad
% Fibra cruda
% Proteína (N x 6.25)
% Cenizas
% Grasa cruda
95.30
1.35
1.50
0.62
---
85.50
--4.84
2.50
4.09
BIBLIOGRAFÍA.
A.O.A.C. 1990. Official Mhetods of Analysis. 15ª ed. Association
of Oficial Analytical Chemists, Inc. Arlington Virginia. U.S.A.
Badui. S. Química de Alimentos. 1999. Addison Wesley Longman
de México. México D.F.
Gallardo Y.T., Zambrano M.L., Hernández A.D., Determinación de
las Propiedades Fisicoquímicas del Nopal Verdura. 1997. Memorias
del VII Congreso Nacional sobre el Conocimiento y
Aprovechamiento del Nopal. Universidad Autónoma de Nuevo León.
México.Pag. 277-278.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
15
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
MODIFICACIÓN DE ALMIDÓN DE MAÍZ Y
GARBANZO CON TRIPOLIFOSFATO DE SODIO
PARA SU USO COMO AGENTES ESPESANTES EN
ALIMENTOS
Galaz-Montoya M. Gallardo-Reyes E. D. Heras Ramírez M. E.,
Suárez Jiménez G. M., Cinco Moroyoqui F. J.
El objetivo de este estudio fue comparar las
propiedades funcionales de almidones de maíz y
garbanzo
modificados
mediante
un
entrecruzamiento químico con fosfato de sodio a
concentraciones de 0, 0.35, 0.70, 1.05 y 1.40% (p/
p). La concentración de amilosa fue cuantificada
empleando dimetil sulfóxido y iodo tanto en los
almidones nativos como en los modificados. La
capacidad espesante de los almidones modificados
fue determinada mediante el grado de expansión
de un producto tipo pudín conteniendo almidón
con diferentes grados de entrecruzamiento. A
medida de que se incrementó el nivel de fosfatación
de los almidones, se observó una disminución en
el contenido de amilosa (P<0.05) debido,
posiblemente, a la formación de una estructura
cada vez más compacta o a una mayor afinidad
iónica de las cadenas de amilosa por el fosfato.
Este efecto fue más notorio en el almidón de
garbanzo, mientras que el almidón de maíz requirió
niveles mayores de fosfatación (P<0.05) para
observarse una disminución en la concentración
de amilosa. Aunque el almidón de maíz presentó
una concentración de amilosa más alta a cualquier
grado de entrecruzamiento, su fluidez fue
modificada significativamente (P<0.05) más que
el de garbanzo. Estos resultados sugieren que la
concentración de amilosa, por un lado, y la longitud
de sus cadenas, por otro, determinan la
susceptibilidad al entrecruzamiento químico
facilitando su uso como agente espesante. Se
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
concluye que el almidón de maíz es mejor opción
para modificarse químicamente, más que el de
garbanzo, para ser empleado como agente
espesante en alimentos.
INTRODUCCIÓN
Debido a la tendencia reciente a usar polímeros
naturales en las industrias, el almidón de
leguminosas y cereales han sido considerados
como una rica fuente para ser empleados en la
formulación de nuevos productos alimenticios con
diversas propiedades funcionales, lo cual ha
propiciado el empleo de diferentes técnicas de
modificación de los mismos (4).
Los almidones modificados presentan propiedades
funcionales mucho más deseables que los naturales
(2,5). Estos pueden usarse en la preparación de
alimentos como agentes espesantes (en salsas,
sopas, rellenos), como estabilizantes coloidales (en
aderezos), para retención de humedad (en turrón
de pastel), como agentes formadores de geles (en
alimentos chiclosos), como agentes ligantes (en
conos de nieve) y como agentes recubridores o
glaceadores (en dulces) (3). Dependiendo del tipo
de modificación que se haya llevado a cabo en el
almidón, éste puede adquirir propiedades
diferentes, las cuales le confieren características
únicas para ser utilizado en los diferentes
productos
alimenticios
anteriormente
16
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
mencionados (5).
En la industria alimentaria los almidones
entrecruzados químicamente con fosfato pueden
ser empleados en la fabricación de diversos
alimentos, tal como los postres tipo pudín. En este
postre, el almidón modificado permite que la
mezcla adquiera una consistencia firme una vez
que gelatiniza.
El objetivo de este proyecto fue determinar la
susceptibilidad del almidón de maíz y garbanzo a
ser modificados mediante un entrecruzamiento
químico para mejorar sus propiedades espesantes.
estufa de convección de aire a una temperatura de
40-45ºC. La temperatura se incrementó a 60-65o C
y se secó nuevamente por 90 min. La mezcla de
almidón-fosfato se calentó en un vaso de
precipitados en un baño de aceite precalentado a
155ºC durante 25 min. Posteriormente se disolvió
en 500 ml de agua destilada y se filtró a vacío con
un embudo Büchner. El pastel del filtrado se lavó
con tres porciones de 500 ml de agua destilada
para finalmente pulverizarse y secarse por 16 h en
una estufa de convección a 40-45ºC.
Observación de Gránulos de Almidón de
Garbanzo y de Almidón de Maíz Bajo Luz
Polarizada
MATERIALES Y MÉTODOS
Extracción y purificación de almidón de
garbanzo
Aproximadamente 1 kg de garbanzo crudo entero
se molió primero en un molino con malla de
descarga de 10 mesh, y posteriormente, la harina
obtenida se molió en un molino con malla de
descarta de 80 mesh. A la harina resultante se le
realizaron varios lavados y al finalizar éstos se
cernió en una malla de 230 mesh. Se continuó
haciendo lavados del almidón de garbanzo durante
3 días (dejando reposar 16 horas entre cada
lavado). Se realizaron tres lavados, hasta que el
agua resultó cristalina y el almidón tuvo una
coloración blanca. Al finalizar el proceso de lavado
del almidón, éste se dejó secar a temperatura
ambiente durante dos días. Una vez seco el
almidón se cernió con una malla de 60 mesh y se
pesó.
Modificación de Almidón de Garbanzo y Maíz
La modificación se realizó mediante el método de
Paschall (1964). Las concetraciones de
tripolifosfato se incrementaron en distintas
porciones de los almidones para obtener niveles
de 0, 0.35, 0.70, 1.05 y 1.40% de fósforo unido (p/
p). El procedimiento se realizó por 16 h en una
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Los gránulos de almidones de garbanzo y maíz
(nativos y modificados) fueron analizados
morfológicamente bajo luz polarizada en un
microscopio Zeis (Weist Germany; Modelo 1,25X)
empleando el objetivo 40X.
Determinación del Contenido de Amilosa
La determinación de amilosa en el almidón de
garbanzo y en el almidón de maíz se hizo por el
método de Knutson (1986) con modificaciones.
Elaboración de pudín de chocolate con los
almidones nativos y modificados
Se elaboraron pudines de chocolate con los
almidones tratados a distintos niveles de
fosfatación. La formulación de los pudines fue la
siguiente: azúcar 21.44%, chocolate 11.66%,
almidón 2.14% y leche 64.75%. Las mezclas se
cocinaron hasta ebullición para, posteriormente,
dejarse espesar durante 10 min antes de determinar
su consistencia.
Influencia de la Fosfatación del Almidón en la
Consistencia de un Producto Final
La consistencia de pudines elaborados con almidón
fosfatado en distintos grados fue determinada
17
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
vertiendo una porción de1.25 ml de cada uno de
ellos sobre una superficie plana. La muestras se
dejaron expandir por 1 min e inmediatamente se
midió su diámetro.
Análisis Estadístico
Los datos obtenidos fueron sometidos a un análisis
de varianza (ANOVA) a un nivel de significancia
de p=0.05. La prueba de Tukey fue empleada para
determinar diferencias entre valores promedio.
RESULTADOS
Observación al microscopio
Se observaron los gránulos de almidón de garbanzo
y maíz nativos y los tratados a distintas
concentraciones de fosfato. Los gránulos de
garbanzo presentaron forma ovoide y un hilio
claramente marcado en el centro del grano con
forma de línea. En contraste, los almidones de maíz
presentaron una forma irregular semejante a un
círculo y fueron de menor tamaño. Su hilio tenía
forma de cruz y también se encontraba en el centro
del gránulo. Al observar con luz polarizada todos
los almidones, éstos presentaron la característica
cruz de malta, sugiriendo que los gránulos no
fueron gelatinizados durante su modificación.
Determinación del Contenido de Amilosa
El contenido de amilosa en los almidones nativos
de garbanzo y maíz fue diferente en ambas
muestras (P<0.05). En la Tabla I se puede observar
que el almidón de maíz presentó un contenido de
amilosa significativamente mayor que el almidón
de garbanzo
La determinación de contenido de amilosa en
almidones fosfatados sirve como indicador del
grado de entrecruzamiento entre las cadenas
poliméricas de glucosa. La Tabla II muestra el
contenido de amilosa del almidón de garbanzo a
diferentes grados de fosfatación. Puede observarse
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
que la concentración de amilosa disponible
disminuyó significativamente a un nivel de
fosfatación
de
0.70%,
representando
aproximadamente el 45% de la amilosa
originalmente presente. En contraste, al mismo
nivel de fosfatación, la amilosa de maíz fue menos
afectada, detectándose aproximadamente 80% de
la amilosa originalmente presente (Tabla III). A
niveles más elevados de fosfatación, el contenido
de amilosa en el almidón de maíz disminuyó
significativamente (P<0.05) detectándose
únicamente 67% del contenido original. Estos
resultados sugieren que la amilosa presente en los
almidones de garbanzo y maíz difieren en su
susceptibilidad de ser modificados por la
fosfatación. Esta susceptibilidad puede
interpretarse como diferencias estructurales, tales
como longitud de cadena o disponibilidad de
grupos hidroxilo susceptibles de ser fosfatados,
entre ambos tipos de almidones. Puede deducirse
que una mayor concentración de amilosa
disponible es indicativa de una mayor longitud en
las cadenas de amilosa.
Influencia de la Fosfatación en la Consistencia
de Pudines
La fosfatación de los almidones de garbanzo y maíz
en su consistencia fue determinada mediante la
medición del grado de expansión de pudines
elaborados con dichos almidones (Tabla IV). El
pudín elaborado con almidón de maíz presentó
mayor consistencia que el elaborado con almidón
de garbanzo (P<0.05). Mediante la fosfatación, la
consistencia del producto elaborado con almidón
de garbanzo fue significativamente modificada a
un nivel de fosfatación de 0.35% (P<0.05), lo cual
concuerda con la determinación de amilosa
disponible (Tabla V). En contraste, al mismo nivel
de fosfatación, el producto elaborado con almidón
de maíz no presentó cambios en consistencia
(Tabla VI), la cual fue modificada
significativamente hasta que se alcanzó 1.05 y
1.40% de fosfatación (P<0.05).
18
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
Los almidones de garbanzo y maíz presentaron
diferentes grados de susceptibilidad a ser
modificados por medio de la fosfatación. Aunque
el almidón de garbanzo fue más fácilmente
modificado por la fosfatación, el almidón de maíz
no presentó la misma susceptibilidad.
La modificación realizada no afectó las
características físicas de los gránulos de almidón,
ya que la cruz de malta no se perdió durante los
distintos niveles de fosfatación.
A partir de la determinación de amilosa se observó
que el almidón de maíz tiene una mayor cantidad
de amilosa que el almidón de garbanzo. Esto pudo
influir en su capacidad espesante ya que coincide
con la fluidez de los pudines elaborados.
La determinación de amilosa en los almidones
tratados a distintos niveles de fosfastación
demostró que la modificación química por fosfatos
hace menos disponible al polímero a la interacción
con el iodo, sugiriendo la formación de una
estructura compacta que impide estéricamente la
penetración del yodo dentro de la estructura
helicoidal de amilosa. También la posibilidad de
que el ión yodo no interaccione con la amilosa
puede deberse a que los fosfatos se encuentran
unidos con los grupos hidroxilo. La amilosa del
almidón de garbanzo fue significativamente
modificado por la fosfatación, pero su fluidez no
fue afectada en comparación con la del almidón
de maíz. Esto sugiere la existencia de diferencias
estructurales en la cadena de amilosa y/o a la
susceptibilidad de sus grupos hidroxilo a ser
fosfatados.
El almidón de maíz fue significativamente mejor
que el almidón de garbanzo en sus propiedades
espesantes. Ello puede deberse posiblemente a que
las cadenas de amilosa del almidón de maíz sean
más largas que las del garbanzo.
La determinación del contenido de amilosa
demostró que en el almidón de garbanzo la
fosfatación modifica a las cadenas de este polímero
a relativamente bajas concentraciones. En
contraste, la amilosa del maíz soporta mayor grado
de fosfatación lográndose detectar mayor
contenido que en el almidón de garbanzo.
Se demostró que existe una relación directa entre
contenido de amilosa disponible y la propiedad
espesante de los almidones modificados por la
fosfatación. A mayor grado de fosfatación de los
almidones, la consistencia de éstos se incrementó
significativamente. Sin embargo, entre almidones
de distinta fuentes, esta relación difiere, tal como
se observó en este estudio con los almidones de
maíz y garbanzo.
La metodología empleada en esta investigación
permitió discriminar a los almidones de distintas
fuentes en su susceptibilidad a ser empleados como
agentes espesantes. Se recomienda su empleo en
el estudio de almidones de otras fuentes.
BIBLIOGRAFÍA
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Knutson C.A.. 1986. A Simplified Colorimetric Procedure
for Determination of Amylose in Maize Starches. Cereal Chem.
63(2):89-92.
2.
Paschall E.F. 1964. Phosphation with Inorganic Phosphate
Salts. In: Methods in Carbohydrate Chemistry. R.L. Whistler,
ed. Vol IV. Starch. Cap. 67. Academic Press. London.
3.
Rincón C. A. M., Pérez S. E. E., González P. Z. M., and
Rodríguez G. P. J. 1999. Food Science and Technology International
5(1): 31-40.
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4.
Rosas Burgos, E.C. 1990. Caracterización Parcial del
Almidón que es Obtenido como Subproducto en la Elaboración de
un Material de Alto Contenido Proteico de Garbanzo (de Rezaga) y
su Posible Utilización. Tesis de Licenciatura. Departamento de
Ciencias Químico Biológicas. Universidad de Sonora.
5.
Solarek. D. B.. 1986. Phosphorylated Starches and
Miscellaneous Inorganic Esters. In: Modified Starches: Properties
and Uses. O.B. Wurzburg, ed. CRC Press. Chap. 7, pp 98-107.
19
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
MEJORAMIENTO DE LA ROLLABILIDAD DE
LA TORTILLA ELABORADA CON HARINA DE
MAIZ MEDIANTE LA ADICIÓN DE PROTEÍNA
DE SOYA
Audeves Sauceda G., Cázares Torres A. H., García Camarena R.,
González Torres F., Luna Cohén C. Cinco Moroyoqui F. J.
la tortilla es fundamental para poder competir con
calidad en el mercado actual. Los cambios en la
Con el fin de evaluar el efecto de la adición de industria de la tortilla ya se están dando tendientes
proteína de soya a la harina de maíz, se elaboraron a la estandarización y control de procesos, y en el
tortillas con un contenido de 0, 5, 10, 15 y 20 % control de calidad de la materia prima y producto
proteína de soya. Las tortillas una vez elaboradas, terminado. La industrialización de otros productos
fueron empacadas y almacenadas y se evaluó su de maíz nixtamalizados, constituye una alternativa
capacidad de rollabilidad durante los primeros redituable para la industria. Las tortillas de maíz
cuatro días de almacenamiento en refrigeración, ya no son únicas del mercado mexicano (Almeida,
así como también se le realizó un análisis proximal y otros, 1996). Las características de calidad de
para hacer una comparación entre los las tortillas de maíz varían entre regiones de
componentes mayoritarios de una tortilla México, y mucho más fuera del país. Existen
elaborada solamente con harina de maíz y de una tortillas delgadas y gruesas con pesos de 18 a 23
tortilla elaborada con harina de maíz y proteína gramos por pieza para las delgadas y de 28 a 34
de soya. La evaluación de la rollabilidad se llevó gramos para las gruesas. Algunas tortillas son
a cabo utilizando el método descrito por Torres y infladas durante el horneado, mientras que otras
colaboradores (1993), y utilizando una calificación se prefieren sin inflar. La presencia de aditivos ha
de 5 puntos para la tortilla que no sufría ruptura modificado parcialmente sus características
alguna, 3 puntos para aquella tortilla que se rompía sensoriales. Sin embargo, es de preferencia común
parcialmente y de 1 punto para la tortilla que se que las tortillas sean flexibles, que se puedan
recalentar. Tortillas que recuperan la flexibilidad
rompía completamente.
al calentarse antes de su consumo son preferibles.
El nivel de humedad de la tortilla juega un papel
OBJETIVO
importante en este aspecto. La tortilla debe tener
Mejorar la propiedad de rollabilidad en tortillas suficiente humedad para recalentarse y mantenerse
elaboradas con harina de maíz nixtamalizada, flexible. Tortillas con baja humedad se hacen
rígidas (Almeida, y otros, 1996). La pérdida de
mediante la adición de proteína de soya.
suavidad y flexibilidad de la tortilla al enfriarse
durante el almacenamiento se debe en gran medida
INTRODUCCIÓN
a la formación de una estructura rígida causada
La modernización de procesos en la industria de por la retrogradación del almidón y asociación con
RESUMEN
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
20
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
proteínas, fibra y otros componentes químicos. Los
cambios estructurales empiezan tan pronto la
tortilla sale del horno y empieza a enfriarse. La
necesidad de conservar la textura durante el
almacenamiento es crucial para la calidad de la
tortilla en el mercado. El debilitamiento de la
estructura rígida, combinado con el
establecimiento de una nueva estructura más
flexible, menos susceptible a cambios durante el
almacenamiento es una alternativa para mejorar
la textura de la tortilla (Almeida, y otros, 1996).
Utilizando proteína de soya, se mejora la textura
de la tortilla, ya que esta proteína retiene mayor
cantidad de agua, y al ser una proteína
termoflexible, esto le da a la tortilla una textura
firme, no quebradiza, lográndose así tortillas más
fácilmente enrollables y suaves.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se determinó proteína (N x 6.25) por el método
46-13 AACC, Humedad 44-16 AACC, Grasa 3025 AACC, Ceniza 38-11 AACC
Materiales:
Harina de maíz nixtamalizada (Maseca), proteína
de soya, agua, tortilladora doméstica, bandeja de
plástico.
Desarrollo en el laboratorio:
La harina de maíz se obtuvo del centro comercial
de Hermosillo, así como la proteína de soya
texturizada. Se pesaron 5 porciones de 200 gr de
harina, y se adicionó proteína de soya en los
siguientes porcentajes: 0, 5, 10, 15 y 20% a cada
una de las porciones. Se mezclaron ambas
porciones de harina y proteína de soya y se le
adicionó agua suficiente para obtener una masa
uniforme. Una vez obtenida la masa, se cortó en
porciones esféricas de aproximadamente 5 cm de
diámetro. Ya hechas las “bolitas” de masa, se
prensaron en la tortilladora hasta obtener una
tortilla de un grosor de 0.3 cm. Posteriormente se
efectuó la cocción.
RESULTADOS
Rollabilidad:
para esta prueba se cortaron tiras de tortilla, de 2
cm de ancho y se enrollaron en un cilindro de
madera de 2 cm de diámetro. Dependiendo del
número de rupturas que presentó la tortilla fue su
grado de flexibilidad. Se utilizó una escala de
calificación de 5 puntos para la tortilla que no
sufría ruptura alguna, 3 puntos para aquella tortilla
que se rompía parcialmente y de 1 punto para la
tortilla que se rompía completamente.
Los resultados obtenidos de los análisis de la harina
de maíz se muestran en la tabla 1, mientras que
los resultados obtenidos de rollabilidad, se
muestran en las siguientes tablas 2,3,4 y 5,
correspondiendo el valor de 1 a la tortilla que se
rompía completamente, 3 a la que se rompía
parcialmente y 5 a la que no sufría ninguna
ruptura.
Tabla 1: Análisis de la harina de maíz
Análisis
Proteína (N x 6.25)
Humedad
Grasa
Ceniza
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Resultados
9.47%
8.38%
9.47%
1.57%
21
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
Tabla 2. Resultados obtenidos manteniendo la tortilla a temperatura ambiente sin empaque.
Conc. Proteína de
Soya
Cero
Uno
0.00%
5.00%
10.00%
15.00%
20.00%
5
5
5
5
5
1
1
1
3
3
Día
Dos
1
1
1
1
1
Tres
cuatro
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Tabla 3. Resultados obtenidos manteniendo la tortilla a temperatura ambiente con empaque.
Día
Conc. Proteína de
Soya
Cero
5
5
5
5
5.00%
10.00%
15.00%
20.00%
Uno
3
3
3
3
Dos
1
1
3
3
Tres
1
1
1
1
cuatro
1
1
1
1
Tabla 4. Resultados obtenidos manteniendo la tortilla a temperatura de refrigeración sin
empaque.
Conc. Proteína de
Soya
Cero
5.00%
10.00%
15.00%
20.00%
5
5
5
5
Uno
Día
Dos
Tres
cuatro
3
5
5
5
1
3
3
5
1
1
1
3
1
1
1
1
Tabla 5. Resultados obtenidos manteniendo la tortilla a temperatura derefrigeración con
empaque.
Conc. Proteína
de Soya
Cero
Uno
5.00%
10.00%
15.00%
20.00%
5
5
5
5
3
5
5
5
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Día
Dos
3
3
3
5
Tres
cuatro
1
3
3
3
1
1
1
3
22
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
OBSERVACIONES
Uno de los cambios que se pudieron observar
durante la cocción de las tortillas, fue que al
momento de colocar la tortilla cortada y moldeada
en el comal, el lado que quedaba hacia arriba se
levantaba por el efecto de al presión de vapor de
agua de la masa y al hacer la medición de
rollabilidad por el lado contrario al que se hinchó,
este lado presentaba un mayor número de
quebraduras. Otra de las observaciones que
consideramos importante fue que cuando
elaboramos tortilla con grenetina, al momento de
la cocción de la tortilla, esta se pegaba al comal
por efecto de la goma, sin embargo, dichas tortillas
conservaron un mayor porcentaje de humedad.
CONCLUSIONES
Basándose en los resultados obtenidos durante los
experimentos descritos anteriormente, llegamos a
la conclusión de que al adicionar soya en un 20%
a la harina de maíz, se obtienen tortillas con
mejores características texturales, en este caso una
mejor rollabilidad, y asimismo hubo una mayor
retención de agua, lo cual se vio reflejado durante
el almacenamiento en refrigeración.
BIBLIOGRAFÍA
Almeida,H., Loyd,W. 1996. Avances en la manufactura y calidad de
productos de maíz nixtamalizado. Industria Alimentaria 18(6):413.
Campa, B.O. N., Rosas B.E., Torres C.P.I., Ramírez W.B., Serna S.
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Tortilla Production. Starch/Starke 51:176-177.
Ledesma O. A. I., Torres, C. P. I., Ramírez W.B. 2002. Cambios
Sensoriales y de Textura Durante el Proceso de Almacenamiento de
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la Tortilla de Harina de Trigo: Efectos del Tipo de Harina y de la
Condición de Almacenaje. Biotecnia 3(3):96-102.
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Americana de la Soya No. 65.
Yau J.C., Waniska R.D., Rooney L.W., 1994. Effects of Food
Additives on Storage Stability of Corn Tortillas. Cereal Foods World
39(5):396-402.
23
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
VINIFICACIÓN EN TINTO CON LA VARIEDAD
DE UVA RUBY CABERNET CULTIVADA BAJO
LAS CONDICIONES CLIMATOLÓGICAS DE LA
COSTA DE HERMOSILLO
Fontes Puebla, A. A; Ramírez Vásquez, S. H., Topete Hernández M., Anduaga
Cota R., Fernández Ramírez M.V., Ramírez Olivas R. y Tapia López M.I.
RESUMEN
El cultivo de la vid es uno de los más importantes
a escala mundial. En nuestro país la industria
vinícola es competitiva en el mundo, siendo Sonora
el principal productor de uva en México. En la
Costa de Hermosillo las condiciones
climatológicas son favorables para la producción
de uva industrial (aguardiente) y de mesa. En
estudios preliminares, la variedad Ruby Cabernet
presentó cualidades para la vinificación en tinto.
Para Probar lo anterior, en el presente trabajo se
establecieron las condiciones para la elaboración
de vino tinto con dicha variedad. La materia prima
se recolectó de un campo de la Costa de Hermosillo
y se llevó a los laboratorios de la Universidad de
Sonora. Se molió, despalilló y eliminó la materia
extraña manualmente, se inoculó levadura, enzima
y fosfato diamónico, dejando reposar el jugo
(mosto) y cascarilla (orujo) por 24 horas.
Posteriormente se separó el orujo del mosto, y
durante la fermentación se midió ºBrix y
temperatura c/4horas por 3 días. Se realizó análisis
por triplicado a la uva y al producto final (TºC,
ºBrix, pH, Acidez total y volátil), además, azúcar
residual, ºGL y análisis cromatográficos, evaluando
n-propanol, metanol, isoamílico y acetaldehído al
vino. Finalmente, se dejó sedimentar y se decantó
6 veces en 3 meses. El resultado fue un vino tinto
aprobado en la Prueba de Aceptación realizada y
un producto que cumple con la normatividad.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Concluyéndose que es una variedad apta por sí
sola para a vinificación en tinto, ofreciendo otro
mercado para Sonora.
OBJETIVO GENERAL
Obtención de vino tinto a partir de la variedad de
uva Ruby Cabernet, cultivada en las condiciones
climatológicas de la Costa de Hermosillo.
Objetivos sspecíficos
§ Demostrar que la variedad de uva Ruby Cabernet
es una buena alternativa para la elaboración de
vino.
§ Realizar una prueba de aceptación y rechazo.
MATERIALES Y MÉTODOS.
La muestra de uva, variedad Ruby Cabernet, se
recolectó en el campo San Isidro de la Costa de
Hermosillo, en cubetas de 20 L. por triplicado,
con aproximadamente 20º Brix en el campo.
Preparación de la muestra.
La limpieza, macerado y despalillado se realizó
manualmente, se obtuvo en promedio 16.65 kg
de jugo y orujo.
24
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
FERMENTACIÓN.
Para dar inicio a la fermentación en condiciones
de laboratorio, 25°C, se agregaron, con respecto
al peso de la muestra, levadura (Sacaromyces
cereviceae), enzima (M-b) y fosfatos. Después de
24 horas de reposo a 25°C, en contacto con la
cáscara, se separó el orujo del mosto y continuó la
fermentación por 3 días más, realizando análisis
cada 4 horas. (Monitoreo de fermentación con
°Brix y Temperatura). Se realizó el primer trasiego
(eliminación de sedimento por decantación). Se
almacenó a 5°C durante 3 meses realizando
trasiegos cada 15 días y se envasó en botellas de
vidrio (750 mL) con tapón de corcho.
ANÁLISIS REALIZADOS
Se tomó muestra de mosto para sus análisis
iniciales: T°C (por lectura directa), °Brix (por
densitometría con Brixómetro), pH (potenciómetro
Corningâ pH/ion meter 450), Acidez Total
(Titulación con NaOH 0.1 N y Fenolftaleína como
indicador), Acidez Volátil (Destilación por arrastre
de vapor y posterior titulación con NaOH 0.1 N
con fenolftaleína como indicador). Terminada la
fermentación, es decir 0° Brix, nuevamente se
tomó muestra para análisis finales: Azúcar
Residual (Clinitestâ), T°C, pH, Acidez Total,
Acidez Volátil, °GL (por destilación con arrastre
de vapor y densitometría con alcoholímetro) y
análisis cromatográficos, determinando metanol,
n-propanol, acetaldehído y alcohol isoamílico
(Cromatografía de gases).
EVALUACIÓN SENSORIAL
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los resultados obtenidos en los análisis, tanto para
la materia prima como para el producto final, se
presentan en la tabla 1. Estos resultados se
compararon con los establecidos en las normas
oficiales tipo de producto, donde se pudo observar
que se encuentran dentro de los rangos establecidos
para todas las determinaciones. Según Amerin y
Ough (1976), el pH está relacionado con la
resistencia a las enfermedades, con el tinte o matiz
de color, sabor, etc. Los vinos de mesa deben tener
un pH < 3.6 y los vinos para postre <3.8. El pH del
vino experimental se encontró del rango anterior.
Con el valor de azúcar residual 0.0 y el sabor del
vino, se detecta cierta astringencia, Álvarez Asperó
(1991) clasifica los vinos con estas características
como extra naturales, pero no secos, puesto que
no tienen azúcar. Los resultados de la evaluación
sensorial de este producto fueron satisfactorios
como se muestra en la figura 1.
CONCLUSIONES
El producto final presentó aroma, sabor y color
aceptado por el consumidor. Cabe mencionar que
no es un vino clarificado, por lo que puede aportar
olores y sabores adicionales, y turbidez. Por otro
lado, los resultados discutidos indican que puede
ser una alternativa para la vinificación en tinto y
para abrir nuevos mercados. Además se observó
que no es necesario hacer mezclas con otras
variedades para obtener un vino aceptable. Por lo
anterior, el presente trabajo puede ser la pauta para
nuevas y mejores investigaciones que hagan
posible la elaboración de un vino tinto con una
mejor tecnificación.
Se realizó una prueba de aceptación y rechazo para
un panel reducido sin entrenamiento para 50
personas.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
25
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
Tabla 1. Resultados de análisis del mosto y vino.
Análisis
realizados
Materia
Prima
Producto
Final
Límites permisibles
Iniciales
Finales
PH
°Brix (gr/lt)
T°C
Ac.Total (gr/lt)
Ac.Volátil (gr/lt)
Azúcar residual %
°GL (gr/lt)
n-propanol (mg/100ml)
Iso-amílico (mg/100ml)
Acetaldehido (mg/100ml)
Metanol (mg/100ml)
3.73
20.13
26.00
6.75
0.14
-
3.70
23.30
7.41
0.17
0.00
9.00
3.59
33.34
0.30
5.89
3.1-3.6
24.00
6-9
0.50
-
<3.6
24.00
6-9
<0.60
<0.50
7-20
<200
<200
<30
<300
BIBLIOGRAFÍA
Álvarez A. J., 1991, La Viña, La Vid y El Vino, Ed. Trillas; México.
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Conservación de los Vinos, Tercera ed., España.
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NOM-142-SSA1-1995 Grado alcohólico real,
AOAC, 16th Ed. 3rd Rev. 1997 (981-12) 42.1.04,
AOAC, 16 th. 3rd. Rev. 1997 (942.2.15) 37.1.37,
NMX-V-15-S-1980 Acidez Volátil,
NMX-V-S-X-1980 Aldehidos (en acetaldehido)
NOM-142-SSA1-1995, NOM-142-SSA1-1995 Metanol.
Ough C. S., 1992, Tratado Básico de Enología, Ed. Acribia,
Zaragoza, España.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
26
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
ESTABLECIMIENTO DE LAS CONDICIONES DE
ELABORACIÓN DE MERMELADA DE
MANZANA ( Malus pumila ) BAJA EN CALORÍAS
PARA DIABÉTICOS
Carranza G. M., González H., Partida T. B., Ruelas V. R., Wilson F.H.
Fernández Ramirez M.V., Ramírez Olivas R., Tapia López. M. I.
RESUMEN
La diabetes mellitus es una enfermedad crónica
que afecta a gran número de personas,
representando un problema personal y de salud
de enormes proporciones. El tratamiento de la
diabetes involucra no solo el uso de medicamentos
sino también un programa de entrenamiento físico
y un régimen alimenticio bajo en carbohidratos,
si bien es cierto existen en el mercado algunos
alimentos bajos en calorías, son pocos los
productos distintos exclusivamente para el
mercado de diabéticos, por lo que se plantea como
objetivo producir mermelada de manzana baja en
azúcar. Esta fruta, contiene menos azúcar que otras
de consumo común. La mermelada se preparó
escaldando la materia prima durante 6 min. a 90°C.
Posteriormente se pesaron y trituraron 250 g de la
fruta, se agregó fructosa en sustitución de sacarosa
en proporción 1:1 (manzana: fructosa) y 1% de
pectina. Se calentó hasta obtenerse 65° brix
ajustando el pH a 3, después se envasó en caliente.
El producto obtenido fue evaluado sensorialmente
con pruebas de aceptación y rechazo por personas
diabéticas (54), con control de peso (13), y mujeres
embarazadas (12). Obteniéndose los siguientes
resultados de aceptación del producto: Personas
diabéticas (75%), personas con control de peso
(13%), mujeres embarazadas (12%).
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
INTRODUCCIÓN
La diabetes mellitus es sin lugar a duda uno de los
problemas de salud de mayor importancia en el
mundo, con cerca de 30 millones de diabéticos en
el planeta. En México, La diabetes mellitus ocupa
el tercer lugar entre las 20 principales causas de
muerte, con 466 609 defunciones1,2 .
Lo más preocupante es que gran parte de los
afectados ni siquiera saben que la padecen. La
diabetes es el problema endocrino más grave del
siglo XXI. En definitiva, es una enfermedad en el
que el control de la dieta es una clave para su
tratamiento3 .
La diabetes mellitus es una enfermedad que
incapacita al cuerpo por usar o metabolizar los
carbohidratos, proteínas y grasa. Todas las células
de nuestro cuerpo necesitan glucosa para vivir,
pero la glucosa no puede penetrar en las células
sin la intervención de la insulina, la cual es
producidas por las células beta, que se ubican en
el extremo del páncreas2 .
Cuando se ingiere cualquier alimento rico en
carbohidratos (glucósidos), los niveles de glucosa
en sangre aumentan progresivamente según se va
digiriendo y se asimilan los almidones y azúcares
27
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
que contienen. La velocidad con la que se digieren
y asimilan los diferentes alimentos dependen, del
tipo de alimento, de la cantidad de fibra presente
y de la composición del resto de los alimentos
presentes en el estomago e intestinos durante la
digestión2 .
- Ejercicio la actividad ayuda a que las células
capten glucosa, evitando que los niveles de glucosa
puedan subir.
Estos aspectos se determinan a través del índice
glucémico de un alimento. Dicho índice glucémico
es la relación entre el área de la curva de la
absorción de la ingesta de 50g de glucosa pura a
lo largo del tiempo, con la obtenida al ingerir la
misma cantidad de ese alimento.
Por lo anteriormente expuesto y tomando en cuenta
el problema nacional que representa la diabetes
mellitus se propone la elaboración de una
mermelada hecha con manzana y fructosa como
edulcolorante, esta última al tener un índice
glucémico bajo evita que las personas que padecen
esta enfermedad tengan un incremento de glucosa
en sangre rápido, ya que esto puede provocarles
daño irreversible a la salud (complicaciones).
Además de contener pocos carbohidratos y un
índice glucémico de 39, la manzana contiene fibra
(pectina ) la cual ayuda a aumentar el porcentaje
de ella a la dieta de los diabéticos lo cual resulta
benéfico para reducir el colesterol total y las
lipoproteínas de baja densidad (LDL) así mismo
previene trastornos gastrointestinales2 .
El índice glucémico se determina en el laboratorio
bajo condiciones controladas. El proceso consiste
en tomar muestras de sangre a diferentes intervalos
de tiempo a una persona a la que se ha hecho
consumir glucosa pura unas veces y otras el
alimento en cuestión. A pesar de ser complicado
de determinar su interpretación es relativamente
sencilla; índices elevados implican una absorción
rápida, mientras que índices bajos indican una
absorción mas lenta3,5 .
- Reducción de peso la mejor forma de perder peso
es hacer ejercicio y adoptar un plan alimenticio 3 .
OBJETIVO
Este índice glucémico es de capital importancia
para los diabéticos, ya que deben evitar las subidas
rápidas de glucosa en sangre.
Sustituyendo los carbohidratos de alto índice
glucémico, se puede mejorar la regulación de
azúcar en sangre, reducir la secreción de insulina
y ayudar a un programa de pérdida de peso.
Algunos ejemplos de alimentos con bajo índice
glucémico son: Manzana (53), Leche entera (34),
Ciruelas (25), Fructosa (20), Soya (15) y cacahuate
(13)5 .
La diabetes es una enfermedad que se puede
prevenir si se implementa:
- Una dieta adecuada a) baja en grasa b) con
cantidades moderadas de proteína c) alta en
carbohidratos, sobre todo complejos y granos.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Elaborar una mermelada especial para diabéticos
cambiando el azúcar natural por fructosa.
MATERIALES Y MÉTODOS
Para la elaboración de este trabajo se utilizó
Manzana roja Delicias, azúcar (fructosa), pectinas
y ácido cítrico al 10%, del comercio local. El
diagrama de flujo del proceso de elaboración de
la mermelada de manzana se muestra en la figura
1.
Se realizó un análisis químico siguiendo la
metodología propuesta por la Asociación oficial
de químicos analíticos según sus siglas en ingles
AOAC 6 , tanto a la materia prima como al producto
terminado.
28
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
Los Métodos utilizados para el análisis químico
en la elaboración de la mermelada fueron los
siguientes:
Preparación de la muestra: Método 920.149 AOAC
Sólidos Totales: Método 920.15 (a) AOAC
Sólidos solubles: Método Refractómetro de Abbe
Cenizas: Método 940.26(a) AOAC
pH : este se midió utilizando un potenciómetro
marca –Corning6,7 .
Evaluación Sensorial
Se llevó a cabo un examen para determinar la
aceptación, de la mermelada de manzana por el
público a quienes va dirigido el producto
(mermelada), se tomaron en cuenta 60 personas
dentro de las cuales hubo 3 tipos de panelistas,
Primer grupo: personas diabéticas (45), Segundo
grupo: personas que controlan su peso (13), y tercer
grupo: mujeres embarazadas que de igual manera
controlan su peso (12)
RESULTADOS
Análisis Químico
presentan en la tabla 1, donde se puede observar
que se comparan los datos ya establecidos
bibliográficamente que tiene una manzana, al igual
que la mermelada con los datos obtenidos
experimentalmente, se puede ver que los
resultados experimentales tienen muy poca
variación con los rangos bibliográficos en: Acidez
, Sólidos totales y Cenizas. Ver tabla 1
Evaluación Sensorial
En general se pudo observar que hubo una
aceptación muy buena con respecto a su sabor,
color, aroma y aspecto, Los resultados se presentan
en la tabla 2.
CONCLUSIONES
Según los resultados obtenidos y analizados se
puede concluir que la mermelada de manzana
especial para diabéticos representa una alternativa
real para aquellas personas que por causa de la
diabetes mellitus, controlan su peso y otros
factores, requieren consumir productos bajos en
carbohidratos o con bajo índice glucémico. Por lo
que el objetivo principal de este proyecto, se ha
cumplido satisfactoriamente.
Los resultados de los análisis mencionados se
Tabla 1. Análisis químico de manzana fresca variedad Delicias y Mermelada de manzana
variedad delicius vensus manzana fresca y mermelada de manzana reportada
bibliográficamente
Determinaciones Manzana
fresca datos
establecidos*
pH
2.9-3
% Acidez
1.1 ac.
cítrico
%Sólidos totales 84.04
Sólidos solubles 12-14° brix
% Cenizas
0.35
Manzana fresca
datos
experimentales
3
2.5 ac málico
Mermelada
datos
establecido**s
3.2
0.8 ac. málico
Mermelada
datos
experimentales
3
1 de ác. málico
80
14° brix
0.40
24
65-68° brix
-
21
65° brix
0.50
*Fuente:4
**Fuente:8
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
29
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
Tabla 2 Resultados de las pruebas de aceptación o rechazo de la mermelada de
manzana adicionada con fructosa en diabéticos, mujeres embarazadas y personas con
control de peso.
Paneles
Personas diabéticas
Personas control de peso
Mujeres embarazadas que controlan su peso
% de aprobación
75
13
12
SELECCIONAR Y PESAR LA FRUTA
preparar àcido citrico o malico al 10%.
pelar, trozear y descoazonar la fruta
colocarla en el àcido
escaldar a 90ºC/6min.
molido y pesado de la fruta.
.
Mediciòn de aidez y pH ( 0.85%acidez, ph 3)..
pesar y añadir la misma cantidad de fructosa
concentrar a 55º brix
adicionar el 1% de pectina
medir concentraciòn final hasta 65º brix
envasado inmediato
Fig. 1. Diagrama de flujo para la elaboración de mermelada de manzana (Malus pumilla).
Fuente: 9.
BIBLIOGRAFÍA
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dietoterapia de Krause, 10ª edición, Editorial Mc Graw-Hill, México,
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Official Analytical Chemists McLean V. A. USA. Pág.
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8. Mendoza M.E. y Bourges R. H: Composición de alimentos
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Nutrición “Salvador Subirán”, División de Nutrición y Ciencias de
la Salud.
9. RAUCH G.H. 1996. Fabricación de mermeladas. Editorial Acribia,
Zaragoza, España.
30
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
LA NUEVA CULTURA DE LA SEGURIDAD EN
LA QUÍMICA
Obra de Teatro
Alumnos VII Semestre:
Villegas Ibarra, G.; Beltrán Mendívil F.; Becerra Dórame M.; Robles Figueroa K.;
Duarte Valenzuela N.; Martínez Porchas, M.; Montaño Figueroa A.; Alanís Villa A.;
Fontes Puebla A.; Vizcarra Olvera E.; García Baldenegro C.; Humo Valdez B.;
Valenzuela Alcántar A. Méndez Balderrama M.; Rodríguez Franco D.
Maqueta de Laboratorios
Alumnos del I Semestre: Pineda A. E.; Guzmán C.; Bissel Bel.
M.C. Clara Rosalía Álvarez Ch.; M.C. Ma. Isabel Tapia López ; Q.B. María Engracia
Arce Corrales; Ing. Socorro Herrera Carbajal.
En los laboratorios académicos la mayoría de los
usuarios son estudiantes, muchos de los cuales no
tienen la mínima experiencia previa en un
laboratorio y por lo tanto no cuentan con el
entrenamiento inicial mínimo requerido en
seguridad (1). Por otro lado, durante el semestre
2002-2 en el Departamento de Ciencias Químico
Biológicas se inscribieron un total de 187 alumnos
distribuidos en 6 grupos. Estos estudiantes de
nuevo ingreso como parte del plan de estudios
cursan materias donde desarrollan trabajo
experimental en los laboratorios, el cual es básico
para la formación de dichos estudiantes. Durante
este trabajo de laboratorio se llevan a cabo
operaciones que involucran el uso de materiales
químicos, material de vidrio y equipo de
laboratorio que pueden representar riesgos si no
se manejan adecuadamente, (3).
laboratorios de química del Departamento de
Ciencias Químico-Biológicas. Es por esto que la
Universidad de Sonora a través del Programa
Institucional de Salud y Seguridad Ambiental
(PISSA-UNISON) refuerza su compromiso de
formar estudiantes que practiquen la “química
segura”, lo cual incide en el cuidado al medio
ambiente y a la salud de la comunidad. Para ello,
durante el semestre 2002-2 se impartió el curso a
los estudiantes de nuevo ingreso titulado
“Introducción a la Seguridad en el Laboratorio
Escolar de la Universidad de Sonora” en conjunto
con la presentación de una obra de teatro, la cual
fue dirigida por el personal del PISSA-UNISON
en cooperación con los alumnos del VII semestre
de la especialidad de Tecnología de Alimentos (2).
En esta obra de teatro se presentan situaciones
cómicas relacionadas con la seguridad en el
laboratorio y representa a los típicos estudiantes
Debido a lo anterior, es necesario introducir y de laboratorio, los cuales hacen un experimento
desarrollar la nueva cultura de la seguridad en los de titulación inapropiadamente de acuerdo a las
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
31
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
recomendaciones establecidas en el listado que se
presenta en el anexo (2, 3). El objetivo que se
persigue con esta obra es que los estudiantes
recuerden la mayoría de las recomendaciones más
importantes de seguridad de lo que se debe y no
se debe hacer. Al término de la obra, se inicia un
grupo de discusión de las infracciones de seguridad
observadas entre la audiencia y los actores.
Por otro lado, conociendo que los accidentes en
un laboratorio pueden suceder en cualquier
momento y que responder a una emergencia puede
llevar algo de tiempo, también los estudiantes de
primer semestre elaboraron una maqueta en la que
se representa la ubicación de los laboratorios del
Departamento localizando los controles de
ingeniería y el equipo de emergencias con el que
actualmente se cuenta para que los estudiantes de
este departamento cuenten con mayor información
que les permita en un momento dado reducir
riesgos o lesiones por un posible accidente dentro
de los laboratorios.
Esto es considerando que muchas veces el usuario
de laboratorio tiene que tomar acciones en caso
de una emergencia y que debe conocer la ubicación
y funcionamiento de los extintores, regaderas de
emergencia, lavadores de ojos, puertas, escaleras
y rutas de evacuación, paquete para limpieza de
derrames, controles de ingeniería, etc.
Prácticas De Laboratorio Seguras
Usar bata
Usar ropa apropiada.
No usar sandalias cuando se trabaja en el
laboratorio.
Mantener el espacio de trabajo en el laboratorio
ordenado y limpio
No comer, ni fumar.
No trabajar solo en el laboratorio o sin la
supervisión de un maestro.
Usar lentes o goggles de seguridad
Orientar los tubos con líquido al calentarlos hacia
donde no haya personas.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Ajustar la llama del mechero apropiadamente.
No colocar objetos o sustancias inflamables cerca
de la flama.
Mantener el cabello, cara y la ropa suelta lejos de
la flama.
Nunca probar los químicos.
No llevar bebidas al laboratorio.
Nunca usar los materiales de laboratorio como
contenedores de comida o bebidas.
No aplicarse maquillaje en el laboratorio.
Llegar al laboratorio con el experimento bien
preparado.
Familiarizarse con el equipo de laboratorio.
Colocar el material de vidrio quebrado en el
contenedor de basura adecuado.
Nunca pipetear líquidos con la boca.
No pipetear directamente de la botella de los
reactivos.
No colocar las tapas de las botellas de reactivos
en la mesa de laboratorio.
Usar con cuidado un embudo cuando viertas
líquidos para evitar derrames.
No limpies los químicos con tus manos
directamente.
Nunca regreses el exceso de químico a su botella.
Siempre añade el ácido al agua.
Nunca uses un termómetro como varilla para
revolver.
No limpies los químicos en la ropa.
Siempre lee y sigue las instrucciones
cuidadosamente.
Ten cuidado al notar el olor de un químico, ventila
el olor hacia tu nariz.
Nunca hagas experimentos sin autorización.
Localiza y utiliza los controles de ingeniería
presentes en el laboratorio.
Coloca la basura en el lugar adecuado.
Saber la localización del equipo de emergencias
(regadera, lavaojos, extintores, escaleras de
emergencia, etc.)
32
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
BIBLIOGRAFÍA
Handbook of Chemical Health and Safety. 2001. Robert J. Alaimo,
Editor. American Chemical Society y Oxford University.
Hill, P.S.; Greco, T.G .Safety is No Laughing Matter. 1995. Journal
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Laboratory. American Chemical Society. U.S.A.
Prudent Practices in the Laboratory. Handling and Disposal of
Chemicals.NRC.1995. National Academy Press.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
33
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
ELABORACIÓN DE PASTA TIPO TALLARÍN CON
INCORPORACIÓN DE Psyllium Plantago PARA
AUMENTAR EL CONTENIDO DE FIBRA
Beltrán Mendívil, F.; Martínez Porchas, M.; Oceguera, J.E.; Robles Figueroa, K.;
Alanís Villa A. Fernández Ramírez M.V., Ramírez Olivas R., Tapia López. M. I.,
Rouzad S. O:
RESUMEN
El bajo consumo de fibra en la dieta está
relacionado con diversas enfermedades crónico
degenerativas tales como: diabetes, hipertensión,
enfermedades
cardiovasculares,
cáncer,
hipercolesterolemia y obesidad. Debido a esto se
elaboró un producto a base de Psyllium plantago
que es uno de los cereales que contiene una alta
cantidad de fibra para darle una nueva alternativa
de uso. Para la elaboración del producto se molió
la semilla hasta obtener una consistencia de harina
refinada, se mezcló con semolina de trigo en las
siguientes proporciones: 10%, 12.5% y 15% de
plantago y el resto fue semolina. Previo al
mezclado se hidrataron las harinas por separado
para poder tener una consistencia manejable y
poder formar los tallarines. Posterior al mezclado
de las masas se procedió al corte y a la elaboración
de los tallarines, después se colgaron en una malla
y fueron colocados en la estufa de convección de
aire a 40°C por un periodo de 5 h. Se realizó un
análisis proximal, obteniendo para harina de
plantago: Humedad: 7.73%, Cenizas: 1.5%,
Proteínas:17.45%, Fibra Cruda: 19%,
Grasa:6.19%. Para la Semolina: Humedad:
11.91%, Cenizas: 0.47%, Proteíans:15.27%, Fibra
Cruda: 7.12%, Grasa:0.60%.Para el tallarín (10%
de plantago): Humedad: 7.61%, Cenizas: 1.07%,
Proteíans:11.37%, Fibra Cruda: 8.3%,
Grasa:1.69%. Se observó un incremento de fibra
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
y proteína en relación con el aumento de Psyllium
plantago
INTRODUCCIÓN
La sociedad mexicana está viviendo una serie de
transformaciones en el área de producción de
alimentos y ofreciendo día con día nuevas
tecnologías que satisfagan el proceso de rediseñar
alimentos con propiedades específicas que
resuelvan necesidades de salud de la población.
La fibra es un componente que forma parte de
diversos alimentos (Thomas 1997) y es importante
para mantener una buena salud previniendo
enfermedades crónico degenerativas asociadas a
los bajos consumos de fibra y alto contenido de
colesterol en sangre asociado a las Lipoproteínas
de baja densidad (LDL) (Andrade 1997).
La adición de fibra a los alimentos como
alternativa, ayuda a reducir las concentraciones de
colesterol en suero.
Psyllium plantago es una semilla que en los últimos
tiempos ha cobrado gran importancia debido a su
alto contenido de fibra utilizándose
comercialmente en preparados de productos
laxantes (metamusil) (Kreft 2001), el cual es
prácticamente su único uso en la población.
Estudios han demostrado que psyllium plantago
34
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
es un gran aportador de fibra dietaria (Kies 1983);
debe mencionarse también que estudios recientes
demostraron la superioridad de la fibra de plantago
en sabor, aceptabilidad y aplicaciones prácticas,
comparada con otras fibras usadas como laxantes
(Kreft 2001).
En los últimos años, se ha intentado diseñar nuevos
productos que contengan fibra de Psyllium
plantago (Kreft 2001). Es por ello que se ha
intentado desarrollar un producto distinto a los ya
implementados, que incluya Psyllium plantago
como materia prima para obtener un producto
comercial diferente con un alto valor en el
contenido de fibra, la cual como se sabe es
importante para mantener un buen estado de salud.
Por otro lado las condiciones de clima y suelo del
estado de Sonora son propicias para el desarrollo
óptimo de Psyllium plantago, por lo que se tiene
la factibilidad de una producción de esta semilla a
nivel comercial.
Considerando lo anteriormente mencionado, este
estudio planteó como objetivo principal el elaborar
un producto conocido como es la pasta, adicionada
con un producto altamente aportador de fibra
(Psyllium plantago) que ayude a balancear la dieta
de los habitantes de Sonora.
finamente molida, se inició el proceso de
preparación de los tallarines.
Se hicieron tallarines con diferentes
concentraciones de harina de plantago: 10% 12.5%
y 15% y el resto fué semolina de trigo,
preparándose 500 g de cada tratamiento. Primero
se procedió a hidratar el plantago por separado,
dependiendo de la cantidad de plantago fué el agua
requerida para tener una masa con la consistencia
para realizar el amasado. A la muestra de 10% se
le añadieron 160 ml de agua, a la de 12.5% 180
ml de agua y a la de 15% 200 ml de agua. La harina
se batió por un período de 15 minutos para obtener
una masa de buena consistencia y
homogeneamente hidratada.
Posteriormente se mezcló la semolina de trigo con
80 mL de agua y se batio igualmente por separado
por un período de 10 munutos, hasta que el agua
se incormporó totalmente en la masa. Después se
mezclaron ambas masas por un período de 15
minutos en una batidora Kitchen Aid MK 4555
WH hasta tener una mezcla homogénea. Al tener
la masa preparada se procedió a la elaboración de
la pasta con el aparato Titania tipo medius 00374
los cuales fueron secados en una estufa de
convección de aire a 40°C por 5 horas. Al término
de este tiempo se obtuvieron los tallarines listos
para su preparación y consumo.
MATERIALES Y METODOS
Elaboración de tallarines:
Para la elaboración de los tallarines se utilizaron
semillas de Psyllium plantago que fueron traídas
desde el Valle del Yaqui, donde se dan las grandes
producciones de grano en el estado de Sonora.
En la figura No. 1 se muestran los pasos a seguir
para la elaboración de tallarines.
Análisis químicos realizados:
Tanto a la materia prima como al producto
terminado se les realizaron los siguientes análisis:
humedad, cenizas, proteína, grasas y fibra cruda.
Basados en los métodos oficiales de la AOAC y
de la AACC.
Primero se procedió a hacer la molienda de la
semilla del Psyllium plantago, para esto se
utilizaron dos molinos Laboratory Mill 3100,
Perten Instruments con una malla de 1 mm y Evaluación sensorial:
molino Pulvex 200 con una malla de 0.5 mm.
Después de obtener la harina de plantago Se realizó un análisis de preferncia con 30
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
35
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
panelistas no entrenados comparando las
concentraciones de 10,% 12.5% y 15% de Psyllium
plantago añadido. Se realizó un análisis de
aceptación de la pasta con mayor preferencia con
50 panelistas no entrenados y una escala hedónica
de 5 puntos para evaluar los atributos de sabor,
olor, color y textura de dicha la pasta
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En la tabla No. I se encuentran los resultados del
análisis químico proximal en donde se puede
observar las diferencias en composición de la
semolina de trigo y de psyllium plantago,
sobresaliendo este último en el contenido de fibra
cruda (19.00%), proteína (17.45%) y grasa
(6.15%), con respecto a la semolina de trigo cuyo
aporte de grasa es mucho menor (0.60%) al igual
de el de fibra cruda (7.12%). Mientras que el
porcentaje de proteína no presenta una diferencia
significativa con respecto al porcentaje de proteína
de Psyllium plantago lo cual indica que al usar
esta semilla en productos como la pasta para sopa
aumentaría significativamente el contenido de
fibra y en menor grado el de proteína.
Por otro lado la tabla I muestra también la
composición química de los tallarines con
diferentes concentraciones de plantago, en esta se
puede observar que a medida que aumenta la
concentración de plantago aumenta también la
concentración de todos los macrocomponentes.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
En las evaluaciones sensoriales en base a los
resultados obtenidos de aceptación se determinó
elegir el producto de menor concentración que fue
el mayormente aceptado como se muestra en la
figura II.
Con respecto al análisis sensorial aplicado a el tipo
de tallarin elegido (con 10% de P. Palntago), se
obtuvieron buenos resultados de aceptación por
parte de los panelistas entrevistados como se
muestra en la figura III. El resultado obtenido con
respecto al color pudo haber sido mejor, ya que la
sociedad no esta impuesta a otro color de pasta
que no sea color tradicional, por lo que
probablemente de haberse añadido un colorante
tradicional como el amarillo u otro, la
aceptabilidad del color hubiese sido mayor.
Con respecto a la textura, se observó que a medida
que la concentración de plantago disminuía, mayor
era su aceptabilidad, por lo que para una mayor
aceptabilidad comercial se sugiere utilizar la
concentración de 10% de plantago.
CONCLUSIONES
Se obtuvo un producto con un valor en fibra mayor
que el de los tallarines o la pasta tradicional. Los
resultados del análisis sensorial mostraron que los
tallarines añadidos con 10% de plantago tuvieron
una buena aceptación, esto demuestra que puede
ser un producto que la sociedad puede llegar a
aceptar como parte de su dieta rutinaria, con la
ventaja de ser una pasta alta en fibra.
36
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
Batir el plantago, huevos y agua requerida por 10
min
Por separado, mezclar la semolina con los mL de agua
necesarios
Mezclar las 2 masas hasta tener una mezcla homogénea
La pasta obtenida se hace tallarín y se cuelga en unas rejas
Ya colgadas se pasan a la estufa de convección y se dejan 5 h
a 40 °C
Figura 1. Diagrama para la elaboración de tallarines.
TABLA I. Composición química proximal en porciento de harina de Psyllium plantago, semolina de trigo y
pasta tipo tallarín con diferntes concentraciones.
Humedad%
Cenizas
%
Grasa
%
Proteína%
(N * 6.25)
Fibra cruda
%
Semolina
11.91
1.50
0.60
15.27
7.12
Harina de plantago
7.73
0.74
6.19
17.45
19.00
Plantago 10%
10.69
1.07
3.23
13.06
8.30
Plantago 12.5%
11.13
1.89
4.36
14.24
8.63
Plantago
15%
11.53
1.93
5.22
15.22
8.90
Muestra
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
37
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
Figura II. Resultados de la prueba de preferencia
Figura II. Resultados de la prueba de preferencia
5
4.5
4
3.5
SABOR
3
OLOR
COLOR
2.5
2
TEXTURA
1.5
1
0.5
0
MEDIA
Figura III. Evaluación sensorial de tallarines con concentración de Psyllium plantago al
10%
BIBLIOGRAFIA
1. AACC Approved Methods, 2000. Volume I and II. 10 th Edition.
USA.
2. ANDRADE, V. M. 1997. Efecto de diferentes fuentes de fibra
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3. KIES, C. Purifed psyllium seed fiber, human gastrointestinal tract
function, and nutritional status of humans. 1983. ACS Symposium
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4. KREFT, D. 2001. Psyllium - a suluble dietary fiber in the treatment
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Gerrmany
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5. OFFICIAL METHODS OF ANALYSIS OF AOAC
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6. OTON SERNA SALDIVAR, 1996, Química. Almacenamiento e
industrialización de los cereales. A.G.T. Editor S.A. Mexico D.F.
7. RUIZ, A. SANTOS; MUÑOÑOZ, M. SANZ,. 1997, Analisis de
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8. THOMAS, CLAYTON, M.D. 1997. Diccionario Médico
Enciclopédico Taber´s. Editorial El Manual Moderno S.A. de C.V.
México D.F.
38
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
ELABORACIÓN DE HELADO SABOR
MEMBRILLO (Cydonia ablonga)
Becerra Dorame M., Carlos Valencia E., Córdova Castillo J.O., Villegas Ibarra G.
Fernández Ramirez M.V., Ramírez Olivas R., Tapia López. M. I.
RESUMEN
INTRODUCCIÓN
El membrillo (Cydonia ablonga) es una fruta con
alto contenido de vitamina C y una cantidad
considerable de fibra. Existen muy pocos
productos a base de membrillo ya que es una fruta
que solamente se cosecha en dos meses del año y
es muy perecedero. Por ello se decidió elaborar
un producto basándose en conservas de membrillo,
helado sabor membrillo, proponiendo una nueva
opción del consumo de este fruto. Primeramente
se hizo la colección de la materia prima, la cual se
selecciono, lavó y peló manualmente.
Posteriormente se sometió aun escaldado a 95°C
por 10 minutos. La fruta escaldada se utilizó para
la elaboración de una conserva en almíbar a 47°
Brix Se caracterizó la materia prima (membrillo)
obteniendo los siguientes resultados: humedad
78.95%, proteínas 0.56%, fibra 5.6%, grasa 3.24%,
cenizas 0.58%. Una vez obtenido el almíbar se
elaboró el helado utilizando la siguiente
formulación: leche 55.19%, membrillo en almíbar
25.8%, azúcar refinada 8.49%, emulsificante
10.05%, estabilizante 0.4%. Al producto terminado
se le determinaron los siguientes análisis: proteínas
26.6%, grasa 2.48% y acidez titulable 0.19%. El
producto obtenido se sometió a una evaluación
sensorial para determinar el grado de aceptación
utilizando un panel de 75 panelistas no entrenados,
calificando los atributos de color, olor, sabor y
textura; obteniendo una aceptación de: 88.5%,
91%, 95% y 83 % respectivamente, por lo que se
considera que el helado puede ser una alternativa
más para el consumo del fruto.
El membrillo ( Cydonia ablonga) es una fruta con
alto contenido de vitamina C, con una cantidad
considerable de fibra y muy alta cantidad de
pectinas. Sonora es el segundo estado a nivel
nacional en la producción de membrillo ( Cydonia
ablonga), es por eso que se decidió hacer una
conserva de este fruto ya que existen muy pocos
productos a base de membrillo, como es una fruta
que se cosecha en dos meses del año y es muy
perecedera hay muy poca variedad de productos
hechos con membrillo (Cydonia ablonga).13 La
conserva que se elaboró, se utilizó en la
elaboración
de
un
helado
sabor
membrillo(Cydonia ablonga). El helado es un
derivado lácteo congelado, hecho a partir del
enfriamiento de una mezcla pasteurizada que,
además, es agitada para la incorporación de aire
para lograr una uniformidad en la consistencia.1 2
El helado en su fórmula original estándar lleva
como componente principal leche, es de gran
versatilidad en cuanto a sabores y contenido de
grasa se refiere, su sabor y cantidad grasa varían
de región a región y de país a país. En áreas frías
se prefiere un producto dulce y con alto contenido
de materia grasa, en contraste las áreas cálidas en
que se prefieren percibir más la sensación de
frío, que el dulzor y la sensación de grasa. La
mezcla está formada de una combinación de
productos derivados de la leche, azúcares,
dextrosa, jarabe de maíz en forma seca o líquida,
agua y puede incluir huevo o algún derivado,
saborizantes y un estabilizador o emulsificante.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
39
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
Todo estos ingredientes con grado alimenticio.4
El objetivo principal de este proyecto es la
utilización del membrillo mediante la elaboración
de un helado, como una opción para el consumo
de dicha fruta en cualquier época del año, esto
como ayuda para los productores de membrillo del
estado para que logren una mejor venta.
MATERIALES Y MÉTODOS
Recolección de materia prima
El membrillo se recolectó en la localidad de Arizpe
al norte del estado de Sonora, se transportó en
cajas, cuando llegó al laboratorio se realizó la
selección de aquéllos que tuvieran buena madurez,
después se lavó, se peló y troceó manualmente.
Escaldado
En esta etapa la fruta se introdujo en agua hirviendo
a 95°C por 1, 2, 5, 7 y 10 minutos, ésto se hizo con
el fin de inactivar las enzimas y evitar el
encafecimiento de este fruto, para así mantener
sus propiedades durante el proceso. Se evaluó con
las pruebas de peroxidasa y catalasa las posibles
reacciones enzimáticas.1 1
Elaboración de almíbar
Se realizó una solución 1:1 de agua y azúcar, se
homogenizó calentando hasta llegar a una
temperatura de 100°C, e inmediatamente después
se agregó la fruta previamente escaldada,
monitoreando la concentración de azúcar de la
mezcla hasta llegar a 47°Brix, retirándola del fuego
para después envasarla.1 1
Leche
La leche utilizada fue obtenida en el Departamento
de Agricultura y Ganadería de la Universidad de
Sonora. La leche (1L) se pasteurizó a 65°C por 15
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
minutos, esto se hizo con el fin de eliminar todos
los microorganismos patógenos que se pudieran
encontrar en la leche.1,2
Elaboración del helado
Preparación de la mezcla. Se colocaron los
ingredientes: 0.5L de leche entera pasteurizada,
100g azúcar refinada, 237.93g emulsificantes y
5.35g estabilizantes agitando e iniciando el
calentamiento dejando actuar el estabilizante.
Por otro parte el resto de la 0.5L de leche y 101.97g
de emulsificante se mezclaron vigorosamente con
una batidora hasta espumar. Después se mezclaron
los ingredientes de los dos tazones en la nevera,
también se agregó el membrillo en almíbar licuado,
se homogenizó suavemente, se incorporó el aire,
bajando la temperatura - 2°C con hielo, hasta la
formación de cristales pequeños, que se
manifestarón por una suavidad y consistencia
característica de la helado. Se dejó reposar en el
refrigerador para la maduración de la mezcla. Ver
figura 1.3,4,8,9
Análisis realizado
Se realizó un análisis químico proximal tanto a la
materia prima como al producto final, usando los
métodos oficiales de la AOAC, tales como:
Método 930.33 Micro-Kjeldahl para la
determinación de proteínas, Método 952.00 RoeseGottilieb para la determinación de grasa y 969.21
para acidez titulable.1 2
Evaluación sensorial
El helado sabor membrillo se sometió a una
evaluación sensorial para determinar el grado de
aceptación, utilizando un panel de 75 panelistas
no entrenados, calificando los atributos de color,
olor, sabor y textura. La evaluación sensorial se
llevo a cabo en el CBTIS 132 y en los jardines de
la escuela de ciencias químicas.1 0
40
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Evaluación sensorial
Escaldado
Se obtuvieron los siguientes porcentajes de
aceptación: 88.5 % en color, 91 % en olor, 95% en
Los resultados del escaldado del membrillo, se sabor y 83% en textura. En la gráfica II se observa
encuentran establecidos en la tabla 1. Se observó el porcentaje de aceptación que se obtuvo con este
que a 95°C por 10 min la prueba de la catalasa y producto.
peroxidasa resultó negativa.
CONCLUSIONES
Elaboración del helado
El producto final tiene una apariencia de color
Los resultados se encuentran en la gráfica 1. Ahí avellana con algunos trozos de membrillo, es
se puede observar la formulación básica que se cremoso y su sabor es agradable al paladar, sin
utilizó para la elaboración del helado
llegar a ser demasiado dulce.
Análisis químico proximal
Los resultados se encuentran en la tabla II tanto
para membrillo, leche y helado.
Es un producto innovador que se puede utilizar
como postres, es rico en proteínas y contiene muy
poca grasa, ya que es lo que busca un consumidor
el bajo contenido de grasa. Se puede llevar al
comercialización teniendo gran aceptación en
personas de todas las edades.
Tabla 1. Resultados del escaldado de membrillo-
Tiempo
1 minuto
2 minutos
5 minutos
7 minutos
10 minutos
Peroxidasa
Positiva
Positiva
Positiva
Positiva
Negativa
Catalasa
Positiva
Positiva
Positiva
Negativa
Negativa
* Temperatura de realización del escaldado es de 95°C
Tabla II. Composición Química de la materia prima: membrillo (Cydonia
ablonga), leche y helado.
Componentes
Membrillo
(%)
Leche
(%)
Helado
(%)
Agua
Proteína
Fibra
Grasa
Cenizas
Acidez titulable
78.95
0.56
5.6
3.24
0.58
---
84.85
15.3
--7
--0.112
--26.6
--2.48
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
0.19
41
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
Gráfica 1. Formulación del Helado
100%
80%
60%
Aceptación
(%)
40%
20%
0%
color
olor
sabor
textura
Atributos
Gráfica II. Análisis sensorial del helado sabor membrillo (Cydonia ablonga), evaluando
color, olor, sabor y textura. Se utilizó un panel no entrenado de 75 personas.
BIBLIOGRAFÍA
Charles Alanis. 1998. Ciencia de la Leche; Desigman Kimpresion
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Editorial .ACRIBA.
David L. Pedrero F. / Rose Marie Panyborn Evaluación Sensorial
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ACRIBA
Helrich, Kenneth.1990. AOAC-FIFFTEENTH OFFICIAL
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chemists.
13
www.sagarpa.com.mx
42
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
ALTERNATIVAS PARA LA INDUSTRIALIZACION
DEL CHILE JALAPEÑO (Capsicum annuum)
PRODUCIDO EN EL ESTADO DE SONORA
Méndez Balderrama M., Rodriguez Franco D. A., Valenzuela Guerrero V. H.,
Vizcarra Olvera J. E. Fernández Ramirez M.V., Ramírez Olivas R., Tapia López. M.
I.
RESUMEN
posteriormente deshidratada. Se realizó un análisis
sensorial para evaluar la aceptación o rechazo a
El cultivo del chile jalapeño en el estado de Sonora un panel de 100 personas no entrenadas
es él numero uno en el país, pero dado que los obteniendo: 93% aceptación en el Polvo Botanero
insumos para su producción son muy elevados y 88% aceptación en el Sazonador y 82 % aceptación
su venta en fresco es a muy bajo costo, se propuso en el Dip.
implementar la elaboración de nuevos productos
elaborados a partir de Jalapeño, estableciendo
INTRODUCCIÓN
además un método de escaldado que ayude en la
conservación del color verde característico del Los chiles son originarios de América tropical, y
mismo, todo esto con el fin de darle valor agregado. se diferencian unos de otros por el color (verdes,
Se realizaron pruebas de escaldado a diferentes amarillo o rojos), la forma (largos o acampanados),
tiempos y temperaturas. Obteniendo mejores y el sabor (dulces o picantes). Los chiles Jalapeños
resultados a 100ºC por 4min. Tras el escaldado, el tienen un alto contenido de potasio, vitamina A y
Jalapeño fue deshidratado a 75°C por 6 horas y C, tiene bajo contenido de sodio. Además,
posteriormente molido en un Braun Multipractic contienen hierro, magnesio, tiamina, riboflavina
para reducir su tamaño, seguido de una segunda y niacina. Sonora es el mayor productor de chile
molienda en un molino de café (Mr. coffe). Con jalapeño de México ya que su producción asciende
este polvo se elaboraron productos tales como Dip, aproximadamente a 40,000 toneladas por año.
Sazonador y Polvo Botanero, a los cuales se le Para elaborar los productos con el chile jalapeño
realizaron los siguientes análisis: chile fresco - deshidratado, la materia prima debe de sufrir varios
humedad 93.00%, fibra cruda 3.50% y cenizas tratamientos como el escaldado y el deshidratado.
3.00%; chile deshidratado -humedad 5.67%, La mayoría de las hortalizas que no reciben un
cenizas 2.08%, fibra cruda 3.65%; polvo botanero tratamiento fuerte de calor (tal como lo reciben
-humedad 3.80%, fibra cruda 2.34%, cenizas en un procesamiento de conservas en latas), deben
2.80%, °Brix 55.50, NaCl 5.60%, acidez titulable ser calentadas para inactivar las enzimas naturales
8.00%; dip -humedad 4.20%, fibra cruda 3.25%, antes de ser expuestas a procesamiento y
cenizas 2.30%, NaCl 3.40%, acidez titulable conservadas en almacenamiento prolongados. Este
0.45%; sazonador -humedad 3.30%, fibra cruda tratamiento especial para inactivar las enzimas es
3.11%, cenizas 2.90%, NaCl 6.30%, acidez conocido como escaldado. El escaldado no es un
titulable 0.12%. Análisis de color con el Hunter calentamiento sencillo, si es demasiado débil es
Lab a la materia prima fresca y a la escaldada y inefectivo, si es demasiado fuerte puede dañar a
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
43
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
las hortalizas debido a un cocimiento excesivo.
Estudios antes realizados sobre el escaldado del
Jalapeño ya han sido hechos para la conservación
de su color después que este es congelado, y este
se realiza a presiones reducidas y 55°C. En este
caso se realizaron escaldados con sales de Cobre
y de Zinc en diferentes concentraciones para
mantener el color natural del chile jalapeño,
anteriormente se han hecho estudios para
conservar el color de vegetales, mediante la
formación de metalo-complejos. Por otro lado, la
conservación, es el motivo principal, aunque no
el único, por el que se deshidratan los alimentos.
Aparte de los fines de conservación, se deshidratan
los alimentos para disminuir su peso y volumen.
Otro motivo de la deshidratación es la producción
de artículos convenientes, las etapas de
preparación y cocimiento se completan antes de
que se sequen los productos.
Por lo anterior, se deshidratará el chile jalapeño,
preservando su color mediante un proceso de
escaldado con sales de Cobre y así, estandarizar
un método que permita conservar el color
característico del chile jalapeño, además de la
completa inactivación de las enzimas. Obtener una
materia prima con el chile deshidratado, con el
fin de elaborar nuevos productos, para mejorar su
distribución y elevar las ganancias de su
producción.
MATERIALES Y MÉTODOS
Selección de Materia Prima. Se compró el chile
jalapeño en el comercio local y se seleccionó en
base a su tamaño, forma, color y estado de
madurez. Posteriormente el chile se lavó con agua,
se despalilló y se partió en rajas de
aproximadamente 1 cm de base.
Escaldado. Obtenidas las rajas, se sometieron a
un proceso de escaldado realizando pruebas con
soluciones de CuCl2 .6H2 O(como Cu+2 ) 400ppm,
150ppm, 100ppm y 15ppm a tiempos de 1min,
2min, 3min, 4min, 5min, a 100°C. ZnCl2 (como
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Zn+2 ) 400ppm, 150ppm, por tiempos de 1min,
2min, 3min, 4min, 5min, a 100°C. Y como blanco
agua destilada por 1min, 2min, 3min, 4min, 5min,
por 100°C. Cada solución se preparó en matraces
volumétricos de 1L en proporción 4:10 de chilesolución para realizar el proceso de escaldado.
Terminando el escaldado se enfrío rápidamente el
Jalapeño en agua a 0°C. Posteriormente, utilizando
las pruebas de Catalasa y Peroxidasa se determinó
el tiempo de inactivación de éstas enzimas.
Obteniendo que estas enzimas se encontraban
inactivas a los 4 min. de tratamiento térmico.
Deshidratación y Molienda. Se estableció un
método de deshidratación en estufa de convección
(Pro-Tronix) a temperaturas de 75°C por 6hr,
monitoreando la perdida de humedad cada 60 min.
Se molió el Jalapeño en un Braun Miltipractic para
reducir su tamaño, seguido de una segunda
molienda en un molino para café (Mr. Coffe) hasta
un polvo fino.
Formulaciones. Con el Jalapeño deshidratado en
polvo se realizaron mezclas. El Polvo Botanero se
elaboró mezclando 56.60% de azúcar, 5.66% de
chile jalapeño deshidratado en polvo, 18.87% de
cloruro de sodio y 18.87% de ácido cítrico. El Dip
se preparó mezclando 0.17% de carragenina,
0.15% de maltodextrinas, 27.12% de cloruro de
sodio, 6.78% de sal de ajo, 1.02% de orégano,
12.21% de cebolla deshidratada, 1.70% de cilantro,
13.56% de chile deshidratado en polvo y 37.29%
de fécula de maíz. El Sazonador se preparo
mezclando 33.45% de cloruro de sodio, 4.23% de
orégano, 6.80% de cilantro, 28.65% de cebolla
deshidratada, 3.05% de 2.12% de sal de ajo y
21.70% de chile deshidratado en polvo.
Análisis proximal. Al chile jalapeño fresco y
deshidratado se le realizaron las determinaciones
de humedad (930.04 de la AOAC), fibra
cruda(930.10 de la AOAC), cenizas(940.26 de la
AOAC) y color con un colorímetro Hunter Lab.
Al Polvo Botanero, Dip y Sazonador se les
determinaron humedad, fibra cruda y cenizas por
44
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
los métodos anteriores; además, cloruro de
sodio(939.10 de la AOAC), acidez titulable(969.21
de la AOAC), al polvo botanero y dip; por último
se determinaron los °Brix(932.2 de la AOAC) al
polvo botanero.
en la figura 1; hasta obtener una humedad del
3.65%. Después de la deshidratación el chile se
molió en un molino de café obteniéndose un
tamaño de partícula de aproximadamente 20 mesh
(840 µ de diámetro).
Evaluación sensorial. Ésta evaluación se le realizó
para determinar la aceptación de los tres productos
utilizando a 100 jueces no entrenados entre los 14
- 21 años de edad y de ambos sexos; evaluando
los atributos de color, sabor y textura.
Análisis Proximal. Los resultados obtenidos de los
análisis realizados a la materia prima y productos
terminados se muestran en la tabla 1.
Evaluación Sensorial. La aceptación de estos
productos se puede observar en la figura 2.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
Escaldado. La mejor prueba de escaldado se
realizó a la temperatura de 100°C por 4min, ya
que bajo estas condiciones las enzimas se
inactivaron completamente. Para fijar el color se
utilizó una solución de 15ppm CuCl2 .6H2 O (como
Cu+2 ), en proporción 4:10 de chile-solución para
escaldar.
Deshidratación y Molienda. La perdida de agua
se monitoreó cada 60 minutos como se muestra
Se logró estandarizar una metodología de
escaldado que mantiene el color verde del
Jalapeño, además de formular la elaboración de
tres productos con la finalidad de aumentar el valor
comercial de este vegetal en el mercado y con esto
promover el apoyo económico para el sector
productivo que se encarga de la producción y
comercialización del chile Jalapeño en el estado
de Sonora.
TABLA 1. Resultados de los Análisis Realizados
Chile Fresco
Chile deshidratado
Dip
Sazonador
Polvo Botanero
Humedad
%
Cenizas
%
Fibra Cruda
%
Acidez
NaCl
Titulable
%
%
°Brix
93.00
5.67
4.20
3.30
3.80
3.00
2.08
2.30
2.90
2.80
3.50
3.65
3.25
3.11
2.34
3.40
6.30
5.60
55.50
0.45
8.00
* Los resultados son el promedio de cada
determinación realizada por triplicado.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
45
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
100
94
80
92
70
90
60
% de humedad
% de Humedad
90
50
40
88
86
84
30
82
20
80
10
78
76
0
0
1
2
3
4
5
DIP
6
SAZONADOR
POLVO BOTANERO
Productos
Horas
Fig 2. Resultados de la evaluación sensorial
Fig. 1. Curva de secado de chile jalapeño
CUESTIONARIOS DE EVALUACIÓN SENSORIAL
EVALUACION SENSORIAL DEL DIP
EDAD: ________ SEXO: _________
1.- Te agrada tanto color como consistencia
a) SI
b) NO
2.- El dip que te parece
a) Poco Ácido
b) Moderadamente Ácido c) Muy Ácido
3.- Que tan enchiloso te parece (0 poco enchiloso 5 muy enchiloso)
0
1
2
3
4
5
COMENTARIOS: ________________________________________________________
_______________________________________________________________________
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
46
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
EVALUACION SENSORIAL DEL POLVO BOTANERO.
EDAD: ________ SEXO: _________
1.- Te gusto el color:
a) SI
b) NO
2.- El polvo te parece
a) Poco Ácido
b) Moderadamente Ácido c) Muy Ácido
3.- A que tipo de chile te supo:
a) Jalapeño
b) Chile Verde c) Habanero
4.- Te parecio mas:
a) Dulce
b) Salado
COMENTARIOS: _________________________________________________________
_________________________________________________________________
EVALUACION SENSORIAL DEL SAZONADOR.
EDAD: ________ SEXO: _________
1.- Te gusta la apariencia del sazonador
a) SI
b) NO
2.- Te gusto el sabor
a) SI
b) NO
COMENTARIOS: ____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
47
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
BIBLIOGRAFÍA
http://www.inegi.gob.mx
Quintero, A., Bourne, M.C., Barnard, J. And Anzaldua-Morales, A.
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Norman, N. Potter. 1994. Food Science. HARLA, México.
http://www.salud.gob.mx
Canjura, F.L., Watkins, R.H. y Schwartz, S.J. 1999. Color
Improvement and Metallo-chlorophyll Complexes in Continuous
Flow Aseptically Processed Peas. Journal of food science. 64(6):
987.
AOAC. 1990. Official Methods of Analysis of the Assosiation of
Official Analytical Chemists. 15a Ed. USA.
http://www.empacadorasanmarcos.com/historia.html
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
48
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
SALCHICHA DE GLUTEN CON JALAPEÑO
Buitimea Cantua N.E,. Felix Ibarra J.S., Galaviz Barreras K. L.,Valenzuela Zazueta E.
Fernández R.M.V., Ramírez O. R. , Tapia L. M.I., Cumplido B. G.
RESUMEN
INTRODUCCIÓN
Considerando que el trigo es uno de los cereales
de mayor producción en el Estado de Sonora, y
como una alternativa más para el consumo del
mismo se obtuvo el gluten del trigo, para la
elaboración de salchicha de gluten con chile de
jalapeño ya que además se consideró que dicho
producto es económico y con un alto contenido de
proteínas fáciles de digerir, además de ser rico en
metionina. Para la elaboración de la salchicha se
obtuvo el gluten a partir de la harina de trigo,
combinándolo con aislado de soya que es rico en
lisina. Al gluten húmedo se le adicionó un producto
comercial con sabor a res, mezclándolo hasta
obtener una mezcla homogénea, formando una
masa compacta, posteriormente ésta se sometió a
molienda y mezclado incorporándole los siguientes
ingredientes: Hielo 1kg, fosfatos 0.4%, condimento
de salchicha 0.6%, sorbato 0.1%, sal, aceite vegetal
y colorante 118 mg. Una vez homogenizada la
mezcla se sometió al proceso de embutido para
después proceder al ahumado por dos horas. Ya
obtenido el producto , se llevó a cabo el análisis
químico proximal obteniendo los siguientes
resultados: Humedad 21 %, cenizas 10 %, proteína
29 %, grasa 13 %, fibra 27 %. Para determinar la
aceptación de la salchicha obtenida se realizó una
evaluación sensorial utilizando 75 panelistas no
entrenados los cuales calificaron los atributos de
color, olor, sabor, obteniendo los siguientes
porcentajes de aceptación para cada uno de ellos:
89 %, 85 %, 65 %, respectivamente.
Los granos o semillas de cereales están
constituidos por tres partes principalese: 1) una
membrana o envoltura llamada afrecho formada
por seis capas distintas y que es la parte más rica
en celulosa, hierro, fósforo, calcio, magnesio, fluor.
y vitaminas del complejo B; 2) el endospermo el
cual está formado en su mayor parte por almidón
y proteína y 3) el gérmen o embrión que es rico en
lípidos así como en proteína y minerales. Mediante
la molienda del trigo se recupera el endospermo y
se obtiene la harina, que al incorporarle agua se
forma una masa viscoelástica de la cual se elimina
el almidón mediante lavados repetidos dejando las
proteínas, formando una masa compacta llamada
“gluten”.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
El gluten de trigo es un producto de un alto valor
alimentario, está constituido por casi en su
totalidad por proteínas (aproximadamente un 24
%), y tiene un contenido bajo de hidratos de
carbono (un 4 %) lo que lo hace apto para el
consumo de las personas afectadas por diabetes.
Su consistencia, y textura es muy similar a la de la
carne, por este motivo ha recibido el nombre de
“carne vegetal” y se caracteriza por ser insoluble
en agua. Las propiedades únicas de absorción de
agua, visco elasticidad y termo coagulación lo
diferencian de cualquier otra proteína vegetal.
(Alimentación vegetariana).
El gluten está compuesto por dos grupos proteicos
básicos (gluteninas y gliadinas) que son bajas en
49
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
el aminoácido esencial lisina. Es importante
considerar que el contenido de proteína es uno de
los determinantes de la calidad del gluten y que al
poseer contenidos bajos de lisina al mezclarse
con la proteína de leguminosas como la soya ( altas
en lisina) se complementan incrementando el valor
nutritivo de la mezcla (Badui, 1999). Por lo tanto
el objetivo de este trabajo es la elaboración de
una salchicha de gluten con jalapeño, considerando
tres aspectos fundamentales que son: el
rendimiento, la calidad nutritiva , y los beneficios
económicos del gluten, por lo que la salchicha ha
elaborar será de bajo costo y alto valor nutritivo,
además de mejorar el sabor de la salchicha de
gluten de trigo mediante la adición de chile
jalapeño.
MATERIALES Y MÉTODOS
Para el presente proyecto se utilizó harina de trigo
y aislado de soya, obtenidos del comercio local.
Para la elaboración de la salchicha primero se
obtuvo el gluten a partir de la harina, a la cual se
le agregó agua hasta obtener una masa
viscoelástica. Una vez obtenida la masa ésta se
sometió a lavados repetidos hasta eliminar el
almidón.
Para la elaboración de la salchicha se utilizó la
siguiente formulación: aislado de soya 25%, Hielo
1Kg, fosfatos 0.4%, condimento de salchicha
0.6%, sorbato 0.1%, sal, aceite vegetal y colorante
118 mg.
Tanto al gluten obtenido como al producto
elaborado se sometieron a un análisis químico
proximal
realizando
las
siguientes
determinaciones: humedad por el método 926.04
A.O.A.C, cenizas por el método 900.02 A.O.A.C,
proteína por el método 960.52 A.O.A.C., grasa
por el método 952.00 A.OA.C., fibra por el método
962.09 A.O.A.C.
Con el fin de determinar el grado de aceptación
por los consumidores se realizó un análisis
sensorial utilizando 75 penalistas no entrenados,
los cuales calificaron los atributos de olor, color,
y sabor. (Pedrero,
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Al extraer el gluten se fue formando una masa
viscoelástica y resistente misma que al iniciar la
preparación de la salchicha se comportó resistente,
lo que fue haciendo posible el poceso de la
preparación de dicho producto, ya que al
adicionarle los ingredientes, esta fue reaccionando
favorablemente, hasta producir “ salchicha de
gluten con jalapeño”.
En el análisis químico proximal se obtuvieron los
resultados que se muestran en la tabla 1 donde se
puede observar que el porcentaje de proteína es
ligeramente mayor en el gluten que en la salchicha,
sin embargo el valor nutritivo de la salchicha es
mayor al haberse adicionado el aislado de soya,
complementándose los aminoácidos esenciales en
el producto como se muestra en la tabla 2.
En la figura 1. se muestran los resultados obtenidos
en la evaluación sensorial realizada indicándose
los porcentajes de aceptación para cada uno de
los atributos evaluados.
Tabla 1. Resultados del análisis próximal del gluten y salchicha de gluten con
jalapeño.
ANALISIS
Humedad %
Cenizas %
Proteìna % ( N x 5,7)
Grasa cruda %
Fibra cruda %
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
GLUTEN SALCHICHA DE GLUTEN
20%
21 %
5%
10 %
45%
29 %
10 %
13 %
20%
27%
50
ACADEMIA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
Tabla 2. Perfil de aminoácidos en el patrón de referencia de la FAO/OMS y presentes en gluten
de trigo, aislado de soya y salchicha de gluten.
1
Alimento
ILE
LE
LIS CIS
TIR TREO TRIP VAL CALIF
U
FAO/OMS
2
.
40
70
55
5
60
40
10
50
100
2
42
68
17
36
80
24
10
42
31
Aislado de soya2
48
81
65
27
92
38
14
48
77
Salchicha de gluten
44
82
19
34
83
28
11
44
43
Gluten de trigo
con aislado de soya3
Las unidades están expresadas en mg de aminoácidos por gramo de proteína como Índice de
Aminoácidos (IAA).
2Braverman, 1995 (ASA).
3Valores calculados para la salchicha de gluten, considerando una mezcla de 75% de gluten de
trigo con 25% de
aislado de soya.
1
65%
85%
89%
OLOR
COLOR
SABOR
Fig. 1. Porcentaje de aceptación en la evaluación sensorial
BIBLIOGRAFIA
AOAC. 1999. Official Methods of Analysis of AOAC International.
16th Edition. The Scientific Association Dedicated to analytical
Excellence.
Badui. S. Química de Alimentos. 1999. Addison Wesley Longman
de México. México D.F.
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Analíticos.
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Braverman V. 1995. Manual sobre Usos de la Soya en Panificación.
ASA/México Cat. 72. Asociación Americana de Soya. United
Soybean Board. México. pp. 4
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
51
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
ACADEMIA
DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
52
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
USO TERAPÉUTICO DE LAS CÉLULAS MADRE
Villegas Valle R.C., Gastélum Aviña A.P. y Garcilaso Pérez J. R.
INTRODUCCIÓN
En Agosto del año pasado, el cardiólo Eckhard
Strauer, en Alemania, inyectó células madre en la
zona dañada de un paciente que había sufrido de
un infarto al miocardio. Después de varios meses
el área dañada se había reducido en un 70 % y el
funcionamiento de la bomba corazón se había
mejorado sensiblemente.
¿Qué fue lo que pasó? Lo que pasó fue que las
células madre inyectadas, bajo el influjo de
mensajeros químicos, liberados por las células
cardíacas vecinas. se convirtieron en células
cardíacas, que asumieron las funciones de las
células muertas por el infarto.
Estas células surgen durante la embriogénesis
(primeras etapas del desarrollo embrionario) que
incluye la división celular coordinada, la
especialización celular y la muerte celular
genéticamente programada. Estas células están en
la base misma del gran misterio de la vida que
representa el hecho de que una sola célula -huevo
fertilizado- dé origen a un organismo multicelular
complejo.
Celulas Madre Embrionarias
A los cuatro o cinco días después de que un huevo
se fertiliza, todo se ha transformado en una
estructura esférica llamada BLASTOCISTO,
hecha de unas 150 células. El blastocisto
comprende una capa exterior de células o
Trofoectodermo, que dará origen a la placenta; una
cavidad llena de fluido o blastocele; un conjunto
de células en el interior, o MASA CELULAR
INTERIOR. Este es el conjunto de CELULAS
MADRE EMBRIÓNICAS (ESC, por sus siglas
en inglés). Como estas células se especializarán
en distintas familias se dice que son
PLURIPOTENCIALES. Mientras que las células
de cada familia particular, que solo dan esa familia
son MULTIPOTENCIALES. El huevo fertilizado
es TOTIPOTENCIAL porque puede generar todas
las células y tejidos que hacen a un embrión y
apoyar su desarrollo en el útero.
Pero ¿qué es una célula madre? Una célula que
tiene
la
habilidad
de
dividirse
(AUTOREPLICARSE) por períodos indefinidos a
través de la vida de un organismo; y que bajo
condiciones adecuadas puede dar origen
(DIFERENCIARSE) a muchos tipos de células
diferentes, de las que conforman un organismo.
En 1998 James Thomson y sus colaboradores
reportaron los métodos para obtener estas células
a partir de blastocistos de embriones humanos,
producidos a través de fertilización in vitro y
donados para fines de investigación. Se utilizan
células de blastocisto de cinco días, cuando el
embrión humano contiene unas 200 a 250 células,
Este hecho despertó el interés de los investigadores,
que ya venían trabajando desde hacía tiempo con
las células madre, e inmediatamente se pensó que
el beneficio de estas células para los organismos,
no se limitaba al corazón. Teóricamente las células
madre tienen la habilidad de diferenciarse en
cualquier tipo de células: nerviosas, hepáticas,
renales, musculares, pancreáticas, sanguíneas,
cartilaginosas, etc.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
53
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
de las cuales unas 30 a 34 forman la masa celular
interior. Estas células pueden proliferar por dos
años a través de unas 300 a 450 divisiones sin
diferenciarse. (1.3.)
Celulas Germinales Embriónicas
También se pueden obtener las llamadas
CELULAS GERMINALES EMBRIÓNICAS, o
GSC. Estas células se derivan de células
germinales embriónicas, obtenidas de la cresta
gonadal y del mesénquima de tejidos fetales de 5
a 9 semanas, que han sido abortados. P a r a
aislarlas se usan los mismos métodos. En este caso
el proceso requiere la formación de cuerpos
embrioideos, que contienen una mezcla
impredecible de tipos de células parcialmente
diferenciadas. Estas células solo proliferan unas
40 a 70 divisiones.
No se sabe cómo una célula madre embriónica
puede dividirse y permanecer indiferenciada. Se
están estudiando diversos factores que se supone
influyen en el proceso. De la misma manera no se
sabe cómo pueden inducirse a la diferenciación
(1.4.)
Celulas Madre Adultas
La célula madre adulta es una célula no
diferenciada (no especializada), que se encuentra
en un tejido diferenciado (especializado) y que
puede renovarse sin especializarse, o puede
especializarse para dar todos los tipos de células
especializadas del tejido de donde se origina. O
sea pueden dar origen a tipos de células maduras
con características morfológicas y funcionales
especializadas. No existen células madre adultas
aisladas que sean capaces de formar todas las
células del cuerpo, es decir, no hay evidencia de
una célula madre adulta pluripotencial. (2).
Las Células Madre Hematopoyéticas. (HSC) son
células aisladas de la médula ósea o de la sangre
periférica, que pueden renovarse a sí mismas,
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
pueden diferenciarse a una diversidad de células
especializadas, pueden movilizarse hacia fuera de
la médula a la circulación y pueden sobrellevar
muerte programada. Una de cada 10,000 o 15,000
células de la médula ósea, o una de cada 100,000
de la sangre periférica es célula madre
hematopoyética. Son las responsables de formar
todos los tipos de células sanguíneas del cuerpo.
HSC y enfermedades autoinmunes. El objetivo es
destruir las células inmunes autoreactivas, de larga
vida y generar un nuevo sistema inmune que
funcione adecuadamente. Se inyecta un factor de
crecimiento para liberar a las células madre de la
médula ósea la circulación. Las células HSC se
aíslan, se purifican y se almacenan. Se dan
entonces drogas citotóxicas y radiaciones. Luego
se inyectan las células madre, que migrarán a la
médula ósea y comenzarán a diferenciarse en
células maduras del sistema inmune.(5).
HSC y diabetes. Inicialmente se usaron
transplantes de páncreas total con un resultado de
83 % de éxito. Posteriormente se intentó inyectar
células de los islotes pancreáticos, que junto con
una terapia inmunosupresora efectiva tenía un
poco de más éxito. Los islotes se obtienen de
páncreas de cadáveres, y se requieren dos
cadáveres por transplante. Actualmente se prefiere
cultivar células madre para generar una población
de células capaz de coordinar la liberación de
cantidades adecuadas de insulina.
HSC y Sistema Nervioso. Se sabe que algunas
partes del cerebro humano sí generan neuronas,
por lo menos bajo ciertas circunstancias. Nuevas
neuronas surgen de células madre neurales, las
cuales pueden generar muchos, si no es todos, los
tipos de células que se encuentran en el cerebro.
Esto hace vislumbrar la posibilidad de curar
enfermedades degenerativas, como Parkinson o
Esclerosis. La estrategia sería cultivar células
madre no diferenciadas en el laboratorio y
estimular su diferenciación para implantarlas. Otra
sería encontrar factores que ayuden a diferenciar
54
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
a las células madre y a sobrevivir.
HSC y Enfermedades Cardíacas. Todavía no hay
evidencia de que haya células madre en el corazón
que puedan proliferar y diferenciarse. Ya hay
reportes del uso de las HSC para regenerar los
tejidos del corazón. La estrategia sería inyectar
células madre a la pared dañada. Se formarían
nuevos cardiomiocitos, que en unos 9 días
ocuparían la porción dañada.
HSC y Terapia Génica. Se remueve del cuerpo una
célula madre, o un linfocito o fibroblasto. A través
de un vehículo adecuado se le introduce el gen
terapéutico. Se deja crecer y multiplicar a las
células y se infunden nuevamente al paciente.
Desde el advenimiento de la terapia génica, se han
utilizado las células madre hematopoyéticas. Se
identifican fácilmente y se manipulan en el
laboratorio y se pueden regresar al paciente por
simple inyección.
BIBLIOGRAFIA
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embrionic stem cell lines mantain pluripotency and proliferative
potential for prolonged periods of culture”. Dev. Biol. 227, 271278.
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aplplications.” Durango CO.
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and pregnancy following in vitro fertilization and embryo transfer.”
Fertil. Steril. 70, 1022-1029.
55
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL CAFÉ Y LOS
EFECTOS DE LA CAFEÍNA EN LA SALUD
Espinoza Lacarra. V., Hernández Castro A., Cruz Maldonado L., Ochoa Valle A. y
Arvayo Ortiz R.M
RESUMEN
El café fue tostado por primera vez hacia finales
del siglo XIV. La composición química de los
granos cambia durante el proceso de tostado
debido a que el agua se disipa en el grano y una
serie de reacciones químicas convierte los azúcares
y almidones en aceites, éstos otorgan al café gran
parte de su aroma y sabor. Al ser tostado, el grano
aumenta su tamaño al doble y la caramelización
del azúcar cambia el color de verde a marrón. Entre
los componentes principales del café se encuentran
la cafeína, la trigonelina, proteínas y aminoácidos,
azúcares (polisacáridos), ácidos, lípidos, productos
de caramelización y condensación, minerales entre
otros. La cafeína se obtiene de las plantas
incluyendo la semilla del café, la hoja de té y de la
semilla de cocoa. Se encuentra mayormente
concentrada en el café, chocolate, té y bebidas
carbonatadas. El cuerpo la absorbe rápidamente y
circula a todos los tejidos en un tiempo de 15 a 45
minutos dependiendo de la dosis. El hígado se
encarga de degradarla y la mayor parte es excretada
por los riñones en un lapso de 5 horas. Como
cualquier droga, la cafeína es adictiva y el cuerpo
puede adaptarse a su presencia. El objetivo de este
estudio es dar a conocer la composición química
del café y los efectos que ocasiona en la
salud(2,4,5, 8).
INTRODUCCIÓN
El café se obtiene de la planta del cafeto, originaria
de Etiopía, la bebida preparada se introdujo a
Europa en el siglo XV y a partir de entonces su
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
consumo se extendió en todo el mundo. El café
llegó a México hace 200 años y desde entonces
nuestro país es uno de los principales productores.
Actualmente el café mexicano se produce en las
regiones montañosas de 12 estados de la república,
es un producto tropical que requiere para un
adecuado desarrollo de ciertas condiciones
climáticas, agronómicas y de altura sobre el nivel
del mar (13). Los granos de café son las semillas
de las plantas de la familia Rubiaceae la cual
comprende por lo menos 66 especies del género
Coffea Aunque existen diferentes especies de café,
las más comerciales son Coffea Arábica y Coffea
Canephora en sus variedades Arábiga y Robusta.
Las plantas de café robusta y de todas las especies
silvestres de café tienen 22 cromosomas, mientras
que las de arábiga tienen 44. Por lo tanto esta
última no puede cruzarse con otras especies para
producir una planta híbrida.(4,5,13).
La calidad final del café depende de la genética
de la planta. El aroma del café verde contiene
alrededor de 250 especies moleculares volátiles
diferentes, mientras que el tostado más de 800.
Cuando el café se somete al proceso de tostado, el
agua residual dentro de cada grano se convierte
en vapor de agua; a altas temperaturas (185240°C), los azúcares se combinan en el proceso
de caramelización (reacción de Maillard ) con las
proteínas, péptidos y aminoácidos. Los productos
finales son glicosilaminas y melanoidinas
parduscas y agridulces responsables del sabor
dominanate del café, además de dióxido de
carbono(5,7).
56
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
GENERALIDADES
Aroma del Café
Los investigadores analizan las fragancias que se
desprenden durante el tueste del café por
cromatografía y olfatometría, en la que un grupo
de expertos olfatea y define el olor de cada
elemento reconocible. La espectrometría de masas
se utiliza para identificar la composición química
de cada olor. Entre los aromas están el de rosas,
del té de Darjeeling, del chocolate, de la vainilla,
rancio, humo, canela y de las violetas entre otros.
Desafortunadamente, las moléculas más poderosas
en el olor de una muestra de café son las que
provienen de granos defectuosos. Las moléculas
como el etilbutanoato y el etilglicolato son las
responsables de los aromas dasagradables de los
granos inmaduros. De la misma manera las
moléculas de metilisoborneol y de tricloroanisol
producen el olor químico a tierra del café
robusta.(5).
Composición química
Entre los compuestos químicos del café arábiga
crudo y tostado se encuentran la cafeína,
trigonelina, proteínas y aminoácidos, azúcares
principalmente polisacáridos, ácidos, lípidos,
productos de caramelización y condensación,
aromas volátiles, minerales (como cenizas de
óxidos). El café expresso contiene los compuestos
siguientes: 2-etil-3,5-dimetilpirazina y el 2-etil-3,6dimetilpirazina con aroma a chocolate, el
metilsalicilato con olor a canela, b-damascenona
con aroma a té, isovaleraldehido con aroma a
dulce, a-ionona y linalol con aroma a flores(5).
La sobreextracción del café expresso conduce a la
incorporación de compuestos aromáticos
indeseables y menos solubles como el 2,4diecadenal con aroma a rancio, el etilgujacol con
aroma a humo, el 2,4-nonadienal con aroma a
rancio y el dimetiltrisulfuro con aroma a azufre(5).
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Efectos de la Cafeína en la Salud
Es un alcaloide que pertenece al grupo de las
xantinas. Su fórmula es C8 H10 O2 N4 .H2 O , es una
de las drogas más extendidas en la actualidad; se
encuentra en numerosas plantas como el café, té,
cacao, yerba mate, cola y guarana. Los efectos
fisiológicos de la cafeína pueden observarse en los
adultos en dosis de 100 a 200 mg que equivalen a
dos tazas de café, en los niños que consumen
bebidas gaseosas el nivel de cafeína es mucho
mayor ya que equivale al de cuatro tazas de café.
Entre estos efectos están:
. Elevado nivel de azúcar en la sangre
. Elevado nivel de lípidos en la sangre
. Hipertensión arterial
. Estimulación del sistema nervioso central
. Aumento de la excreción de Ca, Mg y Fe por vía
urinaria
. Incremento de la secreción ácida estomacal e
intestinal
. Aumento en la incidencia de quistes en mama
. Impedimento de la concepción
. Temblores, irritabilidad y nerviosismo
. Insomnio
. Ansiedad y depresión
Como toda sustancia estimulante, la cafeína
provoca en el organismo un estado de
hiperactividad en todos los niveles, entre ellos el
cardiovascular por las catecolaminas. Estudios
realizados sugieren que la cafeína impide la
habilidad de absorción del calcio y hierro, que es
un factor de riesgo en el desarrollo de la
osteoporosis. La cafeína se encuentra mayormente
concentrada en el café, chocolate té y bebidas
carbonatadas. Muchos consumidores han tratado
de limitar su consumo comprando café
descafeinado, pero debemos tener cuidado ya que
algunos fabricantes utilizan solventes químicos
que pueden ser peligrosos.
Un estudio reveló que las mujeres que consumen
más de 300 mg de cafeína al día, esto es tres tazas
57
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
de café u ocho refrescos al día reducen la
posibilidad de embarazo en un 26%.
La cafeína interfiere en la actividad de los
medicamentos. Algunos compuestos, como los
anticonceptivos y los fármacos para el corazón o
las úlceras, reducen la capacidad del organismo
para eliminar la cafeína por los riñones, esto puede
provocar insomnio, irritabilidad y palpitaciones.
La cafeína reduce el efecto sedante de algunos
tranquilizantes y si se toma con algunos
antidepresivos puede llegar a causar una crisi de
hipertensión arterial grave y alteraciones del ritmo
cardíaco.
Contenido de cafeína en los alimentos:
130 mg por una taza de 150 ml de café molido
70 mg por vaso de 360 ml de té
50 mg por taza de 150 ml de té molido
40 mg por lata o botella de bebida gaseosa
20 mg por cada 2 tabletas de chocolate amargo
CONCLUSIONES
Podemos concluír que los productos que contienen
cafeína no son recomendables para su consumo
debido a que causan demasiados problemas de
salud.
Debemos evitar o reducir por lo menos el consumo
de la cafeína ya que al igual que el cigarro causa
adicción .
Se debe educar a la población para ayudar al
reconocimiento de las sustancias consumidas y
socialmente aceptadas como el té, café, alcohol y
tabaco contienen importantes drogas psicoactivas
ayudaría al público entre los tipos y patrones de
consumo.
Cafeína
Recomendaciones
1. Elija cafés basado en cereales e infusiones o té
de yerbas en lugar de café descafeinado, té y otras
bebidas que contienen cafeína.
2. Los productos con cafeína deben ser usados
solamente bajo prescripción médica.
3. Las mujeres embarazadas y en período de
lactancia al igual que los niños pequeños deben
abstenerse del consumo de productos que
contienen cafeína.
4. Si se usan productos basados en chocolate o
cocoa, deben hacerse solo ocasionalmente o para
dar sabor.
5. Elija beber agua pura, jugos de fruta y
vegetales(9,10,11).
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Estructura de la molécula de
cafeína
[Verde: Carbono]
[Rojo: Oxígeno]
[Blanco: Hidrógeno]
[Azul: Nitrógeno]
Fórmula química: C8 H10 O2 N4.H2 O
Figura 1. Formula Estructural de la
Cafeína. Fuente(8).
58
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
BIBLIOGRAFÍA
American Journal of Epidemiology. Vol. 155(5): 429-436.2002. John
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MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
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59
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
POR UN PEQUEÑO DESCUIDO:
Penicillium notatum
Andrade González B., Fiool Félix E., Pérez Armendáriz R.
Se muestra la morfología y la acción como
antibiótico del hongo Penicillium sobre bacterias.
El moho Penicillium notatum produce una
sustancia bacterolítica difusible capaz de destruir
diferentes especies de bacterias como
staphylococcus aureus. La penicilina inhibe la
síntesis de la pared celular e induce una síntesis
descontrolada de enzimas autolisinas en la
bacteria. Las colonias de Penicillium notatum
presentan varios tonos de verde, azul verdoso,
rosado, blanco u otros colores. Las superficies de
las colonias son aterciopeladas o pulverulentas por
la presencia de conidios. Las hifas son hialinas,
septadas y producen conidióforos en forma de
pincel. Este hongo es probable que se pueda aislar
de secreciones respiratorias, lavado gástrico, piel,
orina, oído y córnea. Los aislamientos de
Penicillium se recuperan frecuentemente en el
laboratorio clínico y se sabe que algunas especies
son causantes de enfermedades en el hombre. En
la mayoría de los casos, Penicillium se encuentra
como contaminante y no como patógeno.
INTRODUCCIÓN
En 1928, Alexander Fleming observó el
crecimiento de un hongo contaminante en un
cultivo en una placa que había sido dejada abierta
al aire por descuido. Además las colonias
estafilocóccicas que crecían en las adyacencias del
hongo estaban sufriendo un proceso de lisis.
Fleming Concluyó, correctamente, que el hongo,
luego identificado como una cepa de Penicillium
notatum producía una sustancia difusible
bacteriolítica capaz de matar a los estafilococos.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
El antibiótico desconocido de Fleming, que
después se denominó penicilina, fue el precursor
del advenimiento de la era moderna de los
antibióticos. La aplicación práctica del
descubrimiento no comenzó hasta 1939, cuando
Florey y Chain desarrollaron una técnica por la
cuál podía obtenerse un extracto microbiano de
Penicillium en cantidad y pureza suficientes como
para su empleo en seres humanos. La necesidad
de las pruebas de sensibilidad a los antibióticos se
hizo evidente poco después de que estuvieron
disponibles en el comercio.
La penicilina actúa matando a las bacterias e
inhibiendo su crecimiento; se trata de un
antibiótico bactericida. Sólo puede destruir a los
organismos que están creciendo y multiplicándose,
no a los que se encuentran en estado latente. Es
muy efectiva contra un amplio espectro de
microorganismos responsables de diversas
enfermedades, como los neumococos, los
estreptococos, los gonococos, los meningococos,
el bacilo Clostridium tetani causante del tétanos y
la espiroqueta responsable de la sífilis. Este
fármaco ha sido utilizado con éxito para tratar
ciertos procesos que resultaban mortales antes de
la era antibiótica, como la endocarditis bacteriana
subaguda, la septicemia, la gangrena gaseosa, la
gonorrea y la escarlatina.
El moho Penicillium notatum produce una
sustancia bacterolítica difusible capaz de destruir
diferentes especies de bacterias como
staphylococcus aureus. La penicilina inhibe la
síntesis de pared celular e induce una síntesis
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ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
descontrolada de enzimas autolisinas en la
bacteria.
La transpeptidasa, que se encuentra unida a la
membrana celular, es un miembro de una familia
de enzimas conocidas como proteínas fijadoras de
penicilina, que a su vez son parte de la superfamilia
de enzimas reconocedoras de penicilina. Además
de las transpeptidasas, existen otras proteínas
fijadoras de penicilina que participan en la
formación de la pared celular bacteriana. Estas
proteínas fijadoras se encuentran adheridas a la
membrana celular en las bacterias grampositivas
y a la membrana plasmática interna en las especies
gramnegativas. La función específica de las
diferentes proteínas fijadoras de penicilina ha sido
ilustrada de manera espectacular en E. Coli, en la
que la interferencia con diferentes proteínas
produce efectos morfológicos diversos cuando se
dificulta la síntesis de la pared celular. Las
proteínas fijadoras de penicilina se numeran de
acuerdo con su peso molecular: la proteína 1 es la
de mayor peso. El sistema de numeración es
específico para cada especie.
Las colonias de Penicillium notatum presentan
varios tonos de verde, azúl verdoso, rosado, blanco,
u otros colores. Las superficies de las colonias
pueden ser lisas (no vellosas), granular, algodonosa
o lanosa dependiendo de su madurez y grado de
esporulación; son aterciopeladas o pulverulentas
por la presencia de conidios. Las hifas son hialinas
y septadas y producen condióforos en forma de
pincel.
La pared celular de las bacterias está compuesta
por peptidoglicano. Esta estructura, que es más
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
gruesa en las Gram (+), entre otras funciones
protege a la célula de su destrucción por estallido
en un medio normal, no hiperosmótico puesto que
las bacterias tienen una gran presión osmótica
interna (Grampositiva: 20 atmósferas;
Gramnegativa: 5 atmósferas).
Las células, debido a su crecimiento, están
continuamente sintetizando nuevo peptidoglicano
y transportándolo a su sitio adecuado en la pared
celular. Varios antibióticos reaccionan con uno o
varios de los enzimas que se requieren para
completar este proceso originando que la célula
desarrolle puntos frágiles en su pared celular
debido a la síntesis de peptidoglicano deficiente,
lo que origina que sea osmóticamente frágil. Los
antibióticos que producen este efecto se consideran
bactericidas ya que la célula debilitada está sujeta
a lisis. La mayor parte de estos antibióticos son
activos frente a células en crecimiento ya que las
células viejas no sintetizan peptidoglicano.
Betalactámicos: Inhiben la síntesis de la pared
celular en su última fase interfiriendo la
transpeptidación. Son análogos estructurales de la
D-alanil-D-alanina y por ello se considera que
estos fármacos se unen a las transpeptidasas a las
que inactivan irreversiblemente. Algunas
penicilinas son menos efectivas frente a bacterias
Gram (-) debido a que la membrana externa
bloquea su paso al interior, aunque las penicilinas
sintéticas y cefalosporinas tienen efecto también
frente a Gram (-).
Bacitracina: Bloquea el transporte de las
subunidades de peptidoglicano a su posición en la
pared celular.
61
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
LOS ALIMENTOS:
MEDICINA MILAGROSA
Morales Ureta R., García Camarena R., López Oyama A. B., Zamudio Valenzuela
A.M., Valenzuela Ortiz C. J., García Palacios C. y Lerma Maldonado R.E.
RESUMEN
maravillosos fabricados por el hombre, es preciso
reconocer que la madre naturaleza es en realidad
Saber qué se debe comer y qué no se debe comer la más grande y antigua farmacéutica. Escuchar
según las condiciones de salud de cada quien es las nuevas revelaciones de la ciencia acerca de esa
poseer un tesoro de conocimientos para tratar y sabiduría milenaria proporciona un dominio sin
prevenir los problemas de salud. En este trabajo precedentes sobre la propia salud.
se empieza presentando las teorías del poder
curativo de los alimentos, enseguida se dan a
INTRODUCCIÓN
conocer algunos alimentos que ayudan en la salud
del sistema cardiovascular, remedios para los La alimentación no es un hecho trivial para los
trastornos digestivos, alimentos que hacen sentirse miles de millones de células que constituyen
mejor y más inteligente, alimentos para combatir nuestro ser. El acto de comer es vital : una
las infecciones comunes y los problemas comunión con la naturaleza capaz de promover la
respiratorios y se finaliza con el tema de cómo vida o la muerte. Los alimentos pueden alterar el
usar el poder farmacológico de los alimentos. La cerebro y levantar el ánimo, aportar cargas
teoría de los antioxidantes, el poder farmacológico eléctricas al cerebro para acelerar el pensamiento
de la grasa y las intolerancias a los alimentos sirven y mejorar nuestro desempeño. Los alimentos
de base para la investigación sobre el poder pueden alterar la actividad intracelular llevando
curativo y preventivo de los alimentos. Los con el tiempo al cáncer, pero también pueden
alimentos que pueden salvar las arterias y prevenir liberar agentes causantes de desintegrar los agentes
la enfermedad cardíaca son: mariscos, frutas, químicos causantes del cáncer o de interrumpir
hortalizas, nueces, granos, leguminosas, cebolla, las reacciones en cadena de esas moléculas.
ajo, aceite de oliva, alimentos ricos en vitamina
C, E y beta caroteno. Alimentos para el No existe prácticamente ningún problema de salud
estreñimiento son el salvado de trigo, salvado de o proceso natural del organismo que no esté sujeto
arroz, frutas y hortalizas, ciruelas pasas, higos, de una forma u otra a la influencia de las sustancias
dátiles, linaza, café y mucho líquido. Alimentos que ingerimos. Los alimentos están comenzando
que bajan el nivel de actividad son azúcar, miel, a ser definidos como una medicina poderosa, como
pasta, pan y alcohol. Alimentos estimulantes son una medicina que sirve para prevenir y
cafeína y proteína. Alimentos que ayudan a contrarrestar todo tipo de enfermedades e
mejorar la inmunidad: yogur, ajo, alimentos ricos incrementar la energía física y mental, el vigor y
en beta carotenos y zinc, la dieta vegetariana, una el bienestar. Los alimentos son el gran
dieta baja en grasa. A pesar de los medicamentos descubrimiento del siglo XXI.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
62
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
TEORIAS SOBRE EL PODER CURATIVO
DE LOS ALIMENTOS
Son tres las teorías principales que sirven de base
y de guía para la investigación sobre el poder
curativo y preventivo de los alimentos. Estas
teorías giran alrededor de los temas siguientes: los
antioxidantes de los alimentos que sirven para
combatir las enfermedades, el olvidado poder
farmacológico de la grasa y los nuevos tipos de
alergias e intolerancias a los alimentos.
Los antioxidantes de los alimentos podrían
salvarnos prácticamente de todas las
enfermedades. Los oxidantes se presentan en varias
formas y apariencias. Las más notorias y mejor
estudiadas son los denominados radicales libres
de oxígeno, éstos pueden atacar el ADN, el
material genético de las células causando
mutaciones, las cuales son el primer paso hacia el
cáncer.
Los alimentos, en particular los de origen vegetal
(frutas y hortalizas), están repletos de feroces
antioxidantes. Una vez dentro del organismo esos
antioxidantes llegan a los tejidos y a los líquidos
donde pueden ayudar a combatir la invasión de
los oxidantes. Estos antioxidantes son quercetina,
licopeno, luteína, glutation y otros más conocidos
como la vitamina C, E y el beta caroteno y el
selenio.
Con lo que respecta al poder farmacológico de las
grasas se puede decir que las grasas de los
alimentos ejerce un poder asombroso sobre las
células. La actividad biológica de la célula depende
muchas veces del frágil equilibrio dentro de la
célula de los ácidos grasos que se ingieren en los
alimentos. Eso significa que el tipo de grasa que
se consuma es de vital importancia para su salud.
Las dos categorías más importantes para la
fabricación de los eicosanoides son los ácidos
grasos omega 3, concentrados en la vida marina y
los ácidos grasos omega 6, concentrados en aceites
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
vegetales como los de maíz, cártamo y girasol y
también en la carne de animales engordados con
alimentos de origen terrestre. Las células son el
campo de batalla en donde los ácidos grasos omega
3 y omega 6 compiten por la supremacía y de la
victoria de uno de los dos depende el estado de
salud de la persona. Las dietas modernas
deficientes en pescado privan a las células del
aceite marino y las sobrecargan de los aceites
modernos procesados y de grasas de la carne
extrañas a nuestras células. Este desequilibrio de
ácidos grasos obligan a las células a funcionar mal
precipitando las actuales epidemias de
enfermedades crónicas como el cáncer, la diabetes,
la artritis y las enfermedades del corazón.. El
organismo necesita una dosis mínima de aceite de
pescado y al no obtenerla se desquita
desencadenando una multitud de enfermedades.
En un caso típico de alergia verdadera a un
alimento, el sistema inmunitario reacciona
exageradamente y confunde los compuestos
innocuos presentes en la leche de vaca o nueces,
por ejemplo, con enemigos como las bacterias y
los virus. Este error inicia una reacción de alarma
en cadena. El sistema inmunitario comienza a
producir inmunoglobulina E o IgE aprestándose
para luchar contra la falsa amenaza (antígeno)
liberando histaminas y otras sustancias químicas
que provocan los síntomas de la alergia.
Tradicionalmente se consideran alergias
verdaderas solamente aquellas reacciones en las
que participa la IgE. Los cinco alimentos
alergénicos con mayor probabilidad de
desencadenar trastornos crónicos son: cereales a
base de trigo, productos lácteos, cafeína, levaduras
y cítricos.
Alimentos para la Salud del Sistema
Cardiovascular
Si le teme a las enfermedades cardíacas, uno de
los secretos más grandes para que pueda sobrevivir
es saber lo que comen las personas que no tienen
problemas del corazón ni mueren de enfermedad
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ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
cardiaca. Algunos de los alimentos que le pueden
salvar las arterias y prevenir la enfermedad
cardiaca son: mariscos, frutas, hortalizas, nueces,
granos, leguminosas, cebolla, ajo, aceite de oliva,
alcohol con moderación, alimentos ricos en
vitaminas C, E y el beta caroteno. Pero también
hay alimentos que pueden dañar las arterias y el
corazón como: las carnes y productos lácteos ricos
en grasa saturada y el alcohol en exceso.
El colesterol es una sustancia amarillenta, grasosa
y pegajosa presente en la sangre y es una de las
razones por la cual sus arterias se convierten en el
basurero de la mugre biológica conocida como
placa, la cual estrecha los vasos sanguíneos y
reduce la distancia que lo separa a usted de la
enfermedad cardiaca. Entre los alimentos que le
ayudan a controlar el colesterol se encuentran:
frijol, avena, manzana, zanahoria, aceite de oliva,
aguacate, almendras, nueces de nogal, ajo, cebolla,
mariscos, especialmente pescado grasoso, frutas
y hortalizas con alto contenido de vitamina C y
beta caroteno, cereales ricos en fibra soluble y
alcohol con moderación. Pero también hay
alimentos que aumentan el colesterol malo como
son los alimentos con alto contenido de grasa
saturada y colesterol.
En la sangre los beneficios de modificar los
factores de coagulación mediante la dieta se ven
rápidamente. Previniendo la formación de
coágulos se puede reducir radicalmente las
probabilidades de sufrir un ataque cardíaco en tan
solo un año, mientras que por la vía de reducir el
colesterol se necesita por lo general más tiempo,
sin embargo muchos alimentos como: la cebolla,
ajo, ají, hongos negros, jengibre y clavos,
hortalizas, aceite de oliva, mariscos, té y vino tinto;
actúan sobre ambas cosas produciendo un
beneficio doble. Pero hay que tener cuidado porque
también hay alimentos que contribuyen a la
formación de coágulos como son los alimentos con
alto contenido de grasa y el alcohol con exceso.
La presión arterial es un factor clave para la salud
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
del corazón y no cabe duda que conservarla en
niveles normales nunca por encima de 140/90,
según las normas estadounidenses ayuda a prevenir
los ataques cardíacos y los accidentes
cerebrovasculares. Aunque existen los
medicamentos para este propósito conviene
también consumir ciertos alimentos con un poder
asombroso para reducir la presión arterial como
son: el apio, ajo, pescado grasoso, frutas,
hortalizas, aceite de oliva, alimentos ricos en calcio
y potasio. Pero los que pueden elevar la presión
arterial son los alimentos ricos en sodio y el alcohol
en exceso.
A medida que la persona envejece, las
probabilidades de sufrir un accidente
cerebrovascular aumentan permanentemente. Sin
embargo hay pruebas abrumadoras de que los
alimentos pueden disminuir radicalmente las
probabilidades de sufrir un accidente
cerebrovascular y el daño que este deja, e incluso
determinar si ha de ser mortal o no. Algunos de
los alimentos que ayudan a prevenir los accidentes
cerebrovasculares o mitigar el daño son: las frutas,
hortalizas, mariscos, té y el alcohol con
moderación. Pero los alimentos con los que tiene
que tener cuidado para evitar los accidentes
cerebrovasculares son: la sal, grasas saturadas de
origen animal y alcohol en exceso.
Los Alimentos Como Remedio Para Los Trastornos
Digestivos
Alimentos para Curar el Estreñimiento
Es indudable que la dieta es la “medicina de
elección” para curar y prevenir el estreñimiento
común, en Estados Unidos lo sufren treinta
millones de personas. Muchos laxantes empeoran
el estreñimiento al debilitar los nervios del
intestino, impidiendo que se contraiga
normalmente, por esto es bueno consultar a la
naturaleza para obtener de ella el remedio. Los
alimentos actúan como laxantes naturales a través
de distintos mecanismos. Los alimentos ricos en
64
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
fibra como el salvado y las verduras, agregan
volumen mediante la absorción y retención de agua
con lo cual la materia fecal se ablanda y pasa con
mayor rapidez y facilidad a través del colon. La
fibra le añade volumen a las heces porque buena
parte de ella no es digerida, las partículas gruesas
de la fibra activan mecánicamente los reflejos
nerviosos de la pared del colon, desencadenando
los movimientos intestinales. Cuando el
estreñimiento se previene por medios naturales hay
un menor riesgo de contraer o agravar las
hemorroides, las várices y la diverticulosis,
afecciones que empeoran cuando hay
estreñimiento.
Los laxantes naturales, como el salvado de trigo,
salvado de arroz, frutas, hortalizas, ciruelas pasas,
higos, dátiles, linaza y mucho líquido son más
suaves y seguros. Cuando una persona comienza
a consumir mayor cantidad de alimentos ricos en
fibra puede experimentar meteorismo y gases en
un principio. El café es un laxante suave y rápido,
con o sin cafeína;el café estimula los movimientos
intestinales en un tercio de la población sana.
La cafeína, la leche y el calcio son alimentos que
se deben evitar; aunque el café puede ser laxante,
en algunas personas produce estreñimiento, la
leche y el queso producen estreñimiento quizá
debido al calcio.
La Diarrea y La Dieta. Mitos Modernos,
Verdades Antiguas
La diarrea es un exceso de agua en las heces, lo
cual produce deposiciones acuosas frecuentes.
Ocurre cuando disminuye la absorción de agua en
el tracto intestinal, cuando disminuye la secreción
de agua o ambas cosas. Bacterias como E. Coli y
estafilococo producen la diarrea al estimular la
secreción de agua, lo cual explica por que se
manifiestan con diarrea las infecciones que se
trasmiten a través del agua y los alimentos. Cuando
hay diarrea es vital seguir comiendo, aunque no
se sientan deseos. No se deben consumir líquidos
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
claros ya que la mayoría contienen demasiado o
poco sodio. La mejor cura para la diarrea son las
sopas y líquidos espesos a base de almidón
(cereales), plátanos, arroz, tapioca, raíces
comestibles como la zanahoria y la papa.
Muy importante también es saber que el yogurt es
el alimento más seguro para prevenir la diarrea y
es seguro porque no da albergue a los
micoorganismos causantes de la diarrea, en cambio
la leche es un verdadero paraíso para las bacterias.
Además, el consumo regular de yogurt puede
contribuir a prevenir la diarrea, según los estudios
de la Universidad de Davis, California. El doctor
Georges Halpern encontró que un grupo de
personas sanas que consumían 6 onzas (180 ml.)
de yogurt al día sufrían menos ataques de diarrea
al año.
Los alimentos que agravan la diarrea son los
alimentos que produzcan gases como los frijoles,
el repollo y la cebolla, los cuales causan malestar,
meteorismo y retortijones. Los alimentos ricos en
fibra tampoco se recomiendan, como las frutas y
hortalizas gruesas, cáscaras de las frutas y
hortalizas y cereales integrales difíciles de digerir,
la leche, en especial si hay intolerancia al azúcar
de la leche (lactosa), las gaseosas, el café y otras
bebidas que contengan cafeína. La cafeína le roba
al cuerpo los líquidos que tanto necesita.
La Alimentación y el Malestar Estomacal
Todo mundo sufre ocasionalmente de alguna
enfermedad estomacal: acidez, náusea, mareo,
parásitos y meteorismo. El dolor y el malestar
duran poco tiempo y no tienen consecuencias
serias. Buena parte de los carbohidratos que
consumimos (azúcares, almidones y fibra) no son
absorbidos o digeridos completamente en el
intestino delgado. Por lo tanto los residuos
terminan en el intestino grueso, hogar de colonias
de hambrientas bacterias inofensivas que se dan
un banquete con ellos. Este proceso de
fermentación produce una mezcla de gases; la
65
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
mayoría son inodoros, pero algunos son tan
olorosos que pueden ser percibidos por la nariz
humana en el aire en cien partes por millón.
Aunque hay diferencia entre una persona y otra,
éstos son los alimentos que tienen la mayor
probabilidad de producir gases, de acuerdo con un
informe aparecido en Environmental Nutrition:
Altamente gaseosos: brócoli, col de bruselas,
repollo, coliflor, frijoles, leche y derivados (salvo
el yogurt), cebolla, frijoles de soya, nabos.
Moderadamente gaseosos: manzana, plátano, pan
y los productos de panadería (incluso las
rosquillas), zanahoria, apio y berenjena y los
levemente gaseosos entre los que se cuentan
huevos, pescado, carne, aceites, aves y arroz. El
yogurt no hace daño porque ya viene previamente
digerido. En uno de los pequeños milagros de la
naturaleza las bacterias del yogurt cumplen la
función de la enzima faltante y digieren por
nosotros buena parte del azúcar de la leche
(lactosa).
Alimentos para Mantenerse Despierto, Activo
y con la Mente Lúcida
Estudios de vanguardia en este campo, revelan que
la alimentación influye sobre el grado de actividad
y energía, la capacidad de memoria y
concentración, los estados de depresión, ansiedad
o agresividad, la anormalidad de las ondas
cerebrales o la vulnerabilidad a ciertos trastornos
mentales o a enfermedades degenerativas del
sistema nervioso. Pero también las deficiencias
imperceptibles de ciertos alimentos pueden, con
el tiempo, alterar el funcionamiento del cerebro y
el ritmo de las ondas cerebrales, según lo revelan
los nuevos estudios.
Si desea mantener la mente abierta no consuma
demasiados dulces, tortas, rosquillas, helados,
batidos de fruta, cereales azucarados, arroz o pasta
(sin acompañarlos con carne, leche o algún otro
alimento que contenga proteína). Para aumentar
al máximo su lucidez mental, coma alimentos ricos
en proteína solos o con otros alimentos dulces o
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
con contenido de almidón. Los mejores son: los
mariscos bajos en grasa, la pechuga de pavo, la
leche descremada, el yogurt bajo en grasa y la carne
magra. La grasa también amortigua el dinamismo
del cerebro, puesto que tarda mucho tiempo en
digerirse. Otros alimentos como las hortalizas de
hoja verde, parecen ser bastante neutros, sin
estimular ni embotar el cerebro.
El café es el gran estimulante, mejora el estado de
alerta y el desempeño mental y reduce la fatiga.
Todos los estudios coinciden en demostrar que es
suficiente una dosis muy baja de cafeína (café, té,
chocolate y refresco de cola) para mejorar el
desempeño del cerebro, una ó dos tazas de café al
día son suficiente. Es importante hacer notar que
el consumo excesivo de cafeína puede llegar a ser
destructiva con sus efectos nocivos para la mente,
el estado de ánimo y el organismo. Estudios
recientes demuestran que la cafeína provoca los
signos físicos típicos de la adicción . En pocas
palabras produce bienestar cuando se la tiene y un
malestar horrible cuando falta (letargo, dolores de
cabeza, mal humor, falta de motivación y
depresión) que pueden durar hasta una semana.
Los alimentos para levantar el ánimo o combatir
la fatiga, ansiedad y depresión son las hortalizas
verdes y leguminosas (ácido fólico), mariscos y
nueces (selenio) y ajo.
Los alimentos que provocan el dolor de cabeza
son: chocolate, vino tinto, cafeína, glutamato
monosódico, aspartame, carne curada, quesos
añejos, nueces, tocino, y alcohol; y los alimentos
que pueden aliviar o prevenir el dolor de cabeza
son pescado, aceite de pescado y jengibre.
Energía para el Cerebro
Se recomienda 3mg de Boro diarios. Lo
encontramos en nueces , leguminosas, hoja de
hortaliza (brócoli) y frutas (uva, pera, manzana,
etc). El boro es un oligoelemento que parece tener
un efecto sobre la actividad eléctrica del cerebro.
66
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
Es muy importante consumir el requerimiento
diario de tiamina, riboflavina, caroteno, hierro y
cinc porque hasta una leve deficiencia de estos
componentes puede aletargar la mente y la
memoria de las personas de edad, según revelan
los estudios del doctor Penland. Los alimentos que
contienen Tiamina son: germen y salvado de trigo,
nueces, carne y cereales; los que contienen
Riboflavina son: hígado, leche, almendras y
cereales; los de Carotenos son: hoja verde, fruta
y hortaliza anaranjada; alimentos con Hierro: hojas
verdes, hígado, mariscos, carne roja y soya y
finalmente los que contienen Cinc son: mariscos
(ostras, pescados, el pescado es alimento para el
cerebro), leguminosas, cereal integral, carne pavo.
Alimentos para Combatir las Infecciones
Comunes y los Problemas Respiratorios
Para una buena salud lo más recomendable es tener
un buen funcionamiento de nuestro sistema
inmunitario ya que esto nos puede librar de
distintas enfermedades como infecciones menores
o hasta cáncer.
consumían.
Consuma Frutas y Verduras
Ya que éstas ayudan al sistema inmunitario ya que
contienen una gran cantidad de compuestos para
aumentar la inmunidad; entre ellos podemos
encontrar la vitamina E, C y beta caroteno.
Estudios realizados entre personas vegetarianas y
carnívoras, se encontró que las personas
vegetarianas tenían mayor cantidad de glóbulos
blancos que actuaban en forma mortífera contra
las células tumorales que aquéllas que consumían
carne .
Las espinacas, zanahorias en especial y las frutas
y verduras en general tienen beta carotenos que
ayudan a reforzar el poder de las defensas del
cuerpo contra las infecciones bacterianas, virales
y cancerígenas.
Efectos Dañinos Durante el Consumo Excesivo
de Grasas
Es recomendable consumir poca grasa ya que ésta
Efecto y Poder del Yogurt
suprime la actividad de las células asesinas
naturales que contiene el organismo para su
Mata e incapacita a las bacterias, también opera defensa. El efecto del consumo excesivo de grasa
proporcionando un esfuerzo generalizado del nos puede traer como consecuencia una mayor
sistema inmunitario. Por otro lado puede estimular cantidad de radicales libres y células cancerígenas
la producción del interferón gamma, reforzar la las cuales se posicionan en algún sitio del
actividad de las células asesinas naturales y organismo causando daños severos.
aumentar la producción de anticuerpos.
Cómo Usar el Poder Farmacológico de los
Alimentos
Secretos del ajo
Hay distintos alimentos que nos pueden ayudar en
nuestro sistema inmunológico, entre los
principales podemos citar al ajo, el cual, estimula
la potencia de los linfocitos T y de los macrófagos,
los cuales desempeñan una función inmunitaria
clave. En las personas consumidoras de ajo se
demostró que contenían en su sistema inmunitario
una cantidad mayor de células asesinas contra el
cáncer que aquéllas personas que
no
lo
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
A continuación se presentan algunas de las muchas
formas de utilizar los alimentos como remedios
comunes. La actividad farmacológica de los
distintos alimentos fue la fuente de la mayoría de
los alimentos incluidos aquí.
Agentes Anticancerosos: Los compuestos de los
alimentos pueden impedir la “activación” de los
posibles agentes cancerosos. Pueden bloquear la
67
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
mutación del ADN. Principales alimentos con
actividad anticancerosa: Aceite de oliva, ajo,
albahaca, arroz integral, avena, bayas, cebada,
cebolla, cítricos, linaza, jengibre, mariscos,
repollo, romero, trigo entero, vitamina C, E y
betacarotenos.
Antibióticos: Aceitunas, ají, ajo, albahaca, apio,
café, cebolla, ciruela, coco, comino, repollo,
picante, miel.
Anticoagulantes: La aspirina, es una de las drogas
anticoagulantes o “adelgazantes de la sangre”,
actúa bloqueando la acción de una sustancia del
tipo prostaglandina, conocida como tromboxano,
que induce a las plaquetas a unirse entre sí.
Los alimentos con actividad anticoagulante son:
Aceite de pescado, ajo, canela, cebolla, comino,
hongo, jengibre, melón, sandía, té, uva, vino tinto.
Antidepresivos: Los mecanismos más comunes
mediante los cuáles los alimentos modifican el
estado de ánimo es actuando sobre la serotonina,
uno de los más importantes de los
neurotransmisores del cerebro; alimentos
implicados azúcar, cafeína, jengibre, miel.
Agentes Antidiarreicos: Algunos alimentos son
eficaces para combatir la diarrea porque contienen
taninos y otros compuestos astringentes: ajo,
arándanos azules, arroz, canela, jengibre, nuez
moscada, té, yogurt.
Antioxidantes: Los antioxidantes se cree que ellos
ayudan a impedir prácticamente todas las
enfermedades cardíacas, el cáncer, la bronquitis,
las cataratas, enfermedad de Parkinson y el mismo
paso del envejecimiento, las vitaminas y los
minerales pueden servir también como
antioxidantes. Entre ellos se encuentran:
aguacate, ajo, ají, brócoli, cebolla, clavos, col
rizada, comino, vino tinto y todas las frutas y
verduras en general.
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MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
68
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
REUTILIZACIÓN DE AGUA
Ramírez Valdez O. L., Alcantar Monroy G., Olguin Arredondo H. A.
RESUMEN
El 97% del agua existente en la Tierra, es agua
salada no potable. La mayoría del agua dulce está
en forma de hielo en los glaciares y en los casquetes
polares de la Tierra. De manera que sólo queda
aproximadamente el 0.5 % para la explotación de
agua potable. Debido al doble efecto del cambio
climático y el aumento espectacular de la
población, la escasez del agua va acompañada
además de una pérdida de calidad por causa de la
salinización y contaminación crecientes de los
acuíferos. Los expertos calculan, que en un futuro
será necesario, un gran despliegue técnico para la
producción de agua potable y ésto repercutirá en
un alto costo. Por ésto es necesario concientizarnos
y adaptar nuestros hábitos de consumo de agua.
Sin lugar a dudas ahorrar agua significa ahorrar
energía y dinero. El objetivo de este trabajo
consiste en el diseño y desarrollo de un sistema
doméstico de reutilización del agua de baño. El
agua ya filtrada podrá ser destinada para descargas
del retrete (WC), para riego de plantas o jardín y
diversas actividades del hogar. Dicho sistema
estará compuesto de filtros que permiten la
separación de materia orgánica y eliminación de
olores del agua así como de un tanque de
almacenamiento. Teóricamente este dispositivo
permitirá a una persona ahorrar 15330 L anuales
del agua utilizada en el hogar, que a su vez
representa en promedio un 12.6 % de ahorro del
presupuesto que destinan para este concepto.
OBJETIVO
Este trabajo consiste en el diseño y desarrollo de
un sistema doméstico de filtración y reutilización
del agua destinada al aseo personal (ducha). El
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
agua una vez filtrada podrá ser utilizada para
descargas del retrete (WC), Riego de plantas y/o
jardín, así como actividades del hogar.
INTRODUCCIÓN
El 97% de las existencias de agua en la Tierra
comprende el agua salda de los océanos y mares.
La mayoría de los restantes 36 millones de
kilómetros cúbicos de agua dulce, esta aglomerada
solidamente en forma de hielo en los glaciales y
en los casquetes polares de la Tierra. De manera
que sólo queda aproximadamente el 0.5%, de la
totalidad de las existencias de agua, para la
explotación de agua potable.3
El agua es un solvente universal por lo que los
contaminantes fácilmente se incorporan a ella. Los
contaminantes químicos en el agua son sustancias
orgánicas disueltas tales como: cloruros, sulfatos,
nitratos y fosfatos de diversos elementos
metálicos, desechos de ácidos o bases, gases
tóxicos como el dióxido de azufre, amoniaco,
sulfatos de hidrógeno y cloruro de plata, y otros
elementos tóxicos como el mercurio, plata y
antimonio1 .
No hay sector donde aparezca mas claramente el
carácter insostenible que a alcanzado nuestro
desarrollo que el de los recursos hidráulicos. La
fuente esencial de agua potable es la lluvia. Debido
al doble efecto del cambio climático (mas calor,
menos lluvia), y el aumento espectacular de la
población en el ultimo quinquenio, nuestro balance
hídrico (diferencias entre aguas pluviales
disponibles y su consumo), es cada año mas
negativo. La escasez va acompañada además de
una perdida de calidad por causa de la salinización
69
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
y contaminación crecientes de los acuíferos,
haciéndolos cada vez mas inapropiados para el uso
agrícola y humano. Los expertos calculan que en
un futuro el despliegue técnico para la producción
de agua potable es mas caro constantemente.
También calculan que en un futuro el despliegue
técnico para la población de agua potable y el
consiguiente consto que esto acarreará, aumentará
el precio considerablemente. (Ver tabla I, precios
actuales de tres actividades básicas)5 .
Existen diferentes métodos para el cuidado del
agua, por ejemplo los tratamientos primarios que
consisten en preparar las aguas residuales para un
tratamiento biológico, eliminando contaminantes
y reduciendo las variaciones del caudal y la
concentración de las aguas utilizadas. Estos son
utilizados para la separación de los sólidos en
suspensión por un proceso de sedimentación.
Algunas partículas como arena, se sedimentan en
forma discreta. Otras muestras se aglomeran, en
un proceso previo de coagulación. Una necesidad
es la eliminación de metales pesados para proteger
el biológico posterior de la elevada toxicidad de
algunos metales, como el cadmio, cromo,
mercurio, cobre, plomo, níquel, etc. 1 . Esta
investigación se basa en una alternativa para el
ahorro del agua en el hogar mediante su
reutilización, previo tratamiento de filtración. La
filtración es un método muy antiguo. Hace años
se obtenía agua clara de un manantial turbio
haciendo un agujero en la arena a la orilla de
arroyos y ríos. Una filtración es un proceso en el
cual las partículas sólidas que se encuentran en un
fluido liquido o gaseoso se separan mediante un
medio filtrante, que permite el paso del fluido, pero
retiene las partículas sólidas4 .
agua que esta cayendo a la coladera normalmente
se va a la cañería, con este sistema esa agua se
desviara de modo que llegue al sistema de
filtración, este sistema esta formado de las
siguientes partes: la primera parte es el tubo de
llegada de agua para ser pasada por los filtros. La
parte consta de un filtros de tela mosquitera de
plástico que tiene la función de atrapar las
partículas grandes como el cabello, papel, etc. En
l parte tres, el segundo filtro esta formado por
una capa de arena que tiene la función de filtrar
el agua que pase. En la parte cuatro el tercer filtro
esta formado de una capa de carbón. Este por su
capacidad de absorción atrae captura y rompe
moléculas de contaminantes presentes, este
normalmente se utiliza para remover cloro, sabor,
olor y químicos orgánicos2 .
Al activar al carbones el proceso en el que se
forman enormes cantidades de poros. Esto se logra
calentando, cuando se calienta el vapor de agua o
anhídrido carbónico, que son los responsables de
crear esos poros al oxidar partes de las moléculas
de carbón3 .
En la parte cuatro del sistema , tercer filtro es una
tela de algodón que tiene la función de atrapar
cualquier partícula que se haya pasado en los filtros
anteriores. El la parte cinco, cuarto filtro una capa
de sulfato de aluminio que tiene la finalidad de
eliminar iones pesados como el calcio, magnesio,
etc. En el ultimo filtro este esta formado de una
tela de algodón y tiene la función de atrapar
residuos que se hayan escapado de los filtros
anteriores ( ver figura 1).
RESULTADOS, DISCUSIÓN Y
CONCLUSIONES
MATERIALES Y MÉTODOS
Con este método nos interesa reutilizar el agua que
fue utilizada durante la limpieza corporal, este
aparato estará formado por un tubo con
mangueras, filtros de carbón, arena, sulfato de
aluminio y los filtros serán de tela de algodón. El
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
En el hogar la contaminación y el desperdicio del
agua es muy grande, aproximadamente por
individuo se gastan 335 litros de agua diarios, de
los cuales 60 a 90 litros son utilizados para el aseo
personal, si el tiempo de ducha es de 6 a 10minutos.
Sin duda alguna la limpieza corporal es una de las
70
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
actividades donde se gasta mas agua. Esta agua
puede ser utilizada nuevamente para diversas
actividades tratándolas mediante filtración,
ayudando de esta manera al ahorro de este recurso.
De igual manera también se esta ayudando a la
economía familiar reduciendo el monto a pagar
en el recibo de agua.
Nuestra investigación se basa en una alternativa
para el ahorro de agua en el hogar mediante su
reutilización.
Tabla I. Consumos diario de agua y su costo.
Consumo
diario
aproximado por
persona
Consumo
diario
aproximado de
agua
Consumo anual
aproximado
(365 días)
Costo medio de
agua ∗
Ducha
Lavabo
Expulsión Wc
Total
6 minutos
3 minutos
4 veces
90 litros
45 litros
40 litros
175 litros
32.85 m3
16.42 m 3
14,6 m 3
63.87 m 3
$ 428.86
$ 214.46
$ 160.60
$ 803.86
*Costo estimado en pesos
Fuente: COAPAES
Fig. 1
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MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
71
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
TORTILLA DE MAÍZ COMPLEMENTADA CON
AISLADO DE SOYA
Piña Ortíz A., Brito Martínez J., Pesqueira, Limón P. J., Acosta Enríquez K.,
Hernández Gracia M.I., Hernández Moreno S.E., Fernández Ramírez M.V. y
Muñoz Osuna F.O.
RESUMEN
El maíz es alimento fundamental en muchas partes
del mundo, especialmente en países de América
Latina, donde la tortilla forma parte de la dieta.
Industrialmente se ha optimizado más el proceso
que su valor nutritivo. Este alimento no reúne todos
los requerimientos proteicos necesarios, porque la
zeína es pobre en aminoácidos esenciales. Las
leguminosas mejoran su calidad como fuente
complementaria de aminoácidos esenciales. Estos
aumentan el valor proteico en la tortilla y
proporcionan un beneficio al organismo porque
los requiere para el crecimiento y reparación de
los tejidos. Por tanto, el objetivo de este trabajo
fue adicionar aislado de soya a la harina de maíz
para mejorar su calidad y evaluar la aceptación
del consumidor sobre sus atributos. Se elaboraron
tortillas mezclando harina de maíz nixtamalizado
con 10% y 20% de aislado de soya y un control.
Se amasó aumentando el agua directamente con
la soya adicionada. En tortilla cocida se evaluó el
grado de aceptación de atributos de olor, color,
sabor y textura, con escala hedónica de cinco
puntos con 40 jueces no entrenados. Se aplicó
Análisis de Varianza, comparación de medias con
método de Tukey y prueba no paramétrica de
Kruskal-Wallace. No se encontraron diferencias
significativas (p>0.05) entre las tortillas. Con 20%
de aislado fue menos aceptada. Con 10% tuvo
menor aceptación en color que el control, en olor
y textura fueron similares, pero el sabor de la
tortilla con 10% de aislado fue el más aceptado y
contiene 54.94% de humedad, proteína 7.91%,
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
ceniza 0.88%, fibra 0.71%, grasa 0.49%, fósforo
0.19% y calcio 0.06%.
INTRODUCCIÓN
El maíz es el alimento fundamental en muchas
partes del mundo y se cree que su origen es
mesoamericano. Según Solís (11), en la antigüedad
el maíz era la planta fundamental de los
mexicanos, quienes lo consideraron como materia
de su carne. El cultivo de este grano permitió el
desarrollo de todas las civilizaciones
precolombinas. Actualmente la importancia del
maíz sigue vigente para los mexicanos, ya que
todos saboreamos a diario las deliciosas tortillas.
El nombre científico del maíz es Zea mays, Zea
significa causa de vida. En las sociedades
prehispánicas la obesidad y los excesos de comida
eran considerados antisociales, por lo que se daban
raciones de comida suficiente para todos,
dependiendo de la edad, las tortillas no eran muy
distintas a los tamaños que tenemos hoy en día.
De acuerdo con Bressani (3), el maíz es un
alimento básico en la mayor parte del continente
americano, debido a sus diferentes variedades
logradas durante el paso de los años desde su
cultivo, representa uno de los más grandes recursos
en América. Esta planta proporciona las proteínas
necesarias para los pueblos ya que con el proceso
de nixtamalización se pueden agregar nutrientes
que hacen falta en el alimento diario del humano.
Datos de la FAO en 1972, dieron a conocer que 50
72
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
países de 64 estudiados consumían 100g de maíz
por día y 14 ingerían 350g diarios por persona (5).
La cantidad de calorías y proteínas que proporciona
comer maíz es de un 45% hasta 59% diario. Las
cantidades son mayores en las poblaciones
indígenas donde algunas personas consumen casi
dos libras diarias. Con base en lo expresado por
Flores (6) la ingestión de maíz va aumentando
conforme a la edad del individuo, por ejemplo de
uno a dos años de edad el consumo diario de maíz
es de 64g equivalentes a un 27% de proteína y un
total de 33% de calorías; otro ejemplo es el
consumo de maíz en los adultos que es de 318g
por día con un total de 45% y 57% de proteínas y
calorías respectivamente. Lo anterior denota la
importancia de los contenidos de calorías y
proteínas del maíz en la nutrición. Con el avance
científico se encontró que el maíz es bajo en
proteínas y especialmente en aminoácidos
esenciales. La zeína es la principal proteína del
maíz, es baja tanto en triptófano como en lisina
pero la otra proteína del maíz, la gluteina, es de
mejor calidad (3).
por la separación del pericarpio del grano y su
pérdida durante el lavado, sin embargo la tortilla
es una fuente de fibra cruda, el conjunto de la pared
celular de las plantas y que son resistentes a las
secreciones digestivas, se pierde durante el proceso
de elaboración de la tortilla el 10% de proteína,
aunque el contenido disminuye, la calidad proteica
del nixtamal aumenta debido a una reducción en
las cantidades excesivas de leucina presentes en
el grano de maíz. Consecuentemente, es de vital
importancia buscar métodos para mejorar los ya
existentes, para que no se afecten las cualidades
nutritivas de la misma.
Vidal (12) mencionó que la calidad proteica es un
término utilizado comúnmente para hacer ver la
eficacia de una fuente de proteína que se utiliza
para el crecimiento y mantenimiento (4). En el
mismo sentido, Satterlee y col. (10), dijeron que
la capacidad de una proteína de proveer los
aminoácidos y requerimientos de nitrógeno a un
organismo depende de su contenido total de
aminoácidos indispensables y su digestibilidad. La
zeína es una de las proteínas más pobres que existe.
En ciertos lugares con dietas pobres, en donde el La preparación que se hace del cereal es separación
maíz es el componente básico y responsable de la del endospermo, lo que indica que dentro del
mayor parte del consumo calórico, existe una patrón de aminoácidos, la lisina y el triptófano se
enfermedad llamada pelagra que se debe a la encuentran en muy poca cantidad. Para intentar
deficiencia dietética de niacina. Se ha observado resolver estos problemas y aumentar el valor
que el maíz contiene cantidades considerables de nutricional de la tortilla de maíz se cuenta
esta vitamina pero se encuentra en forma de principalmente con cambios en la información
niacitina que no es utilizable biológicamente. El genética del grano, suplementación con
proceso de preparación de la tortilla mexicana aminoácidos o complementación con proteínas
consiste en mezclar el grano de maíz con cal, tiene que pueden ser mejoradas por medio de la
la facilidad de soltar la niacina ligada, por lo que corrección de sus deficiencias cualitativas y
sus consumidores difícilmente padecen pelagra. cuantitativas (4). En este caso se encuentra la soya
Así también, durante la nixtamalización ocurren ya que a diferencia de otros vegetales, proporciona
otros cambios en la composición del maíz: se proteínas de calidad biológica semejante a las
incrementa la concentración de minerales debido encontradas en las proteínas de origen animal
a la introducción de iones calcio; se afectan (carne, leche, pescado y huevos). Las proteínas de
vitaminas hidrosolubles sensibles a pH alcalino y soya son completas, de buena calidad, con un perfil
a las temperaturas del proceso; se reduce el de aminoácidos que complementan exitosamente
contenido de grasa por hidrólisis alcalina de los a las de los cereales. Concretamente el aislado de
ácidos grasos, pero el ácido linoleico (esencial) se soya es el producto mejor con mayor concentración
ve afectado; la cantidad de fibra cruda disminuye proteica y se obtiene al procesar las hojuelas de
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
73
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
soya desgrasadas eliminando de éstas los demás
componentes no proteínicos y los azúcares que
ocasionan flatulencia (9).
Se considera que entre mayor sea el número de
alimentos enriquecidos en forma balanceada en
un país, tendrá mejor calidad en su alimentación,
lo que le traerá como resultado mayores
posibilidades de desarrollo en la población en
todos los sentidos, ya que un pueblo mal nutrido
está marginado del desarrollo intelectual, como
lo ha demostrado la historia. Una alternativa para
mejorar las posibilidades de desarrollo de un país,
es mejorar la dieta de sus habitantes, empezando
por los alimentos base de las dietas
correspondientes de sus regiones. Al ser el maíz
un alimento base de la dieta mexicana es
considerado como buen prospecto de
complementación. Por lo tanto el objetivo de este
trabajo fue mejorar la calidad proteica de la tortilla
de maíz, mediante la adición de aislado de soya,
teniendo como prioridad elevar la concentración
de aminoácidos esenciales en la proteína, así como
también no alterar en demasía los atributos
organolépticos de la tortilla original.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se elaboraron tortillas con dos formulaciones
diferentes, enriquecidas con soya y un control
(Tabla I). Se mezcló la harina de maíz con el
aislado de soya, se añadió el agua necesaria y se
amasó manualmente, obteniendo la forma
característica de la tortilla usando una tortilladora
manual (Figura 1). Después de cocida, se evaluaron
sus atributos organolépticos (color, olor, sabor,
textura) con 40 jueces no entrenados, con una
escala hedónica de cinco puntos. Se aplicó Análisis
de Varianza, comparación de medias con método
de Tukey y la prueba no paramétrica de KruskalWallace (7).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
(p>0.05) entre los atributos evaluados en las
tortillas con diferente concentración de aislado y
el control, que fue la tortilla elaborada con harina
de maíz nixtamalizado sin adición de aislado de
proteína de soya, esto es importante porque nos
demuestra que se puede adicionar el producto de
soya para mejorar el valor nutricio de la proteína,
en cuanto al perfil de aminoácidos esenciales
(Tabla II).
Se pudo observar una tendencia de una menor
aceptación en todos los atributos para las tortillas
obtenidas con la mezcla de 20% de aislado. El
comportamiento de los jueces para el producto que
contenía 10% fue diferente, mostrando una menor
aceptación en color que la tortilla control. Pero la
tendencia observada en los valores otorgados por
los jueces sobre los atributos de olor y textura fue
similar en su evaluación para la tortilla control y
con 10% de aislado de soya. Sin embargo el valor
de la media del atributo de sabor nos mostró una
mayor aceptación de la tortilla con 10% de aislado
(Tabla III), por lo anteriormente descrito esta
última tortilla se mandó caracterizar con un
análisis proximal resultando con un contenido de
54.94% de humedad, proteína 7.91%, ceniza
0.88%, fibra 0.71%, grasa 0.49%, fósforo 0.19%
y calcio 0.06% (Tabla IV).
CONCLUSIÓN
Se logró el objetivo planteado ya que se incrementó
el porcentaje de proteína y se mejoró la calificación
de la tortilla, de acuerdo con el perfil de
aminoácidos calculado para el producto
adicionado con 10% de aislado de soya.
No se encontró diferencia en los atributos de olor,
color, sabor y textura entre la tortilla de harina maíz
nixtamalizado con y sin aislado de soya
adicionado.
Se observó una mejor aceptación para la tortilla
con 10% de aislado de soya.
No se encontraron diferencias significativas
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
74
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
Tabla I. Formulaciones de harina de maíz con aislado de soya para la elaboración de tortillas.
Formulación para tortilla de maíz
A200
V10
J20
Harina de maíz nixtamalizado
g (%)
200 (100)
180 (90)
160 (80)
Aislado de soya
g (%)
---20 (10)
40 (20)
Agua
mL
320
350
370
Tabla II. Perfil de aminoácidos presentes en productos de maíz, soya y patrón de referencia de la FAO/OMS.
Alimento 1
ILE
FAO/OMS 2
Harina de maíz 2
Aislado de soya2
Tortilla de maízsoya3
40
47
48
47
LEU
LIS
CIS
TIR
TREO
TRIP
VAL
Calificación
70
132
81
127
55
29
65
33
35
32
27
32
60
107
92
106
40
40
38
40
10
6
14
7
50
52
48
52
100
53
77
56
Las unidades están expresadas en miligramos de aminoácidos por gramo de proteína como Índice de
Aminoácidos (IAA).
2Braverman, 1995 (2).
3Valores calculados considerando una mezcla de 90% de harina de maíz con 10% de aislado de soya.
1
Tabla III. Evaluación sensorial sobre loa atributos de tortilla de maíz (Zea mays) con
niveles diferentes de aislado de soya
(Glycine max).
Tortilla
Control, sin aislado
de soya
Aislado de soya
10%
Aislado de soya
20%
1
Probabilidad
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Olor
3.950
Color
3.875
Sabor
3.975
Textura
3.850
3.900
3.600
3.795
3.850
3.625
3.475
3.950
3.650
0.242
0.116
0.818
0.570
75
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
Tabla IV . Composición aproximada de maíz, soya y productos derivados de los granos.
Alimento
1
Humedad
%
10.60
10.30
Maíz
Harina de
Maíz1
maz
Tortilla de 47.50
Maíz1
maz
Tortilla de 54.94
Maízmaz
soya3
Aislado de 5.00
soya5
Soya
10.00
Proteina
%
9.40
8.20
Grasa
%
4.30
5.80
Carbohidratos
%
74.40
73.90
Fibra cruda
%
2.402
----
Cenizas
%
1.402
----
Calcio
mg/100g
9
89
Fósforo
mg/100g
-------
4.60
1.80
45.30
----
----
196
----
7.91
0.49
ND4
0.71
0.88
60
190
88.30
3.40
ND6
0.30
3.60
178
776
25.00
---
5.202
1604707
4208207
40.00
20.00
Pérez, 1995 (8).
Badui, 1988 (1).
3Analítica del Noroeste, S.A. de C.V.
4ND, no determinado.
5Pérez, 1996 (9).
6ND, no detectado.
7Braverman, 1995 (2).
1
2
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MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
76
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
INTOLERANCIA AMBIENTAL IDIOPÁTICA
Leyva V.E.G., Quintana E.M.I., Rodríguez H.I.C., Villegas O.C.A., Muñoz O.F.O.
RESUMEN
La intolerancia ambiental idiopática es una
reacción adversa a químicos potencialmente
tóxicos, a concentraciones generalmente aceptadas
como no dañinas para la mayoría de la población.
Los compuestos químicos comúnmente
relacionados con este síndrome son: formaldehído,
pesticidas, solventes, combustibles petroquímicos,
productos de tocador y limpieza, humo del tabaco,
perfumes, así como colorantes, saborizantes y
preservativos sintéticos. Los síntomas son de
naturaleza múltiple: rinitis, bronquitis crónica,
dolor de cabeza, migrañas, artritis, fatiga crónica,
depresión, ansiedad, hiperactividad, lentitud al
pensar y desorden de pánico, entre otros. Estos
compuestos son solubles en grasas presentando
gran afinidad por los tejidos lipídicos del cuerpo.
El principal mecanismo para la intolerancia
ambiental se considera que es la falla en el hígado
de las enzimas encargadas de los caminos de
destoxificación del cuerpo. Existe evidencia de que
el sistema P450 se encuentra debilitado en
pacientes con este padecimiento. Los tratamientos
consisten en eliminar estos tóxicos, eficientando
los caminos del hígado para excretarlos, y un
programa de destoxificación por calor para
movilizar los químicos de los depósitos de grasa
en el cuerpo donde a menudo son almacenados.
Sin embargo, la única solución eficaz es alejar al
individuo de los tóxicos. Este tipo de compuestos
están impregnado nuestro ambiente, por lo que
aumenta el número de personas que son sensibles
a éstos. Considerando lo anterior, esta revisión
bibliográfica resalta la importancia de este
síndrome dando a conocer sus características y
proporcionando información sobre alternativas de
productos menos tóxicos para utilizarse en los
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
hogares y disminuir así la exposición a dichos
compuestos.
INTRODUCCIÓN
La Intolerancia Ambiental Idiopática (IAI),
también conocida como sensibilidad química
múltiple, es una reacción adversa a químicos
potencialmente tóxicos del aire, alimentos o agua,
a concentraciones generalmente aceptadas como
no dañinas para la mayoría de la población. Este
síndrome, descrito en los años 1950’s por el Dr.
Theron Randolph, se encuentra actualmente bajo
debate en la comunidad científica debido a que
algunos médicos cuestionan si existe, mientras que
otros reconocen que es un desorden desencadenado
por la exposición a químicos del medio ambiente,
en base a algunos estudios realizados (2). En la
Figura 1 se muestra el trazo de números de un niño
antes y después de la exposición a un producto
químico (1).
Debido a la dificultad en su diagnóstico, no se
cuenta con datos oficiales al respecto, sin embargo,
algunos centros ambientales estiman que 30
millones de norteamericanos sufren en algún grado
de IAI. De éstos, el 1% desarrolla intolerancia a
virtualmente todos los químicos (7). La mayoría
de los pacientes (85 a 90%) que padecen dicho
síndrome son mujeres, entre las edades de 30 y 50
años (4). En la tabla I se mencionan algunas de
las características que presentan las personas que
padecen de IAI.
Síntomas y Causas
Los síntomas de la IAI varían de persona a persona
y no existe una relación de estructura/actividad
77
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
entre los compuestos químicos desencadenantes
de la situación. Los síntomas comúnmente
reportados son: rinitis, bronquitis crónica, dolor
de cabeza, migrañas, colon irritable, artritis,
síndrome de fatiga crónica, irregularidades en el
ciclo menstrual, dolor crónico pelviano, gran
sangrado menstrual, dificultad para concentrarse,
hiperactividad, depresión, ansiedad y desorden del
pánico, entre otros. Generalmente es afectado un
determinado órgano o función, aunque se
presentan síntomas secundarios en otros (1).
La principal causa del síndrome de IAI puede ser
atribuida al incremento masivo en el uso, tanto
privado como público, de compuestos orgánicos
volátiles en los últimos 50 años. Éstos son solubles
en grasas, por lo que tienen afinidad por tejidos
lipídicos del cuerpo, siendo el cerebro su principal
objetivo dado su alto contenido de lípidos y rico
suministro de sangre. Las membranas celulares
constituidas en gran parte de lípidos, son también
materia de ataque (7).
Las personas están en contacto con las sustancias
tóxicas a través del aire interior, ya sea en sus casas,
lugares de trabajo, escuelas y vehículos, así como
por exposición al aire externo (2). Con los
esfuerzos de conservación de la energía en los años
1980’s viene la construcción de edificios más
cerrados. La incapacidad para la circulación del
aire fresco acoplado con un aumento en el uso de
materiales de construcción tóxicos y un incremento
en la utilización de máquinas de oficina, ha creado
un problema de contaminación del aire interior que
excede al del exterior. De hecho sólo
aproximadamente el 40% de los químicos del
interior provienen del exterior. El 60% de
compuestos químicos internos son generados por
productos o máquinas usadas dentro de los hogares
o sitios de trabajo (6).
Este síndrome generalmente inicia con una
exposición a una dosis alta de un compuesto
químico, pero puede también desarrollarse con
exposiciones a niveles bajos a largo plazo (2).
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Entre los químicos más comunes que causan IAI
se pueden mencionar: formaldehído, pesticidas,
solventes, combustibles petroquímicos, productos
de tocador y limpieza, humo del tabaco, perfumes,
así como colorantes, saborizantes y preservativos
sintéticos (1).
Mecanismo
No existe un mecanismo bien establecido que
explique el síndrome de IAI, sin embargo, se han
realizado algunas propuestas al respecto, siendo
una de ellas el mecanismo bioquímico. En éste se
considera que los individuos que tienen defectos
en sus sistemas enzimáticos de destoxificación
pueden ser más susceptibles a exposiciones a
niveles bajos (3).
El hígado ha sido considerado como la fábrica
química del cuerpo. Una de sus funciones es la
destoxificación química. Aunque este proceso es
complicado, está centrado básicamente en dos
sistemas de enzimas. El primero, llamado
citocromo oxidasa P450, convierte por un proceso
oxidativo a los compuestos orgánicos volátiles,
solubles en lípidos, en compuestos más soluble
en agua, que pueden ser más fácilmente excretados
por los riñones. Un efecto adverso de este proceso
es que las formas solubles en agua de dichos
compuestos pueden ser más toxicas que los
compuesto originales. Si la segunda fase de
destoxificación, la conjugación, no sigue el mismo
ritmo, el resultado puede ser una toxicidad más
elevada. La naturaleza no diseñó estos sistemas
de enzimas para procesar la carga masiva de
contaminantes con los cuales ellos están ahora
confrontados. Existe evidencia de que el sistema
P450 se encuentra debilitado en pacientes con IAI
como resultado de una exposición prolongada o
una sola exposición masiva a compuestos
orgánicos volátiles (7).
Por otra parte, Levine en 1983, propuso que la
sensibilidad ambiental es resultado de la reacción
de los químicos tóxicos con los constituyentes de
78
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
la célula para originar radicales libres. También
señaló que si una molécula antioxidante (como
vitamina A, C, E, o selenio) no proporciona un
electrón al radical libre entonces éste será
removido de un lípido insaturado de la membrana
celular, conduciendo a un daño en la membrana,
liberación de prostaglandinas y otros mediadores
inflamatorios, y a la formación de anticuerpos para
macromoléculas de tejidos químicamente
alterados (3).
reemplazo de nutrientes, cámara de sauna y terapia
de depuración por calor. Bajo estas condiciones,
los xenobióticos almacenados parecen movilizarse
sustancialmente y pueden ser metabolizados,
principalmente a través del hígado y el intestino
(5).
CONCLUSIÓN
El síndrome IAI se está convirtiendo en un
problema familiar que requiere la atención e
Tratamiento
interés de los médicos para resolverlo. Es
razonable concluir que a medida que el uso de
La única solución eficaz para tratar este síndrome compuestos químicos aumente, más gente se
es alejar al individuo susceptible del compuesto volverá sensible a alguno de ellos. Aunque dicho
tóxico, pero para ello es preciso detectarlo (1). Los padecimiento no es todavía tomado con seriedad
tratamientos generalmente incluyen vitaminas por la mayoría de las asociaciones médicas, debido
antioxidantes, alimentos libres de químicos y a la falta de un criterio de diagnóstico aceptado y
pesticidas, dietas rotatorias y otras medidas de estudios controlados, esto no significa que no
nutritivas para aumentar los caminos de tenga un efecto profundo en las personas. Es
destoxificación del cuerpo (7). Otro método importante que se sigan realizando estudios al
utilizado en la reducción de la carga tóxica, respecto con el fin de proporcionar a los pacientes
consiste en un programa de destoxificación que tratamientos más eficaces.
incluye un régimen integrado de ejercicio gradual,
Cambios en el trazo de un niño de cinco años
Estos números los hizo un niño de cinco años
poco antes de estar en contacto con líquido de
limpiar mientras se encontraba en la oficina de
un médico.
En la muestra de abajo vemos cómo hizo los
números minutos después de que el olor penetró
en la habitación donde estaba sentado.
Figura 1. Cambios en el trazo de números de un niño de cinco años antes y después
de la exposición a un producto químico.Ciencia Hoy (1)
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
79
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
Tabla I. Características de una Persona que Puede Padecer el Síndrome de
Intolerancia Ambiental Idiopática.
Tiene un olfato superior al de otras personas
No tolera las bebidas alcohólicas
Se siente “descompuesto” en ciertos locales o negocios y en un
ambiente urbano reacciona lentamente a un estímulo
Los perfumes u otros productos como los aromatizantes de
ambiente, el humo del cigarro o del escape de los autos, pueden
producirle rubor con sensación de ardor en las mejillas, lóbulos
de las orejas, cuello, etc.
Tiene arrugas en los párpados y surcos en la nariz por el continuo
frotarla hacia arriba
No tolera ciertos medicamentos y las vitaminas no le ayudan, le
hacen sentir peor
Ciencia Hoy (1)
BIBLIOGRAFÍA
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MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
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80
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
¿EXISTE EL CONTACTO A DISTANCIA?
TELETRANSPORTACIÓN
Enríquez-Echeverría, A., López-Olmedo, L., Ruiz-Torres, R.,
Vargas-Ochoa, J., Sandoval-Chávez, J. y Dorado-Auz, I.
La teoría cuántica junto con la teoría de la
relatividad nacen en el primer tercio del siglo
anterior, lo cual constituye una revolución dentro
del campo de los fenómenos físicos afines al
ámbito de la química. La teoría cuántica no solo
revolucionó la ciencia, sino que también a través
de ella, se ha llegado a pensar en la realización de
algunos sueños, como lo es la teletransportación.
Para abordar este último tema, es necesario dar
primero un repaso a lo que se planteó a principios
del siglo XX.
Durante tiempos inmemoriales, la trayectoria
había sido definida como el camino a lo largo del
cual un cuerpo se mueve a través del espacio. En
el caso limite, el cuerpo era un punto matemático
sin dimensión, mientras que el camino o
trayectoria era una línea matemática también sin
dimensión con lo cual se llegaba a una descripción
exacta del movimiento, lo cual es cierto en el
mundo donde gobiernan las leyes de la fisica
clásica pero no al mundo cuántico por lo cual es
necesario desarrollar otro método para describir
el movimiento de las partículas con diferente
trayectoria que utilizamos en la fisica clásica
naciendo la mecánica cuántica.
La mecánica cuántica se encarga del estudio de
las interacciones entre la materia y las fuerzas que
actúan sobre ella partiendo de los cuantos de
Planck. Esta teoría también incorpora la dualidad
onda-partícula de la luz y el principio de
incertidumbre de Heinsenberg. La mecánica
cuántica puede formularse de dos formas
alternativas pero completamente equivalentes. La
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
mecánica de Schröndiger que se basa en la función
de onda que toda partícula lleva asociada y la
mecánica matricial de Heinsenberg, basada en
asignar matrices a cada una de las magnitudes
observables para medir su energía, velocidad,
posición y como evoluciona en función del tiempo.
Con lo cual llegó el principio de incertidumbre de
Heinsenberg estableciendo que al nivel cuántico
no es posible conocer de forma exacta el momento
lineal y la posición de una partícula
simultáneamente, si fuese posible fijar la posición
de la partícula, sería imposible conocer su
velocidad. Es decir cuando se puede precisar la
ubicación de un electrón en ese instante el electrón
no tiene una velocidad determinada (Ä÷ . äp >
h2p). Lo anterior ha sido una ley desde que se
planteó este Principio en el año 1927.
Sin embargo, con el desarrollo moderno de la
ciencia se empieza a cuestionar este principio. De
hecho, el fenómeno de la teletransportación
requiere superar el principio de Heinsenberg, pero
sin violarlo. En la actualidad, se ha logrado y se
siguen haciendo esfuerzos encaminados a la
teletransportación
fotónica,
creándose
expectativas para que en un futuro no muy lejano
sea posible la teletransportación de materia. Tal y
como se ha proyectado en algunas películas de
ciencia ficción. En la serie “Star trek” se usa un
compensador de heinsenberg que milagrosamente
resuelve el problema. De hecho, en 1993 hubo una
convención de físicos que descubrieron una forma
de usar la mecánica cuántica para el proceso de
teletransportación venciendo a la incertidumbre,
con una característica básica y peculiar llamada
81
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
“enmarañamiento o entrelazamiento” que puede
ser usado para evadir los limites impuestos por
Heinsenberg. Pero, antes de continuar, debemos
repasar algunas interrogantes importantes que no
han tenido una respuesta contundente.
El mundo cuántico, el mundo de los átomos y las
partículas elementales, no se rigen por las normas
de nuestro mundo macroscópico. Es un universo
de probabilidades donde la observación perturba
al objeto observado, tal y como Erwin Schrödinger
lo formuló en su famosa paradoja felina, un
universo donde las partículas pueden estar muy
probablemente en un sitio dado en un momento
determinado... o no. Lo que en cuántica llamamos
principio de superposición. Su concepción fue una
ecuación diferencial, la solución de esta ecuación
resulta de una función de onda que describe los
aspectos cuánticos del sistema. Ä2 ø/ä÷2 +m/h2 .(EV).ø = 0. Esta ecuación determina la probabilidad
de que el electrón este en una posición
determinada. A diferencia del campo
electromagnético, ø no corresponde a una realidad
fisica. Este concepto es realmente complejo, dado
que establece que una entidad cuántica tal como
un electrón existe en una superposición de estados
cuánticos cada uno de ellos con una probabilidad
de ocurrencia determinada a través de la función
de onda correspondiente. Esta idea de la
superposición es la que Schrödinger no aceptaba
por parecerle absurda y que trató de rebatir con un
experimento de pensamiento donde se plantea la
idea de un sistema que posee solo dos eventos
posibles ambos con la misma probabilidad de 50%
de ocurrencia. Por ejemplo el decaimiento de un
núcleo radiactivo. Cuando un núcleo radiactivo
decae, cambia su naturaleza debido al cambio de
estructura atómica en el núcleo. Las partículas u
ondas electromagnéticas pueden fácilmente
detectarse, es decir se sabe cuando se produjo el
llamado decaimiento por la aparición o detección
de dichas partículas u ondas. El razonamiento con
el cual Schrödinger no acordaba, era que él decía
que en realidad dicho núcleo se encuentra en dos
estados posibles, la mitad que cayó y la mitad que
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
no, hasta tanto alguien mida si el núcleo decayó o
no. Esta sustancia radioactiva podría encerrarse
en una cámara hermética y sin ventanas, una “
caja”, con un detector que permite monitorear si
el núcleo decae o no. Este monitor a su vez se
encuentra conectado a un recipiente que contiene
gas venenoso y que se abrirá cuando se detecte la
presencia del decaimiento del núcleo radiactivo.
En dicha cámara hermética con todos esos
mecanismos de detección y conexión con el
recipiente que contiene gas venenoso, se encuentra
un gato. Mientras nadie mire en la cámara, de
acuerdo a los estados superpuestos, el núcleo
decayó o no decayó, con una probabilidad del 50%
para cada uno de los estados, y por ende el gas
venenoso salió y no salió, finalmente el gato murió
y no murió, es decir existe en un estado vivo muerto, pero eso se sabrá hasta que alguien abra
la cámara, la función de onda colapsa en un estado
determinado hasta tanto un observador hiciese una
medición u observara lo que pasa.
Einstein junto con Podolsky y Rosen idearon un
experimento conocido como paradoja de EPR,
para explicar la imposibilidad de las acciones a
distancia o también para demostrar que el concepto
de la realidad local era correcto incluso en el
mundo cuántico.
Esta palabra, “realidad”, se refiere a que en el EPR
se llama “ elemento de realidad” y que es, por
definición, una magnitud fisica a la cual se le puede
asignar un valor por medio de una medición
experimental. Se desarrolló un experimento acerca
de esta paradoja a través de ciertos cálculos
llevados a cabo por John Bell, llegando a la
conclusión, contra lo que el sentido común indica,
que a nivel cuántico la realidad es no local; esto
es, que existen conexiones misteriosas entre las
partículas o bien que entre ellas intercambien
información a velocidades superiores a la de la
luz midiendo una propiedad con la que cuentan
los fotones de luz denominada polarización. La
polarización de dos fotones emitidos desde el
mismo átomo esta correlacionada en sentido
82
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
cuántico, de manera tal de que si uno tiene
polarización vertical el otro tendrá una
polarización horizontal, pero no hay nada que nos
permita decir que fotón tendrá polarización en uno
u otro sentido. Cuando dos fotones son emitidos
desde un átomo, existen como el gato de
Schrödinger en estados superpuestos hasta que
alguien mida la polarización de uno de ellos, en
ese momento la función de onda del fotón medido
colapsa en una de los estados de polarización
posible digamos vertical. En dicho momento la
función de onda del otro fotón también colapsa en
el otro estado de polarización, en horizontal. Nadie
ha mirado a este fotón y en realidad en el momento
en que se realiza la medición sobre el primero,
podría ser que ambos fotones estén en los extremos
opuestos del universo, así cuando la función de
onda de uno colapsa la función del otro hace lo
mismo en el mismo momento; esto es lo que se
denomina acción a distancia y contra la cual
Einstein se oponía.
Esta acción a distancia ha sido observada entre
pares de fotones interrelacionados separados hasta
10 kilómetros, pero pares de partículas
interrelacionadas a una distancia de varios años
luz se comportarían de igual forma, lo que parece
violar la regla de que no se puede sobrepasar la
velocidad de la luz. Sin embargo, la explicación
radica en el primer aspecto mencionado: la
necesidad de observar un sistema para determinar
su estado. En sentido estricto, el estado de la
segunda partícula es indeterminado hasta que
alguien la puede observar y comunicar la
observación a los que alteren el estado cuántico
de la primera partícula. Lo anterior, constituye el
fenómeno conocido como teletransportación, la
cual ha sido lograda por medio de la manipulación
de los cuantos de Planck (fotones),
inmaterializando un haz fotónico (láser) y
reconstruyéndolo a una distancia determinada; el
caso en si, trata de aprovechar una propiedad
denominada entrelazamiento cuántico, donde un
fotón d (mensaje), con algún estado cuántico (por
ejemplo, la naturaleza o dirección de su
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
polarización) se combinaría con dos fotones
interrelacionados cuánticamente. La polarización
de cada fotón en particular esta en estado borroso
e indeterminado aunque los dos fotones están
interrelacionados de una forma precisa y definida,
el a y el b. En determinadas circunstancias, el acto
de medir d y a al mismo tiempo transferiría el
estado de d al b, a cualquier distancia. El acto de
observación destruiría el estado cuántico del fotón
d pero reaparecería – teletransportado – en el fotón
b. la teletransportación de b es diferente de la
simple clonación del estado cuántico de d, que
adquiere b. La destrucción (por la observación)
del estado cuántico del fotón d es una parte integral
de todo el proceso.
. La más realista aplicación de la teletransportación
cuántica es en la realización de un computador de
campos cuánticos. Una computadora digital
convencional trabaja con bits, que son definidos
solo por valores de ceros y unos, pero la
computación cuántica usa bits cuánticos o qubits,
los cuales se pueden encontrar en estados de
superposición cuántica de cero y uno de igual
manera que un fotón puede estar en superposición
de polarización horizontal y vertical. Además,
cuando se manda un fotón sencillo el
teletransportador cuántico básico transmite un
qubit de información cuántica. Una computadora
cuántica puede trabajar sobre una superposición
de muchas entradas diferentes a la vez. Por
ejemplo, se podría correr un algoritmo
simultáneamente en un millón de entradas usando
solo tantos qubits como una computadora
convencional usaría bits para correr el algoritmo
una vez en una solo entrada. Los teóricos han
probado que los algoritmos de una computadora
cuántica pueden resolver ciertos problemas mas
rápidamente; esto es, en mas pocos pasos con
respecto a las computadoras convencionales. Los
problemas a resolver incluyen encontrar artículos
en una base de datos y facturar grandes números
lo cual es de gran interés para quebrar códigos
secretos. Un problema clave es transferir datos
cuánticos confiables entre diferentes puentes
83
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
lógicos o procesadores, si se quiere hacer en una
computadora sencilla o cruzando una red cuántica,
la teletransportación cuántica es la solución.
Todas nuestras teorías sobre los enlaces químicos
se fundamentan en pensar que los electrones no
son “esferas” girando entorno al núcleo atómico,
sino pensar que están esparcidos en torno al núcleo,
que están localizados muy probablemente en
ciertas regiones del espacio llamadas orbitales. La
teoría cuántica ha ampliado nuestro conocimiento
de la estructura de la materia y nos ha permitido
construir el mundo que vemos en la actualidad: la
electrónica, la energía nuclear, las armas atómicas,
los ordenadores y muchas otras cosas no serian
posibles sin ella. Pero la teoría cuántica también
tiene sus limites; por ejemplo, todavía no se ha
conseguido unificar con éxito la teoría cuántica
con la gravedad, algo relacionado con la energía
del vacío y el efecto Casimir. Este último predice
con ecuaciones cuánticas que el espacio vacío no
es tal, sino un mar turbulento que contiene enormes
cantidades de energía. Según algunos físicos el
aprovechamiento de esta energía nos permitirá
manipular el espacio- tiempo a nuestro antojo. En
la ultima década han surgido también estudios que
proponen la creación de ordenadores cuánticos que
aprovecharían ciertas propiedades de los sistemas
subatómicos para realizar de forma
cuasinstantánea cálculos masivos.
BIBLIOGRAFÍA
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Chávez, M. Breve perspectiva de los fundamentos de la mecánica
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
http://www.efis.ucr.ac.cr/teorica/cuantica.html
84
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
EL RELOJ QUÍMICO DEL YODO
Borrego Soto G., Escobar Mendoza N., García Villa D., López Cuevas J. A., Cáñez
Carrasco M. G., Orduño Fragoza O.
RESUMEN
Las reacciones que producen cambios de colores
son populares en cualquier tipo de audiencia. Son
especialmente efectivas cuando se demuestran
“cambios mágicos” para despertar el interés
científico en los estudiantes o en el público de
todas las edades. El objetivo de este trabajo es
utilizar químicos disponibles en el supermercado
para elaborar el reloj químico del yodo utilizando
el ácido ascórbico como agente reductor en lugar
de bisulfito o tiosulfato. Se seleccionaron tres
fuentes de ácido ascórbico: ácido ascórbico;
tabletas de vitamina C y jugo de naranja. La
reacción entre el yodo y el ácido ascórbico es
rápida y cuantitativa, además puede demostrarse
en audiencias públicas sin necesidad de un
laboratorio o reactivos químicos. El punto final
de la reacción es señalado por un cambio brusco
en la apariencia transparente del sistema a un azulnegro. Los resultados muestran que la reacción es
posible usando ácido ascórbico, peróxido de
hidrógeno 3%, tintura de yodo y almidón. El
tiempo requerido para la obtención del punto final
de la reacción puede ajustarse variando la cantidad
de agua usada para la dilución de los reactantes.
Además, se demostró que esta reacción puede
llevarse a cabo con tabletas de vitamina C, así
como con jugo de naranja.
INTRODUCCIÓN
Las reacciones que producen cambios de colores
son populares en cualquier tipo de audiencia. Son
especialmente efectivas cuando se demuestran
“cambios mágicos” para despertar el interés
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
científico en los estudiantes o en el público de
todas las edades. Las reacciones reloj son favoritas
entre las demostraciones químicas por sus colores
brillantes
y
cambios
abruptos.
Desafortunadamente el número de estos sistemas
químicos que produce estos efectos son
relativamente pocos. La reacción reloj “Landolt”
(1), donde se utiliza yodato y bisulfito con almidón
como indicador para la producción de yodo,
presenta algunas variantes como la reacción reloj
“Old Nassau” (3), donde se adiciona el ion
mercúrico a la fórmula Landolt. En este trabajo se
muestra una reacción que produce un efecto
similar al que proporciona la reacción reloj
Landolt. Sin embargo, en este caso la demostración
puede realizarse utilizando químicos disponibles
en el supermercado, con la finalidad de evitar el
uso de reactivos químicos como yodato, bisulfito
o compuestos de mercurio. La reacción entre el
peróxido de hidrógeno y una disolución ácida
conteniendo yoduro de potasio y tiosulfato de sodio
ha sido muy utilizada para producir un efecto de
reacción reloj (3). Por esta razón nuestra atención
se centró sobre la posibilidad de usar ácido
ascórbico como el agente reductor en lugar de
tiosulfato o bisulfito de sodio. La reacción entre
el yodo y el ácido ascórbico es rápida y
cuantitativa, de hecho, la cuantificación de ácido
ascórbico se realiza mediante una valoración
yodométrica (2). El ácido ascórbico reacciona con
el yodo de acuerdo a la siguiente ecuación (5):
I2 + C6H 8O6 à 2H+ + 2I- + C6H6 O6
85
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
MATERIALES Y MÉTODOS
Se seleccionaron tres fuentes de ácido ascórbico:
ácido ascórbico (Aldrich) como reactivo testigo;
tabletas de vitamina C y jugo de naranja. Se
prepararon las siguientes disoluciones:
Disolución A: Para la disolución testigo, se preparó
una disolución 0.1 M de ácido ascórbico (C 6 H8 O6 ).
Se mezclaron 5 mL de esta disolución y 5 mL de
tintura de yodo en agua (tabla 1).
Disolución B: Se molieron perfectamente 10 tabletas
de vitamina C (cada tableta contienía100 mg de ácido
ascórbico) y se disolvieron en 60 mL de agua destilada
para preparar una disolución 0.1 M de ácido
ascórbico. Se mezclaron 5 mL de esta disolución y 5
mL de tintura de yodo en agua (tabla 2).
Disolución C: A 15 mL de peróxido de hidrógeno
se le agregaron 3 mL de almidón al 1% y se diluyó
con agua (tabla 1 y 2).
Procedimiento I: Las disoluciones A y C se
mezclaron simultáneamente. El tiempo que
tardaba en aparecer el color azul-negro dependía
de los volúmenes de agua utilizados (tabla 1).
Procedimiento II: Las disoluciones B y C se
mezclaron simultáneamente. El tiempo que
tardaba en aparecer el color azul-negro dependía
de los volúmenes de agua utilizados (tabla 2).
Procedimiento III. A 280 mL de jugo de naranja se
le agregaron 5 mL de tintura de yodo, 3 mL de
almidón al 1% y 50 mL de peróxido de hidrógeno
al 3%. La mezcla se agitó vigorosamente, el color
cambió de naranja a negro después de transcurrir
aproximadamente 45 segundos.
Procedimiento IV. Se molieron perfectamente 10
tabletas de vitamina C (cada tableta contenía 100
mg de ácido ascórbico) y se disolvieron en 4
cucharadas (60 mL) de agua. La disolución A se
preparó mezclando una cucharita para café (5 mL)
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
de la disolución anterior, 1 cucharita para café (5
mL) de tintura de yodo y 2 cucharadas soperas (30
mL) de agua. La disolución B, se preparó
mezclando 1 cucharada sopera (15 mL) de
peróxido de hidrógeno al 3% (agua oxigenada
comercial), ½ cucharadita para café (2.5 mL) de
almidón y 2 cucharadas soperas (30 mL) de agua.
El punto final de la reacción (color azul-negro) se
alcanzó aproximadamente entre 30-45 segundos
Procedimiento V. Un procedimiento en gran escala
se obtiene mezclando 2 onzas (60 mL) de tintura
de yodo a la cantidad total de la disolución de
vitamina C (60 mL) y diluir con 1½ tasas (360
mL) de agua para preparar la disolución A. La
disolución B se prepara con ½ tasa (180 mL) de
agua oxigenada comercial, 2 cucharitas para café
(10 mL) de almidón y 1½ tasas (360 mL) de agua.
Riesgos
La tintura de yodo y la mezcla de la reacción reloj
no se debe dejar al alcance de los niños. Los
residuos de la mezcla de reacción pueden
desactivarse agregando ácido ascórbico (vitamina
C) hasta decolorarse, con la finalidad de reducir
el yodo. La tintura de yodo contiene 50% de
alcohol etílico, por lo cual es inflamable (2).
Notas
El peróxido de hidrógeno al 3% comercial (agua
oxigenada) corresponde aproximadamente a una
disolución 0.9 M de peróxido de hidrógeno.
La tintura de yodo al 2% contiene 0.08 M de yodo
(I2 ) y 0.16 M de yoduro de sodio (NaI) en una
disolución de alcohol etílico y agua. La disolución
de tintura de yodo se prepara disolviendo 20 g de
yodo y 24 g de yoduro de sodio o de potasio en
500 mL de alcohol etílico al 95% y se diluye a 1
litro con agua.
Las tabletas masticables de vitamina C no son
recomendables para este experimento ya que
86
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
contienen altas cantidades de excipientes
insolubles incluyendo edulcorantes y saborizantes,
los cuales pueden interferir con la reacción reloj.
La mezcla que se obtiene al mezclar volúmenes
iguales de la disolución de ácido ascórbico
(C 6 H8 O6 ) y de tintura de yodo, sin la dilución
adicional, es 0.005 M de C6 H8 O6 y 0.16 M de I2 .
como con jugo de naranja.
En esta actividad los estudiantes se involucraron
con los mecanismos óxido-reducción de la
reacción del ácido ascórbico (vitamina C) con el
yodo (tintura de yodo) de acuerdo a la siguientes
ecuaciones:
2H+ + 2I- + H2 O2 à I2 + 2H2O
No es importante que el volumen de almidón sea
medido exactamente.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La reacción entre el yodo y el ácido ascórbico es
rápida y cuantitativa, además puede demostrarse
en audiencias públicas sin necesidad de un
laboratorio o reactivos químicos. El punto final
de la reacción es señalado por un cambio brusco
en la apariencia transparente del sistema
tornándose a un color azul-negro.
Los resultados muestran que la reacción planteada
es posible usando ácido ascórbico, peróxido de
hidrógeno 3%, tintura de yodo y almidón. El
tiempo requerido para la obtención del punto final
de la reacción puede ajustarse variando la cantidad
de agua usada para la dilución de los reactantes.
Además, se demostró que esta reacción puede
llevarse a cabo con tabletas de vitamina C, así
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
reacción 1
I2 + C6H8 O6 à 2H+ + 2I- + C6H6 O 6 reacción 2
Cuando se le adiciona el peróxido de hidrógeno,
la reacción 1 inicia liberando I2 , pero rápidamente
la reacción 2 utiliza el I2 liberado en la 1. El I2 que
permanece en la disolución es muy poco, por lo
cual, el color azul-negro del complejo
I2 ×almidón×I-, no aparece. Solamente después de
que toda la vitamina C reacciona con el I2 , empieza
aparecer el color azul-negro. Conforme la reacción
1 produce el I2 , la reacción 2 lo está utilizando.
Por lo tanto, el tiempo para que aparezca el color
azul, depende de la cantidad de vitamina C
presente en la disolución.
El producto de la oxidación del ácido ascórbico
es ácido yodhídrico (HI), el cual se oxida a yodo
elemental y agua por muchos agentes oxidantes,
incluyendo el peróxido de hidrógeno.
87
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
BIBLIOGRAFÍA
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4.University of Wisconsin Press: Madison, WI.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
88
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
LUCES DE BENGALA
Martínez Ruiz F. J., Santacruz Rosales L. A., Osorio Morales D., Tarazón Terán F.
A., Cáñez Carrasco M. G., Orduño Fragoza O.
RESUMEN
Una luz de bengala es una mezcla de varios
compuestos químicos que producen una flama de
color por ignición. Estas luces consisten de una
composición básica más un colorante inflamable.
En el proceso se involucran reacciones óxidoreducción, donde los oxidantes mas comunes son
nitratos, cloratos, percloratos y peróxidos
minerales. El compuesto reductor es un metal
electropositivo (Mg, Al), o un no metal (C, S). El
color de la flama se debe a compuestos
térmicamente inestables como sulfuros,
carboxilatos y nitratos. Las transiciones
electrónicas de cationes metálicos (M n+) a altas
temperaturas producen la emisión de fotones en
el espectro visible. El objetivo de este trabajo es
elaborar luces de bengala utilizando clorato de
potasio (KClO 3 ) y tiourea [SC(NH2 ) 2 ] como
composición básica. Se preparan tiras de papel de
celulosa impregnadas en una disolución de nitrato
de potasio (fusible) y cinco mezclas con diferentes
proporciones KClO 3 /SC(NH2 )2 . Para obtener los
colores naranja, blanco, rojo, verde y azul; se
adiciona C, Al, Sr(NO 3 ) 2 , Ba(NO 3 ) 2 y
CuSO4 ×5H2 O, respectivamente. Estas mezclas se
ponen en contacto con las tiras de papel encendidas
para producir un efecto luminoso. La mezcla básica
de tiourea-clorato de potasio muestra interesantes
propiedades para demostraciones pirotécnicas: es
fácilmente incendiable, produce una llama de color
pálido, que se puede enmascarar fácilmente por
otro más intenso, provee una importante cantidad
de energía térmica, la cual proporciona una gran
luminosidad. Es muy importante la selección
cuidadosa de las sales inorgánicas para
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
incrementar la intensidad del color de la flama.
INTRODUCCIÓN
Una luz de bengala es una mezcla de varios
compuestos químicos que producen una flama de
color por ignición. En la antigua India en la
provincia de Bengala, los sacerdotes preparaban
mezclas que contenían sales de estroncio, carbón,
azufre y nitrato de potasio; las cuales encendían
en la oscuridad de los templos (3). En China, la
construcción de cohetes y explosivos para la guerra
en el Siglo VI era un arte que se extendió a Arabia
en el Siglo VII. Los Chinos afirman haber
fabricado pólvora durante la Dinastía Sung (9601279) y en sus crónicas mencionan el uso de
cohetes de guerra contra los Mongoles en 1279.
Los historiadores coinciden por lo general, en que
los Mongoles fueron probablemente los que
introdujeron la pólvora y los cohetes chinos en
Europa en 1241. Los proyectiles militares y la
pólvora eran fabricados por comerciantes militares
llamados “fabricantes del fuego”, los cuales
producían además fuegos artificiales para las
celebraciones de victoria o paz (1).
En la actualidad, esas mezclas son usadas en todo
el mundo en demostraciones pirotécnicas en
festejos populares. La preparación de las luces de
bengala en los laboratorios de química inorgánica
es un atractiva forma para introducir la teoría óxido
reducción (redox).
Una luz de bengala consiste en una composición
básica más un colorante inflamable. La
composición básica provee rápidamente una
89
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
importante cantidad de energía térmica. En el
proceso se involucran reacciones redox entre un
combustible y un oxidante. Los oxidantes mas
comunes son nitratos, cloratos, percloratos y
peróxidos minerales. El compuesto reductor es un
metal electropositivo (Mg, Al), o un no metal (C,
S) o un compuesto orgánico (Fruzellier y Comet,
2000). El color de la flama se debe a compuestos
térmicamente inestables como sulfuros,
carboxilatos y nitratos. Las transiciones
electrónicas de cationes metálicos (M n+) a altas
temperaturas producen la emisión de fotones en
el espectro visible. El espectro de la luz blanca,
como la que emite el sol o una bombilla de luz
incandescente, consiste en un arco iris de colores,
cuyo espectro contiene luz de todas las longitudes
de onda. El objetivo de este trabajo es elaborar
luces de bengala utilizando clorato de potasio y
tiourea como composición básica.
Ba(NO3 ) 2 CuSO4 ×5H2 O. Secar cada uno de los
reactivos a 50°C.
Pesar los reactivos de acuerdo a la Tabla 1. Colocar
las mezclas en vidrios de reloj y homogeneizarlas
cuidadosamente con una espátula..
Colocar aproximadamente 2 g de una de las
mezclas en un extremo del fusible, encendiendo
el otro, al hacer contacto la flama con la mezcla
se produce la luminosidad.
Riesgos
La producción experimental de luces de Bengala
ocasiona problemas debido a la toxicidad de sus
subproductos, la definición del color de la flama y
el riesgo de explosión
Subproductos tóxicos. Éstos aparecen con
frecuencia como óxidos gaseosos o humo de
MATERIALES Y MÉTODOS
toxicidad variable. La reducción de los nitratos
(NO3 -) producen NOx. y el azufre (S) se oxida a
Se preparan tiras de papel de celulosa impregnadas sulfato
(SO 4 = ). Los cationes utilizados para la
en una disolución de nitrato de potasio (fusible) y
obtener el color de la flama producen óxidos
cinco mezclas con diferentes proporciones KClO 3 /
metálicos, los cuales se localizan en el humo. Por
SC(NH2 )2 . Para obtener los colores naranja, blanco,
lo tanto, es importante reducir la cantidad de S en
rojo, verde y azul; se adiciona C, Al, Sr(NO3 )2 ,
la mezcla y seleccionar cuidadosamente los
Ba(NO3 )2 y CuSO4 ×5H2 O, respectivamente. Estas metales para la producción del color. La formación
mezclas se ponen en contacto con las tiras de papel
de humo es inevitable.
encendidas para producir un efecto luminoso.
Preparación del Fusible
Disolver 14 g de KNO3 en un vaso de precipitado
de 100 mL conteniendo aproximadamente 60 mL
agua destilada.
Sumergir tiras de papel (1x10 cm) de celulosa en
la disolución KNO3, escurriendo perfectamente.
Secar el fusible preparado .
Preparación de las Luces de Bengala
Moler por separado (NH2 )2 CS, KClO 3 , Sr(NO3 )2 ,
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Definición del color de la flama. Algunos
elementos como el carbono (C) o aluminio (Al),
proporcionan una coloración predominante
(naranja y blanco, respectivamente) que enmascara
a colores más débiles. Por lo tanto, la composición
básica utilizada para la elaboración de las luces
de bengala podría producir una flama ligeramente
colorida, la cual puede enmascarase con otra luz
más intensa.. Por lo cual, la selección cuidadosa
de las sales inorgánicas para producir la coloración
de la flama es muy importante. Algunos colores
son difíciles de obtener; la dificultad para obtener
los colores mas frecuentes se incrementa en el
siguiente orden: naranja<blanco<rojo<verde<azul.
90
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
Riesgo de explosión. Las características de
sustancias oxidantes es fuertemente opuesta a las
de sustancias reductoras y su combinación puede
ser potencialmente explosiva. Así, los compuestos
en los cuales un oxidante coexiste con un reductor
son explosivos (2, 4).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Las propiedades reductoras de las moléculas de
urea ([NH2 ]CO) y de la tiourea ([NH2 ]2 CS) han
sido estudiadas con KClO 3 y NaClO 3 . Se ha
reportado que los cloratos alcalinos reaccionan
mucho más rápidamente con la tiourea que con la
urea. La fórmula estructural de la tiourea ayuda a
entender el por qué reacciona con KClO 3 y
NaClO 3 : Esta molécula tiene dos sitios reductores.
Los átomos de nitrógeno (N 3-) se encuentran en su
estado de oxidación más bajo, y el átomo de azufre
está más débilmente enlazado al carbono (C=S),
que al oxígeno (C=O), como sucede en la urea. La
reacción de los cloratos alcalinos con la urea no
ocurre. por dos razones: i) la energía de enlace de
C=O es más grande que la de C=S y ii) la carga
parcial transferida sobre el átomo de oxígeno en
la urea es más importante que la del átomo de
azufre en la tiourea.. Por lo tanto, la deficiencia
electrónica en los átomos de nitrógeno es más
importante en la molécula de urea que en la de la
tiourea y los átomos de nitrógeno no pueden
reaccionar fácilmente con el clorato.
Al encender la luz de bengala, el exceso de tiourea
se calienta, pero el repentino enfriamiento da lugar
a la producción de una pequeña cantidad de
tiocianato de amonio (NH4 SCN(s):
(NH2 )2 CS(s) à (NH2) 2CS(s) à NH4 sSCN(s) + (NH2) 2CS (l)
Finalmente, la oxidación total de la tiourea por el
clorato de potasio se describe por la siguiente
reacción química:
(NH2 ) 2CS + KClO3 à N2 + 2H2 O + SO2 + CO2 + 2KCl
La mezcla básica de tiourea-clorato de potasio
muestra interesantes propiedades para
demostraciones pirotécnicas: es fácilmente
incendiable, produce una llama de color pálido,
que se puede enmascarar fácilmente por otro más
intenso, provee una importante cantidad de energía
térmica, la cual proporciona una gran luminosidad.
Es muy importante la selección cuidadosa de las
sales inorgánicas para incrementar la intensidad
del color de la flama.
BIBLIOGRAFÍA
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2. Fuzuellier, H., Comet, M. L´actualité chimique. 2000. 7-8, 4-11.
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1996. pp 40-49.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
91
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
MICROESCALA, UNA ALTERNATIVA EN EL
LABORATORIO DE QUIMICA
Rendón Vásquez. A M.,Ortega De La M.B.M., López Madrigal C.I.,Rodríguez
Cordova R., Orduño Fragoza O., Cañez Carrasco M.G.
RESUMEN
El progreso de nuestra sociedad requiere de la
comunidad química un desarrollo continuo en
busca de productos que mejoren la calidad de vida
asociado con un manejo responsable, reducción y
eliminación de los residuos químicos, es esencial
reemplazar los procesos químicos que afectan al
ambiente por alternativas no contaminantes y lo
mas seguras posible. Los problemas asociados con
la disposición de residuos, la disminución en el
presupuesto para la educación y el alto costo de
los reactivos químicos exige buscar alternativas
que impulsen el desarrollo de técnicas
experimentales que contribuyan a optimizar los
recursos y disminuir la contaminación, una de estas
alternativas es el uso de técnicas a microescala
que utilizan reactivos en orden de 25 a 100 mg de
sólidos y de 100 a 200 m L de líquidos lo que
representan una notoria ventaja ya que implican
un menor riesgos, minimizar el numero de
accidentes y reducir la cantidad de desechos. En
este trabajo se proponen técnicas de separación y
síntesis química a nivel de microescala con objeto
de demostrar sus ventajas presentando el material
a microescala para la obtención del cloro y estudio
de sus propiedades, determinación de densidad con
micropicnometro, separación en microcolumnas
cromatograficas y equipo para llevar a cabo
estudios de difusión, electrolisis y conductividad
entre otros. Se pretende impulsar el diseño y
construcción de los materiales de laboratorios a
microescala para promover un cambio en los
métodos de laboratorio que propicien una
utilización racional de los recursos, mayor
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
conciencia sobre la conservación del medio
ambiente sin limitar el aprendizaje.
INTRODUCCION
La Química es una ciencia de laboratorio, sus
fundamentos teóricos la organizan e integran como
una disciplina; sin embargo, los principios que la
rigen son resultado de la experimentación.
Actualmente se están presentando algunos
acontecimientos que tratan de minimizar la
enseñanza de la química como una ciencia
experimental, como son la creciente demanda por
riegos y exposición a materiales tóxicos, la
preocupación por el manejo de los residuos de
laboratorio y sus efectos contaminantes al medio
ambiente y las nuevas regulaciones sobre el
almacenaje de reactivos químicos en forma segura
entre otros(5).
Las técnicas de microescala son un método
alternativo de trabajo experimental que busca
propiciar un cambio en la forma en que utilizamos
las sustancias químicas con objeto de reducir la
generación de residuos y optimizar los recursos
económicos, además se está convirtiendo en
catalizador de un nuevo acercamiento a la
enseñanza experimental de la química donde se
permita la oportunidad de demostrar la creatividad
y aplicar los conocimientos adquiridos en el
estudio de las transformaciones químicas.
La filosofía de la microescala está dirigida a
sustituir o reemplazar parcialmente los
experimentos de laboratorio que ya existen con la
92
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
finalidad de conservar a la química como una
ciencia experimental. La química en microescala
es adecuada en las prácticas de laboratorio debido
a que utiliza solo pequeñas cantidades de reactivos
y aparatos muy simples. Las ventajas de la
microescala son los bajos costos, uso de pequeñas
cantidades de reactivos, seguridad, velocidad y
baja emisión de contaminantes(4).
Hace 50 años, lo común era trabajar en una escala
de 50 a 100 g para sólidos y de 500 a 2000 mL
para líquidos y no es difícil encontrar experimentos
de laboratorio de esa época en escalas de 500 a
1000 g de sólido. Esta tendencia ha ido
decreciendo gradualmente. En la década de los
años 50 y 60 se redujo la escala usual alrededor de
10 g.
En las técnicas de microescala, las cantidades son
menores que 1 g o 2 mL, preferentemente alrededor
de los 35 a 150 mg para sólidos y de 100 a 2000
microlitros para líquidos. De hecho muchas
prácticas a microescala podrían realizarse
actualmente por todos los alumnos de un grupo
con la misma cantidad de reactivos y disolventes
que utilizaría un solo alumno en las técnicas
convencionales(6,7).
En este trabajo se proponen técnicas de separación
y síntesis a nivel de microescala con objeto de
demostrar sus ventajas presentando el material
para la determinación de densidad con
micropicnómetro, separación en microcolumnas
cromatográficas y equipo para llevar a cabo
estudios de difusión, electrólisis y conductividad
entre otros(2).
El estudio del cloro es de gran importancia; sin
embargo, debido a su toxicidad y riesgos en su
preparación es difícil obtenerlo en los laboratorios,
con la implementación de las técnicas a
microescala se propone un método para obtenerlo
y estudiar sus propiedades en forma segura, rápida
y simple utilizando un volumen aproximado de
una gota(1).
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
MATERIALES Y MÉTODOS
Con el fin de mostrar las ventajas de la microescala
se presentan las siguientes técnicas de laboratorio:
Obtención y estudio de las propiedades del cloro
a nivel microescala
En la base de una caja petri se colocan las gotas
de los reactivos como sigue: una gota de
blanqueador se coloca en el centro de la caja y
alrededor de ésta se colocan en forma separada
gotas de solución de sulfato de fierro(II) amoniacal
1%, solución de yoduro de potasio 0.05 M,
solución de sulfito de sodio 2% y jugo de uvas; a
la gota de blanqueador se le añade una gota de
ácido sulfúrico 1 M, se coloca la tapa de la caja
petri y después de 10 minutos, se agrega a la gota
de Fe(II), una gota de solución de tiocianato de
potasio 0.05 M y a la de sulfito de sodio una gota
de cloruro de bario 0.1 M .
Elaboración de micropicnómetros y micropipeta
Calentar en la flama de un mechero Bunsen, una
pipeta Pasteur un centímetro antes de la parte de
estrechamiento capilar, rotar el cuerpo de la pipeta
sobre la flama para que el calentamiento sea
uniforme. Cuando el vidrio esté suficientemente
blando, retirarlo de la flama y jalar de los dos
extremos de la pipeta, hasta formar un capilar de
aproximadamente 10 a 25 cm de largo, mantener
la pipeta estirada hasta que el vidrio se endurezca.
En este momento se tendrá el tallo de la pipeta
conectado a un pequeño bulbo por un largo tubo
capilar.
A 0.5 cm de la parte posterior del bulbo, calentar
el capilar fuertemente para separarlo del cuerpo
de la pipeta, guardar la pipeta con la punta
adelgazada, para usarla posteriormente como
micropipeta para introducir soluciones dentro del
micropicnómetro.
Calentar el fondo del micropicnómetro hasta
93
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
sellarlo. Cortar en el otro lado del micropicnómetro
la parte capilar y pulir ligeramente la boca del
micropicnómetro (fig. 1).
Preparación de microcolumna cromatográfica
Con la ayuda de un alambre delgado rígido colocar
una pequeña torunda de algodón en el fondo de la
pipeta Pasteur (tener cuidado de que el algodón
no se introduzca dentro del capilar). Preparar una
suspensión constituida por 0.5 g de sílica gel y 3
mL de alcohol al 96% dando tiempo para permitir
el escape de aire atrapado en lo poros del sólido y
que se defina el calor generado por la humectación.
Transferir la suspensión anterior a la columna
(pipeta Pasteur) controlar que no queden burbujas
de aire atrapadas en el sólido. La columna debe
empacarse en forma compacta y dejando el tercio
superior libre. Encima de este material se coloca
otra pequeña torunda de algodón (Fig. 2).
Separación de los colorantes de polvos para
aguas frescas
A) Extracción de colorante de la muestra:
Tomar con la punta de la espátula polvos para
aguas frescas e introducirlo en un vaso de
precipitado y agregar 1 mL de una mezcla de
alcohol-agua. Agitar para facilitar la extracción de
los pigmentos de cada uno de los diferentes
sabores.
diferentes pozos de la microplaca.
Después, y para completar la separación, eluir con
5 mL de NaCl al 1%. Recoger el eluato que
contiene cada uno de los colorantes separados en
diferentes pozos de la microplaca.
Elaboración de microagitadores magnéticos
Calentar con el mechero de Bunsen la punta del
capilar sobrante de la construcción del
micropicnómetro, hasta que quede perfectamente
sellada.Cortar un trozo de clip para papeles,
aproximadamente 0.5 cm de largo (que no exceda
de 2 cm), e introducirlo en el capilar hasta el fondo.
Calentar con el mechero justo arriba de donde
quedó el trozo del clip, hasta que quede sellado.
(fig. 3).
Difusión de gases
Para comprobar la difusión de los gases y su
velocidad de difusión se coloca en un tubo de
vidrio de 15 cm de largo y 20 mm de diámetro, un
algodón empapado en amoniaco en un extremo
del tubo, en el otro extremo se coloca un algodón
humedecido con ácido clorhídrico, se tapan los dos
extremos y se espera unos minutos para que se
difundan los gases y se forme el cloruro de amonio
más cerca del extremo donde esta el ácido
clorhídrico ya que el amoniaco se difunde más
rápido (fig. 4).
RESULTADOS
B) Desarrollo de la cromatografía:
Una vez empacada la columna con el adsorbente
(sílica gel), se colocan de dos a tres gotas del
extracto de colorantes por separar, en la parte
superior de la columna.
Dejar pasar 5 mL de etanol a 96% (eluyente). Con
esto se separarán algunos de los colorantes que
componen los polvos. Recoger el eluato que
contiene cada uno de los colorantes separados en
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Las soluciones de blanqueadores comunes
contienen hipoclorito de sodio como ingrediente
activo. El hipoclorito de sodio se prepara por
reacción de cloro gaseoso con una solución fría
de hidróxido de sodio, obteniendo cloruro de sodio
como producto secundario según la siguiente
ecuación:
Cl2 + 2 NaOH
NaCl + NaClO + H2O
94
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
Después el cloro gaseoso puede ser fácilmente
generado por la reacción entre una solución
blanqueadora y ácido sulfúrico confinados en una
caja de petri según:
ClO - + Cl - + 2 H+
Cl2 + H2 O
El cloro gaseoso se difunde dentro de la caja de
petri y reacciona con los reactivos colocados en la
misma. Al reaccionar los reactivos y obtenerse el
cloro se observan los siguientes cambios:
Oxidación de Fe(II) a Fe(III):
El cloro gaseoso oxida el fierro convirtiéndolo de
Fe(II) a Fe(III) según:
2Fe2+ + Cl2
2 Fe 3+ + 2 Cl
Con la adición de tiocianato de potasio al Fe (III),
el color se torna rojo oscuro intenso por la
siguiente reacción:
Fe3+ + SCN -
FeSCN2+
Conversión de sulfito a sulfato:
El sulfito de sodio se oxida a sulfato de sodio en
contacto con cloro gaseoso:
SO32- + Cl2 + H2O
SO4 2- + 2HCl
La presencia de sulfato se confirma por la adición
de cloruro de bario acidificado, produciendo un
precipitado blanco.
Ba 2+ + SO4
BaSO 4
Acción blanqueadora del cloro:
En presencia de cloro, el jugo de de frutas fue
decolorado.
Conversión de yoduro a yodo:
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
El yoduro fue oxidado a yodo de color café al
exponerlo al cloro gaseoso.
2I- + Cl2
I2 + 2 Cl -
Se elaboraron los materiales a microescala y se
estandarizaron para proponer su utilización en los
laboratorios de química.
CONCLUSIONES
Como estudiantes de la química es muy importante
cuestionarse sobre el impacto final que nuestro
ejercicio profesional tiene sobre el medio
ambiente, es primordial generar un cambio cultural
en la forma de utilizar las sustancias químicas de
tal forma que se reduzca al mínimo los residuos
generados en los laborarorios y se valoren algunas
de las ventajas más relevantes de las técnicas en
microescala como son:
Una mejoría impresionante de la calidad del aire
en los laboratorios, ya que se puede eliminar casi
totalmente la presencia de vapores de disolventes.
Prácticamente la total desaparición de los
accidentes de laboratorio provocados por reactivos
cáusticos, inflamables o explosivos y, aun en caso
de llegar a ocurrir, su gravedad es mucho menor.
Una disminución notable de los riesgos a la salud
originados por la exposición a compuestos tóxicos,
irritantes, alérgicos, mutagénicos, o cancerígenos.
Una contribución significativa a la preservación
de nuestro medio ambiente, al haber una reducción
radical entre el 75% y hasta el 99% en la
generación de desechos químicos, además de
simplificarse su eliminación y reducirse
notablemente los costos asociados.
La reducción radical de costos de operación en
los laboratorios, sobre todo en el ahorro de
sustancias químicas y en costo de material
convencional más pequeño.
95
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
BIBLIOGRAFÍA
Choi M.M.F., , 2002, Microescale Chemistry in a plastic petri dish:
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Mainero R.M., 1997, ¿Por Qué Microescala?, Educación Química,
Vol. 8 Num. 3
96
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
MÓDULO DE INFORMACIÓN PARA LA
LICENCIATURA DE QUIMICO-BIÓLOGO DEL
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS QUÍMICOBIOLÓGICAS
Barton Vasquez I. M., Islava Lagarda T. Y., Moreno Vazquez M. M., Corella
Madueño, M.A.G., Sánchez Mariñez, R.I.
Dentro del marco de la “XX Muestra Estudiantil”,
se presenta el Módulo de Información para la
Licenciatura de Químico-Biólogo con el fin de
proporcionar información sobre la carrera a los
estudiantes de preparatoria principalmente y a la
vez dar a conocer el organigrama de nuestro
departamento y la infraestructura con que se
cuenta. Dentro de la Universidad de Sonora la
Licenciatura de Químico Biólogo ha destacado por
la calidad de sus egresados, el Plan de Estudios
cuenta con dos opciones terminales: Análisis
Clínicos y Tecnología de Alimentos; recientemente
inició dentro de nuestras instalaciones la
especialidad en Inmunohematología, una opción
más para la especialización de nuestros egresados.
El número de alumnos inscritos en nuestro
Departamento es 850, de los cuales 207 son de
nuevo ingreso; de éstos últimos, 186 reciben
tutorías en el recién iniciado: Sistema Institucional
de Tutorías de la UNI-SON. El Departamento de
Ciencias Químico-Biológicas cuenta con 44
profesores de tiempo completo y con 45 profesores
adscritos a otros Departamentos, que atienden el
programa de Químico Biólogo; además, se cuenta
con 21 maestros de horas sueltas adscritos a la
Universidad de Sonora, en total suman 130
maestros que conforman la Planta Docente; 26
tienen el grado de Doctorado, 40 tienen el grado
de Maestría y 23 el de Licenciatura, sumando 89
maestros con grado académico. De los MTC, 33
tienen perfil deseable PROMEP reconocidos por
la SEP; 15 pertenecen al Sistema Nacional de
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Investigadores, sumando un total de 48 maestros
con estas distinciones. Durante la celebración de
la Semana del Químico-Biológo, se da acogida a
distintas actividades académicas, culturales y
sociales, y es aquí, donde se presenta la Muestra
Estudiantil de gran importancia y trascendencia
para nuestro Departamento, los alumnos exponen
diversos trabajos realizados con gran creatividad
e ingenio durante todo el año, en las categorías de
trabajo: experimental, prototipos didácticos y
revisiones bibliográficas, en un esfuerzo por dar
realce a este tradicional evento y fomentar en los
jóvenes de nivel medio superior el interés y gusto
por la química.
INTRODUCCIÓN
La Universidad de Sonora es el centro de
educación superior más importante de la ciudad,
esta institución educación ofrece el mayor número
de opciones educativas en los distintos niveles en
el estado. Está conformada de tres Unidades
Regionales: Unidad centro, en Hermosillo, Sur, en
Navojoa y Norte en Caborca. La actual oferta
educativa consta de 66 programas: 31 de
licenciatura, 23 de posgrado, uno de nivel técnico,
siete de idiomas y cuatro de artes. De los 31
programas de licenciatura, 29 de ellos se ofrecen
en la Unidad Regional Centro, y de éstos: 15 se
imparten en la Unidad Regional Norte, Sede
Caborca; dos en el Campus Santa Ana y 14 en la
Unidad Regional Sur, Navojoa.
97
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
Objetivos de la Universidad de Sonora son la
preservación, creación y difusión de la cultura
científica, tecnológica y humanística en beneficio
de la sociedad, de acuerdo con el artículo 5 de la
Ley 4 orgánica de la Universidad de sonora. La
Universidad logrará sus objetivos mediante la
vinculación de la docencia con la investigación
para la formación de recursos humanos de alto
nivel y con la conciencia social que requiere el
país y el Estado de Sonora, esto de acuerdo con la
fracción III. Art. 6 de la misma Ley 4. Además a la
Universidad de Sonora se le otorga la facultad para
elaborar planes y programas de docencia e
investigación y para realizar los proyectos de
investigación que aprueben sus órganos de
gobierno, de acuerdo con la fracción 4, art. 7 de la
Ley 4. Dentro de este marco el personal Académico
de los Departamentos que conforman la División
de Ciencias Biológicas y de la Salud, llevan a cabo
actividades tanto de docencia como de
investigación y de difusión mediante la ejecución
de planes y programas ya existentes o bien
realizando proyectos que son sometidos a
instancias internas y/o externas de la Universidad.
Agrónomo Zootecnista, Licenciatura en Químico
Biólogo y Licenciatura en Medicina; así como por
la especialidad de Inmunohematología.
Licenciatura De Quimico Biologo
La Licenciatura pertenece al departamento de
Ciencias Químico-Biológicas. El objetivo de la
carrera de Químico-Biólogo es formar
profesionales que sean capaces de realizar
innovaciones y mejoras en el campo de los análisis
clínicos, análisis de alimentos y control de calidad
de productos industrializados.
Unidades Regionales Donde Se Ofrece
Unidad Regional Centro, con carácter terminal,
diez semestres.
Unidad Regional Sur, se ofrecen los seis primeros
semestres.
Unidad Regional Norte, se ofrecen diez semestres
para especialidad de análisis clínicos y seis
semestres para tecnología de alimentos.
DIVISIÓN
Es la unidad de organización de las Unidades
regionales, está formada por Departamentos y se
establece por Áreas de conocimiento. Su propósito
fundamental es cumplir con el objetivo de la
universidad a través del desarrollo de programas
de docencia, investigación y extensión.
Departamento
Es la unidad académica básica cuya función es la
investigación en las disciplinas específicas y le
corresponde también desempeñarse en su área en
la elaboración en los planes de estudio y de
extensión de las divisiones.
La División de Ciencias Biológicas y de la salud
esta integrada por la Licenciatura en enfermería,
Ingeniero Agrónomo Fitotecnista, Ingeniero
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
La carrera de Químico-Biólogo comprende dos
campos de conocimiento: Química y Biología. Une
los principios de estas ciencias para interpretar,
estudiar e investigar químicamente los fenómenos
biológicos. La carrera de Químico Biólogo en el
Departamento de Ciencias Químico-Biológicas
(Unidad Centro), ofrece actualmente dos
especialidades: Análisis Clínicos, Tecnología de
Alimentos, pero en sus instalaciones da acogida a
una nueva especialidad dependiente de la División
de Ciencias Biológicas y de la Salud que es la
especialidad en Inmunohematología, iniciada en
Enero de 2001, con duración de 1 año, que ya
cuenta con una generación de egresados.
Plan de Estudios de la Carrera de Quimico
Biologo
El plan de estudios de la carrera de Químico98
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
Biólogo consta de 10 semestres, 6 pertenecen al
área Básica y 4 a la especialidad; y comprende 51
materias teórico-prácticas, de las cuales 30 (59%)
corresponden a la academia de Química y Biología.
El departamento presta servicio en los laboratorios
a maestros y alumnos de las carreras de Ingeniería
Industrial, Ingeniería Química, Ingeniería de Minas
y Geología y a la carrera de Medicina desde su
inicio. Esto ha aumentado considerablemente el
número de alumnos y de grupos que se atienden
en el área básica diariamente durante cada
semestre. Hay 8 maestros responsables de
laboratorio en esta área, con atención a la gran
diversidad de prácticas que contempla el plan de
estudios. El área básica es el soporte de las
actividades desarrolladas por el departamento y
es la base para el desempeño del estudiante en las
especialidades. El laboratorio es un espacio de gran
impacto académico donde el trabajo es
eminentemente experimental por lo que la
planeación de la seguridad para trabajar es de suma
importancia, iniciando el semestre con pláticas de
seguridad en el Laboratorio y con información del
tratamiento de residuos dentro del programa
institucional de salud y seguridad ambiental
(PISSA-UNI-SON).
Descripcion General Del Profesionista
Perfil del Egresado. En la opción de Análisis
Clínicos se busca capacitar al profesionista para:
Llevar
a
cabo
análisis
bioquímicos
microbiológicos, hematológicos e inmunológicos
con los que el laboratorio de análisis clínicos
contribuye a la determinación de los elementos
que componen un diagnostico integral en la
atención medica del paciente.
Investigar nuevos métodos de análisis clínicos o
modificaciones a los métodos ya existentes, para
mejorar la precisión, rapidez y totalidad de los
análisis.
Llevar acabo investigaciones de laboratorio y
campo para prevenir epidemias o infecciones, y
así contribuir a la medicina preventiva.
Por otra parte, la opción en Tecnología de
Alimentos persigue la formación de profesionistas
aptos para:
Llevar acabo análisis químicos y biológicoalimentarios de acuerdo a métodos ya establecidos.
Caracteristicas Deseables En El Estudiante
Interpretar científicamente el estado nutricional y
Las cualidades que deben caracterizar al estudiante tecnológico-alimentario de una región o país en
base a la información exacta, y colaborar
de esta carrera son las siguientes:
activamente en programas de educación
Capacidad para relacionar aspectos teóricos y nutricional.
prácticos de la ciencia, espíritu de observación y
análisis de los fenómenos naturales, y de Analizar las tecnologías y sanidad de procesos
investigación para buscar la razón de esos establecidos de elaboración de alimentos, y
fenómenos: capacidad de creatividad para diseñar proponer medidas de superación tecnológica,
nuevos métodos de aplicación o dar nuevas sanitaria e higiénica de los mismos.
interpretaciones prácticas a los métodos ya
establecidos, concentración mental e interés en el Investigar nuevos métodos de análisis químicos y
trabajo en locales cerrados, habilidad manual para biológico-alimentarios, así como nuevas
el manejo preciso de sustancias y equipo químico tecnologías teniendo en cuenta características de
y facilidad para adaptarse al trabajo solo o en nutrición y bajo costo, para consumo humano y
animal.
equipo.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
99
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
Proponer políticas nutricionales y de avance
tecnológico, alimentario, así como contribuir en
aspectos de legislación alimentaría y su
cumplimiento.
requisitos: Área, aptitudes según el exámen
psicométrico. Promedio de 80, aprobación de
examen.
Campos Profesionales Donde Puede Prestar sus
Servicios
En el actual semestre (2002-2 ) se tiene una
población estudiantil en el departamento de 850
La labor de este profesionista se abre a la industria alumnos de los cuales 207 son de nuevo ingreso y
tanto en aspectos básicos como en aquellos que 186 reciben tutorías en el Programa Institucional
requieren la intervención de la Química y la de Tutorías (PIT) iniciado este semestre. Cuya
Biología en las industrias de extracción y de coordinación depende de la Dirección de Servicios
transformación. Su función consiste en señalar los Estudiantiles. Hay una comisión del seguimiento
métodos químicos que deben seguirse y el control del PIT en apoyo a la coordinación del mismo
de las etapas de los procesos de producción. Por integrada por un representante de cada división
ejemplo, en laboratorios o industrias medianas o de la Unidad Regional Centro y uno por la Unidad
pequeñas como la petroquímica, fábrica de Regional Sur y por la Unidad Regional Norte.
fertilizantes, abonos, insecticidas, fábricas de Además del director y subdirector académico de
alimentos, etc. Los que han seguido la especialidad la División de Servicios Estudiantiles. El
de Análisis Clínicos encuentran sitio en hospitales, coordinador divisional del PIT es el responsable
laboratorios o centros de investigación en la tarea de coordinar las acciones tutoriales instrumentadas
de análisis microbiológicos, parasitológicos, etc. en los departamentos de su división y el
También en el campo de la docencia a nivel medio responsable en la licenciatura, del PIT es el
superior y superior pueden prestar sus servicios encargado en coordinar las tutorías en el
estos profesionistas.
departamento o programa docente; el tutor es un
maestro de tiempo completo acreditado por la
En la Figura 1 se presenta el Organigrama del Dirección de Servicios Estudiantiles y el tutorado
Departamento de Ciencias Químico Biológicas y es el alumno de licenciatura de la UNI-SON al
en la Figura 2, el organigrama de la jefatura de que se ofrece el servicio de tutoría. En las Tablas
laboratorios. Los responsables de laboratorio por I, II, III y IV se resume el proceso educativo.
áreas son los siguientes:
CIEES
Área Básica
Tecnología de Alimentos
Análisis Clínicos
MC. Oralia Orduño F.
MC. Guadalupe Cañez C.
QFB. Eva Irma Vejar.
PMC. Olivia Jatomea F.
QB. Blanca Gracia A.
QB. Rosa Lidia Robinson.
QB. Ma. Teresa Yocupicio.
QB. Oscar Sánchez.
Q. Eduardo Cazares.
QB. Dagoberto Urbina W.
MC. Isabel Dorado A.
MC. Moisés Navarro.
MC. Rogelio Ramos E.
MC. Edilia Soufflé G.
QB. Lucia Castillon.
Q. Manuel Córdova T.
PMC. Rosa Estela Fraga S.
Proceso Educativo
Cantidad de alumnos: El semestre 2002.2 se
recibieron 207 alumnos que aprobaron el examen
de admisión y que cumplieron con los siguientes
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
En el mes de abril de 1996, el Ciees (Comité
Interinstitucional para la Evaluación de la
Educación Superior) evaluó al departamento de
Ciencias Químico-Biológicas, considerándolo con
grado de excelencia. Durante los días 28 y 29 de
noviembre se dará seguimiento en la Universidad
de Sonora a la evaluación interinstitucional de los
programas académicos por el Ciees. Los resultados
obtenidos en el seguimiento de esta evaluación en
Universidad de Sonora, asegurará probablemente
su lugar como una de las mejores instituciones de
educación superior del país, ya que actualmente
100
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
se tiene un claro crecimiento académico y de los
programas que se evalúen esperamos que puedan
ser los planes de estudio a certificar en corto plazo,
43% a mediano plazo y 26% a largo plazo.
designados por un segundo período de manera
consecutiva, con la excepción del representante
del consejo Divisional.
CONCLUSIONES
CESPA
En base a la necesidad de que los lineamientos
generales para el proceso de evaluación de los
proyectos académicos con criterios uniformes en
la elaboración de propuestas y formulación de
informes, se creó la comisión de de seguimiento
de proyectos académicos (CESPA), de la división
de ciencias biológicas y de la salud integrada por
un representante de cada departamento y un
representante del sector académico ante Consejo
Divisional. Para ser integrante de la CESPA se
requiere: poseer experiencia en cuanto a la
dirección de proyectos en su área, tener
publicaciones y tener dirección de tesis. Los
criterios de asignación para resolver por parte del
consejo divisional serán, en este orden; mayor
grado académico, mayor experiencia en la
ejecución de proyectos, medida por el tiempo que
tiene de haber realizado su primer proyecto,
antigüedad en la universidad. La CESPA se
removerá cada dos años (mes de febrero, que
coincide con la elección de los representantes del
consejo divisional)y sus miembros podrán ser
Los nuevos programas implementados por la
universidad pretenden disminuir el rezago
estudiantil, disminuir el índice de reprobación y
la deserción escolar. Uno de estos programas y de
gran importancia e impacto es el Programa
Institucional de Tutorías.
Aumentar el índice de titulación en cualquier
opción o modalidad establecida, como Tesis
práctica o teórica, examen y certificación por el
Centro Nacional de Evaluación para la Educación
Superior (CENEVAL), promedio sobresaliente,
trabajo profesional y cualquier otra modalidad que
establezca la autoridad correspondiente.
La implementación de acciones que conduzcan a
la orientación académica, talleres y técnicas de
estudio, rendimiento intelectual y guías para
estudiantes y maestros; además de asesoria
académica serán elementos que coadyuven a
resolver la problemática de la baja eficiencia
terminal y la modificación de los indicadores
académicos.
Tabla I. Proceso Educativo
Número de alumnos inscritos
Alumnos nuevo ingreso (NI)
Alumnos (NI) que reciben tutorías
Alumnos séptimo semestre con tutorías
Tiempo promedio para aprobar el total de materias del plan de estudios
Eficiencia terminal
850
207
186
33
5.7 años
57%
Tabla II. Grado Académico Maestros de Tiempo Completo
DOCTORADO
MAESTRÍA
LICENCIATURA
TOTAL
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
NUMERO DE MTC
26
40
23
89
101
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
Tabla III. Distinciones del Personal Académico
PERFIL DESEABLE PROMEP RECONOCIDOS POR LA SEP
PERTENENCIAS AL SISTEMA NACIONAL DE
INVESTIGADORES
TOTAL
MTC
33
15
48
Tabla IV. Personal Académico del Departamento de Ciencias Químico Biológica
MTC
44
45
89
ADSCRITOS AL DEPARTAMENTO
ADSCRITOS A LA UNI-SON
TOTAL
TOTAL PERSONAL
MHS
21
20
41
130
DIVISION DE CIENCIAS
BIOLOGICAS Y DE LA SALUD
ESPECIALIDAD EN
INMUNOHEMATOLOGIA
DEPARTAMENTO DE
CIENCIAS QUIMICO
BIOLOGICAS
JEFATURA DEL DEPARTAMENTO
COORDINACION DE
PROGRAMA
COORDINACION
DIVISIONAL DE
SERVICIO SOCIAL
SECRETARIA
BIBLIOTECA
JEFATURA DE
LABORATORIOS
LABORATORIOS
ACADEMIA DE QUIM.
Y BIOLOGIA
ALMACEN DE
REACTIVOS Y
MATERIALES
COORDINACION
DEPARTAMENTAL DE
SERVICIO SOCIAL
ACADEMIA DE
ANALISIS CLINICOS
ACADEMIA DE TEC.
DE ALIMENTOS
MAESTROS
ESTUDIANTES
Figura 1. Organigrama del Departamento de Ciencias Químico
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
102
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
JEFATURA DE
ALMACEN
DE
REACTIVOS
RESPONSABLES LABORATORIO
EDIFICIO 5 “N”
EDIFICIO 5”A” Y 5 “D”
-LABORATORIOS DE QUIMICA I
-LABORATORIOS DE QUIMICA II
-LABORATORIOS DE MICROBIOLOGIA
-LABORATORIO DE ANALISIS
CLINICOS I
-LABORATORIO DE ANALISIS
CLINICOS II
-LABORATORIO DE SERVICIOS
(LACIUS)
-LABORATORIOS DE ALIM. I
-LABORATORIOS DE ALIM. II
-LABORATORIO DE
ANALISIS
INSTRUMENTAL
-LABORATORIO DE BIOLOGIA
-LABORATORIO DE BIOQUIMICA
-LABORATORIO DE FISICOQUIMICA
-LABORATORIO DE INMUNO-
MAESTROS
ESTUDIANTES
Figura 2. Organigrama de la Jefatura de Laboratorios del Departamento de Ciencias Quimico Biologicas.
BIBLIOGRAFIA
División de Ciencias Biológicas y de la Salud. 2002. UNI-SON.
Altamira, R.A. 1997. El análisis de las trayectorias escolares como
herramienta de evaluación de la actividad universitaria: Un modelo
ad hoc para la Universidad Autónoma de Chiapas, el caso de la
Escuela de Ingeniería Civil. Tesis de maestría, Universidad de
Chiapas México.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Muñoz Osuna, F., Fernández Ramírez, M., Villegas Osuna, C.,
Muñoz Palma, I., Aguilar Garcia, J., Lerma Maldonado, R., Lizarraga
Rubio, M., Villegas Osuna, R. 2002. Indicadores de eficiencia en
cinco cohortes de egresados en la Licenciatura de Químico Biólogo.
Biotecnia. Volumen IV, numero II.
Universidad de Sonora. 1991. Ley Numero 4, Orgánica de la
Universidad de Sonora. Boletín Oficial del Gobierno del Estado de
Sonora. Hermosillo Sonora.
103
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
ATOMIZADORES PARA EL ALIENTO A BASE DE
ACEITES ESENCIALES
Álvarez Cruz D. P., Burboa Rodríguez L. A., Jáuregui Cornejo A., Manzanarez
López F., Corella Madueño M.A.G, Sotelo Valenzuela O.L.
RESUMEN
Con el fin de dar aplicación práctica a los aceites
esenciales obtenidos en el laboratorio de Química
Orgánica se elaboraron atomizadores para el
aliento usando materiales como canela, vainilla,
hierbabuena, menta y cítricos, que pueden ser
utilizados continuamente como refrescantes del
aliento. Los aceites esenciales son sustancias
volátiles de origen vegetal, que se recuperan por
destilación por arrastre con vapor, son insolubles
en agua y solubles en disolventes orgánicos,
aunque una buena parte del aceite se alcanza a
disolver en el agua proporcionando un intenso olor
a la solución. La destilación de hierbas y flores no
requiere preparación previa, más que la simple
división de trozos pequeños de hojas, varas o
raíces. En algunos aceites existen gran cantidad
de terpenos, eso sucede principalmente con los
aceites de limón y naranja que forman soluciones
oscuras difíciles de aclarar, por lo que es necesario
eliminarlos generalmente por destilación
fraccionada a presión reducida con alcohol diluido
o con otros disolventes. Se utilizó una solución
alcohólica diluida, a la que se añadió el aceite
esencial, se empleó como fijador vainillina,
cinamaldehído (canela) y mentol (menta). Se le
adicionó unos cuantos miligramos de solución de
colorante vegetal para hacerlo más atractivo y
finalmente se envasó en prácticos frascos con
atomizador.
INTRODUCCIÓN
Todos somos conscientes del maravilloso efecto
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
que tienen los perfumes de las flores y la naturaleza
sobre nuestro estado de ánimo, pueden crear una
atmósfera que induce a la relajación en el primer
caso o a la sana excitación y aumento de la energía
corporal en el segundo. La aromaterapia aprovecha
estos componentes aromáticos de las plantas,
llamados aceites esenciales, para relajarnos,
eliminar el stress, estimularnos y también para
aliviar ciertos dolores y molestias corporales,
aplicándolos de variadas y distintas formas.
Mientras nuestros antepasados, de forma intuitiva
o a través de su experiencia, conocieron y se
beneficiaron del efecto positivo de los olores sobre
la mente, en la actualidad los avances científicos,
las investigaciones sobre el funcionamiento del
cerebro y del sentido del olfato, corroboran que,
efectivamente, los olores influyen sobre nuestra
mente, por ejemplo sobre el aprendizaje, la
memoria, la agresividad y la respuesta sexual.
Aunque sabemos que queda mucho por descubrir
y dar a conocer, al menos hemos pasado a
considerar la influencia del aroma sobre la mente
como algo natural en el ser humano, dejando atrás
el concepto sobrenatural o mágico (aunque el
mundo del aroma tiene mucho de mágico, en el
sentido de encantador, poético, espiritual).
Los aceites esenciales son productos muy
concentrados obtenidos de vegetales ya que los
productos tan potentes son susceptibles de tener
dos caras: la curativa aplicándolos adecuadamente
y la destructiva, es decir, ignorando las
contraindicaciones y formas de aplicación de cada
uno de ellos y siguiendo la absurda máxima de “lo
104
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
natural es inocuo”.
ácidos); monoterpenos (hierbabuena, albahaca.),
sesquiterpenos (copaiba, pino, junípero.),
Además, casi todos los aceites esenciales tienen
fenilpropanos (clavo, canela, anís); en su gran
excelentes cualidades antisépticas y antibióticas,
mayoría son de olor agradable, aunque existen
de forma que podemos servirnos de ellas para
algunos de olor relativamente desagradable (ajo y
prevenir todo tipo de problemas. Lo único que
cebolla). Pueden formar mezclas con otros
exige el buen uso de la aromaterapia y la obtención
productos naturales (resinas y productos
de buenos resultados, es que los aceites esenciales
relacionados). Los aceites esenciales se pueden
empleados sean puros, ya que las esencias que
clasificar en base de diferentes criterios:
suelen circular en el mercado, productos de
consistencia (esencias fluidas, bálsamos y
perfumería, cosmética , ambientadores, alimentos
oleorresinas), origen (natural, artificial y
y farmacéutica como saborizantes, no son más
sintéticos) y naturaleza química (componentes
que reconstituciones, copias, o preparados
mayoritarios). Se encuentran ampliamente
sintéticos que pueden dar más de un problema, y
distribuidos en plantas que incluyen las
que nunca tienen el efecto terapéutico de un
compuestas, labiadas, lauráceas, mirtáceas,
auténtico aceite esencial puro. En este caso se
pináceas, rosáceas, rutáceas, umbelíferas, etc. Se
utilizaron las esencias de canela, clavo, anís,
les puede encontrar en diferentes partes de la
eucalipto y menta para la elaboración de
planta: en las hojas (ajenjo, albahaca, eucalipto,
atomizadores para el aliento, dando así un uso
hierbabuena, menta), en el pericarpio del fruto
práctico a dichas esencias obtenidas en el
(cítricos como el limón, naranja), en las semillas
laboratorio de Química Orgánica.
(anís, comino, hinojo), tallo (canela), cada uno con
propiedades características:
Los componentes volátiles provenientes de plantas
han traído la atención del hombre desde la
Canela (Cinnamomum zeylanicum), es
antigüedad como principios aromáticos o especies
estimulante para todo el sistema nervioso, produce
de gran complejidad en su composición. El estudio
calor, además proporciona una fragancia ideal para
de aceites esenciales como materias primas básicas
las habitaciones. Se mezcla con naranja y clavo
para la industria de fragancias y sabores, se ha
de olor. El aceite esencial obtenido es el eugenol
transformado en una de las áreas de investigación
(alcohol) .
y desarrollo de muchos países. Inicialmente
considerados como material de desecho del
Clavo de olor (Eugenia caryophyllata), tiene
metabolismo de las plantas.
aroma cálido, sabroso; es excelente para el
enjuague bucal, es también antiséptico y repelente
Los aceites esenciales son las fracciones líquidas
de insectos.
volátiles, generalmente destiladas por arrastre con
vapor de agua, que contienen las sustancias
Eucalipto (Eucalyptus globulus), es un fuerte
responsables del aroma de las plantas y que son
antiséptico. Un aceite de invierno bien conocido,
importantes en la industria cosmética (perfumes y
tradicionalmente usado por su aroma penetrante
aromatizantes), de alimentos (condimentos y
que despeja, limpia impurezas y aclara. Se puede
saborizantes) y farmacéutica (saborizantes).Los
quemar para mantener el aire libre de gérmenes, o
aceites esenciales generalmente son mezclas
añadir al aceite de masaje corporal ya que despeja
complejas de hasta más de 100 componentes que
el pecho. Es también una fricción ideal para
pueden tener la siguiente naturaleza química:
deportistas.
componentes alifáticos de bajo peso molecular
(alcanos, alcoholes, aldehídos, cetonas, ésteres y
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
105
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
Limón (Citrus limonum), es un excelente
antiséptico, refrescante y levantador de ánimo,
buen repelente de insectos. Además se utiliza como
enjuague capilar. Puede usarse para aclarar la piel
manchada de las manos o para tonificar y
acondicionar las uñas y las cutículas. Se mezcla
bien con otros aceites.
Menta (mentha piperita), tiene un olor penetrante
que despeja. Da vigor: ideal como compañera de
viaje. Se usa para lavar pies cansados y sudorosos.
Es antibacterial y elimina el olor a cigarro. El
aceite esencial obtenido es el mentol (alcohol) y
la carbona (cetona).
MATERIALES Y MÉTODOS
Existen varios métodos para la extracción de
aceites esenciales de la materia prima, éstos son:
extracción, destilación por arrastre con vapor de
agua, extracción con solventes volátiles y
actualmente se utiliza la extracción con fluidos
supercríticos. En este trabajo se utilizó el método
de destilación por arrastre con vapor de agua; la
materia prima utilizada fue: canela entera,
eucalipto, menta, clavo de olor y anís. Se utilizó
agua destilada, alcohol etílico diluido, ácido cítrico
y como fijadores: vainilla, cumarina y terpenos.
La muestra generalmente fresca y cortada en trozos
pequeños se colocó en un recipiente cerrado y se
sometió a una corriente de vapor de agua
sobrecalentado. La esencia así arrastrada fue
posteriormente condensada, recolectada y
separada de la fracción acuosa. La esencia se
colocó en un recipiente y se conservó en alcohol
etílico y en glicerina. Posteriormente se añadió una
pequeña cantidad de fijador, alcohol etílico como
solvente. Finalmente se adicionó colorante vegetal
y ácido cítrico. La solución ya preparada se colocó
en frascos con atomizador para su uso posterior.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Se obtuvieron los aceites esenciales de limón,
clavo, canela, anís, menta y eucalipto y después
se hicieron mezclas de canela y clavo, canela y
anís, eucalipto y menta, las que fueron empleadas
para la elaboración de los atomizadores.
Casi todos los aceites esenciales tienen excelentes
cualidades antisépticas y antibióticas, de forma que
podemos hacer uso de ellas para prevenir todo tipo
de problemas. Sin embargo, hay que exigir el buen
uso de la aromaterapia y que los aceites esenciales
empleados sean puros, debido a que las esencias
que suelen circular en el mercado, productos de
perfumería, cosmética, ambientadores, alimentos
y farmacéutica, aromatizantes y saborizantes, son
generalmente reconstituciones, copias, o
preparados sintéticos que pueden dar más de un
problema, y que nunca tienen el efecto terapéutico
de un auténtico aceite esencial puro.
Los aceites esenciales son productos muy
concentrados obtenidos de vegetales, estos
productos tan potentes son susceptibles de tener
dos caras: la curativa aplicándolos adecuadamente
y la destructiva, es decir, ignorando las
contraindicaciones y formas de aplicación de cada
uno de ellos y siguiendo la absurda máxima de “lo
natural es inocuo”.
CONCLUSIÓN
Se dio aplicación práctica a los aceites esenciales
obtenidos en el laboratorio de Química Orgánica
por el método de extracción por arrastre con vapor
de agua y la elaboración de atomizadores para el
aliento, tomando en cuenta las propiedades
naturales y curativas de cada una de ellas y de su
potencialización al mezclarlas.
BIBLIOGRAFÍA
Austin, T. G. 1988. Manual de Procesos Químicos en la Industria.
TomoII. McGraw-Hill/Interamericna de de México, S.A. de C.V.
Mexico D.F.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Campaña, S. y García, H. M. 2002. Aromaterapia. Paula Salud. 16
(4): 53
106
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
DIÁLISIS: UN PROCESO DE PURIFICACIÓN
López C. R. A., Navarrete J. M. B., Moreno T. S. I., Ibarra R. M., Franco R. P.,
Corella Madueño, M. A. G., Sotelo Valenzuela, O.L.
RESUMEN
Este trabajo se realizó con el fin de mostrar en
forma experimental el proceso de purificación de
sustancias utilizando la diálisis y sus diversas
aplicaciones. La diálisis es una técnica que sirve
para separar sustancias en solución molecular o
iónica en una dispersión coloidal. Una membrana
de diálisis es un diafragma poroso que actúa como
un tamiz. Cuando el sistema acuoso que se va a
dializar se coloca a un lado de la membrana y al
otro lado se coloca agua, las sustancias en solución
se difunden a través de la membrana. Las
moléculas en dispersión coloidal son demasiado
grandes para atravesar los poros y, por lo tanto,
quedan retenidas. Si el lado que originalmente
contenía agua pura se va llenando continuamente
con más agua se puede llegar a un estado en que
la solución de las moléculas en dispersión coloidal
se encuentra prácticamente libre de las moléculas
difundibles. Las aplicaciones del proceso son muy
amplias, y comprenden distintos campos; en el
laboratorio generalmente se purifican soluciones
conteniendo proteínas, el tamaño de las partículas
es un factor determinante en el proceso. La diálisis
se aplica en medicina en los pacientes que tienen
mal funcionamiento renal, al ser incapaces de
filtrar las impurezas de la sangre y de las diversas
sustancias disueltas en el agua, contenidas en las
células del cuerpo, que deberían eliminarse por la
orina. Este proceso sustituye en gran parte la
función normal de los riñones.
INTRODUCCIÓN
La diálisis es un procedimiento cuyo objetivo es
la eliminación de partículas contaminantes
pequeñas de una solución. Puede emplearse en el
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
proceso de purificación de proteínas, para ello se
utiliza una bolsa de material semipermeable , a
través del cual pasan las partículas de baja masa
molecular , hacia una solución reguladora exterior
que se encuentra en mucha mayor cantidad, siendo
reemplazado con esto el ambiente original de la
proteína.
Una aplicación muy útil del proceso de
purificación es en los enfermos del riñón. Este
procedimiento se realiza para retirar los elementos
contaminantes (impurezas o desechos) de la sangre
cuando los riñones no pueden hacerlo. La diálisis
es mucho más frecuente en pacientes con
insuficiencia renal aunque también se puede usar
para remover con rapidez drogas o sustancias
tóxicas en situaciones agudas. Esta técnica puede
salvar la vida de personas con insufiencia renal
crónica. Este proceso tiene varias modalidades;
una de ellas es la Diálisis Peritoneal con este
procedimiento la sangre se “limpia” dentro del
cuerpo utilizando la membrana peritoneal como
filtro. El peritoneo es una membrana delgada que
forma un saco alrededor de órganos como el
hígado, estómago e intestinos. El interior de esta
membrana se llama “cavidad peritoneal”. Cuando
se coloca un líquido de diálisis dentro de la cavidad
peritoneal, la membrana actúa como un filtro. Los
productos de desecho y el líquido extra pasan a
través de las pequeñas aberturas del filtro (el
peritoneo) al líquido dializante. Los desechos y el
líquido extra se retiran del cuerpo y se eliminan.
Por medio de cirugía menor, se coloca un pequeño
catéter en la cavidad peritoneal. Sólo unos
centímetros de catéter quedan fuera del cuerpo; la
mayor parte queda dentro. En Diálisis Peritoneal
se denomina “intercambio” al proceso mediante
el cual el líquido que estaba una serie de horas en
107
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
el espacio peritoneal se drena por gravedad y es
reemplazado por nuevo líquido. En la parte
superior de un soporte, se colocan las dos bolsas
que contienen el líquido nuevo (en alto) y el líquido
de desecho (por debajo del nivel del abdomen). El
juego completo de tubos y bolsas de plástico se
conectan al catéter que el enfermo lleva en el
abdomen tan solo cuando debe hacerse los
intercambios eliminándose posteriormente. El
resto del tiempo el enfermo puede vivir
normalmente con su catéter adosado al abdomen.
La diálisis peritoneal automatizada (DPA) es la
modalidad más reciente de diálisis. Se realiza en
casa y consiste en la utilización de una silenciosa
máquina que efectúa los cambios de líquidos por
la noche, mientras el paciente duerme. Se deberá
acudir al centro sanitario cada uno o dos meses
para realizar los controles habituales.
Durante el día, el especialista aconsejará acerca
de mantener o no el líquido en el abdomen o, en
caso de que fuera necesario, programar un
intercambio diurno. Según las necesidades de cada
persona se puede programar la máquina para que
realice más o menos intercambios de líquido.
MATERIALES Y MÉTODOS
Diálisis Peritoneal. La diálisis peritoneal se realiza
al utilizar la membrana peritoneal dentro del
abdomen como membrana semipermeable. Se
suministran soluciones especiales que absorben las
toxinas, permanecen en el abdomen por un lapso
de tiempo y luego se drenan. Esta forma de diálisis
se puede llevar a cabo en casa pero debe hacerse
de manera continua cada día.
Hemodiálisis. La hemodiálisis se realiza al hacer
circular la sangre a través de filtros especiales. La
sangre fluye a través de una membrana
semipermeable (dializador o filtro) con soluciones
que facilitan la remoción de las toxinas. Antes de
realizar la hemodiálisis se requiere acceder
adecuadamente al sistema vascular. El acceso
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
necesita soportar un flujo sanguíneo de 250
mililitros por minuto (ml/min) y una vía
endovenosa periférica normal no soporta ese
volumen de flujo sanguíneo. En consecuencia, se
establece un tipo especial de acceso venoso y
arterial. El acceso puede ser externo o interno. El
acceso externo implica el uso de dos catéteres, uno
se coloca en una arteria y el otro en una vena
adyacente, o ambos, ubicados en puntos diferentes
dentro de una vena grande. El acceso externo por
lo general se utiliza sólo en situaciones de
emergencia. El acceso interno puede ser
arteriovenoso (AV) a través de una fístula o injerto
arteriovenoso (AV). Una fístula AV implica la
unión quirúrgica de una arteria y una vena bajo la
piel. El volumen de sangre aumentado dilata la
vena por su capacidad elástica y permite un
volumen mayor de flujo sanguíneo. Después de 4
a 6 semanas la fístula debe sanar. Es posible
colocar las agujas de manera que la sangre arterial
pueda ser extraída para realizar la diálisis y la
sangre limpia regrese a través de la vena dilatada.
Comúnmente se siente un flujo sanguíneo
turbulento sobre la fístula AV llamado frémito. Se
puede utilizar un injerto AV para aquellas personas
cuyas venas no son adecuadas para una fístula AV.
Este
procedimiento
implica
injertar
quirúrgicamente una vena donante de la propia
vena safena del paciente (en la pierna), una arteria
carótida de vaca o un injerto sintético de una arteria
a una vena. Después de tener el acceso adecuado
con dos puertos, se conecta la máquina de
hemodiálisis. El puerto de la arteria se conecta con
la máquina y el puerto de retorno de la máquina
se conecta con la vena. Dentro de la máquina, la
sangre del paciente corre a través de tubos con
membranas semipermeables que se bañan con
soluciones que ayudan en la remoción de las
sustancias solubles específicas de la sangre. En
los niños, la hemodiálisis se utiliza como
preparación para trasplante del riñón más que para
una condición crónica. En adultos con
insuficiencia renal crónica, la hemodiálisis por lo
general se realiza por más de 3 ó 4 horas tres veces
a la semana. Justo antes de que el médico inicie el
108
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
procedimiento de hemodiálisis, se deben realizar
las siguientesevaluaciones: Presión Sanguínea,
temperatura, ritmo cardíaco, ritmo respiratorio,
peso, examen de torax, examen del acceso venoso,
explicación del procedimiento, si el paciente lo
considera necesario.
RESULTADOS
La Hemodiálisis fue el primer sistema que se ideó
para sustituir la función de limpieza de los riñones,
siendo actualmente muy utilizada. La Hemodiálisis
es el procedimiento por el que la sangre, a través
de un sistema de tubos llega a una máquina,
atraviesa un filtro especial que la limpia y es
devuelta al cuerpo. La sangre entra y sale por dos
agujas que se mantienen conectadas al brazo por
una fístula arterio-venosa. De este modo, la sangre
se limpia de forma intermitente, ya que este
proceso se repite 3 veces en semana durante unas
cuatro horas cada vez y suele realizarse en un
centro hospitalario o en un centro especializado.
Debido a que la diálisis toma varias horas, el
procedimiento se hace tedioso. Con los niños es
especialmente importante tener juegos, algo de
lectura u otras distracciones.
CONCLUSIONES
En el laboratorio la diálisis es un procedimiento
de rutina, muy útil en la purificación de moléculas
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
complejas.
Como una aplicación clínica, la diálisis es un
procedimiento que se realiza para retirar los
elementos contaminantes de la sangre que podrían
eventualmente producir la muerte por ausencia de
función renal. Los riñones funcionan como filtros
para la sangre, removiendo productos de la
degradación de aminoácidos. Además de ello,
sirven para retomar y regular el agua del cuerpo,
mantener el equilibrio de electrolitos y asegurar
que el pH sanguíneo permanezca entre 7,35 y 7,45.
La vida no es posible sin la función del riñón.
La diálisis sirve para reemplazar algunas de las
funciones del riñón. Debido a que la diálisis no es
un proceso que avanza constantemente, no puede
servir de monitor constante tal como lo hacen los
riñones que funcionan normalmente, pero sí puede
eliminar productos de desecho y restaurar los
niveles de electrolitos y del pH cuando se considere
necesario.
Cuando los riñones no funcionan hay que seguir
manteniendo limpia la sangre. El trasplante, la
hemodiálisis (HD), la diálisis peritoneal continua
ambulatoria (DPCA) , y la diálisis peritoneal
automatizada ( DPA) son técnicas que permiten a
las personas cuyos riñones no funcionan, seguir
llevando una vida relativamente normal.
109
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
BIBLIOGRAFÍA
1. http://kidshealth. Org/kid7en_español/diálisis_esp.html.
2. Mathews, C., Van Holde, K., y Cummings, B. 1966. Biochemistry.
Cummings publishing, Co. Inc.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
3. Diccionario Enciclopédico IBALPE. 2002. Ed. Ibalpe
Internacional de Ediciones, S.A. de C.V. Mazatlán, Sinaloa, México.
110
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
LA VITAMINA E COMO PREVENTIVO DE
ENFERMEDADES
Terreros S. V., Díaz de la F. J. S., González R. J. C., Rábago G. M.
Sotelo V.O.L., Corella M.A.G.
RESUMEN
INTRODUCCION
El propósito de este trabajo es llevar a cabo una
investigación bibliográfica de enfermedades que
se deben en parte al proceso de oxidación y brindar
información de cómo pueden prevenirse al
consumir la vitamina E, uno de los mejores
antioxidantes para el organismo. Nuestro cuerpo
está formado de células cuyas membranas tienen
moléculas de oxígeno. Cuando éstas entran en
contacto con contaminantes del cigarro, alcohol,
ambiente, entre otros, se forman moléculas dañinas
para la célula, llamadas radicales libres, causantes
de la oxidación de las células. Los radicales libres
influyen para que se presenten enfermedades
donde existe inflamación y oxidación, como la
artritis y el Alzheimer. Lo que hace la vitamina E
es neutralizar a los temidos radicales libres, por
eso se dice que es antioxidante. Las fuentes
naturales donde podemos encontrar este
antioxidante son los aceites vegetales: olivo,
cártamo, maíz, trigo, girasol, soya, aguacate,
almendras, cacahuates, nueces, así como en
brócoli, ciruela, espinacas, espárragos, manzana,
moras, tomate, zanahorias, leche y queso. La
vitamina E está presente en muy bajas
concentraciones en los alimentos, por lo que
conviene tomarla como suplemento. Lo más
recomendable es consumir 400 miligramos diarios,
el equivalente a dos kilos de espinacas, para no
sólo combatir sino prevenir los estragos de los ya
mencionados radicales libres.
La vitamina E (Figura 1) pertenece al grupo de
vitaminas liposolubles y está conformada por un
grupo de 8 vitámeros. Su estructura consta de 2
partes primarias: un anillo complejo cromano y
una larga cadena lateral. Estos 8 vitámeros se
dividen en 2 grupos fundamentales: 4 tocoferoles
y 4 tocotrienoles, que se diferencian en la
saturación de la cadena lateral; los tocoferoles
tienen una cadena saturada y los tocotrienoles una
insaturada con 3 dobles enlaces. El alfa-tocoferol
es el más común y biológicamente el que tiene
mayor acción vitamínica. La principal función es
su acción antioxidante protegiendo a los tejidos
de los efectos nocivos de las toxinas ambientales
y del daño consecuente con los procesos
metabólicos normales, contribuyendo a prevenir
el envejecimiento de células y tejidos, algunas
formas de cáncer.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
La relación entre el alfa-tocoferol, que es el
nombre químico de la vitamina E, y la disminución
del riesgo de padecer muchas enfermedades, entre
las que destacan el cáncer, la enfermedad
coronaria, las cataratas, la artritis reumatoide, entre
otras, es estadísticamente muy significativa. De
hecho, decenas de millones de personas, repartidas
entre Estados Unidos y Europa desayunan cada
día, aparte del café, píldoras de vitamina E. El
consumo es tan alto que ya hay muchos países en
los que las vitaminas se venden en tiendas
111
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
monográficas, puesto que este negocio mueve un
volumen de dinero muy elevado. Aunque a los
facultativos más escépticos no les falta razón para
creer que todavía es pronto para recomendar
pastillas de alfa-tocoferol a todo el mundo ya que
no hay un número muy alto de estudios controlados
sobre los beneficios terapéuticos de la vitamina
E. Expertos en nutrición de algunas de las más
importantes universidades americanas no ven
grandes inconvenientes a la hora de aconsejar el
consumo diario de vitamina E, máxime si se sabe
que, salvo en dosis muy altas, este producto es casi
inofensivo.
Debemos pensar que la prevalencia de deficiencias
vitamínicas en los ancianos es muy elevada, y por
eso, no es que sea un contrasentido recomendar
dosis modestas de vitamina E a todas las personas
a partir de cierta edad. Se ha demostrado que 200
miligramos de vitamina E modifican para bien la
respuesta inmune de personas mayores de 65 años.
Aunque el número de ancianos estudiados no fue
lo suficientemente extenso como para sacar
conclusiones clínicas definitivas, el hecho de que
los pacientes que estuvieron un año consumiendo
píldoras de vitamina E (en una cantidad de 200
miligramos) mostraron una clara mejoría de
algunos parámetros analíticos relacionados con la
inmunidad. Si las nuevas investigaciones que hay
en curso sobre inmunidad y vitaminas confirman
los datos de este reciente estudio, nadie se opondrá
ya a que se recomiende alfa-tocoferol a todos los
ancianos en un intento de mejorar su capacidad
de combatir las infecciones.
En Estados Unidos, el cáncer de próstata es el tipo
más común de cáncer en los hombres, después del
cáncer de la piel. Todos los hombres corren el
riesgo, pero quienes tienen los mayores se
clasifican dentro de una o más de las siguientes
categorías: 55 años de edad o más; de raza negra;
padre o hermano con cáncer de próstata. La
vitamina E es un nutriente natural que se obtiene
de una gran variedad de alimentos, especialmente
de las verduras, aceites vegetales, nueces y yemas
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
de huevo. La vitamina E es un antioxidante que,
al igual que el selenio, se cree que ayuda a controlar
el daño celular que puede conducir al cáncer. En
un estudio realizado en 1998 con 29.000 hombres
fumadores en Finlandia, se encontró que los
hombres que tomaron vitamina E para prevenir el
cáncer de pulmón tuvieron 32% menos casos de
cáncer de próstata que los hombres que tomaron
el placebo. Algunos hombres tomaron también
betacaroteno, sin embargo, ninguna de las dos
sustancias ayudó a prevenir el cáncer de pulmón.
Las cantidades de vitamina E utilizadas son de 400
miligramos (mg), los cuales equivalen a 400
Unidades Internacionales (UI) por día. Los estudios
previos han demostrado que estas cantidades no
hacen daño en hombres sanos, pero puede diluir
un poco la sangre. Los hombres con presión arterial
elevada y mal controlada, pueden tener un mayor
riesgo de sufrir un accidente cerebrovascular si
toman 400 mg de vitamina E.
La artritis reumatoide es una enfermedad en la que
se inflaman las articulaciones produciéndose dolor
y dificultad para el movimiento. Además se pueden
lesionar otras partes del organismo. Tiene una
duración variable, irregular y en general larga, por
lo que se dice que es una enfermedad crónica. Las
molestias y limitaciones que la artritis reumatoide
ocasiona varían mucho de un enfermo a otro. La
artritis reumatoide es una enfermedad frecuente
ya que una de cada 100-300 personas la padece.
Sin embargo no hay que confundir la artritis
reumatoide con el “reuma”. La artritis reumatoide
es una de las más de 200 enfermedades reumáticas
diferentes. Por este motivo los consejos de amigos
o vecinos que tienen “reuma” pueden no estar indicados o incluso ser contraproducentes. Es una
enfermedad que se da con más frecuencia en
mujeres, pero que afecta también a varones. No
es una enfermedad propia de la edad avanzada y
aunque puede aparecer en ancianos, se presenta
con mayor frecuencia de los 45 a los 55 años.
También puede afectar a niños. Las articulaciones
son las estructuras que unen los huesos entre sí y
permiten la movilidad del cuerpo humano. Las
112
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
porciones finales de los huesos están recubiertas
por unas superficies lisas que son los cartílagos,
lo cual permite un rozamiento suave entre dichos
huesos. Con el fin de alimentar, proteger y cubrir
estos cartílagos, las articulaciones disponen de una
membrana que las recubre saltando de un hueso a
otro y que se llama membrana sinovial, como se
observa en la Figura 2. La artritis reumatoide es
una enfermedad en la que se produce la
inflamación de la membrana sinovial de múltiples
articulaciones. La inflamación de la membrana
sinovial va a ser la responsable del dolor, de la
hinchazón que con frecuencia se observa y de la
sensación de rigidez que se puede notar por las
mañanas. Unas articulaciones se afectan más que
otras, y hay algunas que casi nunca se alteran
(Figura 3). La persistencia de la inflamación de la
membrana sinovial lleva consigo que ésta dañe al
hueso en el lugar en que se fija al mismo, dando
lugar a pequeñas muescas (erosiones). Además, la
inflamación mantenida o frecuente de una
articulación puede hacer que el cartílago que
permite el rozamiento suave entre los huesos
adelgace y desaparezca. Con el tratamiento se
puede conseguir que la inflamación de la
membrana sinovial se controle, pero el daño ya
producido en el hueso y en los cartílagos es
irreparable. La sobrecarga de las articulaciones
inflamadas contribuye a acelerar su destrucción.
Aunque la localización fundamental de las lesiones
producidas por la artritis reumatoide está en la
membrana sinovial de las articulaciones, a veces
se pueden alterar otras estructuras. En la piel
pueden encontrarse los llamados nódulos
reumatoides que son abultamientos duros que
aparecen en zonas de roce, como son los codos, el
dorso de los dedos de las manos y los pies, la parte
posterior de la cabeza, y la zona del talón. También
se pueden localizar en el interior del organismo,
aunque raramente producen lesiones de relevancia
para la salud. Estos nódulos son la consecuencia
de la actividad de la enfermedad. No tienen nada
que ver con el cáncer y no producen un daño
irreversible. Muchas veces se quitan solos con el
tratamiento y a veces hay que operar para
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
eliminarlos. La artritis reumatoide puede originar
inflamación y atrofia de las glándulas que fabrican
las lágrimas, la saliva, los jugos digestivos o el
flujo vaginal. Cuando esto ocurre se habla del
denominado Síndrome de Sjogren asociado a
artritis reumatoide. La artritis reumatoide puede
producir inflamación u otro tipo de lesión en
diversas estructuras del organismo, así como
alteraciones en los análisis de sangre y orina, que
el reumatólogo vigilará y controlará de forma
rutinaria. La artritis reumatoide se presenta con
más frecuencia en personas con una especial
predisposición genética, sin embargo no es una
enfermedad hereditaria. No es contagiosa, pero se
sabe que hay alteraciones del sistema
inmunológico o de defensa del organismo. La
inflamación que se produce en las articulaciones
es la consecuencia de la invasión de la membrana
sinovial por células que dañan la articulación. La
capacidad de defensa ante las infecciones es
prácticamente normal. El clima y la humedad no
tienen nada que ver con el desencadenamiento o
el mantenimiento de la artritis reumatoide. Sin
embargo es cierto que algunos cambios climáticos
y en particular cuando el tiempo va a empeorar,
hacen que cualquier articulación dañada por ésta
o por otra enfermedad sean más dolorosas.
Recubrir los corticoesteroides con vitamina E
puede disminuir los efectos colaterales de aquellos
en pacientes con artritis reumatoidea.
En donde la vitamina E y otros antioxidantes de
su clase juegan un papel esencial en medicina es
en la prevención y en el tratamiento de la más
importante enfermedad del mundo, la patología
coronaria. Las frutas, las verduras, el aceite de
oliva y el vino elevan la concentración de
antioxidantes en la sangre y favorecen el
metabolismo del colesterol. Ya hay evidencia
científica que prueba que en el proceso metabólico
culpable de que en las paredes arteriales se generen
placas de ateroma peligrosas, el colesterol oxidado
juega un papel preponderante. Por eso, la
capacidad antioxidante de la vitamina E puede ser
de valor a la hora de mejorar los perjuicios que
113
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
causa en la luz de las arterias el colesterol LDL,
que es colesterol conocido como malo.
El alfa-tocoferol se ha ganado un papel no sólo en
la prevención de la angina de pecho y el infarto
cardiaco, sino en la terapia de estas patologías.
Dosis comprendidas entre 400 y 800 unidades
diarias de vitamina E pueden disminuir los
problemas miocárdicos subsiguientes en los
pacientes que ya tienen enfermedad coronaria
probada. Los enfermos con angina de pecho o
infarto de miocardio, con patología coronaria
demostrada mediante coronariografía, asignados
al grupo terapéutico con vitamina E tuvieron el
70% menos de riesgo de padecer un nuevo infarto
de miocardio. Una disminución de riesgo de estas
características no se había probado antes con
ninguna otra intervención terapéutica.
Dosis elevadas de vitamina E son capaces de
disminuir en alguna medida la progresión de la
enfermedad de Alzheimer. Cuando a los enfermos
de Alzheimer se les administraba 2.000 unidades
diarias de vitamina E éstos perdían su capacidad
mental en menor medida que los pacientes que
tomaron placebo. Para tratar la enfermedad de
Alzheimer y otras demencias de la edad avanzada,
se hace constar que la vitamina E debe ser
contemplada obligatoriamente en la terapia de
estas patologías.
CONCLUSIONES
La vitamina E es, además de inmunomoduladora,
un magnífico producto multiuso. Su capacidad
antioxidante es muy elevada y, ya que el
metabolismo oxidativo y los radicales libres
derivados de este proceso están íntimamente
relacionados con casi todas la patologías,
recomendar suplementos de vitamina E puede que
se convierta en un arma terapéutica válida en un
futuro, tanto para el cardiólogo como para el
dermatólogo, el oncólogo o el psiquiatra.
Figura 1. Estructura Química de la Vitamina E (Alfatocoferol).
Figura 3. Articulaciones Afectadas con Más
Frecuencia en la Artritis Reumatoide.
BIBLIOGRAFÍA
http://www.lafacu.com/
http://www.nutryweb.com/
Microsoft Encarta 2001.
Rodríguez, G.P. 1997. Funciones de la Vitamina E en la Nutrición
Humana Rev. Cubana Aliment. Nutr. 11(1):46-57.
Figura 2. Esquema de una Articulación.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Silva, M.I. 2002. El Betacaroteno y la Vitamina E. Paula Salud.
16(4):92.
114
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
MEDIDOR ÓPTICO DE CONCENTRACIÓN DE
SALES
Anduro C.I., Escamilla R.E., Sotelo V.O.L., García, LL.R.
RESUMEN
La propuesta consiste en obtener la concentración
de sal en agua por medios ópticos. Este método
óptico considera el fenómeno físico conocido
como reflexión interna total y sucede cuando la
luz atraviesa un medio ópticamente más denso
hacia un medio menos denso y esto resulta cuando
el ángulo de incidencia es mayor que un ángulo
conocido como ángulo crítico. El medio más denso
es un prisma de vidrio, conocido como BK7, y el
medio menos denso es el agua salada. El ángulo
crítico cambia de acuerdo con el contenido de sal
y la idea principal es medir el ángulo crítico como
función de una concentración conocida de sal,
obteniendo una curva de calibración. Esta curva
permite posteriormente determinar la cantidad de
sal de una muestra desconocida de agua salada.
En este trabajo se reportan los avances logrados
hasta el momento en exposición en cartel y el
equipo óptico diseñado.
INTRODUCCIÓN
Cuando se mira hacia una ventana de vidrio se
advierte que la luz nos llega desde el otro lado del
vidrio, y si una persona está parada en el otro lado
de la ventana puede vernos. Sin embargo, si
observamos con cuidado es posible que veamos
también nuestro propio reflejo en el vidrio. Si
quisiéramos dirigir la luz de una linterna hacia el
vidrio, la otra persona vería el haz de luz, pero
nosotros veríamos también que parte de la luz es
reflejada de regreso. En general, estos dos efectos
pueden observarse siempre que una haz de luz viaja
de un medio (por ejemplo, el aire) a otro (el vidrio).
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Parte del haz debe reflejarse de regreso al primer
medio, y parte debe transmitirse al segundo medio.
Los haces se representan mediante tres rayos: el
rayo original o incidente, el rayo reflejado y el rayo
refractado, el cual se desvía al entrar en el segundo
medio. Refractado viene del latín fractum, que
significa “roto”; la misma raíz dio origen a la
palabra “fractura”. En el punto en que el rayo
incidente choca con la superficie, se dibuja una
línea normal (perpendicular) a la superficie, y se
definen tres ángulos medidos con respecto a la
normal: el ángulo de incidencia ? 1, el ángulo de
reflexión ? ´1 y el ángulo de refracción 02. Los
subíndices de los ángulos indican el medio por el
cual viaja el rayo. En este caso, el rayo incide desde
el medio 1 (el aire) y entra al medio 2 (el vidrio).
El plano formado por el rayo incidente y la normal
se llama plano de incidencia.
De este experimento se deducen las siguientes
leyes:
Ley de la reflexión. “El rayo reflejado se encuentra
en el plano de incidencia,
y 0´1= 01".
Ley de refracción. “El rayo refractado se encuentra
en el plano de incidencia,
y n1sen01 = n2sen02".
La última ecuación es lo que se llama la ley de
Snell. Aquí n1 y n2 son constantes adimensionales
llamadas índice de refracción del medio 1 y del
medio 2.
115
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
El índice de refracción “n” de un medio es la razón
entre la velocidad de la luz “c” en el vacío y la
velocidad de la luz “v” en el medio. Por lo tanto, n
= c/v, y mide la refracción de la luz a través de una
solución. La tabla I muestra algunos ejemplos
de”n” de varios materiales. El índice de refracción
de un material varía generalmente con la longitud
de onda de la luz. La refracción puede emplearse
entonces para analizar un haz de luz en sus
longitudes de onda constituyentes, como ocurre
en un arco iris.
Al aumentar el ángulo de incidencia è se llega a
una situación en la que el rayo refractado apunta a
lo largo de la superficie, siendo 90º el ángulo de
refracción, el cual se conoce como ángulo crítico
(? c). Para los ángulos de incidencia mayores de
este ángulo no existe un rayo refractado, entonces
se habla de una reflexión interna total.
El ángulo crítico se encuentra haciendo ? 2 = 90º
en la ley de la refracción:
n1senèc=n2sen90o, o sea ? c=sen-1 n2/n1.
Para el paso del vidrio al aire,
? c=sen-1 (1.00/1.50) = 41.8º.
El seno de un ángulo no puede exceder de la
unidad, de modo que n2<n1. Ésto nos dice que la
reflexión interna total no puede ocurrir cuando la
luz incidente está en el medio del índice de
refracción menor. La palabra total significa que la
reflexión tiene lugar sin pérdida de intensidad.
es de 1.5151, mientras que le índice del aire es de
1. El ángulo de incidencia 0 se va aumentando
hasta cuando no existan rayos refractados. Se
escogió como ángulo crítico cuando el ángulo de
refracción fue de 90º, es decir, el rayo se dirige a
lo largo de la superficie. A partir de este momento
para todos los ángulos de incidencia se da una
reflexión interna total, ya que no hay refracción
hacia el aire.
Se lleva a cabo el mismo procedimiento cuando
el haz de luz se hace incidir sobre una interfaz
vidrio-agua. El índice de refracción del prisma
permanece constante y el índice del agua es de
1.33.
Una tercer corrida se hace con una solución de
cloruro de sodio (sal común) a diferentes
concentraciones. El ángulo crítico obtenido varía
de acuerdo al contenido de la sal, lo que permite
elaborar una curva de calibración que
posteriormente es útil para determinar el
porcentaje de sal en una muestra desconocida.
También se puede calcular el índice de refracción
de las soluciones de sal, ya que si ? c = sen-1n2/
n1, n1 es conocido (índice del prisma) y ? c es
medido, entonces:
n2 = n1sen? c
donde n2 es el índice de refracción para las
soluciones de sal a diferentes concentraciones.
RESULTADOS
MATERIALES Y MÉTODOS
Para el paso del vidrio al aire:
Se utilizó un medidor óptico de concentración de
sales (MOCOS), donde un haz de luz (láser) se
hace incidir sobre una interfaz vidrio-aire. El haz
que contiene una longitud de onda de 635 nm llega
a la superficie plana de un prisma de vidrio
(conocido como BK7) cuyo índice de refracción
? c = sen-1(1/1.5151) = 41.3º
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Para el paso del vidrio al agua:
? c = sen-1(1.33/1.5151) = 62.5º
116
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
Si se añade sal, sacarosa o glucosa, el índice
aumentará.
CONCLUSIONES
El ángulo de incidencia debe ser igual o mayor
que el ángulo crítico para que se de una reflexión
interna total. Si el ángulo de incidencia es menor
que el ángulo crítico no se logra una reflexión
interna total existiendo por consecuencia un rayo
reflejado.
El ángulo crítico cambia de acuerdo a la
concentración de sal de las diferentes soluciones,
debido a que el índice de refracción aumenta con
un incremento en la concentración, mientras que
el índice de refracción del prisma de vidrio
permanece invariable (n1=1.5151). Con la
variación de los ángulos críticos a diferentes
concentraciones de sal resulta una curva de
calibración que permite medir la concentración de
muestras problemas.
Tabla I. Algunos Índices de Refraccióna
Susancia (Medio)
Índice
Vacío
1.00000
Aire (1 atm y 20oC)
1.00029
Hielo
1.31
Agua (20oC)
1.33
Acetona
1.36
Alcohol etílico
1.36
Solución de azúcar (30%) 1.38
Cuarzo fundido
1.46
Glicerina
1.47
Solución de azúcar (80%) 1.49
Benceno
1. 50
Vidrio refractario
1.52
Cloruro de sodio
1.54
Cuarzo
1.54
Poliestireno
1.55
Bisulfuro de carbono
1.63
Zafiro
1.77
Circón
1.92
Diamante
2.42
___________________________________
a
Para una longitud de onda de 589 nm (luz amarilla).
BIBLIOGRAFÍA
Halliday, D., Resnick, R. y Kenneth, S.K. 1999. Física. Vol. 2.
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Tippens, P.E. 1985. Física, Conceptos y Aplicaciones. McGRAWHILL.
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ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
CAPAS Y PLIEGUES DE LA TIERRA
Sanabia R.J.A., Romero M.M.J., Montiel R.I.A., Cordero G.C.D., Gálvez O. F.J.,
Muñoz O.F.O., Yocupicio A.M.T.J.
RESUMEN
estructura interna y forma externa continuamente
cambiantes. Durante miles de millones de años el
La tierra está constituida por capas concéntricas: interior de la Tierra ha estado separado en tres
núcleo, manto y corteza terrestre. El núcleo es el partes concéntricas principales, que los geólogos
centro de la tierra; es pesado, sólido, caliente y se denominan núcleo, manto y corteza (Fig. 1). Es
divide en interno y externo. El núcleo interno no de la corteza terrestre, que todavía se está
es líquido y contiene principalmente hierro y poco formando en diversos lugares, de donde provienen
níquel. El núcleo externo que rodea al interno, es los recursos minerales y el suelo, así como los
líquido y los dos constituyen el 31% de la masa y elementos que constituyen nuestro cuerpo y el de
el 16% del volumen de la tierra. La litosfera otros organismos vivos. Sin embargo, la Tierra
comprende dos capas la corteza y el manto también presenta una variedad de incidentes
superior, que se dividen en placas tectónicas riesgosos naturales: terremotos, erupciones
rígidas. El manto es una capa de magma caliente volcánicas, inundaciones, derrumbes y subsidencia
que rodea al núcleo, contiene hierro, oxígeno, (hundimiento y/o colapso) de partes de la
silicio y magnesio. Más del 90% de la masa de la superficie terrestre (2, 3, 6).
tierra se debe a estos cuatro elementos. Las rocas
de la litosfera se componen prácticamente de 11 Estructura y Composición de la Tierra
elementos, formando el 99.5% de su masa. El más
abundante es el oxígeno (46.60% del total), seguida Núcleo. La distancia de la superficie de la Tierra a
por el silicio (27.72%), aluminio (8.13%), hierro su centro es de 6,400 km. La parte central de la
(5.0%), calcio (3.63%), sodio (2.83%), potasio Tierra, el núcleo, empieza a un poco menos de la
(2.59%), magnesio (2.09%) y titanio, hidrógeno y mitad del trayecto de la superficie al centro. El
fósforo (menos del 1%). Además, aparecen otros núcleo interno es una esfera sólida maciza de unos
11 elementos en cantidades del 0.1 al 0.02%. En 1,200 km de diámetro, constituida principalmente
orden de abundancia son: carbón, manganeso, de hierro, con poco níquel. Su temperatura puede
azufre, bario, cloro, cromo, flúor, zirconio, níquel, ser hasta de 4300 °C o más, pero este componente
estroncio y vanadio. Los elementos están presentes del núcleo no es líquido, porque la presión extrema
en la litosfera casi por completo en forma de evita la fusión. El núcleo externo, que rodea al
compuestos más que en su estado libre. A través interno es líquido con una temperatura de 3700°
de diversas maquetas se mostrará de manera C a 4 300° C. El núcleo externo y el interno
didáctica la ubicación de los elementos químicos constituyen el 31 % de la masa y e116% del
que constituyen la corteza terrestre, así como las volumen de la Tierra (Fig. 1).
diversas capas y pliegues de ella.
Manto. El núcleo de la Tierra está rodeado por
INTRODUCCIÓN
una zona envolvente gruesa y sólida llamada
manto, que empieza a una profundidad de 7 a 65
Vivimos en un planeta dinámico que tiene
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
118
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
km (Fig. 1). Constituye el 82% del volumen de la
Tierra y el 68% de su masa. El hierro es un
constituyente principal, como en el núcleo, pero
el oxígeno, silicio y magnesio también están
presentes en proporciones grandes. Más del 90%
de la masa de la Tierra se debe a estos cuatro
elementos. La parte más externa del manto es
rígida y fuerte, pero aparentemente las condiciones
de temperatura y presión entre 100 y 200 km son
tales que la roca es capaz de fundirse y tal vez del
1 % al 10% es líquida.
Corteza. Es la parte más delgada de las zonas
componentes de la Tierra y constituye sólo el 2%
del volumen del planeta y el 1% de su masa. Las
rocas de la litosfera se componen prácticamente
de 11 elementos, formando el 99.5% de su masa.
El más abundante es el oxígeno, (combinado con
otros elementos para formar materiales sólidos
(46.60% del total), seguida por el silicio (27.72%),
aluminio (8.13%), hierro (5.0%), calcio (3.63%),
sodio (2.83%), potasio (2.59%), magnesio
(2.09%), titanio, hidrógeno y fósforo (menos del
1%) (Tabla 1). Además, aparecen otros 11
elementos en cantidades del 0.1 al 0.02%. En orden
de abundancia son: carbón, manganeso, azufre,
bario, cloro, cromo, flúor, zirconio, níquel,
estroncio y vanadio. Los elementos están presentes
en la litosfera casi por completo en forma de
compuestos más que en su estado libre (6).
La corteza de la Tierra está compuesta de dos
categorías de material: la corteza oceánica y la
corteza continental, que difieren en composición,
densidad y grosor. Estas diferencias originan las
dos elevaciones principales de la superficie. La
corteza continental es más alta y gruesa que la
oceánica, hasta 65 km de espesor bajo las altas
cordilleras y con un promedio de 35 km de grueso.
Los continentes están formados por cadenas de
montañas de plegamiento y cratones. Un cratón
es una parte no montañosa de un continente, donde
los montes originales han sido erosionados. Sobre
gran parte de un cratón los restos de montañas están
cubiertos con capas de roca que son esencialmente
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
horizontales, excepto en pocas áreas donde han
sido levantados o deprimidos.
Procesos internos y externos de la Tierra
Dentro de los procesos internos se encuentran las
celdas de convección y penachos del manto. Los
cambios geológicos que se originan desde el
interior de la Tierra se llaman procesos internos y
la energía proviene del calor interno de la Tierra,
pero la gravedad también tiene una función
importante. El calor residual de la formación del
planeta todavía se está eliminando, ya que el
núcleo interno se enfría y el externo se enfría y
solidifica. La descomposición continua de
elementos radioactivos en la corteza continental,
se añaden al flujo de calor desde el interior de la
Tierra (1, 4).
Hay indicios de que la roca sólida del manto se
mueve en enormes celdas de convección,
siguiendo un patrón que semeja la convección en
la atmósfera. Otro tipo de movimiento ocurre en
un penacho del manto. Las corrientes de
convección y los penachos del manto ascienden
cuando el material calentado es desplazado por
material más pesado y frío que se hunde por acción
de la gravedad.
Las diversas áreas de distinto tamaño delineadas
por estas franjas o cinturones principales se
denominan placas. Están compuestas de la corteza
y la parte más externa y rígida del manto, desde la
astenosfera, combinación llamada litosfera. Se
mueven lentamente transportadas por la
astenosfera fluyente, como grandes fragmentos de
hielo que flotan en la superficie de un lago durante
el inicio de la primavera. Algunas placas se mueven
más rápido que otras, la teoría que explica los
movimientos de las placas y los procesos que
ocurren en sus límites se llama tectónica de las
placas telúricas (1, 3). A través de la historia de la
Tierra los continentes se han dividido y reunido, a
medida que las placas han derivado miles de km
en vaivén, a través de la superficie de la Tierra.
119
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
Los cambios geológicos basados directa o
indirectamente en la energía solar y la gravedad,
en vez de en el calor del interior de la Tierra, se
llaman procesos externos formados por la erosión
y desintegración del material. Mientras que los
procesos internos generalmente construyen la
superficie de la Tierra, los procesos externos
tienden a destruirla. La gravedad tiene una función
importante en estos procesos (1, 4, 5).
original, y en intemperismo químico, una masa de
roca es descompuesta por una o más reacciones
químicas que producen materiales que son
químicamente distintos del material original. La
mayor parte del intemperismo químico implica la
reacción del material rocoso con el oxígeno, el
dióxido de carbono y la humedad en la atmósfera
y en el terreno (1, 3, 4).
CONCLUSIÓN
La erosión es el proceso o grupo de procesos por
los que los materiales sólidos de la Tierra, sueltos
o consolidados, son disueltos, aflojados o
desgastados y removidos de un lugar para
depositarlos en otro. Hay subprocesos de erosión
como el intemperismo mecánico (Fig. 2), que
sucede cuando una gran masa rocosa es
fragmentada en pequeñas porciones del material
El movimiento de las placas es responsable de la
producción de montañas. El movimiento de las
placas y sus interacciones concentran los
minerales. Las actividades humanas destruyen la
vegetación, aceleran la erosión y contribuyen a ella
las actividades agrícolas, la minería de la
superficie y la construcción.
Tabla 1. Abundancia promedio de los elementos en las rocas de la
corteza terrestre
Elemento
%
Oxígeno
46.60
Silicio
27.72
Aluminio
8.13
Fierro
5.00
Calcio
3.63
Sodio
2.83
Potasio
2.59
Magnesio
2.09
Titanio
0.44
Hidrógeno
0.14
Fósforo
0.12
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
120
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
http://lectura.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/074/htm/sec_10.htm
Fig. 1. Interior de nuestro planeta
BIBLIOGRAFÍA
1. Urrutia, J. 1996. Monografía de Geología. Universidad de Sonora,
México.
Sostenible. 6ª Ed. Prentice Hall. México.
2. Miller, T. G. 1994. Ecología y Medio Ambiente, Grupo Editorial
Iberoamérica, S.A. de C.V. México.
5.http://www.mundofree.com/diomedes/universo_2.html
3. Nebel, B.J. 1999. Ciencias Ambientales. Ecología y Desarrollo
6. http://lectura.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/
074/htm/sec_10.htm
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
4. http://club.telepolis.com/geografo/geenral/corteza.htm
121
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
POTABILIZACIÓN DEL AGUA
Leyva S.G.L., Ortiz R.E., Landavazo C.J.R., Cancino D.I., Dávila R.A.L., Peralta L.A.,
Yocupicio, A. M.T. J., Muñoz O.F.O.
RESUMEN
INTRODUCCIÓN
El agua potable es fundamental para la salud y
bienestar de los seres humanos. Sin embargo, gran
parte de la población mundial no tiene acceso a
este recurso esencial, por lo que su escasez es un
impedimento grave de la producción alimentaria,
el progreso económico y protección de los
ecosistemas naturales, si el suministro total anual
disminuye a menos de mil metros cúbicos por
persona. El control sanitario del ambiente en que
vivimos es de vital importancia y el agua es uno
de los vehículos principales en la transmisión de
enfermedades intestinales, de ahí que el control
sanitario radique en mantener su calidad. Utilizar
métodos que permitan eliminar las impurezas con
las que se recibe el agua en la potabilizadora tiene
la ventaja de hacerla adecuada para el consumo
humano. Es importante el método que se vaya a
utilizar para eliminar las impurezas con las que se
recibe el agua en las plantas potabilizadoras. En
la ciudad de Hermosillo existen tres plantas
potabilizadoras que operan utilizando el método
de coagulación-floculación en cuatro pasos
fundamentales: mezclado y dosificación de
reactivos, coagulación- floculación, sedimentación
y filtración. Para mantener el control se realizan
análisis bacteriológicos (cuenta total estándar,
coliformes totales y coliformes fecales), físicos
(turbiedad, conductividad eléctrica, sólidos totales,
olor, sabor, color y temperatura) y químicos
(alcalinidad, acidez, cloruro s, dureza, cloro
residual, nitratos y sulfatos). El objetivo del
presente trabajo es mostrar en una maqueta la
planta potabilizadora que ilustra el proceso de
potabilización, además de resaltar algunos análisis
importantes que indiquen la calidad del agua.
Los procesos que se utilizan en las plantas
potabilizadoras requieren métodos que consisten
en eliminar impurezas, ya sea suspendidas o
disueltas, que son perjudiciales a la salud en el
aspecto físico, químico y bacteriológico. En el caso
de las tres plantas potabilizadoras de Hermosillo,
se utiliza el método de coagulación-floculación
que consiste en añadir químicos al agua. La
dosificación óptima de éstos se realiza mediante
la aplicación previa de la prueba “de jarras”, que
consiste en llenar un recipiente de volumen
definido con el agua que se va a potabilizar y luego
se le añade una mezcla de las sustancias adecuadas.
Existe otra manera más económica que utiliza el
polímero catiónico.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
El proceso de potabilización (Fig 1) se lleva a cabo
en 4 pasos:
I). Mezclado y dosificación de reactivos:
Esta operación se efectúa de manera hidráulica
por medio de estructuras y tuberías de conducción
de las substancias químicas, que a continuación
se mencionan: a) sulfato de aluminio libre de
fierro, b) polímero catiónico y c) cloro-gas.
Se basa en el principio fundamental de agitar
violentamente el agua que se va a tratar al inicio
del proceso con todos los productos químicos
dosificados mediante una estructura denominada
“parshall” que permite el mayor contacto posible
de las substancias químicas con el agua en forma
rápida y uniforme.
122
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
II). Coagulación-floculación:
III). Sedimentación:
Esta operación se realiza después del mezclado
en canales de flujo horizontal con un tiempo de
retención de 20 minutos, durante este lapso, el agua
es agitada suavemente para favorecer que se
pongan en contacto íntimo las bacterias y la
materia orgánica suspendida; hasta que se adhieran
entre sí, formando grandes flóculos que crecen lo
suficiente para que puedan depositarse fácilmente
en el cono de sedimentación.
El tanque o conos de sedimentación son una
estructura a través de la cual fluye el agua a tan
baja velocidad que el material suspendido cae
depositándose en el fondo, saliendo de éste a través
de canaletas recolectoras una agua relativamente
clara de 2-5 unidades de turbiedad con un periodo
de retención de 90 minutos.
La coagulación es el proceso mediante el cual se
neutralizan las cargas que llevan las partículas,
coloides, los cuales en su superficie llevan campos
energéticos negativos, los cuales al entrar en
contacto con el polímero catiónico disminuyen
hasta que son lo suficientemente pequeños para
que al chocar coloide con coloide no se repelan y
puedan formar conglomerados de mayor tamaño
y peso para ayudar a la sedimentación. En la
floculación se dedica a unir estos conglomerados
mediante redes elásticas formadas por el Sulfato
de aluminio, floculante, el cual formará flóculos
de partículas que tendrán el peso adecuado para
precipitarse y ser separados fácilmente del agua.
Cabe mencionar que para que funcionen
correctamente tanto el floculador como el
coagulador es necesario que el agua lleve cierto
grado de turbidez, de no ser así, se tendrá que
mezclar otro compuesto de arcilla y limo (floc) el
cual proporcionará el medio requerido. Para saber
que cantidad de floculante y coagulante utilizar,
es necesario llevar a cabo la “prueba de jarras”;
que consiste en llenar un vaso de precipitado con
la muestra obtenida del agua que se va a
potabilizar, se le agrega un poco de coagulante, se
observa que el tamaño de la partícula aumenta,
después se vierte floculante y se mezcla, haciendo
girar el vaso de 10-15 revoluciones por minuto,
por último se deja asentar los flóculos formados
por espacio de 15-20 minutos, y se observa que
grado de turbiedad tiene el agua y con ello saber
si se requiere agregar más químicos.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Los factores de operación más importantes de un
tanque de sedimentación son:
Que el agua al entrar al tanque provoque la mínima
turbulencia.
Impedir corrientes en corto circuito o directas entre
la entrada y la salida.
Que el efluente salga sin provocar disturbios para
que no arrastre hacia fuera del tanque el material
sedimentado.
IV). Filtración:
La filtración rápida consiste fundamentalmente en
un lecho de arena, relativamente gruesa, que
elimina previamente los sólidos coagulados
arrastrados después de la sedimentación; el filtro
lo constituye una capa de gravas de cantos rodados
de 45-50 cm de espesor variando el diámetro o
tamaño efectivo de 2" y 1/8" de pulgada, sobre
ésta se aplica la arena sílica en una capa de 6065cms de espesor y tamaño específico de 0.55 a
0.65mm. El espesor del lecho de grava y arena es
el suficiente para impedir que los flóculos penetren
a través de él y con un sistema de desagüe interior,
capaz no solamente de captar uniformemente el
agua filtrada, sino también de distribuir
uniformemente el flujo de agua relativamente
grande para cuando el filtro se está limpiando o
retrolavando, siendo este último una de las
operaciones más importantes de la planta y se hace
cuando el efluente ya no es satisfactorio y la
aportación se ve reducida por la cantidad de
123
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
suciedad que tienen depositada en fondo del filtro.
El retrolavado se realiza hasta que el agua de
lavado que sale del filtro está clara, se cierran las
válvulas de alimentación y se descarga con lo cual
el filtro puede empezar a operar nuevamente (2,
3, 4).
Control de Laboratorio
El laboratorio tiene la función indispensable de
llevar el control de calidad, realizando análisis
tanto del agua de entrada como el agua de salida
de la planta potabilizadora. En el control de calidad
del agua de entrada las determinaciones que se
hacen son de turbiedad, olor, alcalinidad, pH,
fisicoquímicos y bacteriológicos, que son las que
nos indican las proporciones de las dosificaciones
de coagulantes y demás reactivos necesarios para
el proceso; y las determinaciones que se hacen al
agua de salida son básicamente las mismas,
además la determinación de cloro residual libre
que nos indica datos acerca de la eficiencia de las
diversas unidades que forman el proceso. Algunos
máximos permisibles se localizan en la Tabla 1.
Así mismo, el laboratorio realiza en forma
programada el monitoreo de todas las fuentes de
abastecimiento, tanques; líneas principales y el
muestreo a nivel de toma domiciliaria para la
determinación de todos los parámetros de control
de calidad de agua para el consumo humano
(1,5,6).
Cloración
La cloración de los abastecimientos públicos de
agua, representa el proceso más importante usado
en la obtención de agua de calidad sanitaria,
adecuada para el consumo humano (4,5). Sobre la
aplicación de cloro se lleva a cabo un estricto
control en la dosificación en forma proporcional
al gasto de cada fuente y en base a las
determinaciones de cloro residual libre tomadas
en los tanques de distribución y las últimas entregas
de la red. La desinfección significa una
disminución de la población bacteriana hasta una
concentración inocua; razón por la cual se le presta
una cuidadosa atención a la selección de equipo
de cloración, así como a la operación de los
mismos, el cloro se aplica en forma de gas y la
cantidad o dosificación se regula mediante los
aparatos especiales llamados cloradores. La
rapidez de la desinfección con el cloro es más
eficaz a altas temperaturas del agua. Por otro lado,
el cloro es más estable en agua fría y permanece
más tiempo en ella hasta cierto grado, esto
compensa la menor velocidad de desinfección en
agua fría. El tiempo mínimo de reacción debe ser
mayor de 15 minutos, pero es preferible que
transcurran varias horas para garantizar una
desinfección efectiva, sin que el agua llegue al
consumidor con una concentración indeseable de
cloro residual libre (sobrecloración mayor de 0.5
ppm.) que es inconveniente por la presencia de
olores y sabores (5).
CONCLUSIONES
Es de suma importancia que el proceso de
potabilización se realice eficientemente a través
de los métodos explicados con anterioridad, ya que
está en riesgo la salud de la población en general.
Las diferentes determinaciones químicas que se
le realizan permiten garantizar la calidad del agua
para el consumo humano.
BIBLIOGRAFÍA
1. Cantú M.P. 1993. Contaminación Ambiental. Ed Diana , S.A. de
C.V. México.
2. Dickson T.R. 2000. Química: Enfoque Ecológico. Ed Limusa, S.
A. de C. V. México.
3. Miller T. G. 1994. Ecología y Medio Ambiente. Grupo Editorial
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Iberoamérica, S.A. de C.V. México.
4. Nebel B. J. 1999. Ciencias Ambientales. Ecología y Desarrollo
Sostenible. 6a Ed. Prentice Hall. Mexico.
5. http://www.epa.gov/safewater/agua/estandares.html
Tabla 1. Normas de calidad en el agua
124
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
PARÁMETRO
NORMA
I. Bacteriológicos
a) Cuenta total estándar
b) Coniformes totales (NMP)
c) Coniformes fecales
200 bact/mL
2 colif/100 mL
0.0
II. Físicos
a) Turbiedad
b) Conductividad eléctrica
c) Sólidos totales
d) Olor
e) Sabor
f) Color
g) pH
h) Temperatura
10 ppm Si
500-1000 ppm
Inodora
Insipida
5 UPC
6-8
-
III. Químicos
a) Alcalinidad
b) Acidez
c) Cloruros
d) Dureza
e) Cloro residual
f) Nitratos como N
g) Sulfatos
h) Sodio (Na)
i) Calcio (Ca)
j) Fierro (Fe)
k) Cobre (Cu)
l) Magnesio (Mg)
m) Manganeso (Mn)
n) Fluor (F)
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
400 ppm
250 ppm
300 ppm
1 ppm
5 ppm
250 ppm
250 ppm
200 ppm
0.3 ppm
3.0 ppm
125 ppm
0.3 ppm
1.5 ppm
125
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
http://www.epa.gov/safewater/agua/estandares.html (5)
Figura 1. (a) Uso municipal del agua. Muchas veces, el agua se toma de un río, se trata, se utiliza
y se devuelve.
(b) Tratamiento del agua. El agua es conducida del embalse a la planta de tratamiento. Ahí (1) se
añade cloro para matar las bacterias y (2) sulfato de aluminio para aglutinar las partículas
orgánicas; luego, (3) el agua se deja durante varias horas en un cubo de sedimentación para que
se asienten las partículas aglomeradas. Enseguida, (4) se filtra con arena, (5) se trata con cal para
ajustar el pH y (6) se envía a un aljibe o depósito elevado desde donde se distribuye a su hogar.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
126
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
CARCINÓGENOS EN EL HUMO DE CIGARRO Y
SU RELEVANCIA EN EL CÁNCER DE SENO
Grijalva A. G., Martínez M. A., Millán R., Monroy D., Palacios V., Muñoz O. F. O.,
Villegas O. C. A.
RESUMEN
A nivel mundial el cáncer de seno es el más común
en mujeres y su incidencia va en aumento. Existe
cierta evidencia de que el humo del cigarro puede
ser un factor de riesgo en éste. Cada cigarro
contiene alrededor de 4000 compuestos
caracterizados, de los cuales aproximadamente 60
son carcinógenos. Estudios in vitro y con animales
de experimentación han mostrado que
hidrocarburos aromáticos policíclicos, aminas
aromáticas y N- nitrosaminas en el humo pueden
inducir tumores mamarios. En humanos los
constituyentes del tabaco pueden alcanzar el tejido
del seno. La mayoría de los carcinógenos del
cigarro requieren activación metabólica,
conduciendo a la formación de trozos de DNA y
cuando estos evaden los sistemas de reparación
celular persistiendo, el resultado puede ser una
descodificación, y si esto ocurre en regiones
críticas de genes de control del crecimiento, los
controles celulares normales pueden disminuirse.
Estudios recientes sugieren que los fumadores
activos y pasivos presentan un mayor riesgo
comparado con mujeres quienes nunca han estado
expuestas de manera pasiva o activa. Si las
personas mantienen el hábito de fumar por tiempos
prolongados el riesgo de cáncer se incrementa y
disminuye al dejar de hacerlo. En virtud de que el
tabaquismo es uno de los principales problemas
de salud pública en nuestros días, esta revisión
bibliográfica pretende destacar el potencial de los
carcinógenos del humo del cigarro como un agente
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
casual del cáncer de seno en humanos,
proporcionando información al respecto y
resaltando la importancia del avance en el
conocimiento de esta problemática.
INTRODUCCIÓN
Aproximadamente 30% de todas las muertes por
cáncer en países desarrollados son causadas por
el humo del cigarro. Esto incluye 87% de cáncer
pulmonar, 60% de cáncer aerodigestivo en la zona
alta y 8% de otros tipos de cáncer. En este último
grupo, fumar es una causa reconocida del cáncer
en el páncreas, vejiga, riñón, hígado y colon.
Cuando estos sitios son removidos del contacto
directo con el humo, hay efectos sistemáticos
claros que resultan en cáncer. Es posible que fumar
pueda causar cáncer de seno de la misma manera,
pero aún está en estudio el potencial de los
carcinógenos del humo de cigarro (1).
En la Figura 1 se muestra un esquema de la relación
existente entre adicción de la nicotina y cáncer de
pulmón debido a los carcinógenos del cigarro.
Cada cigarro contiene más de 4000 compuestos
de los cuales 60 son carcinógenos. Existen
diferentes procesos protectores de detoxificación
sin embargo, la mayoría de los carcinógenos del
humo de cigarro producen activación metabólica
hasta la formación de aductos de ADN. Si éstos
evaden los sistemas de reparación celular y
persisten, el resultado puede ser una codificación
incorrecta. Si esto ocurre en regiones críticas de
127
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
genes de crecimiento, los controles normales
celulares pueden disminuirse (5). Estudios
recientes de fumadores pasivos y activos reportan
un mayor riesgo en ellos comparado con mujeres
que nunca han estado expuestas de manera pasiva
o activa. Si las personas mantienen el hábito de
fumar por tiempos prolongados el riesgo de cáncer
se incrementa y disminuye al dejar de hacerlo (4).
Estadísticas de Cáncer de Mama
El cáncer de mama ocupa el primer lugar de muerte
femenina en territorio sonorense. La mortalidad
por cáncer de mama y cervicouterino se ha
convertido en un grave problema de salud pública,
pues tan sólo en 1999 fallecieron 3,458 féminas
por estos padecimientos (2). El mayor problema
de la entidad se genera en Hermosillo donde se
concentra el 34 % de las pacientes; además de
muchos casos que todavía no han sido detectados.
“El cáncer no se puede evitar, pero sí eliminar si
se detecta a tiempo” (4). En México se registran
12000 casos de cáncer de mama al año, que
ocasiona la muerte a alrededor de 8,000 mujeres
con mayor frecuencia en féminas de entre 40 y 49
años de edad en promedio, por lo menos con 10
años de anticipación comparado con los países
desarrollados. El principal problema es la
detección a tiempo de esa patología la cual ocupa
el segundo lugar como causa de mortalidad entre
las mujeres, después del cáncer cervicouterino en
el país, se estimó que el 50% de los casos de cáncer
de mama son detectados en la tercera etapa y en el
60% de éstos se identifican los factores de riesgo
(2,3).
de aductos en dicho tejido, existe una alta
probabilidad de que sean los responsables. A
continuación se presentan algunos casos que
involucran a estos carcinógenos.
Carcinógenos Estudiados
Se ha demostrado que la concentración de 1hidroxipireno es mayor en los fumadores
comparado con los no fumadores, debido a la
presencia de este carcinógeno. Hay evidencia de
que también se puede encontrar en comida asada
a la parrilla y contaminación ambiental (6). Por lo
tanto la detección de éste en la orina no es debida
específicamente a la exposición del humo de
cigarro, no obstante, los elevados niveles de 1hidroxipireno encontrados en la orina de los
fumadores, confirma el incremento de los
Hidrocarburos Policíclicos Aromáticos (PAH’s)
cuando se comparan con los no fumadores.
Muchos estudios han investigado niveles de
aductos de benzo[a]pireno-ADN y benzo[a]pirenoproteína en humanos (1,7).
Carcinógenos En El Humo Del Cigarro Y Su
Relación Con Cáncer De Seno
Con base en experimentos realizados con animales
y humanos, existe suficiente evidencia de 60
compuestos carcinógenos en el humo del cigarro,
de acuerdo con las evaluaciones de la Agencia
Internacional de Investigación de Cáncer mueren
8000 mujeres al año por cáncer de mama (2,4,5).
Estos incluyen: hidrocarburos aromáticos
policíclicos, azoarenos y heterocíclicos, nNitrosaminas, aminoaromáticos, aminoaromáticos
heterocíclicos, aldehídos,
compuestos
¿Qué es el Cáncer?
inorgánicos, entre otros (5). En la Figura 2 se
El término cáncer se refiere a un grupo de muestran algunas estructuras de carcinógenos del
enfermedades en las cuales las células crecen y se humo de tabaco que inducen tumores mamarios
diseminan por el cuerpo (7). Numerosos estudios en animales de experimentación y en la Figura 3
han dado señales de la activación metabólica de los compuestos presentes en el humo de tabaco
carcinógenos potenciales del seno en fumadores y que potencialmente podrían estar involucrados en
no fumadores, aunque no hay datos publicados en el cáncer de seno ya que estudios realizados en
humanos de la presencia de éstos formando parte ratas mostraron la aparición de tumores. Existen
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
128
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
otros compuestos que inducen tumores mamarios
en experimentos de animales como son:
benzo[a]pireno,
dibenzo[a]pireno
y
dimetilbenceno[a]antraceno.
CONCLUSIONES
El estudio de estos compuestos químicos como
Cigarro
Adicción a la nicotina
Fumar
agentes causantes de cáncer de mama en humanos
requiere mayor investigación, pero los estudios
realizados hasta hoy aportan suficiente evidencia
del daño que causan. Específicamente en las líneas
celulares, en la inducción del sistema citocromo
P450 y la correspondiente activación de
metabolitos intermedios que forman aductos con
el ADN.
Activación
HAP, NNK y otros
carcinógenos
Persistencia
ADN Aductos
metabólica
Mala
Codificación
Detoxificación
Metabólica
Mutaciones y otros
cambios: RAS, MYC,
p53, p16, RB, FHIT y
otros genes críticos
Reparar
Apoptosis
Excreción
ADN Normal
Cáncer Pulmonar
Figura 1. Relación entre la nicotina y el proceso de formación de cáncer Environmental and Molecular
utagenesis (1).
4-Aminobifenilo
Benzo [a] Pireno (B[a]P)
Di B [a] P
NH2
2-amino-3-metilimidazo-4,5quinoleina
2-Aminobifenilo
2-amino-1-metil-6-fenilimidazo-4,5betapiridina
Nitrometano
Isopreno
1,3-butadieno
Benceno
Óxido de etileno
Figura 2. Estructuras de algunos carcinógenos del humo del tabaco que inducen tumores en animales de
laboratorio. Environmental and Molecular Mutagenesis (1)
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
129
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
Anti 7,8-dihidroxi-9,10tetrahidrobenzo[a]pireno
(racémico)
5,6-dimetilcriseno
6-nitrocriseno
Benzo[j]fluoranteno
Benzo[g]criseno
1,2,3,4tetrahidrobenzo[c]fenantreno
Anti 1,2-dihidroxi-3,4-epoxi1,2,3,4-tetrahidro-5,6dimetilcriseno (racémico)
Fluoranteno
Anti 4,5-dihidroxi-6,6a-epoxitetrahidrobenzo[j]fluoranteno
(racémico)
Anti 11,12-dihidroxi-12,14-epoxi11,12,13,14-tetrahidrobenzo[g]criseno (racémico)
Anti 3,4-dihidroxi-1,2-epoxi1,2,3,4-tetrahidrobenzo[c]fenantreno (racémico)
7,12-dimetilbenzo[a}antraceno
Anti 2,3-dihidroxi-1,10b-epoxi10b,1,2,3-tetrahidrofluoranteno
(racémico)
Anti 9,10-dihidroxi-10,12-epoxi9,10,11,12-tetrahidrobenzo-[j]fluoranteno (racémico)
Anti 11,1,2-dihidroxi-13,14-epoxi11,12,13,14-tetrahidrobenzo[al]pireno
(racémico)
Figura 3. Estructuras de compuestos potencialmente involucrados en el cáncer de seno Environmental and
Molecular Mutagenesis (1).
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
130
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
BIBLIOGRAFÍA
1.Hecht, S.S. 2002. Tobacco Smoke Carcinogen and Breast Cancer.
Environmental and Molecular Mutagenesis. 39:119-126.
2. Lara, M. F. 2002. Medicina a futuro, perspectivas y cambios. 2ª.
Ed Prentice Hall. México.
3. Manjares, A. N. 2002. Secretaría de Salud. Cáncer de seno.
Mecanograma.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
4. Ramírez, R. M., Moreno, G. K. Cáncer de mama 2002.
Mecanograma.
5. U. S. Department of Health and Human Services, Public Health
Service, National Institute of Health. 2000. 20.3152. USA.
6.www.cancer.org
7.www.tuotromedico.com
131
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
LA MAGIA DE LA QUÍMICA
Delgado Morales D.P., Daniel Corrales E.M., Ruvalcaba Valenzuela B.P., Caballero
Castro D., Rochín Molina M.A. y Pérez Armendáriz R.T.
INTRODUCCIÓN
La Química, aún para los que la conocen, es un
tanto mágica. En la antigüedad aquellos que se
llamaban Alquimistas, eran considerados magos,
cuando en verdad eran sólo brillantes científicos,
pero en realidad cautivaban a todo aquel que
observara su grandioso trabajo. Por lo tanto, el
objetivo de esta demostración experimental es
exactamente el mismo: Realizar experimentos de
química que pretenden contribuir a cautivar y
atraer la atención del público para despertar el
interés mágico de la química.
Trucos, bromas, colores cambiantes, llamas que
no queman, líquidos cantantes, humo donde no hay
combustión; son “hechizos” científicos que
resultan ilustrativos con apariencia de magia y
misterio. Todos los experimentos pueden ser
verificados por cualquier persona interesada en
ciencia. Los aparatos y sustancias son accesibles
en cualquier laboratorio de escuela, en el hogar o
en tiendas especializadas. Los métodos utilizados
son sencillos, fáciles de comprender para cualquier
tipo de público y si se manejan correctamente, no
son riesgosos. De esta forma, se cumplirá el
objetivo planteado, cautivando aun a aquellos
desinteresados en la química.
diluido, se obtiene el efecto. Esto se debe a que al
quemar el hidrógeno gaseoso en el extremo inferior
del tubo de vidrio, se produce una columna
vibradora de aire.
Fuego Frío
Se depositan unos cuantos miligramos de un
líquido en la palma de la mano. Alguien acerca un
pedazo de papel encendido al líquido y lo enciende.
La llama tiene un resplandor amarillo. Aquel
líquido es una mezcla de bisulfuro de carbono y
tetracloruro de carbono. La persona no se quema
la mano, esto se debe al enfriamiento provocado
por la rapidísima evaporación de la mezcla, que
evita quemaduras en la mano.
Tela a Prueba de Fuego
Se sumerge un trozo de tela en un recipiente que
contiene un líquido incoloro, se exprime el exceso
y se le prende fuego. La flama se produce
instantáneamente y se consume de forma rápida,
pero la tela no se deteriora. El líquido incoloro es
una mezcla de agua con alcohol etílico, pero la
rápida evaporación del líquido provoca un efecto
de enfriamiento. Debido a esto, el pañuelo no se
enciende ni se quema.
La Flama Musical
El Geiser
Dentro de un tubo de vidrio se escucha un sonido
con tono de órgano. El tubo queda suspendido
sobre una pequeña flama y el sonido continúa
durante todo el tiempo que permanezca encendida
la flama. Usando zinc esponjoso y ácido sulfúrico
Se hace un arreglo de un matraz sobre un vaso de
precipitados grande que contiene agua. En unos
cuantos segundos, una fuerte corriente de agua
comienza a chocar contra el fondo del matraz
invertido, produciendo un sonido un poco fuerte.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
132
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
El agua subirá y casi llenará el matraz. El
enfriamiento del vapor en el matraz forma un vacío
parcial. La presión del aire sobre el agua del vaso
de precipitados dará la presión suficiente a ésta
para subir hasta el matraz.
La Vara que Produce Fuego
Se toca un vidrio de reloj con una vara de vidrio.
El vidrio de reloj tiene un líquido, y al contacto
con la vara, éste se inflama, pero éste líquido no
se inflama con la llama de un cerillo. El líquido es
bisufluro de carbono, el cual tiene un bajo punto
de inflamación y se incendia a la temperatura del
tubo de vidrio calentado.
Espuma Negra
logra colocando el agua en un recipiente de papel
en forma de caja sobre una malla de alambre, la
cual queda sobre la flama de un quemador de
bunsen de gas. La permeabilidad del papel al agua
evita que éste se queme y la conducción de calor a
través del papel eleva la temperatura del agua hasta
su punto de ebullición.
El Terrón de Azúcar Encendido
Se enciende un terrón de azúcar usando un cerillo.
El azúcar simplemente se funde cuando el fuego
del cerillo lo toca, pero cuando se pone en contacto
con ceniza de cigarro, este se enciende y flamea.
Esto se debe a que las cenizas de cigarro actúan
como catalizador provocando que el azúcar se
encienda y que no se convierta en caramelo.
Se vacía un liquido transparente a un vaso que
contiene un polvo blanco que lo llena en un tercio
de su capacidad. Después de agitar el material
comienza a oscurecerse y a desprender humo. En
unos minutos un sólido negro se elevará varias
pulgadas sobre el borde del vaso de precipitados.
El líquido es ácido sulfúrico el cual separa todo el
hidrógeno u oxígeno elemental del azúcar (el polvo
blanco), dejando sólo carbón negro, y los gases
que se forman hacen que el material se eleve en
forma de espuma.
Truco con Velas I
Escena Sangrienta
Una pequeña vela encendida colocada en el centro
de un vidrio de reloj que flota dentro de un gran
vaso de precipitados lleno y hasta la mitad de agua.
Un vaso de precipitados vacío y de menor tamaño
se invierte sobre el vaso grande. Al apagarse la
vela, el agua sube al vaso de precipitados menor.
Si se le agrega agua de cal al agua simple esta se
vuelve lechosa. Esto sucede porque gran parte de
aire es utilizado en la combustión, lo cual se hace
evidente por el hecho de que el agua se eleva al
formarse vacío y que la vela se apaga. La reacción
del agua de cal demuestra que se ha formado
bióxido de carbono de la combustión. La
condensación de humedad en la base y las paredes
del vaso invertido sobre la flama es evidencia de
En una tarjeta de color claro se traza un dibujo
con sangre utilizando un dedo de otra mano. La
tarjeta queda cubierta con la solución concentrada
de tiocianato de potasio y el dedo se empapa en la
solución de cloruro férrico. Ambos compuestos
reaccionan produciendo un color rojo, y esta
prueba es muy sensible para la determinación de
cloruro férrico.
Agua Hirviendo sobre Papel
Se calienta agua hasta su punto de ebullición en
un recipiente de papel sin que se queme. Esto se
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Se coloca una malla de alambre sobre la flama de
una vela, se hace que la flama atraviese la llama
quedando encendida en parte sobre la malla y en
parte debajo de la misma. Se hace que la flama
quede encendida totalmente sobre la malla. Se
demuestra la absorción del calor de la flama por
parte de la malla.
Truco con Velas II
133
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
la oxidación de los hidrocarburos.
Escritura con Fuego
Aliento Helado
Se toca con la lumbre de un cigarrillo un extremo
de una hoja de papel. Gradualmente se escribe con
fuego una palabra en la hoja de papel. El papel
sólo se quema donde queda escrita la palabra.
Usando nitrato de potasio se dibuja la palabra, y
la parte de papel que se quema ha sido oxidada
por el mismo.
Se sopla por un tubo largo de hule cuyo extremo
esté dentro de un líquido (éter) colocado en un
vaso, que contiene además de un tubo de ensaye,
un poco de agua. Después de soplar durante un
par de minutos, se saca el tubo de ensaye y se
muestra que el agua dentro de el se ha congelado.
La pérdida de calor latente de evaporación del éter
hace que la temperatura del agua baje hasta un
punto de congelación.
Bolas de Alcanfor Educadas
Unas pequeñas bolitas suben y bajan dentro de una
probeta grande. Se necesitan trozos de mármol,
sal común, ácido clorhídrico diluido y bolas de
alcanfor. El bióxido de carbono gaseoso se
acumula en cada una de las bolas de alcanfor. Al
cabo de cierto tiempo las burbujas de gas darán
suficiente ligereza a las bolas de alcanfor para que
floten en la superficie. La pérdida de gas en la
superficie provoca que las bolitas de alcanfor se
hundan. Este movimiento continúa durante horas
o días.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Congelamiento Rápido
Se coloca un polvo blanco dentro de un vaso de
precipitados. Se coloca sobre una base húmeda de
madera, agitando energéticamente, al levantar el
vaso se levanta la caja pegada a él pues se ha
adherido al congelarse el agua que la humedecía.
La sal dentro del vaso (nitrato de amonio) absorbe
suficiente calor en su disolución para que la
solución resultante quede a temperatura menor que
el punto de congelamiento de agua.
Varita de Fuego
El extremo de una varilla de vidrio se pone en
contacto con el pabilo de una vela apagada. Se
forma un resplandor y se enciende la vela. Se
necesita clorato de potasio y azúcar en el pabilo
de la vela. La combustión del azúcar es muy rápida,
en presencia del clorato de potasio.
134
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
PÍLDORA CONTRA EL ENVEJECIMIENTO
Flores Mendoza L., Quintero Varjas J., Sandoval Marcial F. y Garcilaso Pérez J.R.
INTRODUCCIÓN
Muchos han sido los tratamientos que han
aparecido en los últimos años que claman ser lo
que puede evitar el envejecimiento, la verdad de
las cosas no se ha demostrado que ninguno de los
tratamientos actuales que circulan en el mercado
detenga el envejecimiento humano, o sea que
detenga el creciente daño celular y molecular que
incrementa nuestra vulnerabilidad a las
enfermedades conforme envejecemos.
tiempo y a que las enfermedades relacionadas con
la edad no aparecieran sino hasta una edad muy
avanzada. Habríamos logrado la píldora contra el
envejecimiento.
Píldora que imite los Efectos de Una Dieta Baja
en Calorías
Los experimentos en animales han sido exitosos,
pero el resultado en humanos no ha sido el mismo,
y no podemos decir que tenemos esa famosa
píldora. Hace más de 60 años se encontró que las
ratas alimentadas con dietas bajas en calorías eran
más longevas en promedio que las alimentadas sin
restricciones. Así mismo los padecimientos de la
edad eran menores. Estos hallazgos se han
reproducido en levaduras, moscas de la fruta,
arañas, ratones y hamsters. Actualmente los
experimentos se están llevando al cabo con monos
rhesus y con el mono ardilla, los cuales responden
en forma casi idéntica a los roedores. Los estudios
de los indicadores de riesgo para enfermedades
relacionadas con la edad, como presión sanguínea,
niveles de glucosa y triglicéridos, indican
resultados mucho mejores en los monos en
tratamiento. Así mismo padecer menos
enfermedades crónicas.
La idea de nuevas investigaciones es crear una
píldora que imite los efectos fisiológicos de una
ingesta baja de alimentos sin forzar a la persona a
pasar hambre. O sea que la píldora interfiriera con
algunos procesos del aprovechamiento nutricional,
sin tener que restringirse en el comer. En otras
palabras que aun comiendo normal o mucho
todavía se tuviera el efecto de una ingesta baja en
calorías. Entonces sí habríamos logrado obtener
una píldora que contribuyera a estar sano por más
¿Cual de los cambios fisiológicos y bioquímicos
es el más importante para retardar el
envejecimiento en los mamíferos? Parece ser que
son los cambios en el metabolismo celular, o sea
la obtención de nutrientes y su conversión a energía
útil para las actividades celulares. La glucosa es
la principal fuente de energía, o sea de producción
de ATP. También son importantes las alteraciones
en la secreción y actividad de la Insulina que
permite la entrada de esa glucosa a las células.
Sí es verdad que el consumo de una dieta baja en
calorías, pero balanceada nutricionalmente,
aumenta la longevidad y prolonga la buena salud
en una gran diversidad de animales, incluso en el
humano.
Para obtener un beneficio máximo habría que
reducir la ingesta calórica en un 30 %, o sea que
en vez de consumir 2,500 calorías había que
consumir 1,750, de manera regular durante un
tiempo prolongado.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
135
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
En las décadas de los cuarenta y cincuentas se
había hecho referencia a un compuesto llamado
2-deoxi-D-glucosa (2DG), como tratamiento
contra el cáncer en roedores y que disminuía los
niveles de insulina en sangre. Este compuesto
realmente puede imitar muchos de los aspectos
de la restricción calórica en animales, por lo que
se pensó que quizá tendría el mismo efecto en los
humanos. A nivel molecular el compuesto
interrumpe el funcionamiento de una enzima
esencial para el procesamiento de la glucosa en
las células. Estructuralmente la 2DG se parece a
la glucosa y por eso la enzima que actúa sobre
glucosa también actúa sobre 2DG. Pero el producto
de esta enzima ya no puede ser tratado por la
siguiente enzima del camino, dando por resultado
que las células producen menores cantidades de
derivados de la glucosa, de la misma manera que
la restricción calórica limita la cantidad de glucosa
que entra a las células. Al recibir menor cantidad
de materia prima, se produce menos ATP. Así, el
cuerpo puede estar recibiendo cantidades normales
de glucosa, pero teniendo el efecto fisiológico y
metabólico de la restricción calórica.
Menor Producción
Envejecimiento
de
ATP
Menor
¿Porqué la menor producción de ATP ayuda a
combatir el envejecimiento? No lo sabemos a
ciencia cierta, pero una hipótesis afirma que la
mayor cantidad de radicales libres, una de las
principales causas del envejecimiento, se produce
durante la construcción del ATP, por lo que tanto
la 2DG como la restricción calórica reducen la
velocidad con que estos radicales se forman y
alteran las células. Así mismo al haber reducción
calórica se adopta por las células un estado de
autopreservación.
Los experimentos para probar la 2DG se
comenzaron en ratas. Después de 6 meses con dieta
normal y tratamiento con 2DG, las ratas tenían
niveles moderadamente más bajos de glucosa en
ayunas, peso corporal, temperatura y niveles de
insulina en ayunas, efectos que coinciden con los
que produce la restricción calórica.
Desgraciadamente la 2DG presenta un serio
inconveniente que impide que se la “píldora
mágica”. Es segura en cantidades pequeñas, pero
se vuelve tóxica para algunos animales cuando la
dosis se aumenta un poco. Este estrecho margen
de seguridad hace imposible el uso de la 2DG en
humanos.
El nuevo reto es encontrar otra sustancia que
ofrezca los beneficios de la 2DG, con márgenes
de seguridad más amplios. Ya se han identificado
algunos compuestos prometedores, como el
yodoacetato. También se han identificado ya
compuestos que afecten los procesos de obtención
de energía a partir de los lípidos y las proteínas,
que podrían contribuir al efecto de la restricción
calórica.
El propósito de la investigación actual es
desarrollar compuestos que engañen a las células
para que estas activen mecanismos de
mantenimiento y actividades de reparación que se
reflejen en mejor salud y mayor longevidad.
BIBLIOGRAFÍA
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Weindruch, R., (1996) “Caloric restriction and aging” Scientific
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136
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
LA SORPRENDENTE SEROTONINA
Fierro Gutiérrez L.L., Molina Domínguez C. C., Ocampo Diéguez., Sosa Siqueiros
C., Vejar Rivera E.I.
RESUMEN
Objetivo: Dar a conocer la importancia de la
Serotonina sobre algunas funciones vitales.
La Serotonina ó 5-hidroxitripamina (5-HT) es
neurotransmisor derivado del triptófano que se
descubrió en el cerebro en 1953 . A mediados de
los años 60’s se encontró que estaba en las
neuronas, a las cuales se les llamo neuronas
Serotoninérgicas y a su vez se conoció que están
agrupadas a lo largo de la línea media del cerebro
medio y del tallo cerebral. Las terminales nerviosas
de estas neuronas que tiene la capacidad de
influenciar en muchas partes del cerebro
involucradas en el control de una diversidad de
funciones fisiológicas como son el dolor, estado
de animo, actividad sexual, comportamiento,
movimiento, apetito, secreciones endocrinas y las
funciones cardiovasculares. Por todo lo anterior
se sabe que la disfunción de las neuronas
serotoninérgicas tiene un papel etiológico
importante en diversas enfermedades y las drogas
que modifican la función de la 5-HT son
potencialmente útiles en el tratamiento de muchos
de los desordenes neurológicos, psiquiátricos y
otros, lo que ha acelerado la investigación acerca
de este neurotransmisor. Uno de los principales
desarrollos en los años recientes ha sido la
elucidación de más de una docena de subtipos
distintos de receptores de 5-HT, conocimiento que
llego gracias a décadas de evidencia acumulada.
Para un farmacólogo cada uno de los tipos de
receptores representa un nuevo blanco muy
definido y se están encontrando los agentes que
interaccionan con cada uno de los receptores, por
lo que estos serán elementos muy valiosos para
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
elucidar las acciones fisiológicas de cada uno de
los receptores de Serotonina.
INTRODUCCIÓN
El cerebro humano contiene decenas de millones
de neuronas individuales que interconectadas
forman redes muy complejas. Estas neuronas se
encuentran comunicadas unas con otras por medio
de un espacio entre ellas llamado hendidura
sináptica, en el cual se lleva a cabo la sinápsis,
proceso químico que se encarga de transmitir las
señales de una neurona a otra por medio de la
liberación de neurotransmisores químicos.
Decenas de estos neurotransmisores ya han sido
identificados, algunos de estos incluyen a las
Monoaminas, tales como son Serotonina, Acetil
Colina, Adrenalina, Noradrenalina, Glutamato,
Dopamina y muchos otros Neuropéptidos. Muchas
de estas sustancias también ejercen su función
como neurotransmisores fuera del cerebro,
ejerciendo otros papeles fisiológicos. Uno de los
neurotransmisores más estudiados es la 5-HT y ha
sido el foco de muchas investigaciones durante esta
“Década del Cerebro” .
La 5-HT se descubrió por primera vez en 1948
cuando se aisló del suero de la sangre y se le
encontró un efecto constrictivo en los vasos
sanguíneos. Años después, en 1953 la 5-HT se
encontró en el cerebro y se sospechó que era un
neurotransmisor, teoría que se confirmo
rápidamente al acumularse la evidencia necesaria.
A mitad de los años 60’s se conoció que la 5-HT
contenida en el cerebro, se encontraba en las
neuronas y se mapeo su distribución. El
conocimiento de las funciones de la 5-HT en el
137
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
cerebro y de las neuronas serotoninérgicas surgió
gradualmente y se consideró un posible papel de
esta molécula en las enfermedades mentales, sobre
todo en la depresión. Durante esos años hubo
evidencia creciente entre los Psiquiatras y los
Neurocientíficos que concluían que el pensamiento
y las emociones involucraban cambios
moleculares en el cerebro y que las enfermedades
mentales estaban asociadas con la química
anormal del cerebro.
Distribución de las Neuronas Serotoninérgicas
en el Sistema Nervioso Central
La mayoría de la 5-HT en nuestro cuerpo se
encuentra en las neuronas y en las células
enterocromafines del tracto gastrointestinal. El
cuerpo celular de las neuronas serotoninérgicas en
el sistema nervioso central esta agrupado a lo largo
de la línea media del cerebro medio y del tallo
cerebral, más específicamente en el núcleo de rafe.
Estas neuronas mandan proyecciones ascendentes
a la mayor parte del cerebro anterior y
proyecciones descendentes al cerebro inferior, las
áreas del tallo a la columna espinal. El núcleo del
rafe dorsal tiene la mayoría de las neuronas
serotoninérgicas de todo el núcleo de rafe . Las
proyecciones ascendentes de rafe medio y dorsal
pasan a través del cerebro anterior medio y luego
pasan para diversificar sus regiones blanco
incluyendo el sistema límbico, el hipotálamo, la
corteza estriada y en la corteza cerebral. Las
proyecciones descendentes de la columna espinal
se originan primeramente en el magnus del rafe y
en el núcleo oscuro del rafe, así como de las células
serotoninérgicas localizadas en la médula
ventrolateral. Fig.1.
La red de las neuronas serotoninérgicas en el
sistema nervioso central puede representar el
circuito más expansivo conocido para cualquier
neurotransmisor. Las terminales nerviosas de 5HT pueden influenciar muchas partes del cerebro
involucradas en el control de una diversidad de
funciones fisiológicas incluyendo el dolor, estado
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
de ánimo, actividad sexual, comportamiento,
movimiento, apetito, secreciones endocrinas y las
funciones cardiovasculares. Es por eso que la
disfunción de las neuronas serotoninérgicas tienen
un papel etiológico en diversas enfermedades y
las drogas que modifican a la función de 5-HT son
potencialmente útiles en el tratamiento de muchos
de los desordenes neurológicos, Psiquiátricos y
otros.
Síntesis y Mecanismo Molecular de la
Serotonina
Las neuronas serotoninérgicas en el cerebro y en
otras partes sintetizan y almacenan en sus gránulos
o vesículas a la 5-HT a partir de la 5-hidroxilación
del aminoácido L-triptófano y la subsiguiente
descarboxilación de el intermediario de vida corta
L-5-hidroxitriptófano. La primera enzima
Triptófano-5-hidroxilasa es muy específica, y se
piensa que está presente solo en células que forman
Serotonina. El triptófano es límite en la biosíntesis
de 5-HT, y por lo tanto, la disponibilidad diaria
del triptófano puede afectar los niveles de 5-HT.
Los inhibidores del triptófano hidroxilasa reducen
la biosíntesis de Serotonina y representa un medio
de disminución de la 5-HT. En cambio la
descarboxilasa del aminoácido aromático es
menos específica y muy probablemente no sea el
límite para la biosíntesis de 5-HT, por lo que no
representa un blanco atractivo para las fármacos
que inhiben la formación de esta molécula.
La 5-HT es liberada por los gránulos o vesículas
hacía la hendidura sináptica donde actúan en
receptores Pre y Post sinápticos de 5-HT, después
de esta acción la 5-HT se transporta de nuevo hacía
la terminal nerviosa, a través de un acarreador
donde puede reciclarse en gránulos de
almacenamiento o destruirse por medio de una
enzima mitocondrial llamada Monoamino oxidasa
( MAO). Existen otros receptores llamados
autorreceptores los cuales se encuentran en la
neurona Pre sináptica, que al unirse a la 5-HT
modulan la liberación de la misma. Fig.2.
138
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
Importancia de los Fármacos sobre la Acción
de Serotonina
El conocimiento de estos mecanismos a
contribuido a la creación de fármacos. Los
fármacos actúan en diversos sitios para modificar
la función de la 5-HT. Estos pueden actuar
directamente en los receptores de 5-HT para
mimetizar o bloquear la acción de esta. Pueden
aumentar la cantidad de 5-HT en la hendidura
sináptica bloqueando el proceso de recaptación por
el acarreador. Pueden provocar la liberación de 5HT a partir de los gránulos de almacenaje o bien
inhibir su degradación efectuada por la MAO. La
administración de precursores de 5-HT puede
aumentar la síntesis de la misma, de tal manera
que esté mas disponible para liberarse. Fig.3
La Serotonina es importante en la acción de
diversos fármacos, por ejemplo, se sabe que la
Fenfluramina libera 5-HT de los gránulos de
almacenamiento y su acción como una droga
supresora del apetito, se piensa que depende del
aumento de la función serotoninérgica.
Comenzando en los 70’s un grupo de fármacos que
selectivamente inhibían la recaptación neuronal
de 5-HT comenzó a surgir. La Fluoxetina entró al
mercado farmacéutico americano en 1988 y se ha
convertido en el fármaco antidepresiva más
ampliamente usada a través del mundo ,habiéndose
unido en el mercado de los Estados Unidos por la
Sertralina y la Paroxetina. La Zimelidina fue el
primer inhibidor selectivo de recaptación de
Serotonina que se comercializó fuera de los
Estados Unidos, pero tuvo que ser restringida
debido a los efectos colaterales que se creía que
estaban relacionados a la inhibición de la
recaptación de 5-HT. La especificidad de la acción
de estas fármacos y su éxito comercial ha enfocado
la atención sobre fármacos potencialmente
terapéuticos que modifican la función de la 5-HT
y la búsqueda de fármacos con efectos similares
se han intensificado.
Las
neuronas
cerebrales
de
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Serotonina
generalmente se consideran importantes en el
control fino de los mecanismos fisiológicos, la
evidencia acumulada de que los fármacos
modifican la función de la 5-HT son
terapéuticamente útiles y así mismo con los
avances en el entendimiento de la fisiología de las
neuronas serotoninérgicas a provocado una
investigación substancial dirigida a encontrar
fármacos que modifique la función de la
Serotonina de manera más específica.
Los Subtipos de Receptores Median las
Diferentes Respuestas a la Serotonina.
Uno de los principales desarrollos en los años
recientes ha sido la elucidación de más de una
docena de subtipos distintos de receptores
serotoninérgicos. Este conocimiento no llego de
sorpresa , sino a partir de la evidencia que se había
ido acumulando a partir de décadas.
Los receptores de Serotonina existen no solo en el
cerebro si no también en muchos tejidos
periféricos, tales como los vasos sanguíneos, el
tracto gastrointestinal, el corazón, el útero y otros
tejidos musculares lisos y están a su vez localizados
en muchas neuronas y muchas células no
neuronales, incluyendo las plaquetas sanguíneas
y las células musculares lisas, después no fue
sorprendente que los receptores de 5-HT no fueran
semejantes uno a otro.
El rápido progreso en identificación de los subtipos
de receptores de Serotonina comenzó a finales de
los años 70’s con la aplicación de nuevas técnicas
llamadas Unión radioligando. En 1979 en la
Universidad John Hopkins definieron a los
receptores 5HT1 y 5HT2 en el cerebro con este
instrumento, pronto se reconoció que el sitio 5HT1
no era un solo sitio si no que comprendía al menos
2 diferentes receptores. Subtipos de receptor de
5-HT adicionales se definieron por la unión de
rayoligando y otros métodos farmacológicos y los
biólogos moleculares comenzaron a clonarlos
actualmente se reconocen 14 subtipos de
139
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
receptores de Serotonina y ya hay muy poca duda
de que otros se añadirán a esta lista. Sin embargo
el paso de los descubrimientos de nuevos
receptores de Serotonina, parece ser que se ha
disminuido.
Los receptores de Serotonina están acoplados a
diferentes sistemas de segundos mensajeros, en
otras palabras la 5-HT manda una señal que inicia
una segunda señal. Estos mecanismos acoplados
se añaden a la diversidad potencial de los efectos
de la serotoninérgicos en diversos tejidos y tipos
celulares diferentes proteínas Gi y Gs pueden
acoplarse a un mismo receptor de 5-HT. Cuadro.1.
CONCLUSIONES
Es evidente que las neuronas de Serotonina en el
sistema nervioso tienen influencias amplias y que
los fármacos que afectan a la función de esta
molécula tiene muchas aplicaciones terapéuticas,
por lo que la investigación acerca de este
neurotransmisor se ha acelerado.
Es evidente que los procesos moleculares en el
cerebro se ven influenciados por nuestros
pensamientos y sentimientos, pero los inhibidores
de la recaptación de Serotonina muestran promesas
en el tratamiento de enfermedades psiquiátricas
diversas, además de la depresión incluyendo los
desordenes compulsivos u obsesivos, el desorden
de estrés post traumático, el desorden de
personalidad y la agregación impulsiva. Futuros
estudios verificarán que los sistemas neuronales
de Serotonina contribuyen a nuestra habilidad para
responder, enfrentarnos y a adaptarnos al estrés
ambiental, el cuál está en ascenso sobre todo en
los países desarrollados.
Fuller R.W.1995.
Figura. 1. Las neuronas
serotoninérgicas pueden
tener el circuito mas
expansivo entre los
transmisores que
actualmente se conocen.
aun cuando la serotonina
no es el mas abundante
en el cerebro. Las
terminaciones nerviosas
de serotonina están
presentes en muchas
áreas corticales en el
sistema límbico, en el
hipotálamo, en el
estriado, en el
hipocampo y en la
amígdala y otras regiones
del cerebro, aunque la
densidad de inherbación
varía.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
140
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
Fuller R.W.1995.
Figura. 2. La serotonina (en verde) se sintetiza en terminaciones nerviosas, se almacena en
gránulos o en vesículas (amarillas) y se libera en el impulso nervioso hacia la hendidura
sináptica. Después de actuar en receptores pre y post sinápticos (violeta) la serotonina se
transporta de nuevo a la terminal nerviosa a través de un acarreador (en azul) en donde
puede reciclarse en gránulos de almacenamiento (parte superior) o destruirse por una
enzima mitocondrial la MAO. El producto de degradación es 5-hidroxiindolacético que
puede ser medido en el fluido cerebroespinal para calcular los niveles de serotonina. La
multiplicidad del receptores media las respuestas pre y post sinápticas a la serotonina o a
los agonistas de serotonina. Los receptores 5HT1B y 5HT1D pueden existir como
autorreceptores en terminales nerviosas en donde modulan la liberación de serotonina. El
receptores 5HT1A es un autorreceptor en los cuerpos celulares de las neuronas, en donde
modula el disparo de las neuronas de serotonina. Todos los subtipos de receptores también
se dan post sinápticamente en las neuronas blanco.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
141
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
Fuller R.W. 1995.
Figura. 3. Las drogas (rojo) pueden actuar en diversos sitios para modificar la función de la
serotonina. Pueden actuar directamente en los receptores de serotonina (violeta) para
mimetizar o bloquear la acción de la serotonina. Pueden también aumentar la cantidad de
serotonina en la hendidura sináptica bloqueando el consumo por el acarreador (azul)
liberando serotonina a partir de los gránulos de almacenaje (amarillo), o inhibiendo la
degradación de la serotonina (MAO). La administración de precursores de serotonina
puede aumentar la síntesis de serotonina de tal manera que esté mas disponible para
liberarse. Las drogas pueden disminuir a la serotonina inhibiendo su síntesis (izq.) o
interfiriendo con el almacenaje en los gránulos.
Tabla.1.Subtipos de Receptores Clonados y Segundos Mensajeros Afectados
Receptor de
Serotonina
5HT 1A
5HT 1B (5HT1Da )
5HT 1D (5HT1Dß)
5HT 1E
5HT 1F
5HT2A
5HT 2B
5HT 2C
5HT 3
5HT 4
5HT 6
5HT 7
5HT 5A
5HT 5B
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Segundo Mensajero
Afectado
Resultado Inicial De La
Activación Del Receptor.
AMP Cíclico
Inhibición Del
Adenilato Cíclasa
Diacilglicerol
Y
IP 3
Calcio
AMP Cíclico
Activación de
Fosfolipasa C
¿?
Canal De Iones Calcio
Estimulación del
Adenilato Cíclasa.
¿?
142
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
BIBLIOGRAFÍA
Albert L.L., David L.N., Michael M.C., 1995, Principios De
Bioquímica, 2da Ed., Editorial OMEGA, España, Barcelona.
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y Ciencia.4-12
Ray W.F., 1995, Scientific American, Science and Medicina, 48-57
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
143
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
RECEPTOR DEL FACTOR DE CRECIMIENTO
EPIDÉRMICO
Uriarte Montoya Mario Irma, Zepeda Angulo Adriana, Castro García Diana Judith,
Cañizares Navarro Milagros Guadalupe, Vejar Rivera E.I.
RESUMEN
EXTENSO
El receptor del factor de crecimiento epidérmico
(EGFR) es un receptor transmembranal del grupo
tirosina quinasa que está ampliamente involucrado
en la regulación de la proliferación, sobrevivencia
y diferenciación celular e inclusive en la angionesis
y anti-apoptosis de algunas células de nuestro
cuerpo. Las actividades del EGFR son mediadas
por múltiples caminos de transducción de señales,
siendo la cascada mejor caracterizada la que
incluye la secuencia Ras/Raf/Erk, que inicia con
la fosforilación de los residuos de tirosina del
EGFR al unirse éste último con sus respectivos
receptores. Sin embargo, se ha encontrado que
ciertas mutaciones del EGFR, siendo la más
importante EGFRvIII, originan la promoción de
cascadas de señal para ciertos cánceres, ya que se
involucran en la génesis y progresión de algunos
tumores. Por lo anterior y debido a que el EGFR,
al estar sobreexpresado en algunos cánceres
humanos, representa un blanco muy atractivo para
la terapia contra el cáncer, además de que se han
incrementado durante los últimos años el número
de drogas antiproliferativas, que incluyen el
sistema EGFR, para tratar esta enfermedad y es
precisamente esta la razón de la importancia del
objetivo de este trabajo de revisión bibliográfica,
que discute en general las características del
EGFRy el camino principal de transducción de
señales que controla, así como las alteraciones en
estos sistemas causados por EGFRvIII. Además
examina los intentos terapéuticos que tratan al
receptor de este sistema y su papel como posibles
agentes antiproliferativos en la terapia contra el
cáncer.
La división celular está normalmente regulada de
forma precisa por una familia de factores de
crecimiento, proteínas que inducen la división, y
en algunos casos la diferenciación, de células en
reposo. Algunos factores de crecimiento son
específicos de ciertos tipos celulares y estimulan
la división tan sólo de aquellas células que poseen
receptores apropiados.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Al unirse el factor de crecimiento con su receptor
correspondiente, se inicia una serie de eventos de
transducción de señales intracelular, en las que se
incluyen la activación del receptor, la estimulación
de las cascadas quinasas y la activación o síntesis
de los factores de trascripción, que finalmente
culminan en cambios en la expresión genética. Por
lo tanto, el rol primario de los receptores de los
factores de crecimiento es la transmisión de
información del medio extracelular hacia el
interior de la célula.
Últimamente se le ha dado mucha importancia al
sistema del receptor del factor de crecimiento
epidérmico (EGFR por sus siglas en inglés) debido
a la observación de que este receptor es un factor
significante en la génesis o progresión de algunos
cánceres humanos, incluyendo aquellos del
cerebro, pulmón, mama, ovario, páncreas y
próstata.
De hecho EGFR y sus ligandos juegan un papel
muy importante en la regulación de la
proliferación, diferenciación y sobrevivencia
celular precisamente durante el desarrollo celular.
144
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
EGFR es expresado por muchos tipos de células
originadas de las 3 capas germinativas, y por ello
representa uno de los sistemas ligando-receptor
mejor caracterizados.
EGFR pertenece a la familia de los receptores del
factor de crecimiento transmembranales tirosina
quinasa. Es una glucoproteína de superficie celular
de 170 kDa, la cual consta de una sola cadena
peptídica de 1186 aminoácidos. El receptor
contiene tres regiones principales: una parte
extracelular, una región transmembranal
hidrofóbica y una porción citoplasmática que
contiene a la tirosina quinasa. La figura número 1
muestra un esquema general del EGFR
El dominio extracelular contiene la región en la
cual se une el ligando y consiste de 621
aminoácidos, los cuales a la vez se dividen en
cuatro subdominios: L1, L2, S1 y S2, siendo éstos
dos últimos ricos en cisteína. Al doblarse los
subdominios L1, S1 y L2 se forma un lugar
específico de unión para el EGF y otros ligandos.
El dominio transmembranal es una sola región
hidrofóbica que contiene 23 aminoácidos, los
cuales forman una estructura en alfa hélice que
atraviesa la membrana celular.
La region juxtamembranal entre la membrana y la
tirosina quinasa es una región reguladora muy
importante. Esta región es sujeta a llevar a cabo
fosforilaciones por proteínas quinasas, por lo que
la actividad catalítica del EGFR reside en el
dominio de tirosina quinasa.
A pesar de su nombre, el receptor del factor de
crecimiento epidérmico es único dentro de los
receptores tirosina quinasa, en el sentido de que
se une con al menos seis ligandos, incluyendo el
EGF y otros más.
La unión con el ligando induce cambios
conformacionales que originan a la dimerización
del receptor y a la activación de la región tirosina
quinasa. Después de esta activación, algunas
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
tirosinas de cada receptor son fosforiladas y son
éstas quienes sirven como lugares de unión para
la maquinaria de transducción de señales
intracelular, que en conjunto origina cambios en
la expresión genética así como respuestas
celulares tales como la proliferación o
diferenciación. La señal, una vez al ser
amplificada, es apagada por la internalización del
receptor/ligando. El receptor es después degradado
o reciclado hacia la superficie celular, como se
muestra en la figura número 2.
En el camino Ras/Raf/ERK, que es la ruta mejor
caracterizada, la unión de Grb2 (receptor del factor
de crecimiento unida a proteína) recluta a SOS a
la membrana, que en conjunto activan a Ras y Raf.
La activación de ERK lleva a la trascripción
genética que resulta principalmente en el
crecimiento y proliferación celular; sin embargo,
la transducción de señales de EGFR produce un
gran rango de efectos que dependen de la célula,
tejido de origen y estado de diferenciación,
incluyendo proliferación celular, angiogénesis,
maduración, diferenciación, migración, adhesión/
desadhesión, invasión e inhibición de apoptosis,
tal como se visualiza en la figura número 3.
EGFR está frecuentemente sobreexpresado en un
rango muy grande de cánceres humanos. El
número de moléculas de EGFR en células
normales fluctúa entre 40 y 100 mil por célula,
mientras que en células malignas este número
puede alcanzar los 2 millones.
Los mecanismos por los que el EGFR se vuelve
oncogénico son variados e incluyen lazos del
ligando autócrinos, amplificación o sobreexpresión
del gene del EGFR y delecciones o mutaciones
que llevan al receptor constitutivamente activado
e independiente de los ligandos. De hecho,
evidencia reciente sugiere que las alteraciones en
el EGFR pueden ser tan importantes como la
amplificación en la producción de efectos
oncogénicos.
145
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
Al menos nueve mutaciones del EGFR se han
identificado, siendo la más común de éstas el tipo
III de delección mutante del factor de crecimiento
epidérmico (EGFRvIII). A pesar de que este
receptor mutado no se puede unir a ningún ligando,
está constitutivamente activado y por lo tanto es
capaz de activar cascadas de transducción de
señales en ciertos tumores. Se ha encontrado que
EGFRvIII está presente en una gran variedad de
cánceres humanos más no en células normales.
Debido a que sólo es expresada por células
tumorales, es un blanco ideal en la terapia contra
el cáncer, incrementando con ello la especificidad,
la cual es el principal obstáculo de cualquier
técnica antitumoral.
Es mucha la importancia que se le ha dado a este
receptor y sus derivados en los últimos años, de
hecho el número de drogas que tratan con el
sistema de EGFR en la actualidad se han
multiplicado en gran escala. Estas drogas caen
dentro de tres categorías importantes, las cuales
dependen de la región del receptor que tratan:
extracelular, intracelular y nuclear.
Varias de estas estrategias que han sido
desarrolladas tratan ya sea EGFR o EGFRvIII.
Estas incluyen entre otras, anticuerpos
monoclonales, conjugados de toxinas, moléculas
pequeñas que inhiben a la tirosina quinasa del
EGFR, métodos antisentido y ribozimas. Algunos
de estas modalidades terapéuticas han sido
aprobadas como efectivas en experimentos
clínicos realizados.
Fig.1: Receptor del factor de crecimiento
epidérmico.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
146
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
Fig. 2: EGFR forma un dímero al unirse con el ligando
correspondiente.
Fig. 3: Cascada biológica principal de las actividades
del EGFR.
BIBLIOGRAFÍA
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Ed, Omega, pp. 775-779.
Pedersen Mikkel Wandahl y Hans Skovgaard Poulsen: Epidemal
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Saltiel Alan R.: Signal transduction pathways as drug targets.
Scientific American: Science and Medicine. 6 (2): 58-67, December
1995.
147
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
LUMINOSIDAD, MI QUERIDO WATSON,
LUMINOSIDAD
Peña Leriche J. M., Escobar Cuadras J. L., Luque Lima. D. G., Orduño Fragoza O.,
Cañez Carrasco M.G.
RESUMEN
OBJETIVO
Algunas reacciones de óxido reducción pueden
liberar energía luminosa a temperatura ambiente.
Este proceso se define como quimioluminiscencia.
Un ejemplo es la flama, donde la reacción entre
un combustible y un oxidante produce un estado
excitado que emite luz. Otra reacción la produce
el luminol, un compuesto orgánico que emite luz
fría cuando se oxida. Los químicos forenses usan
las reacciones del luminol para analizar las
evidencias en las investigaciones criminalísticas
al rociar luminol sobre algún lugar donde se
sospecha la presencia de sangre. Si la hay, los iones
de Fe (II) sanguíneos oxidan al luminol para formar
un compuesto quimioluminiscente que
resplandece en la oscuridad. La prueba del luminol
es muy útil porque funciona bien, tanto con sangre
fresca como con sangre seca. El luminol tiene una
característica especial de gran utilidad. La misma
mancha se puede hacer luminiscente una y otra
vez si se deja secar y se somete nuevamente al
tratamiento. El objetivo de este trabajo es ilustrar
la aplicación de técnicas de laboratorio en
investigaciones forenses utilizando la reacción del
luminol con peróxido de hidrógeno. La
demostración se hará sobre material que contenga
restos de sangre que no se observen a simple vista,
el cual se rociará con una solución conteniendo
peróxido de hidrógeno diluido mezclado con una
solución de luminol, en ausencia de luz se produce
la luminosidad característica del luminol
solamente en la porción impregnada con sangre.
Ilustrar la aplicación de técnicas de laboratorio en
investigaciones forenses utilizando la reacción del
luminol con peróxido de hidrógeno.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Quimioluminiscencia
Se refiere a la emisión de luz por una reacción
química, que pueden ocurrir en fases líquidas,
sólidas y gaseosas. La luz emitida por estas
reacciones presenta diferentes grados de
intensidad, vida media y longitud de onda.
INTRODUCCIÓN
La
luminiscencia
es
un
fenómeno
espectrofotométrico que se aplica en diversas áreas
de investigación y análisis como la química legal.
El uso analítico de la quimioluminiscencia (QL)
ha experimentando un creciente interés, ya que
representa una alternativa simple, barata y sensible
para cuantificar una gran variedad de compuestos.
Desde hace unos treinta años, el fenómeno de la
luminiscencia, originalmente una curiosidad del
laboratorio físico, se ha convertido en una rama
de la espectrometría aplicada, dentro de la química
analítica. Debido a la nueva instrumentación y,
especialmente a la incorporación de técnicas
modernas la QL y la bioluminiscencia (BL) se
aplican de forma rutinaria en el análisis tanto
cualitativo como cuantitativo. Aunque el fenómeno
148
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
de luminiscencia se conoce desde 300 años a. C.,
el desarrollo de aplicaciones analíticas es
relativamente reciente y ha resultado de gran
utilidad debido a su alta sensibilidad y selectividad.
La primera aplicación de la QL como técnica
analítica la llevó a cabo Erdey en 1957, que estudió
el uso de varias sustancias, como luminol, lofina
y lucigenina, como indicadores volumétricos(4).
Las
aplicaciones
analíticas
de
quimioluminiscencia como método de detección
en inyección en flujo, cromatografía líquida (CL)
y electroforesis capilar (EC), junto al gran
potencial que representan las técnicas de
inmunoensaye, confieren a esta técnica gran
importancia por su aplicación en áreas de
investigación de diversas disciplinas, que incluyen
técnicas de separación en análisis químico,
biológico, farmacéutico, biomédico y alimentario,
control de calidad, entre otras (5).
En general, una reacción quimioluminiscente se
puede generar mediante dos mecanismos básicos.
En una reacción directa, dos reactivos,
normalmente un substrato y un oxidante en
presencia de algunos cofactores, reaccionan para
formar un producto o intermediario de la reacción,
algunas veces en presencia de un catalizador.
Después, parte del producto o intermediario pasa
a un estado electrónicamente excitado, que puede
relajarse hasta el estado fundamental con emisión
de un fotón (2). El substrato es el precursor
quimioluminiscente, que se convierte en la
molécula excitada electrónicamente, responsable
de la emisión de luz, o bien actúa para transferir
la energía en la quimioluminiscencia indirecta. El
catalizador, enzima o ion metálico, educe la
energía de activación y proporciona el ambiente
adecuado para la producción de una alta eficiencia
quimioluminscente durante el proceso (3).
El objetivo de este trabajo es ilustrar la aplicación
de técnicas de laboratorio en investigaciones
forenses utilizando la reacción del luminol con
peróxido de hidrógeno. En el método tradicional
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
se utilizan grandes volúmenes de solución, en este
trabajo se describe una técnica donde se utilizan
menores cantidades de reactivos con objeto de
minimizar la cantidad de residuos generados sin
disminuir el espectacular efecto de la reacción. La
demostración se hace sobre material que contenga
restos de sangre que no se observen a simple vista,
el cual se rocía con una solución conteniendo
peróxido de hidrógeno diluido mezclado con una
solución de luminol, en ausencia de luz se produce
la luminosidad característica del luminol
solamente en la porción impregnada con sangre
(1).
La técnica de análisis forense con luminol se ha
convertido en un método riguroso para la
investigación criminalística ya que es un
procedimiento moderno, eficaz y sencillo que se
puede aplicar para detectar huellas de sangre en
el lugar del crimen, y aportar información acerca
del delito. Además es muy útil porque funciona
bien, tanto con sangre fresca como con sangre seca
y tiene una característica especial de gran utilidad,
la misma mancha se puede hacer luminiscente una
y otra vez si se deja secar y se somete nuevamente
al tratamiento, por lo cual se puede utilizar en un
juicio como una prueba presuntiva (1).
Se cuenta con otros métodos forenses como
determinar las huellas dactilares en el arma, pero
se requiere el objeto del delito y de alguna
evidencia en el lugar del crimen, para comprobar
y comparar que esta huella es idéntica a la del
sospechoso, en cambio la prueba del luminol es
mucho mas facil de realizar.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se prepara una solución de peroxido de hidrógeno
al 3% (solución A) y una solución de luminol;
C8 H7 O 2 N 3 al 0.02 % disuelto en una solución
amortiguadora de carbonatos; 0.4 g de Na2 CO3 y
2.4 g de NaHCO3 y 0.05 g de (NH4 )2 CO3 (solución
B) y se mezclan rociándolos sobre una pieza de
tela que contenga restos de sangre para producir
149
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
la luminiscencia característica del luminol
únicamente en la porción impregnada con sangre
que se observa solo en ausencia total de luz. Las
soluciones con iones metálicos de transición (Fe3+,
Cu2+ y Co 2+ ) pueden también presentar
luminiscencia cuando están en contacto con una
mezcla de las soluciones A y B
RESULTADOS
Después de realizar varias pruebas a diferentes
concentraciones de peróxido de hidrógeno y en
diferentes objetos con residuos de sangre, se
encontró que a mayor concentración del peróxido
se observa mayor luminosidad con una sola
aplicación de los reactivos durante un periodo de
tiempo de dos a tres minutos o hasta que el
peroxido de hidrógeno se volatiliza.
Este método es un procedimiento práctico y
sencillo de gran utilidad en la química forense y
la medicina legal debido a la eficacia, rapidez y
facilidad de aplicación
de la reacción
luminiscente.
BIBLIOGRAFIA
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Skoog D. A., West D. M. y Holler J. F., 1997, Química Analítica,
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Willard H. H., Merritt L. L., Dean J. A. y Settle F. A., 1991, Análisis
Instrumental, Grupo Editorial Ibero América, Primera edición.
Morrison R. T. y Boyd R. N., 1998, Química Orgánica, Editorial
Pearson Educación, Quinta edición.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
150
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
¿PORQUÉ EL CROMOSOMA “Y” ES TAN
RARO?
Montaño L.B., Morales M.S.A., Valencia P.A.Z., Fuentes L.D., Garcilaso P.J.R.
RESUMEN
De los dos cromosomas sexuales, X e Y, el X es
como cualquier otro de nuestros cromosomas, pero
el Y, que determina al sexo masculino es muy
distinto. ¿Cómo es que estos dos cromosomas de
un par, vinieron a ser tan diferentes?
Los otros 22 pares de cromosomas son compañeros
completamente parecidos , los dos de cada par con
el mismo tamaño y con el mismo número de
cromosomas. Por el contrario el cromosoma Y es
mucho más pequeño que el X que es su compañero
y en vez de los dos a tres mil genes que contiene el
X, el Y solo tiene unas cuantas docenas de
genes.Más aún, muchos de los genes del
cromosoma Y no tienen su contraparte en el X y
en el cromosoma Y hay gran cantidad de DNA
“basura”. (1.3.)
Los biólogos moleculares han aprendido a rastrear
la evolución de los cromosomas y de los genes
examinando las secuencias del DNA. Una teoría
nos dice que la historia de los cromosomas
sexuales ha estado marcada por una serie de
perturbaciones en el cromosoma Y y de cambios
compensatorios en el X. Situación dinámica que
parece continuar en nuestros días.
determinaba el sexo en los humanos y mamíferos,
como sucede actualmente con los reptiles, donde
la temperatura del embrión al comienzo del
desarrollo desencadena el sistema a favor de
formar macho hembra. Al principio del siglo XX
se demostró que los mamíferos utilizaban
cromosomas especialmente el X y el Y, para
determinar el sexo durante el desarrollo
embrionario.
Durante las siguientes décadas se identificó al Y
como el hacedor de los machos y se dedujo que
estos dos cromosomas evolucionaron a partir de
autosomas apareados. Antes o poco después de
que surgieran los mamíferos, una mutación en una
pequeña parte del autosoma que sería el Y causó
que los embriones heredaran ese cromosoma
cambiado para determinar el sexo masculino. Los
embriones que heredaban dos cromosomas X
determinaban el sexo femenino.
En 1990 los geneticistas precisaron la parte del
cromosoma Y que determina el sexo. Es un solo
gene llamado SRY. La proteína codificada por
este gene desencadena la formación de los
testículos, aparentemente activando genes en
diversos cromosomas. Entonces la testosterona y
otras sustancias fabricadas en los testículos apoyan
el modelado del sexo masculino.
Recombinaciones e Integridad
El cromosoma Y a lo largo de 300 millones de
años ha conservado unos pocos genes importantes
para la sobrevivencia de los machos y ha adquirido
otros necesarios para la fertilidad. Antes del siglo
XX los biólogos pensaban que el ambiente
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Los científicos concluyeron que X e Y comenzaron
perfectamente apareados. Las puntas de los dos
actualmente son exactamente iguales y pueden
sobrellevar recombinación. Además las puntas se
alinean durante la meiosis e intercambian
fragmentos como si todavía fueran gemelos. Los
151
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
genes en la región no recombinante del cromosoma
Y todavía tienen sus contrapartidas en el
comosoma X Esta región no recombinantes
constituye el 95 % del cromosoma Y. En la
naturaleza la recombinación ayuda a mantener la
integridad de los cromosomas. Por el contrario la
falta de recombinación causa que los genes en la
región no recombinante acumulen mutaciones
destructoras y decaigan o desaparezcan. Por lo
que se piensa que algo causó que el intercambio
de grandes partes del DNA de los cromosomas X
e Y se detuviera, después de lo cual los genes en
la región no recombinante colapsaran. Cuando y
cómo sucedió esto? (2)
En 1999 se demostró que el cromosoma Y perdió
su habilidad de intercambiar DNA con el X por
pasos y de manera inesperada, involucrando
primero un fragmento de DNA alrededor del gene
SRY y luego a través de varios bloques discretos,
a lo largo de casi todo el largo del cromosoma.
Sin embargo solamente el Y se deterioró en
respuesta a la pérdida de capacidad de
recombinación; el X continuó recombinándose
cuando dos copias se juntaban durante la meiosis
en las hembras
En el tiempo de los ancestros de los mamíferos, al
tratar de intercambiar segmentos el S e Y,
probablemente parte del DNA del Y se invirtió, o
se puso de cabeza con relación a la parte
equivalente del cromosoma X. La recombinación
requiere bien alineados a los dos cromosomas de
un par, una inversión suprimiría interacciones
futuras en las partes que antes se alineaban muy
bien.
Si un par de copias de un gene ya no se recombinan,
sus secuencias se harán cada vez más distintas al
pasar el tiempo.
Un pequeño número de
diferencias implica que las recombinaciones se
detuvieron hace relativamente poco tiempo. Un
gran número de diferencias significa que se
detuvieron hace mucho tiempo.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Tiempo Transcurrido.
Comparando las secuencias de DNA a través de
las especies lo biólogos pueden calcular cuando
genes que se apareaban comenzaron a separarse.
Este tipo de análisis revela que los precursores
autonómicos del par X-Y estaban intactos en los
reptiles que existieron antes de que los mamíferos
comenzaran a ramificarse, lo cual sucedió hace
unos 300 millones de años. La siguiente inversión
se dio hace unos 130 millones de años, antes de
que los marsupiales se ramificaran. La tercera hace
80 millones de años antes de que los mamíferos
placentados se diversificaran. La inversión final
atacó al Y hace unos 30 millones de años después
de que los monos comenzaran a recorrer su propio
camino evolucionario.(4).
La falla de recombinación entre X e Y y el
consiguiente deterioro de muchos genes de Y debe
haberse seguido por un tercer proceso, para
compensar esa degeneración. No todos los genes
están activos en todas las células, pero cuando una
célula necesita proteínas particulares, prende las
dos copias del gen la paterna y la materna. Así en
cuando los genes en Y comenzaron a desaparecer,
la producción de esas proteínas se disminuiría a la
mitad, por lo que debe haber fenómenos
compensatorios.
Algunos animales, como la mosca de la fruta
duplican la actividad de la versión X del gene en
cuestión. Otros animales emplean estrategias más
complejas. Primero aumentan la actividad de los
genes X tanto en machos como en hembras lo que
hace que aumenten los niveles de la proteína en
los machos, pero crea un exceso en las hembras,
luego hay que bajar la actividad del X a la mitad
en las hembras. Otros animales, incluyendo los
mamíferos recurren a la inactivación del X
que
consiste en que las células del embrión hembra al
azar silencian la mayoría de los genes en uno de
sus cromosomas X.
152
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
BIBLIOGRAFÍA
1. Lahn, B.T., and Page, D.C., (1997), “Functional coherence of the
human Y chromosome” , Science, 278, 675-680.
2. Lahn, B.T., and Page , D.C. (1998), “Chromosomes evolve to
become X inactivated”, Nature, 394, 776-780.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
3. Lahn, B.T., Pearson, N.M. and Jegalian, K.,( 2000), “Nature
Reviews Genetics” (in press).
4. Jegalian, K., and Page, D.C. (1999), “Four evolutionary strata on
the human X chromosome”, Science, 286, 964-967.
153
ACADEMIA DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
CAPILARIDAD
Estrella, T. J., González M. O. y Haros G. V. L.
RESUMEN
La capilaridad consiste en el ascenso y descenso
de líquidos por tubos delgados, como un cabello,
conocidos como tubos capilares. Cuando un
líquido moja las paredes del tubo capilar, debido
a la adhesión, asciende y su superficie libre, forma
una curvatura llamada menisco cóncavo, cuando
el líquido no moja las paredes del tubo capilar,
por su gran cohesión, desciende y su superficie
libre forma un menisco convexo. Este fenómeno
se presenta en las plantas, ya que la circulación de
la savia se realiza a través de sus vasos leñosos.
Este fenómeno se apoya en la fuerza de atracción
entre partículas de la misma clase y también en la
atracción mutua entre dos cuerpos puestos en
contacto. Además, se debe tomar en cuenta a la
tensión superficial como el trabajo que debe
realizarse para llevar moléculas en número
suficiente desde el interior del líquido hasta la parte
superior para crear una nueva capa de moléculas.
Debido a estas fuerzas, la superficie tiende a
contraerse y ocupar el área más pequeña posible.
El presente trabajo tiene por objetivo la utilización
del fenómeno de capilaridad para hacer funcionar
un circuito eléctrico que sirva como un posible
medio de alerta en caso de un eventual aumento
del cauce de un río, una presa, sistema de riego o
un arroyo, teniendo en cuenta que el agua corriente
contiene sales disueltas que harían posible la
transmisión de corriente eléctrica.
INTRODUCCIÓN
La capilaridad consiste en el ascenso y descenso
de líquidos por tubos delgados, como un cabello,
conocidos como tubos capilares. Cuando un
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
líquido moja las paredes del tubo capilar, debido
a la adhesión, asciende y su superficie libre, forma
una curvatura llamada menisco cóncavo, cuando
el líquido no moja las paredes del tubo capilar,
por su gran cohesión, desciende y su superficie
libre forma un menisco convexo. Este fenómeno
se presenta en las plantas, ya que la circulación de
la savia se realiza a través de sus vasos leñosos.
Este fenómeno se apoya en la fuerza de atracción
entre partículas de la misma clase y también en la
atracción mutua entre dos cuerpos puestos en
contacto. Además, se debe tomar en cuenta a la
tensión superficial como el trabajo que debe
realizarse para llevar moléculas en número
suficiente desde el interior del líquido hasta la parte
superior para crear una nueva capa de moléculas.
Debido a estas fuerzas, la superficie tiende a
contraerse y ocupar el área más pequeña posible.
El presente trabajo tiene por objetivo la utilización
del fenómeno de capilaridad para hacer funcionar
un circuito eléctrico que sirva como un posible
medio de alerta en caso de un eventual aumento
del cauce de un río, una presa, sistema de riego o
un arroyo, teniendo en cuenta que el agua corriente
contiene sales disueltas que harían posible la
transmisión de corriente eléctrica.(2)
Las burbujas que sobresalen generalente son
completamente redondas y pueden variar desde 50
mm hasta 15 cm de diámetro; se han observado
también grandes burbujas de formas no
redondeadas. Las burbujas en la superficie
aparecen cuando el agua que queda atrapada
debajo del revestimiento se calienta y se evapora
por el calentamiento solar, desarrollando presiones
que eventualmente desprenden la lámina de
revestimiento en la superficie. Este
154
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
desprendimiento del material se desarrolla cuando
la presión de vapor excede la fuerza de adherencia
del revestimiento. Generalmente, cuando el
pavimento se enfría, las burbujas se desinflan
quedando la cancha sin rastro de daño alguno, sin
embargo, éstas reaparecen agrandando su tamaño
con cada ciclo de calentamiento-vaporización
ocasionando mayores daños a la superficie.(3)
CAPILARIDAD
Capilaridad, elevación o depresión de la superficie
de un líquido en la zona de contacto con un sólido,
por ejemplo, en las paredes de un tubo. Este
fenómeno es una excepción a la ley hidrostática
de los vasos comunicantes, según la cual una masa
de líquido tiene el mismo nivel en todos los puntos;
el efecto se produce de forma más marcada en
tubos capilares (del latín capillus,’cabello’), es
decir, tubos de diámetro muy pequeño. La
capilaridad, o acción capilar, depende de las
fuerzas creadas por la tensión superficial y por el
mojado de las paredes del tubo. Si las fuerzas de
adhesión del líquido al sólido (mojado) superan a
las fuerzas de cohesión dentro del líquido (tensión
superficial), la superficie del líquido será cóncava
y el líquido subirá por el tubo, es decir, ascenderá
por encima del nivel hidrostático. Este efecto
ocurre por ejemplo con agua en tubos de vidrio
limpios. Si las fuerzas de cohesión superan a las
fuerzas de adhesión, la superficie del líquido será
convexa y el líquido caerá por debajo del nivel
hidrostático. Así sucede por ejemplo con agua en
tubos de vidrio grasientos (donde la adhesión es
pequeña) o con mercurio en tubos de vidrio limpios
(donde la cohesión es grande). La absorción de
agua por una esponja y la ascensión de la cera
fundida por el pabilo de una vela son ejemplos
familiares de ascensión capilar. El agua sube por
la tierra debido en parte a la capilaridad, y algunos
instrumentos de escritura como la pluma
estilográfica (fuente) o el rotulador (plumón) se
basan en este principio.(2)
La capilaridad, que es una propiedad derivada
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
de la tensión superficial, también es aprovechada
por las plantas. El agua llega desde las raíces de
una planta a las hojas, por este mecanismo. Las
moléculas de agua se atraen más hacia la superficie
en la que se mueven que unas a otras. Esto permite
el ascenso del agua por pequeños tubos de los tallos
de las plantas, desde las raíces hacia las hojas.
En un recipiente se derrama agua (tinta de un cierto
color para poder ver con mayor claridad el efecto
que se produce). Se introduce en el recipiente un
tuvo de cristal alargado y estrecho. Inmediatamente
parte de agua del recipiente ascenderá por el tubo
hasta alcanzar una altura determinada, esta altura
será tal que el peso del líquido que quede dentro
del tuvo sea igual a la tensión superficial de dicho
líquido. Si cogemos un tubo con un mayor
diámetro el agua que ascenderá por él será menor
que en el caso anterior por que para una misma
altura el tubo de mayor diámetro contiene una
mayor cantidad de líquido. Si se tuviese un tubo
tan fino como un cabello, la cantidad de líquido
que ascendería sería muchísimo mayor, por ello a
este fenómeno se le conoce como Capilaridad
líquida.
Si tomamos un tubo de cristal grueso comunicado
con uno fino y echamos agua en él se verá como
el tubo grueso alcanza menos altura que el fino.
Si hacemos la misma prueba con mercurio en vez
de con agua resultará que el tubo grueso alcanza
más altura que el fino además en el primer caso se
puede ver que el agua se une con la pared del tuvo
de forma cóncava, mientras que con el mercurio
lo hace de forma convexa.
Ya hemos mencionado en el apartado anterior el
fenómeno de la capilaridad, pero aún no hemos
aclarado la causa de este comportamiento en los
líquidos. Para dar una explicación clara a este
comportamiento, hay que definir antes dos nuevos
conceptos: la cohesión y la adherencia.
LA COHESIÓN: Se define como la fuerza de
atracción entre partículas (como son las moléculas
155
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
que forman los líquidos) de la misma clase. Si
tenemos dos partículas de forma aislada, cada una
de ellas se verá afectada por una fuerza que tiende
a juntarlas y aproximarlas entre sí.
LA ADHERENCIA: La adherencia se define
como la atracción mutua entre superficies de dos
cuerpos puestos en contacto. Cerca de cuerpos
sólidos tales como las paredes de una vasija, canal
o cauce que lo contenga, la superficie libre del
líquido cambia de curvatura de dos formas distintas
a causa de la adherencia y cohesión.
Si se suspende de una platilla de una balanza un
disco de vidrio en posición horizontal; después de
equilibrarlo en el otro platillo se inclina la cruz
hasta que el disco toque la superficie del agua
contenida en un vaso; cargando entonces el platillo
se ve que el disco comienza a elevarse arrastrando
una columna de agua, que acaba de romperse,
quedando el disco mojado. Se dice en este caso
que el agua moja al disco. La capa del líquido se
adhiere al disco y el resto asciende ayudado por la
cohesión. Como la capa de agua se rompe, se
deduce que en este caso la adherencia es mayor
que la cohesión.
Si en vez de agua se realiza la misma prueba con
mercurio, vemos como el agua no moja al sólido.
Aquí la capa líquida se deprime hacia las paredes.
En este otro caso deducimos que la cohesión es
mayor que la adherencia, no llegando a romperse
la barra líquida. Podemos observar como en el
efecto de la capilaridad de los líquidos actúa la
adherencia y la cohesión. Una molécula en el
interior de un líquido está sometida a la acción de
fuerzas atractivas (lo que hemos denominado como
cohesión) en todas las direcciones, siendo la
resultante de todas ellas nula. Pero si la molécula
está situada en la superficie del líquido, recibe un
conjunto de fuerzas de cohesión, cuya resultante
es perpendicular a la superficie, experimentando
una fuerza dirigida hacia el líquido. De aquí que
sea necesario consumir cierto trabajo para mover
las moléculas hacia la superficie venciendo la
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
resistencia de estas fuerzas, por lo que las
moléculas de la superficie tienen más energía que
las interiores.
LA TENSIÓN SUPERFICIAL, s e define
cuantitativamente como el trabajo que debe
realizarse para llevar varias moléculas desde el
interior del líquido hasta la superficie para crear
una nueva unidad de superficie. Debido a estas
fuerzas, la superficie tiende a contraerse y ocupar
el área más pequeña posible, tiende a tomar la
forma esférica.
Para el estudio de la capilaridad en laboratorio se
hacen pruebas, donde el líquido asciende más en
el tubo más fino o entre dos tubos concéntricos.
La altura máxima varía con los líquidos pero
siempre existe una proporcionalidad inversa: a
menor diámetro del tubo más asciende el líquido
de prueba. ES UNA PROPIEDAD NATURAL DE
LOS CUERPOS EN ESTADO LÍQUIDO,
ASCENDER POR TUBOS FINOS O ENTRE
DOS SUPERFICIES MUY JUNTAS.
El efecto capilar más expresivo es el de las plantas,
desde la tierra hacen llegar el agua hasta la hoja
más alta. La ascensión por capilaridad es una
PROPIEDAD NATURAL de los cuerpos en estado
LÍQUIDOS. Si el material es sólido y se llega al
punto de fusión hasta hacerlo líquido, adquiere esta
propiedad ascensional.
MATERIALES Y METODOS
La propuesta de este trabajo es que por medio de
capilaridad se puede obtener el paso de la corriente
eléctrica, por ejemplo: en un pueblo lo podemos
utilizar como un sistema de alerta, cuando el agua
del río esta subiendo que este a punto de
desbordarse que prenda el foco o en lugar de un
foco que se active un timbre, que avisara a las
personas para que tomen las debidas precauciones
o desalojen el pueblo.
156
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
CONCLUSIONES
En este trabajo llegamos a la conclusión, de que
el agua contiene sales y minerales y es lo que hace
que pase la corriente eléctrica a través de los iones,
el agua ionizada es buen conductor de electricidad.
BIBLIOGARAFÍA
(1) www.construaprende.com
(2) www.polydros.es/humecapi.htm.
(3) www.canchas.htm
(4) www.apuntes.nb.mx
(5) http://lectura.ilce.edu.mx/..3000
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
157
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
ACADEMIA
DE ANÁLISIS CLÍNICOS
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
158
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
LOS ANTIOXIDANTES EN LA ENFERMEDAD DE
ALZHAIMER
Astorga C. Karen, Conckle A. Alejandra, Cooley A. Miriam, Diaz F. M. Rosario,
Lozano M. Neil, Vargas R. Alejandra, Hernández Hernández, A.
RESUMEN
Este trabajo tiene como propósito, explicar los
beneficios que proporciona el consumo de
antioxidantes en la prevención de padecimientos
ocasionados por Radicales Libres como l en la
enfermedad de Alzheimer que se manifiesta por
un padecimiento degenerativo, progresivo que
implica la pérdida masiva de neuronas colinèrgicas
disminuyendo la actividad y los niveles de
acetilcolina, un neurotransmisor que permite la
comunicación de las neuronas, debido a la elevada
producción de la enzima acetilcolinestesterasa
(AChE) en la corteza cerebral que es donde se
coordina el pensamiento y lenguaje, mientras en
el hipocampo se produce una proteína llamada bamiloide, la cual induce el deterioro de la memoria,
los primeros síntomas de Alzheimer se presentan
aquí; las alteraciones que se presentan en el
hipocampo y en la corteza cerebral, producen un
estado de estrés oxidativo, que es un rompimiento
del equilibrio enzimático o molecular, que provoca
una descompensación entre radicales libres y
antioxidantes naturales del propio organismo, los
radicales libres atacan a células sanas,
debilitándolas y volviéndolas más susceptibles a
enfermedades, estos se producen por hábitos como:
fumar, falta de ejercicio físico, predisposición
genética, alimentación incorrecta entre otros
factores. Los antioxidantes son vitaminas,
minerales y enzimas que protegen nuestro cuerpo
de la formación de radicales libres. Hay
investigaciones en las cuales se demuestra que para
reestablecer el equilibrio enzimático o molecular,
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
se recomienda el consumo de antioxidantes como:
Glutatión, Vitaminas A, E, C, complejo B,
Proantocianidinas, disminuyendo así la
probabilidad del inicio y desarrollo de la
enfermedad de Alzheimer producida por radicales
libres.
INTRODUCCIÓN
El consumo de antioxidantes nos ayuda en la
prevención de padecimientos como; Alzheimer (2),
entre otro tipo de demencias (1) y enfermedades
neurodegenerativas, ocasionadas por la acción de
los radicales libres(2) los cuales causan un estado
de estrés oxidativo el cual se encuentra en un
mayor porcentaje en la enfermedad de Alzheimer;
la cual se define como un proceso degenerativo,
progresivo e irreversible, asociado a la edad,
relacionado con la perdida de neuronas y sitios de
comunicación entre ellas (1), o sea, un
envejecimiento prematuro del cerebro que
habitualmente comienza a mediados de la vida
adulta y progresa rápidamente (3). La enfermedad
de Alzheimer es actualmente uno de los tipos más
comunes de demencia en todo el mudo y presenta
entre el 50 y el 60% de todos los casos. Por
demencia se entiende todo síndrome cerebral
degenerativo y progresivo que afecta a la memoria,
el pensamiento, el comportamiento y el estado
emocional de la persona (3). Se calcula que en la
actualidad hay 11 millones de personas aquejadas
por la enfermedad de Alzheimer en todo el mundo
y los especialistas consideran que de no
encontrarse una cura efectiva para la enfermedad,
159
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
esta cifra podría duplicarse en los próximos 25
años, es decir que hacia el 2025 cerca de 22
millones de personas podrían presentar esta
enfermedad en el mundo. Se estima que
actualmente una de cada 10 personas mayores de
65 años padecen Alzheimer (4). En México es un
padecimiento que va en aumento. Se calcula que
en nuestro país hay entre 220 y 250 casos de
probabilidad de padecer enfermedad de Alzheimer
auque no todos están diagnosticados (5), sin
conocer hasta el momento cura alguna, se sabe
que va destruyendo poco a poco las neuronas del
cerebro, el paso de información entre células, y
por ende contacto con el mundo. Las personas que
padecen la enfermedad de Alzheimer en sus etapas
iniciales tienen problemas para recordar
acontecimientos recientes. Posteriormente se
vuelven más confusos y olvidadizos, con
frecuencia repiten preguntas o se pierden cuando
viajan a lugares familiares (6). Aumenta su
desorientación, desaparecen de su memoria los
acontecimientos pasados y puede haber episodios
de paranoia (6) , alucinación (ven cosas que no
existen) o cambios violentos en su estado de animo
así como un juicio pobre o disminuido (7). Con
forme su mente se sigue deteriorándose pierden
la capacidad para leer, escribir, platicar, comer,
caminar o cuidarse así mismo (6). Se ven
disminuidos, la actividad y los niveles de
acetilcolina, el cual es un neurotransmisor que
permite la comunicación de las neuronas el cual
sirve para el estimulo de la memoria, esto se debe
a la elevada producción de una enzima llamada
acetilcolinesterasa y a la disminución de la
acetilcolintransferasa en la corteza cerebral (8),
siendo aquí donde se coordina el pensamiento y el
leguaje, otra parte del cerebro que se ve afectada
es el hipocampo donde hay una alta producción
de una proteína llamada beta-amiloide, siendo esta
la responsable del proceso degenerativo neuronal
(9). Una de las hipótesis a través de las cuales se
estudian las causas de esta enfermedad sugiere
que esta puede ser consecuencia de la pérdida de
neuronas debido a la falta hereditaria de genes (6).
Se han relacionado anomalías en tres genes de la
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
enfermedad el primero es el cromosoma 14 el cual
codifica lo que parece ser un receptor tipo
serpentina con función desconocida; el segundo,
es el cromosoma 1 el cual codifica un receptor
tipo serpentina similar; el ultimo gen es el
cromosoma 21 para la proteína precursora del betaamiloide induciendo el deterioro de la memoria,
apareciendo los primeros síntomas de Alzheimer
(6), ya que esta proteína tiene efecto tóxico sobre
las neuronas y produce gran cantidad de radicales
libres. Las alteraciones presentadas en estas partes
del cerebro generan el estado de estrés oxidativo,
lo cual se ha demostrado por varios estudios que
tiene gran importancia en la patogenia de
Alzheimer (11); ya que se pierde el equilibrio entre
antioxidantes naturales del propio organismo y los
Radicales libres; los antioxidantes están
constituidos por SOD (superoxidodismutasa), la
catalasa y GSH (Glutatión peroxidasa) producidas
internamente (12), mientras que los Radicales
libres se elevan y atacan a células sanas
debilitándolas y volviéndolas mas susceptibles a
enfermedades; estos son producidos por hábitos
como fumar, la falta de ejercicio físico una dieta
inadecuada, predisposición genética entre otros
factores(1). Los Radicales libres reaccionan
químicamente
con
proteínas,
lípidos,
carbohidratos, ADN al interior de la célula y con
componentes de la matriz extracelular por lo que
pueden desencadenar un cambio irreversible, que
si es muy extenso puede llevar a muerte celular,
la cual aparece con el estrés oxidativo (11). Una
manera de contrarrestar este efecto según
investigaciones recientes, es el consumo en nuestra
dieta de Antioxidantes (2), siendo un grupo de
nutrientes, vitaminas, minerales, enzimas y
carotenoides que se encuentran en los alimentos
que se ingieren diariamente que protegen a nuestro
cuerpo de la formación de Radicales libres, unos
ejemplos de ellos son: superóxido dismutasa
(SOD): enzima que se encuentre dentro de las
células. Remueve los radicales superóxidos.
Catalasa: esta enzima remueve el peróxido de
hidrógeno. Glutatión peroxidasa: esta enzima
intracelular contiene Selenio, remueve los
160
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
radicales peróxidos. Es detoxificante. Ácido
ascórbico (Vitamina C): antioxidante soluble en
agua (hidrosoluble) figura en primera línea en la
defensa antioxidante del plasma; es un poderoso
inhibidor de la oxidación de los lípidos. Regenera
la Vitamina E. Protector de los efectos del tabaco.
Citroflavonoides: eficaz su uso en conjunción con
la Vitamina C a la que aumenta su capacidad
antioxidante. Tocoferol (Vitamina E): principal
antioxidante, soluble en lípidos (liposoluble),
previene la oxidación de las grasas; aumenta su
acción en presencia del Zinc. Beta caroteno
(provitamina A) y Vitamina A: el beta caroteno se
convierte en nuestro organismo en la Vitamina A,
es un poderoso antioxidante liposoluble. No
conviene el uso de beta caroteno en fumadores.
Coenzima Q 10 (ubiquinona): disminuye con la
edad y en la esclerosis múltiple. Ácido gama
linoléico (GLA): es una ácido graso esencial,
regula la función de los linfocitos T, responsables
-entre otros elementos- de las defensas de nuestro
organismo. Zinc: mineral antioxidante que
interviene en el metabolismo de la SOD y de la
Vitamina E, entre otras funciones. Selenio: otro
mineral antioxidante importante para la acción de
la enzima glutatión peroxidasa y de la vitamina E.
Glutatión: poderoso antioxidante que protege
contra los efectos dañinos de metales pesados,
tabaco y alcohol. L- cisteína: aminoácido necesario
para producir el Glutatión. Ácido tióctico: también
es un importante protector hepático. Melatonina :
activo y poderoso antioxidante, además de ser un
cronobiótico regulador fisiológico del sueño.
Actualmente, se llevan acabo investigaciones para
determinar cuan efectivos son los antioxidantes
para combatir enfermedades (13). Un estudio
publicado recientemente en el Journal of the
American Medical Associaton(9), determinó que
las personas que ingieren como mínimo una
porción de frutas y verduras por día disminuyeron
su riesgo de sufrir un accidente cerebro vascular
en más de 30%. Se descubrió que la mejor
protección contra este tipo de accidente la brindan
las verduras de la familia de los repollos, las
verduras de hoja verde, los cítricos y el jugo de
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
estos (1). El hallazgo más significativo que se ha
encontrado es que mientras mas vitamina E se
ingiera en la dieta, menor es el riesgo de desarrollar
la enfermedad de Alzheimer (2).Las fuentes en
donde se puede encontrar antioxidantes son; el
selenio, en Levadura de cerveza, Vegetales
(brócoli en particular), Arroz integral y otros
granos, Ajo y cebolla, Salmón, atún, pescados en
general y en Lácteos. El zinc, en pescados,
legumbres, carnes, granos integrales, levadura de
cerveza, yema de huevo, hongos, girasol, sésamo,
almendras, nueces, avellanas. Superóxido
dismutasa (SOD) en trigo y centeno integrales,
plantas verdes. La vitamina E, en aceites vegetales
prensados en frío (oliva, girasol, maíz, etc.),
cereales integrales, germen de trigo, semillas y
oleaginosas, legumbres, avena arrollada. La
Coenzima Q10 en salmón, sardinas. La Vitamina
A y Beta caroteno, en Vegetales verdes (espinaca,
acelga) y amarillos (zapallo, batata, calabaza),
Crucíferas las cuales son: Damascos y duraznos,
zanahorias, ajo, perejil, espirulina (alga de agua
dulce), Hígados. La vitamina C, en Vegetales
verdes, perejil, cítricos, kiwi, tomate, Crucíferas.
Los Citroflavonoides en la naranja (hollejo), uvas,
melón, ciruelas. El Ácido gamma linoléico, en
Aceites vegetales. Como conclusión podemos
decir que si la dieta es rica en estos nutrientes se
tendrá una mayor protección y no se necesitara
suplementar, pero si, como suele suceder con las
dietas habituales del mundo moderno, la
alimentación es monotemática, poco variada o se
encuentra en una etapa de mayor requerimiento:
crecimiento, actividades deportivas intensas,
embarazo, envejecimiento, podría aparecer una
carencia de ellos; Por lo cual se debe efectuar
entonces, un aporte suplementario de las sustancias
que un profesional evaluará de acuerdo a las
necesidades que se requieran en cada persona en
particular, de esa manera ganarás en la prevención,
aumentando las defensas ante el estrés oxidativo
previniendo las patogenias provocadas por el estrés
oxidativo generado por radicales libres, una de
ellas la Enfermedad de Alzheimer (11,12).
161
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
BIBLIOGRAFIA
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(9) La jornada, Investigación y desarrollo, periodismo y tecnología.
Septiembre de 1999. http.//www.Invdes.com.mx/suplemnto/
anteriores/septiembre 200
(1) htp.//www.Neurorehabilitacion.com/alzheimer1.htm.
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(12) http.//www.profesional.medicinatv.com/reportajes/
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Septiembre de 2001.
(2) htp.//www.redz/antiox.com/catón.est/htm.
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2001-09(5)Tortora G., Anagnostakos N., 1993, México, Principios de
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162
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
APLICACIÓN DE LA TOXINA BOTULÍNICA TIPO
A ENTRATAMIENTOS DE REJUVENECIMIENTO
Cubillas R. G, Gamez S. F. R., Glaus G. D. L., Preciado G. R., Silva C. E.,
Soufflé, G. E.
RESUMEN
Clostridium botulinum es un bacilo Gram
positivo, esporulado, anaerobio estricto. Su
patogenicidad radica en la producción de una
neurotoxina de cadena sencilla de polipéptidos con
un peso aproximado de 150 kD, a la cual se le
han encontrado algunos beneficios en el uso
cosmético; estos se logran utilizando pequeñas
cantidades diluidas de la misma aplicándolos
intradérmicamente en la zona que se desea
mejorar. La cadena pesada de ésta toxina se une a
la terminación nerviosa, en donde corta la proteína
SNAP-25 y dicha terminal ya no puede descargar
acetilcolina, esto imposibilita la contracción del
músculo.
INTRODUCCIÓN
Gracias al nuevo uso del tratamiento con la toxina
botulínica tipo A, las arrugas faciales de expresión
pueden ser tratadas con muy buenos resultados.
La toxina actúa bloqueando impulsos que parten
de las terminaciones nerviosas y que contactan con
la musculatura facial.
Desafortunadamente el efecto de las inyecciones
suele durar de 4 a 6 meses solamente y puede traer
consigo algunos efectos secundarios que serán
mencionados mas adelante.
El complejo purificado de la neurotoxina se
obtiene a partir del cultivo de Clostridium
botulinum en un medio que contiene caseína
hidrolizada, glucosa y extracto de levadura. Es
extraída del medio mediante diálisis y una serie
de precipitaciones ácidas, el extracto obtenido
contiene a la neurotoxina y a varias proteínas
anexas. El extracto es disuelto en una solución de
cloruro de sodio estéril que contiene albúmina
humana y es esterilizado por filtración (0.2 micras).
Posteriormente es llenado y secado al vacío.
Cada ampolleta de toxina contiene 100 unidades
de la toxina botulínica tipo A, 0.5 miligramos de
albúmina y 0.9 miligramos de cloruro de sodio en
forma estéril. Para preservarla se utiliza secado al
vacío.
La actividad específica de la toxina es 20 unidades/
nanogramo del complejo de neurotoxina.
OBJETIVOS
Las inyecciones de la toxina se vienen utilizando
con eficacia y seguridad desde hace mas de 10 años
para tratar diversos trastornos oftalmológicos y
neurológicos y desde hace cuatro años se viene
utilizando en el tratamiento contra las arrugas.
Informar que las bacterias no solo causan daño,
sino también podemos utilizarlas para obtener
algún tipo de beneficio para la población.
Utilizando unas agujas especiales se inyecta una
cantidad muy pequeña de la toxina botulínica en
zonas
muy
precisas
de
la
cara.
Dar un nuevo enfoque a nuestra carrera,
descubriendo nuevos campos en los cuales
podemos especializarnos.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
163
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
Investigar entre los dermatólogos y clínicas
dermatológicas de la ciudad si ya están aplicando
ésta toxina y que resultados han obtenido.
Mecanismo de acción
En el espacio entre el músculo el nervio hay un
área que se llama unión neuromuscular. Los
impulsos transmitidos por el sistema nervioso
viajan a través del nervio liberando un mensajero
químico, acetilcolina, de las vesículas sinápticas
almacenado en las terminaciones nerviosas.
Dentro de las mismas terminaciones nerviosas se
encuentra una proteína que es necesaria para llevar
a cabo la unión sináptica con las terminaciones
nerviosas y así permitir la descarga de acetilcolina.
Esta proteína es la SNAP-25.
la intervención quirúrgica de menor riesgo, ya que
no necesita anestesia.
Generalmente es usada para tratar la distonia
cervical, espasmos hemifaciales, bleforasmo, y
otros espasmos focales de los músculos.
Esta siendo investigada para uso en los casos de
migraña.
Con el paso del tiempo las investigaciones han
demostrado que sus efectos pueden resultar
beneficiosos para el manejo de otras dolencias
como el mal de Parkinson, tips nerviosos y otros
problemas de carácter neurológico.
Efectos secundarios
En la dosis que generalmente es empleada, es raro
Al inyectarse en el músculo la toxina botulínica que haya efectos secundarios. Si se inyecta una
tipo A, la cadena pesada se une a la terminación sobredosis en el músculo éste se debilita más de
nerviosa en la que corta la proteína SNAP-25, y lo deseado. Los signos y síntomas de una
dicha terminal ya no puede descargar la sobredosis no aparecen inmediatamente después
acetilcolina. Esto imposibilita la contracción del de la inyección. Debido a una inyección accidental
músculo. Con el paso del tiempo el nervio crea o a una ingestión oral, la persona debe de estar en
nuevas terminaciones en un proceso que se llama supervisión médica por varias semanas para
regeneración. Estas nuevas terminaciones observar signos y síntomas o parálisis de algún
establecen contacto con el músculo y el efecto de músculo.
la toxina se desgasta.
Se encuentra disponible una antitoxina y es
aplicable inmediatamente después de haber
Aplicaciones
aplicado la sobredosis.
Eliminar o amenizar las arrugas alrededor de los
ojos, las patas de gallo y las arrugas entre las cejas, Es frecuente que después de aplicar la toxina
y las arrugas del cuello.
botulínica tipo A, se presente dolor de cabeza,
infecciones respiratorias, malestar, náuseas, dolor
La toxina botulínica tipo A también puede usarse en la cara, hematomas en el sitio de la aplicación,
como revitalizador facial.
urticaria y prurito.
Pone freno a la sudoración de las axilas, las palmas
de las manos y pies (paraliza la actividad de las
glándulas sudoríparas).
Se utiliza en el área oftalmológica para combatir
el estrabismo (bizqueo), siendo una alternativa a
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Se han reportado casos muy extraños asociados
con neumonía, disfagia y/o debilidad. Casos
extremadamente raros que involucran ala sistema
cardiovascular como arritmias e infarto al
miocardio.
164
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
CONCLUSIONES
A la toxina botulínica tipo A de Clostridium
botulinum se le han encontrado muchos beneficios
para la población, y su mayor auge se ha dado
principalmente en el área cosmética, ya que éste
tratamiento es muy eficaz, se han dado muy buenos
resultados, y aunque sí se presentan efectos
secundarios estos son mínimos, esta toxina ya se
encuentra aprobada en Estados Unidos y en
México, y se esta aplicando cada vez a más
personas que desean obtener sus beneficios.
Según los dermatólogos entrevistados, la toxina
botulínica ha tenido una excelente aceptación en
Hermosillo, sobre todo en el último año. Los
candidatos para la aplicación de éste tratamiento
es la gente no muy mayor, con problemas de
arrugas del entrecejo, frente, patas de gallo, desde
los 25 hasta los 60 años, preferentemente. Se puede
aplicar la inyección cuantas veces se necesite,
siempre y cuando no se sobrepase la dosis máxima,
ya que se producen las complicaciones, solo si se
pasa de la dosis recomendada. En el hombre se
aplica más dosis. El efecto máximo se observa a
los 14 o 15 días, pero los resultados empiezan a
notarse a los 3 o 4 días. Este efecto tiene de 4 a 5
meses de duración.
Comparando con el costo, pero sobre todo los
riesgos de una cirugía plástica son mucho menores
en la aplicación de la toxina y los efectos logrados
son muy similares, por lo que representa una mejor
alternativa para la población.
Los estudiantes y profesionales de la carrera de
Químico Biólogo pueden incursionar en estos
campos e investigar sobre nuevos productos
provenientes de los microorganismos para otras
aplicaciones en la resolución de problemas de la
sociedad.
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165
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
MÉTODOS INMUNOQUÍMICOS PARA LA
DETECCIÓN DE DROGAS DE ABUSO
Acedo Ruiz L. E., Padilla Tarazón A. M., Rascón Durán M.L.
RESUMEN
INTRODUCCIÓN
El factor de las adicciones se ha convertido en uno
de los problemas que han penetrado todos los
campos vitales de la sociedad moderna. Según la
encuesta nacional de adicción (1998), en México
se estima que alrededor del 5.27 % de la población
urbana entre los 12 y 65 años de edad, la a usado
al menos una vez en su vida algún tipo de droga
de la cual es el mayor porcentaje es del sexo
masculino. El término drogas de abuso se refiere
habitualmente a aquellas sustancias capaces de
inducir cambios en el estado de percepción y en el
comportamiento del sujeto que la usa,
induciéndolo al fenómeno de la drogodependencia.
Las vías de administración son muy variadas:
ingeridas, fumadas, inspiradas (esfinar) o inhaladas
entre otras. La mayoría actúa en el sistema nervioso
alterando la transmisión de mensajes, desde el
cerebro a las distintas partes del organismo. La
excreción renal es la vía más importante para la
eliminación de las drogas y/o sus metabolitos, por
lo que la orina es uno de los fluídos biológicos
ampliamente utilizados para su detección, aunque
también se pueden detectar en suero, en sangre
total u otros. Existen diferentes métodos para la
detección de drogas: inmunoanálisis de
fluorescencia polarizada (FPIA), radio
Inmunoanálisis (RIA), inmunoanálisis absorbente
ligado a enzimas (ELISA), cromatografía en capa
fina (TLC), cromatografía de gases/ espectrometría
de masas (GS/MS), entre otras. En el presente
trabajo se pretende explicar las metodologías
inmunoquímicas, utilizadas mas comúnmente en
los laboratorios de diagnóstico, para la detección
de drogas de abuso.
El término “drogas de abuso” se refiere
habitualmente a un tipo de sustancia capaz de
inducir cambios en el estado de percepción y en el
comportamiento del sujeto que la ingiere ,
atrayéndolo, de forma variable al fenómeno de la
drogodependencia. El problema de las adicciones
se ha convertido en uno de los problemas que han
penetrado todos los campos vitales de la sociedad
moderna. Según la encuesta nacional de adicción
(1998), en México se estima que alrededor del 5.27
% de la población urbana entre los 12 y 65 años
de edad, la a usado al menos una vez en su vida
algún tipo de droga (fig.1). El mayor porcentaje
de usuarios son del sexo masculino(5). Las vías
de administración son muy variadas: ingeridas,
fumadas, inspiradas (esfinar) o inhaladas entre
otras. La mayoría actúa en el sistema nervioso
alterando la transmisión de mensajes, desde el
cerebro a las distintas partes del organismo. La
excreción renal es la vía más importante para la
eliminación de las drogas y/o sus metabolitos, por
lo que la orina es uno de los fluídos biológicos
ampliamente utilizados para su detección, aunque
también se puede detectar en suero, en sangre total,
muestras de cabello, tejidos, entre otros (2).
Existen diferentes métodos para la detección de
drogas tales como: Inmunoanálisis de
fluorescencia
polarizada
(FPIA),
radioinmunoanálisis (RIA), Inmunoanálisis
absorbente ligado a enzimas (ELISA),
cromatografía en capa fina (TLC), cromatografía
de gases/ espectrometría de masas (GS/MS), entre
otras. El fluido biológico al que nos enfocaremos
mas en este trabajo para detección de drogas es la
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
166
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
orina ya que este representa un producto normal
del organismo que puede recogerse en forma
sencilla y no invasiva. Además las drogas y sus
metabolitos se detectan fácilmente en vehículos
acuosos y se encuentra en la orina en mayor
cantidad que en la sangre. Por otra parte, la orina
contiene muchas sustancias que potencialmente
pueden interferir y que en la fase de recolección,
puede ser fácilmente adulterada por el
drogodependiente (6).
Se emplearon los instructivos de equipos para
detección de drogas de diferentes casas
comerciales, información obtenida en internet,
artículos de revistas científicas y libros de texto.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
A continuación se discuten algunos tipos de
inmunoanálisis utilizados para la detección de
drogas de abuso, destacando los puntos más
importantes de las técnicas y las diferencias entre
ellos. En términos generales todos ellos se
fundamentan en un mismo principio químico de
reacción que consiste en un mecanismo de
competencia entre la droga presente en el fulído
biológico y droga marcada con algún fluorocromo,
oro coloidal, isótopo radioactivo o enzima, por
los sitios de unión de anticuerpos monoclonales o
policlonales (dependiendo del equipo comercial).
de
la
El FPIA es un inmunoensayo basado en los
principios de reacción antígeno-anticuerpo, y de
una unión de tipo competitivo. Los anticuerpos
están marcados con fluorocromos (habitualmente
fluoresceína); (fig.2). El FPIA de Abbott aplica
la unión competitiva de proteínas y los tres
fenómenos que mencionamos a continuación, que
ocurren de forma natural, para determinar los
niveles de drogas en fluidos biológicos como orina
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
1- Algunas moléculas absorben la energía de la
luz, la almacenan y la liberan como luz coloreada
( fluorescencia).
2- Las moléculas en un líquido rotan y la tasa de
rotación esta relacionada con el tamaño de la
molécula.
La luz polarizada viaja en un plano simple y puede
ser distinguida de la no polarizada por sistemas
ópticos
MATERIALES Y MÉTODOS
Inmunoensayo de Polarización
Fluorescencia (FPIA)
y sangre (1).
Radioinmunoensayo (RIA)
En este ensayo se utiliza una sustancia radiactiva
para determinar la presencia y cantidad de análito
en la muestra. En el procedimiento RIA, la muestra
del paciente se mezcla con un anticuerpo
específico (frente a la sustancia a analizar) y con
una cantidad predeterminada de la misma
sustancia marcada radiactivamente. La droga
presente en la muestra del paciente y la droga
marcada compiten en su unión al anticuerpo.
Posteriormente se realiza un lavado de la mezcla
para eliminar el exceso de sustancia no ligada y
marcada del medio de reacción. Por último, se
mide la cantidad de radiactividad presente en la
muestra mediante un contador de centelleo. La
cantidad de radiactividad se compara con la
radiactividad presente en estándares conocidos
(controles), que deben incluirse cada vez que se
realice el ensayo. El resultado final es
inversamente proporcional a la cantidad de droga
en la muestra del paciente (1,6).
Enzimoinmunoensayo (EIA)
El EIA fue inicialmente desarrollado por Syva bajo
en nombre comercial de EMIT. El principio de la
tecnología EMIT es similar al RIA excepto en
que la droga es marcada con una enzima en lugar
de una molécula radiactiva. Como en RIA, la
droga marcada compite con la droga libre de la
167
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
muestra del paciente en su unión al anticuerpo.
Sin embargo, y a diferencia del RIA, la
concentración de droga se determina midiendo la
cantidad de droga marcada enzimáticamente que
queda libre en el medio de reacción. La medida se
realiza utilizando el principio de reducción de un
cofactor Ej. La reducción del NAD a NADH el
cual puede medirse en un espectrofotómetro (1).
Análisis inmunoquímicos
Existe en el comercio una gran variedad de equipos
inmunoquímicos al alcance de cualquier
laboratorio clínico y que actualmente incluso se
ponen a disposición del público en general, los
cuales permiten la detección cualitativa de
diferentes drogas en muestras de orina. La casa
comercial ABBOT, Syva, entre otras fabrican
dispositivos muy variados y versátiles en cuanto a
que algunos de ellos permiten la detección de
varias drogas a la vez, de una manera sencilla,
rápida y con especificidad y sensibilidad
adecuadas, de acuerdo a los parámetros
establecidos por el NIDA. En estos métodos los
anticuerpos anti droga y droga marcada con oro
coloidal son incorporados en la tira de prueba
(fig.3). Si la droga está presente en la muestra de
orina, esta se unirá a los anticuerpos evitando que
la droga conjugada con oro coloidal se una a los
anticuerpos y de esta manera se impide que se
desarrolle una banda de color (resultado positivo),
si en la muestra de orina no existe droga, la droga
marcada , se unirá a los anticuerpos generando una
banda de color (resultado negativo).(1,3,4) La
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
mayoría de los métodos manejan los siguientes
límites de detección: Para anfetaminas (AMP)
1000 ng/ml, cocaína, en cuyo caso los métodos
analizados reportan deterctar la presencia de
benzoilecgonina (como principal metabolito de
biotransformación); 300 ng/ml, Metanfetamina
(cristal); 500 ng/ml, Morfina (MOR); 300 ng/ml,
Marihuana (THC), en cuyo caso se detecta la
presencia de ácido 11- nor?9 THC-9-carboxílico,
considerado el metabolito que se elimina con
mayor abundancia por vía urinaria. Y con un límite
de detección de 50 ng/ml de orina. Estos métodos
han sido probados con más de 50 sustancias y
medicamentos diferentes para demostrar que no
existe reacción cruzada que pueda generar un
resultado falso positivo, entre las cuales se citan:
acetaminofén,ácido
aspirina
amikacina,
aspartame, cafeína, codeína, dextrometorfán,
histamina, meperidina, oxacepam, fenobarbital,
teofilina, entre otros.(1,3,4)
CONCLUSIONES
En la revisión de estos métodos nos pudimos dar
cuenta de que todos son eficaces y efectivos en su
rango de sensibilidad. Por lo cual el uso de estos
métodos es a criterio y necesidad de la persona
que la requiera para la determinación de las drogas
de abuso. Sin embargo los métodos
inmunoquímicos tienen la ventaja de brindar
especificidad y sensitividad adecuadas a un costo
relativamente bajo, adicionalmente son fáciles de
realizar.
168
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
Figura 1. Tendencias del consumo de drogas ilícitas alguna vez en la vida.
población urbana de 12 a 65 años de edad
Figura 2. Fundamento FPIA
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
169
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
PRUEBA
INTERPRETACIÓN
P1
CONTROL
P2
P1: Zona de prueba para THC
P2: Zona de prueba para COC
Figura 3. Fundamentos de métodos inmunoquímicos
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MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
170
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
UTILIZACIÓN DE LECTINAS PARA LA
IDENTIFICACIÓN DE CAMBIOS CELULARES
RELACIONADOS CON LOS PROCESOS
TUMORALES
Navarro Esquer Y.B., Candia Plata M.C.
RESUMEN
INTRODUCCIÓN
La transformación neoplásica involucra cambios
en los niveles de carbohidratos de las membranas
celulares que influyen en la habilidad de las células
tumorales de invadir otros tejidos. Estos cambios
pueden ser investigados con lectinas, un grupo de
proteínas vegetales, animales o microbianas, que
tienen en común su habilidad para enlazarse a
carbohidratos. Un ejemplo es la lectina Helix
pomatia (HPA), la cual reconoce a los
carbohidratos N-acetil-D-galactosamina y Nacetil-D-glucosamina y puede usarse para evaluar
el comportamiento de tumores de la piel y
mamarios. Otras lectinas, tales como Maackia
amurensis (MMA), y Sambucus nigra (SNA), que
reconocen ácido siálico, han sido usadas para
determinar el nivel de ácido siálico que expresan
los tejidos gastrointestinales transformados. Con
base en lo anterior, en este trabajo se presenta una
revisión bibliográfica acerca de la utilización de
diversas lectinas, para la identificación de los
cambios en la expresión de carbohidratos
relacionados con el proceso de transformación
tumoral. Al mismo tiempo, se discute la potencial
utilidad de estas y otras lectinas tales como,
Artrocarpus integrifolia (Jacalina), Triticum
vulgaris (WGA), como marcadores para el
diagnóstico temprano de los cambios celulares y
para determinar la evolución de los tumores.
Durante la transformación de las células normales
a células tumorales, se presentan diversos cambios
bioquímicos que afectan a las membranas
celulares. Cuando estos cambios afectan los
niveles de ácido siálico o de otros carbohidratos
tales como N-acetil-D-galactosamina y N-acetilD-glucosamina (16), las células transformadas
pueden adquirir la habilidad de separarse de las
células normales e invadir otros tejidos.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Las lectinas son un grupo de proteínas vegetales,
animales o microbianas, que tienen en común su
habilidad para enlazarse a carbohidratos (9). Por
esta razón, pueden ser usadas para investigar los
cambios en la expresión de los carbohidratos en
tejidos malignos.
Un ejemplo es la lectina Helix pomatia (HPA), la
cual reconoce a los carbohidratos N-acetil-Dgalactosamina y N-acetil-D-glucosamina y tiene
afinidad por el melanoma y el cáncer mamario.
En este último caso, la unión de la lectina HPA a
las células mamarias transformadas indica un
comportamiento agresivo del tumor y, por lo tanto,
un mal pronóstico para el paciente.
Por otro lado, hay evidencias que señalan que
durante el proceso en el que las células normales
se transforman a células malignas, aumenta la
cantidad de ácido siálico. En consecuencia,
171
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
lectinas como Maackia amurensis (MMA),
Artrocarpus integrifolia (Jacalina), Triticum
vulgaris (WGA) y Sambucus nigra (SNA), que
reconocen ácido siálico, podrían servir para
determinar el nivel de sialilación de tejidos
transformados.
Con base en lo anterior, en este trabajo se presenta
una revisión bibliográfica acerca de la utilización
de diversas lectinas, para la identificación de los
cambios en la expresión de carbohidratos
relacionados con el proceso de transformación
tumoral. Al mismo tiempo, se discute la potencial
utilidad de estas lectinas como marcadores para
el diagnóstico temprano de los cambios celulares
y para determinar la evolución de los tumores.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se realizó una revisión bibliográfica de la
información publicada en los últimos 20 años
acerca de los cambios en los carbohidratos de las
membranas celulares relacionados con el proceso
tumoral. La información sirvió para identificar las
lectinas que actualmente son útiles como
marcadores del pronóstico de ciertos tumores y
para discutir la potencial utilidad de otras lectinas
como marcadores para el diagnóstico temprano de
los cambios celulares y para determinar la
evolución de los carcinomas de piel, mama,
endometrio, cérvix y colon.
contenido de N-acetilgalactosamina y Nacetilglucosamina en el melanoma maligno
(cáncer de piel) y el carcinoma mamario. Los
tejidos mamarios y epiteliales que se tiñen
intensamente con HPA y y DBA, suelen producir
metástasis rápidamente y por ello ambas lectinas
se han identificado como marcadores de
metástasis. Las lectinas TTA (Tachypleus
tridentatus) que reconoce N-acetilglucosamina y
N-Acetilgalactosamina y, por otro lado, las lectinas
Concanavalina A que reconoce manosa y Nacetilglucosamina y Psathyrella velutina así como
Phaseolus vulgaris (PHA) con afinidad hacia NAcetilglucosamina (22), han sido muy poco
utilizadas a pesar de ser dos de las lectinas que
dan reacciones histológicas altamente sensibles
(22). Otra lectina, que hasta ahora no ha sido
utilizada, pero que podría dar buenos resultados
para predecir metástasis en el cáncer mamario y
en el melanoma maligno es la lectina del trigo
(WGA), debido a que reconoce con gran afinidad
a los residuos N-Acetilglucosamina (6-8).
Además de la valoración del contenido de Nacetilgalactosamina y N-acetilglucosamina, en
algunos tumores (como los de mama y colon) es
necesaria la estimación del contenido de ácido
siálico. Esto se debe a que los tumores mamarios
y del colon altamente invasores expresan mayor
cantidad de ácido siálico que los tejidos normales.
La valoración del nivel de ácido siálico en las
membranas celulares también es importante para
monitorear a los pacientes con cáncer durante el
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
tratamiento, por lo que se han utilizado las lectinas
La información señala que las lectinas más Limax flavus (LFA) que reconoce ácido siálico en
utilizadas actualmente para evaluar los cambios cualquier conformación (11), SNA (Sambucus
de los carbohidratos de las membranas de las nigra) que reconoce ácido siálico en enlace a2-6
(6-8, 24) y MMA (Maackia amurensis) que
células tumorales, son Helix pomatia (HPA) que
reconoce N-acetilgalactosamina y N- reconoce ácido siálico en enlace a2-3. La reacción
acetilglucosamina, Dolichus biflorus (DBA) que intensa con SNA con los tumores agresivos de
reconoce N-Acetilgalactosamina y Limax flavus mama y colon, indica la elevada expresión de ácido
(LFA) que reconoce ácido siálico (2-5; 10-15; 17- siálico con enlaces a2-6 en estos tejidos (10, 17).
La intensidad de la tinción con SNA se ha
21; 23-24). Las dos primeras lectinas (HPA y
DBA), han servido para identificar cambios en el propuesto como un parámetro válido para predecir
la recurrencia del cáncer colorectal (10). Además,
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
172
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
se ha demostrado que la progresión de los
carcinomas de colon correlaciona con el aumento
de ácido siálico (17). Sin embargo, una mejor
valoración del nivel de sialilación de los tejidos
malignos podrían ser obtenidas con las lectinas
Artrocarpus integrifolia (Jacalina) y la lectina del
cacahuate (PNA), debido a que reconocen residuos
de galactosa con y sin ácido siálico,
respectivamente. Desfortunadamente, hasta ahora
no se ha explorado el valor de estas dos últimas
lectinas.
aurantia y Lotus tetragonolobus (LTA), que no han
sido usadas hasta ahora, además de lectinas como
RCA (Ricinus communis) por su afinidad hacia
galactosa y SBA (lectina de soya) porque reconoce
N-Acetilgalactosamina.
CONCLUSIONES
En esta revisión, se demuestra que las lectinas son
de gran utilidad para identificar a los carbohidratos
de membrana que expresan los tejidos malignos y
con ello ayudan a identificar las metástasis y
Otras modificaciones de los carbohidratos pronosticar la evolución de diversos tumores. Las
membranales han sido descubiertas en los tumores lectinas más utilizadas con estos fines son: Helix
del cérvix y endometrio, mediante las lectinas Ulex pomatia (HPA), Dolichus biflorus (DBA), Limax
europaeus (UEA; 1) que reconoce fucosa y flavus (LFA), TTA (Tachypleus tridentatus),
Eritrina cristagalli (ECA) que reconoce Concanavalina A, Psathyrella velutina, Phaseolus
estructuras Galactosa â1-4 N-Acetilglucosamina. vulgaris (PHA), Ulex europaeus (UEA), Eritrina
La lectina UEA, tiñe intensamente a la hiperplasia cristagalli (ECA), SNA (Sambucus nigra) y MMA
endometrial y al adenocarcinoma endometrial, por (Maackia amurensis). Sin embargo, otras lectinas
lo que se ha sugerido que en el carcinoma (que están muy bien caracterizadas desde el punto
endometrial la fucosilación de las proteínas juega de vista bioquímico y que no han sido empleadas
un papel central en la invasión vascular y hasta ahora en inmunohistoquímica) que podrían
miometral (1), en tanto que ECA tiñe al 50% de brindar excelentes resultados son la lectina del
los carcinomas escamosos del cérvix. Estos trigo (WGA), Artrocarpus integrifolia (Jacalina)
hallazgos, podrían ser corroborados con otras y la lectina del cacahuate (PNA). Su utilización,
lectinas afines a fucosa, tales como Aleuria podría servir para corroborar los datos obtenidos
con otras lectinas o para hacerlos más precisos.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
173
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
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174
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
PURIFICACIÓN DE LA IGA1 SÉRICA USANDO
UN ESQUEMA CROMATOGRÁFICO DE TRES
PASOS
Romo Escupinichi OA, Candia Plata MC, Mata Pineda AL
RESUMEN
La Inmunoglobulina A (IgA), es una de las
proteínas que constituyen, en el hombre, la base
de la defensa inmunológica contra una amplia
gama de microorganismos. Es una glicoproteína
representada por dos subclases estructural y
funcionalmente distintas: IgA1 e IgA2. La IgA1
es la subclase sérica mayoritaria, con una
concentración normal en suero de 2.62 ± 1.48 mg/
mL. La IgA1 ha sido motivo de innumerables
estudios que tienen el propósito de conocer su
estructura, sus funciones, así como el origen de su
elevación y su relación patogénica con diversas
enfermedades.
Un primer paso, indispensable para los estudios
de la IgA1, es su purificación. Esto se debe a que
solamente teniendo una pureza del 100% es posible
realizar los ensayos necesarios para su
caracterización bioquímica global y para analizar
sus implicaciones patogénicas. Para lograr este
objetivo, se han desarrollado una diversidad de
esquemas de purificación, la mayoría incluyen
métodos que no mantienen la integridad estructural
de la IgA1 o que no producen preparaciones de
IgA1 con el 100% de pureza.
En este trabajo, se presenta un esquema de
purificación de la IgA1 sérica basado en tres
métodos cromatográficos en secuencia. Primero,
se aisló la fracción de inmunoglobulinas totales
con Sefarosa-6B altamente acetilada. Luego, la IgA
fue aislada, a partir de las inmunoglobulinas totales
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
con Agarosa-anti-IgA y, finalmente, la IgA1 fue
purificada, a partir de la IgA, usando una columna
con Agarosa-jacalina. La combinación de estos
métodos, permitió obtener una IgA1 con el 100%
de pureza, sin exponerla a procesos
desnaturalizantes.
INTRODUCCION
La Inmunoglobulina A (IgA), es una de las cinco
clases de proteínas que constituyen, en el hombre,
la base de la defensa inmunológica contra una
amplia gama de microorganismos partículas
inhaladas, antígenos alimentarios, etc. Esta
glicoproteína , es el principal anticuerpo de las
secreciones mucosas y su tasa de biosíntesis diaria
supera a la del resto de las inmunoglobulinas. Está
representada por dos subclases estructural y
funcionalmente distintas: IgA1 e IgA2 (1, 5, 6, 9,
11). La IgA1 es la subclase sérica mayoritaria y
tiene una concentración normal en suero de 2.62
± 1.48 mg/mL.
En condiciones patológicas, los niveles de IgA1
sérica, pueden incrementarse. Su elevación es
común en las parasitosis, sin embargo, también
puede elevarse en diversas enfermedades de origen
no infeccioso, tales como la nefropatia por IgA
(12), la cirrosis hepática, la artritis reumatoide (8),
el mieloma múltiple y la diabetes mellitus tipo 2
(10, 13). En esta última, el aumento en la
concentración de la IgA1 sérica es un fenómeno
común. Sin embargo, hasta ahora se desconoce el
origen y el significado patogénico de esta elevación
175
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
y no se sabe si el cambio de concentración de IgA1
es concomitante a cambios en su estructura (3).
Únicamente se tiene información relacionada con
el aumento en el contenido de ácido siálico de la
IgA1 polimérica, que explicaría parcialmente el
aumento de esta fracción proteica por su pérdida
de afinidad hacia los asialorreceptores hepáticos.
Un primer paso, indispensable para los estudios
de la IgA1 es su purificación, debido a que
solamente teniendo una pureza del 100% es posible
realizar los ensayos necesarios para su
caracterización bioquímica global y para analizar
sus implicaciones patogénicas. Se han desarrollado
una diversidad de esquemas de purificación, la
mayoría incluyen métodos que no mantienen la
integridad estructural de la IgA1. Otros esquemas,
no producen preparaciones de IgA1 puras (3). Por
ello, en este proyecto se presenta un esquema de
purificación de la IgA1 sérica, utilizando tres
métodos cromatográficos en secuencia, mediante
el cual se preserva la estructura nativa de la IgA1
y se obtiene a la proteína con un 100% de pureza.
MATERIALES Y MÉTODOS
La SepharosA 6B activada con CNBr fue comprada
en Pharmacia Biotech (Uppsala, Sweden). La
Agarosa activada con Divinilsulfona (Mini-Leak)
fue adquirirda en Kem-En-Tek (Copenhagen,
Denmark). La lectina jacalina y el resto de los
reactivos grado analítico fueron comprados en
Sigma Chem. Co. (St. Louis MO, USA). La AntiIgA1 humana, y la Anti-IgG de oveja desarrollada
en carnero, marcada con biotina se compró en The
Binding Site, Inc (CA, USA).
Síntesis del Adsorbente Hidrofóbico
Se sintetizó una matriz hidrofóbica Sepharosa-6B
altamente acetilada (13) con un volumen de cama
de 20 mL, misma que fue empacada en una
columna de 13 x 2.5 cm, utilizando un sistema
para cromatografía de baja presión.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Síntesis de Adsorbentes de Afinidad
Las matrices de afinidad Agarosa-anti-IgA y
Agarosa-jacalina, fueron sintetizados acoplando 44
mg de anti-IgA humana y 70 mg de jacalina a 9 y
5 g de agarosa activada con Divinilsulfona,
respectivamente. Los geles fueron empacados en
columnas de 12 x 1.5 cm y 4 x 1 cm (3, 13).
Aislamiento de Inmunoglobulinas Totales
La matriz hidrofóbica fue equilibrada con una
solución de Na2 SO 4 0.5 M en una solución
reguladora de fosfatos salina (PBS), pH 7.6. Se
aplicaron a la fase estacionaria 1.5 mL de suero,
diluidos 1:1 con Na 2 SO 4 1 M, pH 7.6, a una
velocidad de flujo de 1 mL/min. Las proteínas no
adsorbidas a la matriz fueron removidas con
Na 2 SO 4 0.5 M, pH 7.6 y las inmunoglobulinas
adsorbidas fueron eluidas en un solo paso con una
solución de PBS, pH 7.2 (3; Figura 1).
Aislamiento de IgA Total
Las inmunoglobulinas totales aisladas fueron
dializadas contra PBS, pH 7.2 y se aplicaron a una
columna de Agarosa-Anti-IgA, previamente
equilibrada con PBS, pH 7.2. Las
Inmunoglobulinas M y G fueron lavadas con la
solución de equilibrio, y la IgA unida fue eluida
con glicina/HCl 0.05 M, pH 2.6. La fracción de
elución fue inmediatamente neutralizada con
buffer Tris 0.1 M, pH 8.0 (Figura 2).
Purificación de IgA1
La fracción de IgA se dializó contra PBS, pH 7.2 y
fue aplicada a una columna de Agarosa-Jacalina
(4). La IgA2 fue removida con PBS, pH 7.2, y la
IgA1 eluida con galactosa 0.8 M disuelta en PBS,
pH 7.2 (Figura 3). La concentración de proteína
durante las etapas cromatográficas fue
monitoreada espectrofotométricamente a 280 nm
y la pureza de las fracciones fue evaluada con
176
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
electroforesis en condiciones desnaturalizantes y de Agarosa-Jacalina, con un volumen de cama de
reductoras (SDS-PAGE) al 10% (3, 13; Figura 4). 5 ml. Se aplicaron en promedio 0.7 mg de IgA total
por corrida cromatográfica y se recuperaron 0.4
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
mg de IgA1.
El aislamiento de las inmunoglobulinas totales se
realizó utilizando un gel de Sefarosa 6B Altamente
acetilada, aplicándose en promedio 105 mg de
proteína total por corrida cromatográfica. En el
cromatograma típico (Figura 1), se pueden
observar dos picos, el primero que corresponde a
la fracción de lavado (proteínas no adsorbidas) y
el segundo que corresponde a la fracción de elución
(inmunoglobulinas séricas totales). Se obtuvieron
en promedio 15 mg de inmunoglobulinas totales
por corrida cromatográfica. El aislamiento de IgA
total fue realizado utilizando una columna de
Agarosa-anti-IgA, con un volumen de cama de 9
ml, aplicándose en promedio 15 mg de
inmunoglobulinas totales y recuperando en
promedio 0.7 mg de IgA total. En el cromatograma
característico (Figura 2) pueden observarse dos
picos que corresponden a la fracción de lavado
(pico 1) y a la fracción de elución a pH 2.6 (Pico
2), que corresponde a la proteína de interés.
Finalmente, la purificación de IgA1, a partir de
IgA total, se llevó a cabo utilizando una columna
La pureza de la IgA1 obtenida con este esquema
de tres pasos, a diferencia de otros esquemas (2)
permitió obtener una fracción de IgA1 al 100%
pura, sin exponer a riesgos innecesarios la
estructura nativa de la proteína. A diferencia de
otros esquemas de purificación en los que se
alcanza un grado de pureza no mayor al 95% (2,
3), con este esquema se garantiza la obtención de
una inmunoglobulina libre de contaminantes lo que
nos ofrece confiabilidad para obtener resultados
válidos en ensayos para la caracterización integral
de la IgA1.
CONCLUSIONES
La combinación de cromatografía de interacciones
hidrofóbicas y cromatografía de afinidad demostró
ser una estrategia que garantiza la obtención de
IgA1 con el 100% de pureza, sin exponerla a
procesos desnaturalizantes, ideal para realizar no
solo estudios básicos sino también estudios
aplicados al análisis de la participación de la IgA1
en enfermedades de diversos orígenes.
1.8
1.6
1.4
OD280
1.2
1
Figura 1. Aislamientode inmunoglobulinas en Sefarosa
altamente acetilada. El suero fue cargado (a) y las
proteínas no adsorbidas fueron lavadas con la
solución de equilibrio (Na2SO4 0.5 M). Las
inmunoglobulinas fueron eludías con PBS 20 mM (b).
0.8
0.6
0.4
0.2
0
Fracciones
1
5
9 1 3 1 7 2 1 2 5 2 9 3 3 3 7 4 1 45 4 9 53
a
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
b
177
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
0.18
0.16
0.14
OD280
0.12
0.1
0.08
Figura 2. La solución de inmunoglobulinas fue
cargada en PBS 20 mM a Agarosa-antiIgA (a). La IgG e
IgM, fueron lavadas con la misma solución de carga y
la IgA fue eluída con glicina ácida (b, c y d).
0.06
0.04
0.02
b
a
c
55
49
43
37
31
25
19
13
7
1
0
Fracción
d
0.12
0.1
OD 280
0.08
Figura 3. La IgA fue aplicada en PBS 20 mM a una
columna de Agarosa-jacalina (a). La IgA2 fue lavada
con PBS y la IgA1 eluida con galactosa 0.8 M. La
columna fue regenerada con glicina ácida (c) y PBS
(d).
0.06
0.04
0.02
a
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
b
c
41
37
33
29
25
21
17
13
9
5
Fracción
1
0
d
178
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
α1
Figura 4. Electroforesis en gel de poliacrilamida al 10%, en condiciones
desnaturalizantes y reductoras. El primer carril corresponde a suero humano (a) a
partir del cual se aislaron las inmunoglobulinas totales (b), utilizando Sefarosa 6B
Altamente Acetilada, posteriormente la IgA (c) fue aislada de las inmunoglobulinas
totales usando Agarosa-anti-IgA y la IgA1 (d) fue obtenida con Agarosa-jacalina.
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179
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
MECANISMOS MOLECULARES
INVOLUCRADOS EN LA PATOGÉNESIS DE LAS
COMPLICACIONES VASCULARES DE LA
DIABETES MELLITUS TIPO 2
Galván Moroyoqui J.M., Murrieta León M.I., Fierros de la Ree C.N., Romo
Escupinichi O.A., López Soto LF, Candia Plata M.C., Navarro Navarro M., Moreno
Ibarra G.M.
RESUMEN
La diabetes mellitus tipo 2, afecta a más de 142
millones de los adultos de todo el mundo. México,
ocupa el noveno lugar de prevalencia mundial y
tiene una de las mayores tasas de mortalidad por
las complicaciones vasculares que produce esta
enfermedad. Más de la mitad de los infartos
cardíacos que se presentan en los pacientes con
diabetes mellitus tipo 2, son causados por
aterosclerosis. Esto es debido a que la
aterosclerosis se desarrolla más rápidamente en
los pacientes diabéticos que en la población
general. La hiperglicemia y el estrés oxidativo, son
los factores causales claves para el inicio y la
progresión de la aterosclerosis, debido a que
modifican, por glicación y oxidación, proteínas
sanguíneas como la LDL que se acumula en la
íntima de las arterias y puede estimular intensas
respuestas humorales, que se traducen en la
producción de complejos inmunes con potencial
aterogénico. Otros factores relacionados con las
complicaciones son las modificaciones de los
oligosacáridos de la inmunoglobulina A1 y el estrés
por carbonilos que se han relacionado con las
alteraciones renales, oculares, y cardiovasculares.
En esta revisión se describen los mecanismos
moleculares involucrados con el inicio y desarrollo
de las complicaciones vasculares en la diabetes
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
mellitus tipo 2, incluyendo la glicación, la
glicoxidación de proteínas y lípidos, los cambios
de glicosilación de proteínas séricas y la
producción de complejos inmunes.
INTRODUCCIÓN
La diabetes mellitus es una enfermedad que se
caracteriza por el aumento en la concentración de
glucosa sanguínea originado por la deficiencia en
la utilización de este nutrimento a nivel tisular. Es
un síndrome plurimetabólico crónico que se
caracteriza y diagnóstica por un estado de
hiperglicemia persistente, originado por factores
genéticos y desencadenado por factores
ambientales, tales como la obesidad central,
tabaquismo, sedentarismo y mal nutrición. La
prevalencia de esta enfermedad representa un
problema de salud a nivel mundial debido a que
afecta a más de 142 millones de personas; México
ocupa el noveno lugar con cinco millones de
diabéticos y su tasa de mortalidad (37/100 000
habitantes) en la más alta de Latinoamérica
después de la de Trinidad y Tobago.
Las principales complicaciones de la diabetes son
producidas por alteraciones en los vasos
sanguíneos (vasculopatía). La alteración en arterias
de mediano y gran calibre (macroangiopatía) o en
180
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
las de pequeño calibre (microangiopatía), es la
causa de los infartos del miocardio, los accidentes
cerebrovaculares, los accidentes vasculares
periféricos, las alteraciones renales y los daños
oculares.
En esta revisión, se describen los principales
mecanismos moleculares relacionados con la
vasculopatía diabética, entre los cuales destacan
el estrés oxidativo, el estrés por carbonilos, los
productos de glicación avanzada (AGE’s), la
formación de complejos inmunes, las alteraciones
en el metabolismo de lipoproteínas, las
modificaciones en la actividad de factores de
crecimiento o citoquinas y las alteraciones en los
procesos de glicosilación.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se realizó una revisión bibliográfica de la
información generada en los últimos años respecto
al estrés oxidativo, estrés por carbonilos, productos
finales de glicación avanzada, alteraciones en la
glicosilación y formación de complejos inmunes.
La información se utilizó para documentar su
relación en los mecanismos moleculares
involucrados en la patogénesis de las
complicaciones vasculares de la diabetes mellitus
tipo 2.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Hiperglicemia y Glicación
El principal origen de las complicaciones
vasculares en los pacientes diabéticos (5) es la
hiperglicemia, debido a que acelera los procesos
de glicación. Esto es debido a que la glucosa, al
ser un azúcar reductor, se enlaza espontáneamente
con las proteínas y lípidos endógenos. Este
fenómeno recibe el nombre de glicación y consiste
en una reacción no enzimática del grupo carbonilo
del azúcar con grupos aminos libres de las
proteínas o lípidos (1). Esta reacción inicialmente
lleva a la formación de la base de Shiff inestable
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
la cual puede sufrir un reordenamiento
intramolecular para dar el producto de Amadori,
una vez formado éste sufre una serie de
modificaciones oxidativas y no oxidativas por
medio de reacciones irreversibles lentas que
normalmente demoran semanas o años para dar
origen los productos de glicación avanzada
(AGE’s, por sus siglas en inglés). Este proceso
produce la acumulación de AGE´s en diferentes
proteínas estructurales y circulantes del organismo
y simultáneamente genera un estrés oxidativo y
carbonílico altamente agresivo (9). Este estado
produce alteraciones disfuncionales en la matriz
extracelular, cambios en la producción tisular de
citoquinas y factores de crecimiento, mediados por
la interacción específica de AGE’s y una familia
de receptores en la membrana, y modificaciones
en la función de proteínas intracelulares. Dichas
alteraciones podrían constituir eventos críticos en
el desarrollo y progresión de la micro y
macroangiopatía asociadas con la diabetes
mellitus.
Estrés oxidativo
La diabetes mellitus tipo 2 se acompaña de la
acumulación de moléculas y radicales libres
altamente oxidantes, tales como el hidroxilo, el
superóxido y el peróxido de hidrógeno, que se
generan durante la reducción biológica normal del
oxígeno, y que al ser muy reactivas son capaces
de provocar alteraciones estructurales y
funcionales de las membranas celulares por
peroxidación de sus ácidos grasos (4, 6). La
peroxidación lipídica es también un factor
etiológico de la aterosclerosis (11), debido a que
la peroxidación de las LDL produce LDL oxidadas
(LDL-ox) que al ser fagocitadas por los macrófagos
conducen a la formación de células espumosas.
Al mismo tiempo, las LDL-ox son capaces de
adherirse a las células endoteliales y a las células
musculares lisas, inhibiendo la movilidad de los
macrófagos y estimulando la adherencia de
monocitos y linfocitos T en el espacio
subendotelial a través de factores quimiotácticos,
181
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
citocinas y proteínas de adhesión celular y vascular
como la VCAM-1 (1, 5, 7, 8, 10).
Formación de Complejos Inmunes
Alteraciones de la Glicosilación
Las modificaciones por oxidación directa también
se dan en los grupos ceto de los compuestos de
Amadori y son catalizadas por metales. Estos
compuestos, también pueden sufrir una
deshidratación no oxidativa espontánea en la que
la proteína recupera su estructura original y da
origen a compuestos dicarbonílicos más reactivos,
que difunden y reaccionan con otras proteínas.
Hasta hace poco se consideraba a los compuestos
de Amadori como intermediarios esenciales en la
formación de los AGE´s, pero se han hecho
estudios que indican que la glucosa puede sufrir
auto-oxidaciones y originar
compuestos
dicarbonílicos que son intermediarios de la
formación de los AGE’s que provocan cambios
permanentes en la estructura y bioctividad de
proteínas vasculares de recambio lento como la
colágena. También se ha demostrado que diversas
proteínas intracelulares son alteradas por diversos
intermediarios de la glucólisis que son más
reactivos que la misma glucosa.
La nefropatía diabética, caracterizada
histopatológicamente por incremento del
mesangio, engrosamiento de la membrana basal
glomerular,
arteriolosclerosis
y
glomerulosclerosis, parece tener un origen
múltiple. Sin embargo, cada vez hay mayor
evidencia de la asociación entre complejos
inmunes, conteniendo IgA, IgM e IgG, y las
complicaciones renales de los pacientes diabéticos.
Parte de esta respuesta humoral, podrían depender
de los linfocitos B que sintetizan IgM natural, en
forma análoga al sistema inmune natural
observado en ratones ApoE -/- que producen
autoanticuerpos contra LDL oxidada. Estos
linfocitos, pertenecen a una clase altamente
conservada llamada idiotipo T15, muy relacionada
con los anticuerpos anti-fosforilcolina. Es probable
que las clonas de linfocitos BT15+ se seleccionen
en la etapa fetal con fragmentos de células
apoptóticas y que los anticuerpos de clonas de
linfocitos B T15+ en ratones ApoE -/-, sean
dirigidos por antígenos derivados de LDL-ox. La
producción excesiva de estos anticuerpos (3, 12)
y su asociación con aterosclerosis podría ser
explicada por las infecciones recurrentes que
padecen los pacientes diabéticos y que son
producidas por microorganismos que expresan
fosforilcolina. La hipótesis más aceptada hasta
ahora, es que la fosforilcolina microbiana, puede
inducir anticuerpos del tipo T15, que a su vez
pueden acelerar el proceso de aterosclerosis por
la deposición de complejos inmunes en los vasos
sanguíneos.
Estrés Carbonílico
En 1997, Lyons y Jenkins propusieron al estrés
carbonílico como una explicación alternativa para
el incremento en la modificación química de las
proteínas, observada en la Diabetes mellitus y otras
patologías. El estrés carbonílico se define como
un aumento generalizado en la concentración de
compuestos carbonílicos reactivos, precursores de
productos de glicoxidación, lipoxidación y de los
AGE’s de origen no oxidativo. El aumento en los
niveles de carbonilos, puede ser el resultado de un
estrés por sustratos provocado por la hiperglucemia
y la dislipemia, de la existencia de un entorno
oxidativo, y/o de una disminución en la eficiencia
de los mecanismos de detoxificación de dichos
compuestos carbonílicos (9). Ejemplos de
compuestos carbonílicos son: La 3-deoxiglucosona
(3DG),
metilglioxal
(MGO),
glioxal,
malondialdehido (MGO) y 4-hidroxinenal (HNE).
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
y
Finalmente, en los pacientes diabéticos es común
observar que el aumento en los niveles séricos de
IgA1 está asociado con una alta frecuencia de
nefropatía. Una explicación probable del daño
renal, está basada en la observación de que la IgA1
de los pacientes con diabetes tiene un aumento
significativo en su contenido de ácido siálico (2,
13). Por su carga fuertemente negativa, es posible
182
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
que el exceso de ácido siálico favorezca la
deposición mesangial de la IgA1, produciendo con
ello daños renales irreversibles.
CONCLUSIONES
Las evidencias actuales, apoyan el papel
preponderante de la hiperglicemia y el estrés
oxidativo como factores causales claves para el
inicio y la progresión de las complicaciones
vasculares de la diabetes mellitus tipo 2. La
hiperglicemia crónica es capaz de modificar a las
proteínas y los lípidos endógenos, alterando con
ello sus funciones; al mismo tiempo, es capaz de
generar alteraciones metabólicas que se traducen
en la producción permanentemente alta de
compuestos con alto poder oxidativo. A su vez,
los compuestos oxidantes modifican aún más a las
moléculas glicadas proporcionándoles mayor
poder patogénico y la capacidad de estimular
respuestas humorales que propician la producción
de complejos inmunes. En conjunto, estos factores
modifican la estructura y la función de moléculas
plasmáticas como la LDL, que al ser parte central
del transporte y metabolismo de los lípidos tienen
una participación directa en la formación y
evolución de las complicaciones vasculares de los
pacientes con diabetes mellitus tipo 2.
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183
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
IDENTIFICACIÓN DE LECTINAS EN EL
EXTRACTO PROTEICO SALINO DE Hymenoclea
monogyra (UNA PLANTA NATIVA DE SONORA)
Valenzuela R.A., Candia Plata M.C., Ortega N.M.
RESUMEN
INTRODUCCIÓN
La planta Hymenoclea monogyra (Jécota), es un
arbusto nativo de la región noroeste de México
usado en la medicina tradicional como antibiótico,
insecticida y acaricida. Los extractos etanólicos
de tallo y hoja, inhiben el crecimiento de Bacillus
subtilis, Staphylococcus aureus, Streptococcus
faecalis, Candida albicans y Escherichia coli, sin
embargo no se sabe cuáles son los compuestos
responsables de esta acción. En otras plantas
silvestres, la actividad insecticida se relaciona con
la presencia de lectinas y, por ello, el objetivo de
este trabajo fue buscar lectinas en un extracto
proteico salino de Hymenoclea monogyra. El
extracto fue obtenido con 1 g de harina de hojas
de Hymenoclea monogyra y su actividad
hemaglutinante fue ensayada por el método de
doble dilución seriada utilizando eritrocitos O Rh+
no tripsinizados. El título de hemaglutinación fue
definido como el inverso de la dilución máxima a
la cual se produjo la aglutinación y la actividad
específica se definió como el título de
hemaglutinación por mg de proteína Los resultados
de hemaglutinación y electroforesis SDS-PAGE
indicaron que la planta posee al menos, una lectina
de 31 kDa. El título de hemaglutinación máximo,
obtenido utilizando un extracto salino de
Hymenoclea monogyra con 4.56 mg/mL de
proteína, fue de 1:16 y la actividad específica fue
de 16. Estos resultados concuerdan con los
reportados en el caso de las lectinas de otras plantas
silvestres.
Hymenoclea monogyra comúnmente conocida con
los nombres de Jécota, técota (español), casol
coozlil, casol itac coosotoj (Seri), burrobrush
(USA). Es un arbusto nativo de la familia del
Girasol que se localiza en suelos arenosos, arroyos
o llanuras de Sonora, Baja California Norte y
Chihuahua (4, 7) y la región suroeste de Estados
Unidos (6, 9). Es considerado un arbusto endémico
y perenne (2) y por su forma de crecimiento y sus
estructuras vegetativas, es frecuentemente
confundida con las especies Baccharis.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Esta planta ha sido utilizada en la medicina
tradicional Sonorense con el fin de aliviar
infecciones gastrointestinales, erupciones
cutáneas, reumatismo, e infecciones de las vías
respiratorias. Las ramas tiernas y las hojas, son
los tejidos generalmente utilizados para preparar
las infusiones acuosas usadas para contrarrestar
erupciones de la piel, infecciones de vías
respiratorias y procesos inflamatorios. Para
controlar el reumatismo, se prepara un té de ramas
jóvenes mezclada con la planta entera de Cañagria
(Rumex violascens) que se aplica sobre las piernas
del paciente reumático. Algunas familias
sonorenses, la han utilizado para el control de
ectoparasitosis (piojos, pulgas y garrapatas) en
animales domésticos. Para ello, cubren la zona de
descanso del animal (perro, vaca) con las ramas
enteras de Hymenoclea monogyra.
184
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
Hasta ahora, no se conoce la base molecular de la
acción ectoparasitida de Hymenoclea monogyra.
Existen muy pocos estudios acerca de su actividad
microbicida y citotóxica, pero se ha demostrado
que los extractos etanólicos de la planta, en
concentración de 100 µg/mL, inhiben el
crecimiento de Bacillus subtilis, Staphylococcus
aureus, Streptococcus faecalis, Candida albicans
y Escherichia coli. No se sabe cuales son los
compuestos responsables de la acción inhibitoria
del crecimiento microbiano. Tampoco se conoce
el origen de la actividad insecticida de Hymenoclea
monogyra, aunque en otras plantas silvestres estas
actividades se deben a la presencia y acción de
lectinas.
Las lectinas, son moléculas proteicas que
interaccionan específicamente con carbohidratos,
no son de origen inmunológico y no presentan
actividad enzimática demostrable, poseen una
marcada habilidad para aglutinar células, en
especial eritrocitos, y por esto son conocidas
también como aglutininas. Debido a su propiedad
de distinguir entre diferentes carbohidratos, se han
convertido en instrumentos valiosos para la
investigación en Oncología, Bioquímica, y otras
disciplinas biomédicas (1, 3, 5, 8, 10) y, por esta
misma razón es de gran importancia identificar
nuevas lectinas.
Hasta ahora no hay reportes que demuestren la
presencia de lectinas en Hymenoclea monogyra,
y por ello, en este trabajo se analizó el extracto
proteico salino de esta planta, a fin de identificar
proteínas con actividad hemaglutinante y con una
masa similar a la de las lectinas contenidas en otras
plantas nativas de la región.
obtuvieron de las plantas más expuestas a la
superficie del suelo. Se seleccionaron, de manera
aleatoria plantas jóvenes y adultas y sus ramas
fueron secadas a temperatura ambiente durante 37 días. Las hojas se separaron de las ramas por
frotación y se limpiaron y seleccionaron
minuciosamente. Las raíces fueron cortadas en
segmentos de aproximadamente 1 cm de longitud.
Preparación de las Harinas
Las hojas se molieron directamente en molino para
harinas con malla de 100 mm. Las ramas y raíces
fueron trituradas en molino de rodillo una sola vez,
por separado, y luego se molieron en molino de
harinas con el mismo tamaño de malla. Las harinas
se recogieron en bolsas de polietileno y fueron
etiquetadas.
Preparación del extracto salino
El extracto proteico salino de Hymenoclea
monogyra, fue obtenido a partir de una suspensión
hecha con 1 g de la harina en 10 mL de solución
de NaCl 0.9%, con NaN 3 al 0.02%, pH 7.2, agitada
a velocidad moderada y temperatura ambiente
durante 2 h. y centrifugada a 15,000 rpm y 4°C
durante 15 minutos. El extracto salino, fue
posteriormente filtrado con filtro de fibra de vidrio
y separado en alícuotas de 500 µL para los análisis
posteriores.
Cuantificación de Proteína
La concentración de proteína del extracto proteico
salino, fue determinada por el método de Bradford,
usando albúmina de suero bovino como proteína
estándar, a 595 nm.
MATERIALES Y MÉTODOS
Título de Hemaglutinación
Muestreo
Los especímenes de la planta, ramas y hojas, se
obtuvieron en un arroyo de las afueras de la Cd.
de Hermosillo, Son., México y las raíces se
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
La actividad hemaglutinante del extracto proteico
fue ensayada por el método de doble dilución
seriada a temperatura ambiente utilizando
eritrocitos O Rh+ no tripsinizados, colocando en
185
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
placas de microtitulación 25 µL por pozo de
solución de fosfatos salina (PBS) 20 mM, pH 7.2.
En el primer pozo de cada columna, se colocaron
25 µL del extracto y se llevaron a cabo diluciones
dobles seriadas hasta el último pozo. Finalmente,
se añadieron 25 µL de una suspención de eritrocitos
O Rh+ al 2%, no tripsinizados, dejando reposar la
placa de reacción durante 15 minutos. El título de
hemaglutinación fue definido como el inverso de
la dilución máxima a la cual se produjo la
aglutinación. La actividad específica se definió
como el título de hemaglutinación por mg de
proteína.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El título de hemaglutinación máximo, obtenido
utilizando un extracto salino de la hoja de
Hymenoclea monogyra con 4.56 mg/mL de
proteína, fue de 1:16. La actividad específica fue
de 16. La electroforesis en condiciones
desnaturalizantes y reductoras mostró la presencia
de una banda de 31 kDa (Figura), compatible con
la masa de las lectinas de otras plantas silvestres.
El patrón electroforético en gel de poliacrilamida
en condiciones nativas muestra también una banda
de 31 kDa, lo que sugiere que la lectina tiene una
sola cadena polipeptídica.
Electroforesis
CONCLUSIONES
El análisis electroforético del extracto fue llevado
a cabo por electroforesis en condiciones nativas y
en condiciones desnaturalizantes y reductoras. Para
realizar estos ensayos, el extracto salino proteico
fue ultraconcentrado en un factor de 20, utilizando
una membrana de 3,000 Da y aplicado a geles de
poliacrilamida al 12% en una minicámara para
electroforesis vertical (Bio-Rad, USA). El gel
nativo, se corrió a voltaje constante de 80 V a 4°C,
durante 3 h y el gel desnaturalizante y reductor, se
corrió a 80 V, a temperatura ambiente, durante 2
horas. Se utilizaron proteínas estándares de rango
amplio para estimar la masa molecular de las
proteínas del extracto. Los geles fueron teñidos
con colorante azul de Coomasie durante 4 horas,
decolorados con metanol:ácido acético.
a
b
c
66
31
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
d
Los resultados de hemaglutinación y electroforesis,
indicaron que la planta posee al menos, una lectina
que conserva su actividad hemaglutinante bajo las
condiciones de extracción utilizadas. Esta lectina,
será posteriormente purificada por cromatografía
de afinidad y se realizará el análisis de su secuencia
amino terminal con el fin de compararla con
lectinas de otras plantas silvestres de la región. Se
determinará su afinidad por carbohidratos y se
ensayará su utilidad como marcador histoquímico.
La lectina será purificada por cromatografía de
afinidad y se realizará el análisis de su secuencia
amino terminal con el fin de compararla con
lectinas de otras plantas silvestres de la región. Se
determinará su afinidad por carbohidratos y se
ensayará su utilidad como marcador histoquímico.
e
Electroforesis en geles de poliacrilamida. El extracto
fue cargado en SDS-PAGE al 10% (b y c) y mostró una
banda de 31 kDa, comparable a la masa de otras
lectinas vegetales. En electroforesis nativa (d y e), se
evidenció el mismo patrón electroforético.
186
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
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187
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
VARIACION ANTIGENICA DE PROTEINAS DE
SUPERFICIE DE (VPS’s) DE Giardia lamblia
Carrillo Ibarra N., Chavez Gonzalez A., Páez Beltrán L. A.,
Velazquez Contreras C. A., Rascón Durán M. L.
RESUMEN
INTRODUCCIÓN
Giardia lamblia (G. intestinalis o G. duodenalis),
es un microorganismo eucariótico unicelular
flagelado, binucleado de la clase mastigófora. Es
un habitante común del intestino delgado, causante
de diarrea en humanos y animales en todo el
mundo, siendo la población infantil la más
vulnerable. Su ciclo de vida consiste de dos etapas:
la fase de quiste (etapa infectiva), y la fase
vegetativa en la que los trofozoítos se replican en
el duodeno causando los síntomas de diarrea y
malabsorción; donde por la acción de sales biliares,
algunos trofozoítos enquistan en el yeyuno, pasan
a heces, para completar el ciclo de transmisión
infectando un nuevo huésped. Los antígenos de
G.lamblia sufren variación antigénica y son
conocidas como proteínas variables de superficie
(VSP’s), las cuales son una familia de proteínas
relacionadas que cubren la superficie entera del
parásito, son ricas en cisteína y contienen
dominios CXXC, uno o dos dominios GGCY una
cola hidrofóbica conservada y un dominio de dedos
de Zinc. Las VSP’s son resistentes a los efectos de
las proteasas intestinales y le permiten al
microorganismo sobrevivir en el intestino delgado.
A pesar de que el escape inmune es comúnmente
mencionado como la razón de la variación
antigénica, la expresión de VSP’s cambian in vivo
incluso en
ausencia del sistema inmune
adaptativo, sugiriendo que su papel biológico es
más complejo. Sus mecanismos moleculares no
son conocidos, pero difieren de los que se
presentan en otros parásitos.
Giardia lamblia es el principal protozoario
causante de diarrea durante la niñez (1), aunque
afecta principalmente a paises subdesarrollados o
en vías de desarrollo, tambien representa un
problema de salud en países desarrollados (2).
Giardia posee diferentes moleculas con actividad
antigénica, dentro de las cuales, las más
ampliamente estudiadas corresponden a una
familia muy heterogénea de proteínas de superficie
conocidas como VSPs (Variant Surface Proteins),
con masa molecular que varía entre 30-200 kDa.
Para el estudio de las VSPs, se han utilizados
diferentes estrategias metodológicas bioquímicas
e inmunológicas, entre las que se encuentran:
electroforesis, western-blot, secuenciación de
aminoácidos y de ácidos nucleícos, ensayos para
evaluar la susceptibilidad a proteasas, entre otros.
Es de suma imortancia conocer que función
biológica desempeñan las VSPs en el parásito ,
así como su posible papel en la inducción de la
respuesta inmune. En este trabajo se discutirán los
datos e información mas reciente a cerca de las
VSPs y sus caracteristicas bioquímicas e
inmunológicas.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
MATERIALES Y MÉTODOS
Para la realización del presente trabajo, se efectuó
un revisión bibliográfica.
188
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
Generalidades de Giardia lamblia
El género de Giardia sp. comprende una serie de
parásitos protozoarios, Giardia lamblia, causa
infección en humanos, G. muris en roedores y aves
, G agilis en anfibios. Los cuales presentan dos
formas: El trofozoíto es la forma móvil, activa,
residente intestinal, mide 15 µm de largo y 8 µm
de ancho, aspecto dacrioide (4). Por microscopia
óptica se le reconocen dos núcleos en el tercio
anterior,
los
axonemas
que
pasan
longitudinalmente entre los núcleos y cuerpos
medianos de ubicación transversal en el tercio
posterior y poseen cuatro pares de flagelos. El
quiste mide 12 µm de largo y 7 µm de ancho (4).
es el estadío inactivo, resistente, responsable de
la transmisión.
Ciclo de Vida de G. lamblia
Su ciclo biológico es directo, ya que el huésped
puede infectarse con la ingestión de 10 a 100
quistes, contenidos en agua, alimentos
contaminados y por contacto fecal-oral. Cuando
los quistes llegan al estomago y luego de la
exposición al ácido gástrico y enzimas pancreáticas
se realiza el proceso de exquistación, donde por
cada quiste emergen dos trofozoítos, los cuales
maduran con rapidez y se fijan al epitelio velloso
en duodeno. Los trofozoítos se multiplican por
fisión binaria en la parte del íleon terminal.
Algunos estudios indican que la depleción del
colesterol, ocurrida después de la absorción de los
lípidos y de sales biliares en el íleon terminal,
induce el proceso de reenquistación, los cuales
son eliminados a través de las heces, completando
así el ciclo de vida(4).
Manifestaciones clínicas de la Giardiasis.
La mayoría de las infecciones donde se defecan
los quistes son asintomáticas. La diarrea es el signo
más común, pudiendo ser aguda y de corta
duración o crónica e intermitente. Las heces con
frecuencia son pálidas, malolientes,esteatorreicas
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
con malabsorción intestinal (5). Los afectados
pueden exhibir pérdida de peso secundaria a la
diarrea y es inusual la inapetencia.
Variación Antígenica en Giardia lamblia
Existen diferentes cepas de G. lamblia capaces de
infectar humanos, las cuales se han caracterizado
bioquímicamente a través de diferentes estrategias
metodológicas que incluyen análisis de
isoenzimas, presencia o ausencia de ciertos genes
con secuencias de ADN, habilidad de expresar
ciertas proteínas variables específicas de superficie
(VSPs), fenómeno conocido como variación
antigénica, el cual fue descrito hacia la década de
los 80’s (7). La variación antigénica ocurre en la
mayoría, si no es que en todos los aislados de G.
lamblia, los cuales presenta variación tanto in vivo
como in vitro(3).
Proteínas Variables de Superficie (VSP’s)
Las proteínas variables de superficie (VSP’s) son
consideradas una familia heterogénea de proteínas
ricas en cisteína (11-12%), se encuentran
cubriendo la superficie entera de los trofozoítos,
incluyendo los flagelos y son detectadas mediante
anticuerpos monoclonales (MAbs) (3,6) . Su masa
molecular relativa varía entre 30-200 kDa y
muestran varias características en común como la
existencia de un dominio conservado CXXC,
presentan una región carboxi-terminal conservada
de 33 aminoácidos hidrofóbicos que pueden servir
como un dominio transmembrana, excepto los
últimos 5 aminoácidos, que son hidrofílicos. La
región amino terminal no es conservada en su
secuencia de aminoácidos y probablemente sirva
como péptido señal. Las VSPs de diferentes
aislados presentan la capacidad enlazante de iones
metálicos como Zn y Fe, en forma de dedos de
Zinc, siendo las únicas proteínas de superficie de
cualquier organismo que poseen estos dominios
(3).
Los estudios bioquímicos indican que las VSP’s
189
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
son susceptibles a las proteasas, se sugiere que
estas proteínas no son glicosiladas ya que no se
enlazan a lectinas. Después de su síntesis, las
VSP’s son transportadas a través del retículo
endoplásmico hacia la membrana, proceso que se
lleva acabo por medio de su péptido señal de 1417 aminoácidos, donde en forma difusa cubren la
membrana del parásito. Pueden ser detectadas
pequeñas cantidades de VSP’s en vacuolas
periféricas en forma de lisosomas, sugiriendo la
posibilidad de que estas vacuolas estén
involucradas en el reciclaje de las VSP’s. Cada
VSP reportada a la fecha termina en un dominio
de aminoácidos de CRGKA en ambos organismos
de genotipos de G. lamblia A y B (6). Las VSP’s
poseen una conformación que le permiten resistir
al tratamiento con proteasas intestinales, lo que
les confiere protección a los trofozoítos contra la
digestión enzimática, y de éste modo, pueden ser
esenciales para el mantenimiento del parásito
dentro del ambiente intestinal. La cubierta de los
trofozoítos posee una estructura que
continuamente libera VSP al ambiente intestinal,
proceso que ocurre para el recambio y/o cambio
de la superficie antigénica principal. La variación
antigénica representa un mecanismo utilizado por
virus, bacterias y parásitos para evadir la respuesta
inmune del hospedero(6). En el momento en que
el huésped ha desarrollado una respuesta inmune
en contra de los antígenos originalmente presentes
esta respuesta se ve obstaculizada debido a la
formación de nuevos antígenos en aquellos
organismos sobrevivientes a un primer ataque
inmune. La variación antigénica afecta los
antígenos de superficie de los agentes infecciosos
en los que ocurre. Algunas de las características
en este fenómeno en la giardiasis son: 1) ciertos
epítopos son reexpresados en ciertas clonas de G.
lamblia, sugiriendo la presencia de un grupo
favorecido de determinantes antigénicas en el
repertorio de epítopos; 2) El repertorio de las VSP’s
pueden diferir entre aislados; y 3) el mismo epítopo
detectado en aislados independientes, puede
presentarse en la superficie de Giardia con
diferentes masas moleculares (6). En contraste con
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
otros parásitos, la variación antigénica de Giardia,
primero ha sido observada como un fenómeno
ocurrido in vitro.
Estudios Científicos que evidencían el proceso de
Variación Antigénica en Giardia
La mayoría de los estudios sobre variación
antigénica fueron hechos con la cepa WB, donde
sus clonas fueron expuestos in vitro a un
anticuerpo monoclonal citotóxico (Mab 6E7) el
cual reacciona con un antígeno de superficie de
170 kDa(4).
Los análisis de la progenie de sus clonas por
diferentes ensayos no detectaron al antígeno rico
en cisteína de 170 kDa, en un estudio subsecuente
se demostró que la pérdida de éste antígeno fue
asociado con la aparición de un nuevo Ag de
superficie de 64 kDa (6). Algunas variantes
específicas han sido detectadas después de 12
generaciones de crecimiento in vitro en este
aislado.
La importancia de la variación antigénica como
parámetro en la respuesta inmune en Giardia sp.
fue reconocida cuando el fenómeno fue
documentado in vivo en humanos, ratones y jerbos
. Los jerbos inoculados oralmente con trofozoítos
WB Cl-6E7, la cual expresa una proteína de
superficie membranal de 170 kDa, para el día 7
post infección (p.i), había sido reemplazada por
una serie de nuevos antígenos, incluyendo una
proteína principal de 92 kDa (6).
Al infectar a los ratones BALB/c
inmunocompetentes con un clona de G. lamblia
obtenida a partir de un aislado humano, los
trofozoítos removidos de intestino delgado habían
perdido un epítopo principal de superficie para el
día 22 p.i. En contraste, los trofozoítos removidos
de los intestinos de los ratones con
inmunodeficiencia combinada severa , expresaron
todavía el epítopo de superficie membranal
principal en el día 25 p.i. En base a esto, Gottstein
190
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
y Nash (1991) hipotetizaron que los mecanismos
dependientes de las células B parecen ser los
responsobles del cambio de antígenos de superficie
(6).
Una explicación del porque existe la variación
antigénica en G. lamblia pudiera ser la adaptación
a los diferentes ambientes instestinales, las
evidencias de esta posiblilidad están provistas por
la diferencia en la suceptibilidad a proteasas por
parte de diferentes VSP’s, la tripsina y
quimotripsina fueron tóxicas a los trofozoítos WB
expresando la VSP A6 (reactiva con MAb E67),
algunos organismos sobrevivieron después de la
exposición a estas proteasas pero cuando fueron
subsecuentemente crecidas en presencia de tripsina
y quimotropsina resitieron a los efectos citotóxicos
y expresaron VSP’s alternas que no fueron
reactivas con el Mabs E67 (4).
La variación antigénica ha sido documentada
también durante el ciclo de enquistación y
exquistación. La enquistación in vitro, seguida de
la exquistación de los trofozoítos resultó en la
pérdida de la VSP TSA417 de la membrana
plasmática, seguida de su aparición en las vacuolas
periféricas tipo lisosoma durante la exquistación,
el transcripto TSA4417 fue reemplazado por una
variedad de otros transcriptos vsps (4).
Esto podría promover la sobrevivencia por la
evasión de la respuesta inmune intestinal o por la
adaptación de otros factores intestinales
importantes. De éste modo, las dos hipótesis
principales concernientes al propósito de la
variación antigénica son: 1) la evasión del sistema
inmune del huésped y 2) darle la capacidad a los
microorganismos de sobrevivir en diferentes
ambientes intestinales (4). Tendría que ser
enfatizado que estas hipótesis no son exclusivas
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
debido a que no se conoce el papel biológico de
las VSP’s. Una de las VSP’s más caracterizadas a
nivel bioquímico, inmunológico y molecular es la
VSPH7, su masa molecular es de 56,832 Da, que
corresponde a una banda de 72 kDa por SDS-PAGE
y es característica de la clona GS-M-83-H7 de G.
lamblia. Esta proteína se puede detectar mediante
inmunoreactividad con el Mab G10-M-83-H7,
mediante estudios de mapeo de epítopos de la
proteína VSPH7 han revelado estructuras
antigénicas complejas, donde se distinguen dos
grupos bioquímica y funcionalmente diferentes:
Un epítopo conformacional, localizado en la región
N-terminal de 314 aminoácidos y un epítopo no
conformacional en la región C-terminal de 171
aminoácidos.
El recambio antigénico de la VSPH7 se da en la
fase temprana de la infección y posiblemente
pueda reaparecer en diferentes momentos de una
infección crónica. Por otro lado se ha demostrado
que la VSPH7 estimula la respuesta inmune del
huésped, mediante la producción de anticuerpos
IgA dirigidos principalmente hacia epítopos en la
región C-terminal durante la fase media de la
infección, en tanto que durante la fase tardía la
respuesta es hacia ambos epítopos (5).
Las VSPs que cubren a la superficie de los
trofozoítos aparentemente tiene un papel biológico
en los organismos, el cual aún no es entendido,
una vez comprendido este papel, se podrá entender
el fenómeno de la variación antigénica(1).
A pesar de que aún se desconoce su función
biológica en G . lamblia, se sugiere que pueden
estar relacionados con la deficiencia nutricional
del hospedero, alternativamente el Zn es cofactor
de importantes enzimas intestinales como las
carboxipeptidasas, lo cual puede contribuir a la
patogénesis de la giardiasis(3,5).
191
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
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192
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
IDENTIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE
ANTÍGENOS DE G. LAMBLIA GSH7 QUE
ESTIMULAN UNA RESPUESTA DE LINFOCITOS T
Y B EN EL RATÓN C3H/HEJ
Granados López A.J., Castañeda Patiño M. A., Velázquez Contreras, C.A.
RESUMEN
G. Lamblia es una causante de enfermedad
diarréica crónica o aguda en humanos. En muchas
regiones del mundo, la giardiasis es endémica y
prácticamente universal en niños de dos años de
edad. La infección fecal ocurre, debido a la
contaminación de aguas recreacionales, o
esparcimiento de persona a persona en guarderías
y hogares. El curso de las infecciones es altamente
variable entre individuos; algunos casos son de
portadores asintomáticos y otros cursan con diarrea
leve a severa, en este último caso se puede
presentar malabsorción seguido por problemas de
desnutrición. No obstante que G. Lamblia es uno
de los principales parásitos intestinales mas
comúnmente identificados en todo el mundo,
nuestro conocimiento acerca de la biología del
parásito, así como de los mecanismos de
patogénesis involucrados en la giardiasis humana
son realmente limitados, por lo tanto es de gran
relevancia el desarrollo de estudios encaminados
a incrementar nuestro conocimiento a cerca de la
respuesta inmune durante la infección intestinal
por G. Lamblia, lo cual contribuiría a desarrollar
mejores estrategias de control y erradicación de
esta infección. El presente trabajo se enfoca en la
identificación y caracterización inmunológica y
bioquímica de los antígenos inmunodominantes
de G. lamblia en el modelo murino. En este trabajo
se expondrán todos los resultados de la
caracterización bioquímica e inmunológica de los
antígenos solubles de g. Lamblia obtenidos hasta
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
el momento y se discutirán el significado
inmunológico de los mismos.
INTRODUCCIÓN
Giardia lamblia (Giardia duodenalis o Giardia
intestinalis) es el agente causal de giardiasis en el
hombre causadas por la contaminación de
depósitos de agua con los quistes de este parásito
(Jurank 1979), o por la transmisión de quistes
vía oral-fecal, como en guarderías y orfanatos,
entre personas que viajan (Brodsky y otros, 1974)
y homosexuales (Schemerin y otros, 1978). En
muchas regiones en desarrollo donde las
condiciones básicas de higiene son deficientes, las
infecciones por Giardia lamblia (g.lamblia) son
casi universales, principalmente en niños (Mata
1978). La fase de trofozoíto es el estado del
parásito responsable de los síntomas asociados con
la giardiasis, (comúnmente diarrea, flatulencia,
dolor de estómago, nauseas, vómito y eructos
malolientes y en algunos casos anorexia). Después
de haber sido infectado con los quistes que son
liberados por las heces. En los casos más severos
ocurre malabsorción. Alrededor de 10 a 100
quistes son suficientes para infectar al 100 % de
quienes han sido inoculados experimentalmente
(Rendtorff 1954ª,b); y esta extrema infectividad
aunado con la excreción aproximada de 107 quistes
por gramo de heces son la razón más importante
por la cual existe una alta prevalencia de este
enfermedad (2), (3), (4).
193
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
Aspectos Inmunológicos
OBJETIVOS
La importancia de la respuesta inmune humoral
fue inicialmente sugerida por la ocurrencia de la
giardiasis sintomática severa y prolongada en
pacientes con hipogammaglobulinemia. la
actividad de los anticuerpos IgM, IgG, e IgA de
suero y secretoria anti-giardia contra los trofozoítos
in vitro ha sido documentada en varios estudios.
La proliferación de los linfocitos TCD4 se
observan en ratones infectados con Giardia muris
y Giardia lamblia y se relaciona con la resolución
de la infección. Los ratones atímicos desarrollan
giardiasis crónica, sugiriendo que las células T
juegan un importante papel en la eliminación de
la infección. También existe evidencia de que en
pacientes con SIDA hay una disminución de la
respuesta por anticuerpos durante la infección por
G. lamblia (7).
1.- Establecer un modelo de infección intestinal
por G. lamblia en la cepa de ratón C3H/HeJ.
2- Aislar y caracterizar bioquímica e
inmunológicamente antígenos solubles de G.
lamblia.
3.- Analizar la respuesta
proliferativa de
células T provenientes de diferentes órganos
linfoides (placas de peyer, nódulos linfáticos
mesentéricos y bazo) de ratones infectados con G.
lamblia.
4.- Evaluar la respuesta inmune humoral sistémica
de ratones infectados con G. lamblia.
CICLO DE VIDA
Morfología
Quistes
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Trofozoitos
194
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
MATERIALES YMÉTODOS
Obtención de Antígenos
Cultivo de G. lamblia GSH7
Infección en ratón C3H/HeJ
Fraccionamiento por
cromatografía
Suero
Órganos
Evaluación de la respuesta inmune
celular
Evaluación de la respuesta
inmune humoral
RESULTADOS
Para establecer las condiciones óptimas de infección intestinal por G. lamblia en el murino, se infectaron
ratones de la cepa C3H/HeJ con dosis variables de trofozoítos. El grado de infección de los ratones se
realizó contabilizando el número de trofozoítos recuperados del duodeno de los ratones inoculados con
G. lamblia.
Tabla 1. Evaluación del tamaño del inoculo de G. lamblia para la inducción de giardiasis en
ratones.
Dosis de infección con trofozoítos [ ] / ml
1x106
5x106
10x106
1
1.2 x104
9x105
5.6x106
2
0
3.5x106
9.25x105
3
2.2x106
1.7x106
0
Ratón
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
195
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
Se seleccionó la dosis de 5x106 de trofozoítos debido a que con este inoculo se observó una infección
evidente y reproducible en los animales utilizados.
Evaluación de la respuesta inmune humoral y celular de ratones infectados con 5x106 trofozoítos de G.
lamblia a diferentes tiempos post-infección.
Tabla 2. Recuperación de trofozoítos a diferentes tiempos post-infección
Número de trofozoítos / ml
Ratón
1
Días post- infección
8
5
4.37x10
2
3.11x10
3
7.5x10
5
16
5
8x10
1.28X10
4
4
0
Fraccionamiento de antígenos solubles de G. lamblia GSH7 por cromatografía en filtración en gel.
Picos
Mililitros
KDa
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
8.04
9.94
10.76
11.59
13.56
14.24
13.92
19.39
26.50
29.25
945.58
502.84
382.2
289.86
150.38
119.8
68.50
21.56
2.01
0.807
CONCLUSIÓN
Se cuenta con un modelo de infección con
G.lamblia GsH7en el murino C3H/HeJ GSH7, con
el cual se podrán estudiar las diferentes fracciones
de antígenos solubles recuperados de los cultivos
de
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
G.lamblia e identificar y caracterizar las mismas,
así como conocer cual es la función de estas en la
inducción de la respuesta de linfocitos T y B en el
ratón.
196
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
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197
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
CROMATOGRAFIA DE HIDROFOBICIDAD
APLICADA EN EL AISLAMIENTO DE
INMUNOGLOBULINAS SÉRICAS
López Soto L.F., Candia Plata M.C., Mata Pineda A.L.
RESUMEN
Las inmunoglobulinas, son proteínas con amplias
funciones de defensa y, al mismo tiempo, son
herramientas de investigación valiosas. El
aislamiento de estas proteínas, frecuentemente es
realizado bajo condiciones que afectan tanto su
estructura como su función, debido a que los
métodos menos riesgosos son extremadamente
caros y de bajo rendimiento. En consecuencia, uno
de los grandes retos de la Biotecnología es
encontrar matrices o condiciones cromatográficas
que sustituyan a las técnicas de uso común.
El objetivo de este trabajo fue el de aplicar la
cromatografía de interacciones hidrofóbicas (HIC)
para el aislamiento de inmunoglobulinas séricas,
usando un adsorbente HIC sintetizado con Sefarosa
6B altamente acetilada (Sefarosa HA).
El suero humano, diluido a 35 mg/mL, fue aplicado
en Na2 SO4 , PBS (amortiguador de fosfatos salino)
pH 7.6 a la columna con Sefarosa HA y las
proteínas no adsorbidas, conteniendo
principalmente albúmina, fueron removidas
lavando la columna con el amortiguador con el
que se aplicó la muestra. Las inmunoglobulinas
adsorbidas a la Sefarosa-HA, fueron eluídas con
PBS 20 mM, pH7.6. La capacidad de la SefarosaHA, estimada por el método de Bradford y usando
inmunoglobulinas como proteínas estándares, fue
de 3.8 mg/mL con una recuperación mayor de 99%.
Los resultados demostraron que este método es
ideal
para
separar
las
principales
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
inmunoglobulinas (IgG, IgM e IgA), del resto de
las proteínas séricas, bajo condiciones que
preservan su conformación.
INTRODUCCIÓN
Las inmunoglobulinas son glicoproteínas
denominadas gamaglobulinas por su movimiento
electroforético. La función de estas proteínas es
defender al organismo contra una gran variedad
de microorganismos y agentes patógenos. Pueden
localizarse en diferentes zonas anatómicas como
la sangre, los líquidos intersticiales y en los
linfocitos B (1).
Algunas enfermedades se caracterizan por
presentar alteraciones en las inmunoglobulinas
séricas, tal es el caso de la diabetes mellitus tipo
2, hipogammaglobulinemia y mieloma múltiple.
Uno de los más grandes retos de la investigación
es conocer y entender los mecanismos que
intervienen en estas patologías y conocer la
asociación que existe entre las alteraciones que se
presentan en estas enfermedades con los cambios
estructurales en las inmunoglobulinas. De ahí la
importancia de aislar a estas inmunoglobulinas
para caracterizarlas bioquímicamente (8).
En la actualidad existen varios métodos para el
aislamiento de las inmunoglobulinas. La elección
del método depende principalmente de 2 factores:
el tipo de muestra (tejido, suero ó líquido
intersticial) y del propósito de la obtención de las
inmunoglobulinas (analítico o comercial). Los
métodos más comunes para el aislamiento de
198
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
inmunoglobulinas son la precipitación con sulfato
de amonio, precipitación con polietilenglicol,
cromatografía de intercambio iónico y
cromatografía de afinidad. En este trabajo, se
utilizó la cromatografía de interacciones
hidrofóbicas (HIC, por sus siglas en inglés), un
método de introducción relativamente reciente que
tiene grandes ventajas por su bajo costo,
estabilidad y rapidez. Esta técnica se basa en las
interacciones hidrofóbicas (5-7) entre las cadenas
laterales de los aminoácidos hidrofóbicos de las
proteínas y los ligandos hidrofóbicos de la fase
estacionaria (9, 10).
MATERIALES Y MÉTODOS
Síntesis de Sefarosa-6B Altamente Acetilada
En este proceso de aislamiento se utilizó una
matriz de Sefarosa-6B altamente como fase
estacionaria. Esta matriz se sintetizó a partir de
51g del gel de Sefarosa-6B CL deshidratado
(Pharmacia Biotech., Uppsala, Sweden). El gel
fue lavado con 51 mL de etanol al 95%, 51 mL de
acetona y 51 mL de piridina y acetilado con 34
mL de anhídrido acético (4, 12, 13).
Acondicionamiento del Adsorbente Hidrofóbico
La Sefarosa-6B altamente acetilada fue empacada
en un sistema de baja presión a una velocidad de
flujo de 0.5 mL/min en una columna de 2.5 x 10
cm. Se acondicionó con 5 volúmenes de una
solución de Na2 SO4, 0.5 M en PBS 20 mM, pH
7.6 y 5 volúmenes de PBS 20 mM, pH 7.2. El
volumen de cama fue de 10 mL (4).
Aislamiento de las Inmunoglobulinas Séricas
Se aplicaron dos mL de suero humano diluido 1:1
con Na2 SO4 1 M en PBS 20 mM pH 7.6 a la fase
estacionaria equilibrada con Na2 SO 4, 0.5 M en
PBS 20 mM, pH 7.6, a una velocidad de flujo de
0.5 mL/min. Las proteínas no adsorbidas fueron
lavadas con la solución de equilibrio y las
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
inmunoglobulinas adsorbidas a
la fase
estacionaria, fueron eluidas en un solo paso con
PBS 20 mM, pH 7.2. La columna fue regenerada
con una solución de guanidina-HCl 6 M, pH 7.6.
La corrida cromatográfica fue monitoreada
espectrofotométricamente a 280 nm y la
concentración de proteína de las fracciones de
lavado y elución fue determinada a 595 nm por el
método de Bradford (4).
Electroforesis PAGE-SDS
La pureza de las fracciones fue determinada con
electroforesis discontinua en geles de
poliacrilamida en condiciones desnaturalizantes
y reductoras usando 12.5% de poliacrilamida para
el gel separador y 4% para el gel concentrador.
La tinción de los geles se hizo con el colorante
azul de Coomasie R-250 (9).
Resultados y Discusión
En el cromatograma típico (Figura 1) se observó
un primer pico que correspondió a la fracción de
proteínas no adsorbidas a la matriz (fracción de
lavado). El segundo pico del cromatograma
corresponde a la fracción de elución que contiene
a las inmunoglobulinas totales. La capacidad
determinada, con un flujo de 0.5mL/min fue de
3.1 mg de inmunoglobulinas totales por mL de
matriz. Esta capacidad es dos veces mayor a la
reportada por otros autores (11).
Electroforesis SDS-PAGE
La caracterización electroforética de las fracciones
de elución obtenidas, mostró que el aislamiento
de inmunoglobulinas presenta una ligera
contaminación con otras proteínas séricas que
también tienen cierto carácter hidrofóbico como
la albúmina y la transferrina. Sin embargo, la
fracción de elución está claramente enriquecida
con las inmunoglobulinas A, G y M (Figura 2).
Otros métodos tradicionales para el aislamiento
199
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
de inmunoglobulinas como el fraccionamiento
plasmático con etanol, a pesar de sus ventajas,
son mucho menos específicos
que la
cromatografía de interacciones hidrofóbicas (HIC)
y tienen el riesgo adicional de desnaturalización
proteica (2-4, 11-12). En contraparte, en este
estudio se demuestra que las condiciones
cromatográficas usadas en HIC mantienen la forma
nativa de las inmunoglobulinas y tienen la ventaja
adicional de que la capacidad de la columna puede
mejorarse modificando las condiciones reportadas
por otros autores (12). Este método de aislamiento
Cromatográfico, además es más económico que
otros (2), altamente reproducible y con un
excelente rendimiento (4, 11).
CONCLUSIONES
Los resultados demostraron que la cromatografía
de interacciones hidrofóbicas, es un método ideal
para separar las principales inmunoglobulinas
(IgG, IgM e IgA) del resto de las proteínas séricas,
bajo condiciones que preservan su conformación.
El método, a diferencia de los usados comúnmente,
utiliza adsorbentes altamente estables y de
relativamente bajo costo.
1.8
1.6
1.4
OD280
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
Fracciones
1
5
9 1 3 1 7 21 25 29 33 3 7 4 1 4 5 4 9 53
a
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
b
200
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
ALBUMINA
α1
Figura 2. Electroforesis en gel de poliacrilamida al 10%, en condiciones
desnaturalizantes y reductoras. El primer carril corresponde a suero humano (a) a
partir del cual se aislaron las inmunoglobulinas totales (b), utilizando Sefarosa 6B
Altamente Acetilada, posteriormente la IgA (c) fue aislada de las inmunoglobulinas
totales usando Agarosa-anti-IgA y la IgA1 (d) fue obtenida con Agarosa-jacalina.
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201
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
ABUSO Y MAL USO DE LOS ANTIBIÓTICOS
Jiménez Martínez C. K., Mascareñas Cariño L.I., Pérez Yánez C. M., Rubio Cota
E.R., Moreno Ibarra G., Navarro Navarro M.
Resumen
Prescripción médica.- Los antibióticos deben ser
siempre prescritos por un profesional de la
El abuso y mal uso de los antibióticos es una de medicina, pues, en muchas ocasiones se recurre
las principales causas del incremento de la erróneamente a las medicinas que almacenamos
resistencia bacteriana y uno de los mayores en nuestra farmacia particular para socorrer las
problemas de salud pública. Dentro del abuso y dolencias más recurrentes. En realidad, ante los
mal uso de los antibióticos tenemos: el aumento menores síntomas de enfermedad debemos
de la automedicación, el incumplimiento de consultar con el médico para que nos guíe
tratamientos, prescripción inadecuada de profesionalmente hacia el diagnóstico y el
antibióticos. Todos estos problemas han causado tratamiento más adecuado.
que los antibióticos pierdan su eficacia, de tal
forma que mmientras siga existiendo el uso Las dosis.- Es de vital importancia respetar las
inadecuado de antibióticos se seguirá generando dosis de todos los medicamentos y, por supuesto,
más cepas resistentes a estos, con lo cual habrá también de los antibióticos, así como tomar la
pocos antibióticos efectivos.
cantidad justa de principios activos para favorecer
la curación.
INTRODUCCIÓN
Temporalidad.- El médico recomendará seguir un
En 1928,
Alexander Fleming descubrió tratamiento durante un período determinado y el
inesperadamente la penicilina. Este fue el primer paciente debe ajustarse a él, de tal forma que no
eslabón de un increíble avance médico. En poco hay que alargarlo ni abreviarlo.
menos de un siglo se han desarrollado un centenar
de antibióticos que luchan contra las más diversas Idoneidad.- Cada bacteria debe tratarse con un
enfermedades. Los antibióticos han sido desde antibiótico determinado y sobre todo, hay que
hace aproximadamente cien años, aliados recordar que el antibiótico no es el único
imprescindibles para nuestra salud y los científicos medicamento ni el mejor, ya que, es apropiado en
se han esforzado en multiplicar la efectividad de determinadas circunstancias y completamente
éstos. Durante todo este tiempo han sido inútil en otras.
extensivamente utilizados para tratar infecciones
bactrianas, pero también en muchas ocasiones se La evolución de la resistencia es un problema
han recetado, vendido y consumido de forma complejo que depende de varios factores entre
empírica, sin restricciones y con automedicación. ellos: La dinámica de las poblaciones de bacterias
resistentes dentro de los huéspedes (la cual, a su
Lo que determina el uso correcto de los antibióticos vez depende de la tasa de crecimiento relativa entre
son los siguientes aspectos:
bacterias sensibles y resistentes, y de la intensidad
de la respuesta inmune del huésped); las
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
202
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
interacciones
farmacodinámicas
y
farmacocinéticas entre las drogas y los patógenos;
las bases genéticas de la resistencia.
En cualquier caso es preferible escoger aquellos
antibióticos que atacan específicamente a las
bacterias que causan la enfermedad, en vez de
recurrir a los de amplio espectro, que actúan de
forma mucho más indiscriminada.
El abuso y mal uso de los antibióticos en el
humano ha mermado sus propiedades terapéuticas.
Se ha favorecido la generación de
microorganismos resistentes que no ceden ante la
acción antibiótica.
Los antibióticos actúan contra las bacterias, pero
su efectividad es completamente nula con los virus.
No ofrecen una solución médica para las
enfermedades virales.
La resistencia de las bacterias a los antibióticos
trae consigo un aumento en la morbimortalidad
,se complica el tratamiento, se aumentan los
costos, etc.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se hizo una revisión bibliográfica en el Internet
acerca del uso inadecuado de los antibióticos en
el humano.
RESULTADOS
Las principales formas que se han señalado
respecto al abuso y mal uso de antibióticos son:
Elevada automedicación, a lo que contribuyen las
características de nuestro sistema sanitario, la
demanda de la población y la permisividad de
farmacias.
Todo esto causa a mediano o largo plazo ineficacia
terapéutica.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
La automedicación con antibióticos antes de acudir
al médico se asoció con un aumento significativo
de riesgo de demorar e incluso enmascarar o
equivocar el diagnóstico de las enfermedades
infecciosas.
El incumplimiento terapéutico, en el que influye
principalmente la percepción de poca gravedad y
mejoría clínica, la falta de información respecto a
su importancia y la relativa complejidad de algunos
tratamientos; de esto proceden también las
conductas automedicadoras .
Las enfermedades infecciosas de las vías
respiratorias altas son uno de los problemas de
salud más frecuentes y cuyo tratamiento se utilizan
los antibióticos. La aparición de cepas del
neumococo resistentes a numerosos antibióticos,
son favorecidas por la automedicación y mal uso
y abuso de los antibióticos.
Prescripción inadecuada sobre todo en infecciones
respiratorias de presumible origen viral, en lo que
influye la percepción del médico de las
expectativas del paciente de recibir antibióticos,
el desconocimiento o la incertidumbre en relación
con algunos aspectos de la patología infecciosa.
Una infección tratada con el antibiótico
inadecuado, o por un periodo muy corto, tiene
como resultado que la mayoría de las bacterias
mueren, pero sobreviven las más resistentes para
multiplicarse. El uso de antibióticos para las
infecciones virales, para las cuales son ineficaces,
promueve el crecimiento y la propagación de
microorganismos resistentes en los pacientes, sus
familias, y la comunidad
En un estudio realizado con una muestra de 2.470
casos de enfermedades infecciosas, en 680 casos
se prescribieron innecesariamente antibióticos; en
294 el tratamiento con antibióticos era necesario
pero se eligió uno no
recomendado.
El 70% de las infecciones respiratorias son ya
resistentes a los antibióticos más comunes, 60%
203
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
de las infecciones hospitalarias son ya
multirresistentes, es decir, no responden a dos, tres
o más antibióticos. En Estonia, Letonia y muchas
zonas de Rusia y China, más del 10% de los
enfermos de tuberculosis están infectados por
cepas bacterianas resistentes a los dos
medicamentos antituberculosos más potentes.
Todo lo anterior debido principalmente al abuso y
mal uso de antibióticos.
Promoción de antibióticos de forma inadecuada
por parte de la industria farmacéutica, esto debido
a razones comerciales, en las que las empresas
intentan obtener ganancias por las ventas de
antibióticos lo más rápidamente posible, sin
importar el problema de la resistencia.
Permisividad y pasividad de la administración
sanitaria respecto al problema del uso inadecuado
de antibióticos.
La venta de antibióticos sin prescripción médica
aumenta los riesgos de desarrollo de resistencias;
las evidencias de la falta de eficacia no modifican
el hábito de esta prescripción por parte de los
médicos, pero la información a los pacientes sobre
los riesgos potenciales sí podría alterarlo.
DISCUSIÓN
Las investigaciones no se detienen y se procura
hallar la medicina adecuada para aniquilar estas
mutaciones bacterianas que nos hacen enfermar.
Pero, paralelamente hay que trasmitir una nueva
cultura médica que se apoye en el antibiótico sólo
cuando sea imprescindible.
Gran parte de la población considera a los
antibióticos como sustancias milagrosas que curan
toda enfermedad o malestar físico, cuando en
realidad no es así.
CONCLUSIÓN
La mala utilización de los antibióticos no sólo
impide que los médicos curen determinadas
enfermedades sino que incrementa la resistencia
de las bacterias, lo que dificulta su posterior
tratamiento. Además, muchos de estos antibióticos
pierden su eficacia precisamente por ese mal uso.
Mientras siga existiendo un uso indiscriminado de
los antibióticos el panorama es malo ya que se
están desarrollando muy pocos nuevos
antibióticos.
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MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
204
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
APLICACIÓN DE LA LECTINA JACALINA EN LA
PURIFICACIÓN DE LA INMUNOGLOBULINA A1
SÉRICA HUMANA
De La Ree-Fierros C.N., Candia Plata M.C., Mata Pineda A.L.
RESUMEN
Las lectinas, son proteínas de origen no inmune
con afinidad altamente específica hacia
carbohidratos, lo que las hace útiles para
desarrollar técnicas cromatográficas para la
purificación de glicoproteínas.
Una de las lectinas que es de gran utilidad en
procesos de purificación de proteínas es la
Jacalina (Artrocarpus integrifolia), que tiene la
propiedad de reconocer específicamente al
antígeno T ( Gal a1-3 GalNAc). Este antígeno,
forma parte de la estructura de la inmunoglobulina
A1 (IgA1) humana, una glicoproteína
perteneciente al sistema de defensa del organismo
que, al mismo tiempo, parece estar vinculada con
la patogénesis de enfermedades como la nefropatía
por IgA y la diabetes mellitus tipo 2.
Para estudiar las características bioquímicas de la
IgA1 y su relación con diferentes enfermedades,
es necesaria su adecuada purificación. Sin
embargo, con los métodos de purificación
tradicionales, se corre el riesgo de alterar su
conformación y obtener preparaciones de IgA1 de
baja pureza.
En este trabajo, se preparó un adsorbente AgarosaJacalina y se desarrollaron condiciones
cromatográficas no desnaturalizantes para
purificar a la IgA1. El adsorbente fue empacado y
acondicionado en una columna para cromatografía
de baja presión. Posteriormente, una preparación
de IgA en PBS (amortiguador de fosfatos salino)
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
fue aplicada a la columna y la IgA2 fue obtenida
lavando la columna con PBS. La IgA1 fue eluida
de la columna aplicando galactosa 0.8 M, pH 7.2.
Los resultados mostraron que este método es ideal
para conservar la estructura y actividad de la IgA1
y para obtener preparaciones de IgA1 al 100%
puras.
INTRODUCCIÓN
Las lectinas (8) son glicoproteínas que reconocen
carbohidratos y que presentan la capacidad de
aglutinar células y precipitar glucoconjugados (3,
6). Existe una gran variedad de lectinas, una de
las cuales proviene de la semilla de Artrocarpus
integrifolia, una planta endémica de Sudamérica
(7-9). El nombre común de esta lectina es jacalina
(4, 7) y tiene una masa molecular de 65-66 kDa;
es una glicoproteína que contiene 7-10% de
carbohidratos, con heptasacáridos del tipo a -Dmano-(1-3)-[ a-Dmano (1-6)]-[ b-D-Xylo-(1-2)]b-D-maop-a-GlcNAc-(1-4)]-[ a-Fuc-(1-3)]-DGlcNAc (1, 2, 9), y tiene la propiedad de reconocer
al azúcar como Gal â1-3 GalNac conocido como
antígeno de Thomsen-Friedenreich (5). Este
antígeno es muy abundante en ciertas proteínas
séricas como la inmunoglobulina A1 (IgA1).
Actualmente, la caracterización bioquímica de la
IgA1 es de gran importancia porque se ha
encontrado una asociación entre la alteración en
sus oligosacáridos y algunas enfermedades como
la diabetes mellitus tipo 2, la nefropatía por IgA y
la artitritis reumatoide entre otras (2). Por ello, en
205
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
este trabajo se preparó un adsorbente AgarosaJacalina y se desarrollaron condiciones
cromatográficas no desnaturalizantes para
purificar a la IgA1 con un alto grado de pureza sin
poner en riesgo la estructura nativa de la proteína.
MATERIALES Y MÉTODOS
con las dos subclases de IgA. En el cromatograma
típico (Figura 1) se pueden observar cuatro, de los
cuales el primero corresponde a la fracción de
lavado obtenida con PBS pH 7.2, que contiene a
la IgA2. La IgA1 fue obtenida en un solo paso,
utilizando galactosa 0.8 M y corresponde al
segundo pico. La pureza fue evaluada por SDSPAGE al 10% (Figura 2).
Síntesis de Agarosa-Jacalina
El adsorbente agarosa-jacalina fue sintetizado con
70 mg de jacalina (Sigma Chem, Co.) y 2 g de
agarosa activada con Divinilsulfona (Kem-En-Tec,
Copenhagen, Denmark). El gel, fue empacado en
un sistema de baja presión, a una velocidad de flujo
de 0.5 mL/min, en una columna de 4 x 1 cm. El
sistema fue acondicionado y equilibrado con 3
volúmenes de una solución de fosfatos salina
(PBS), pH 7.2, galactosa 0.8 M en PBS pH 7.2 y
Glicina ácida, pH 2.6
Purificación de la Inmunoglobulina A1
Se aplicaron 1.5 mg de IgA sérica en solución
salina de fosfatos, pH 7.2 (PBS) a una velocidad
de flujo de 0.5 mL/min. La IgA2 fue eliminada
lavando con la misma solución de equilibrio (PBS,
pH 7.2) y la IgA1 unida específicamente fue eluida
con galactosa 0.8M en PBS. La columna fue
regenerada con una solución de Glicina-HCl, pH
2.6. El proceso Cromatográfico fue monitoreado
espectrofotométricamente a 280 nm y la pureza
de las fracciones fue evaluada por electroforesis
en condiciones desnaturalizantes y reductoras
(SDS-PAGE).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La IgA1 fue purificada a partir de una solución
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Entre los métodos tradicionalmente usados para
la purificación de la IgA1 se encuentra la
filtración en gel, la cromatografía de intercambio
iónico, la cromatografía en fase normal y fase
reversa (1). Sin embargo, con algunos de estos
métodos es difícil obtener preparaciones de alta
pureza, mientras que con otros se corre el riesgo
de alterar la conformación de la IgA1 (1, 2). En
cambio, la utilización de la matriz agarosa-jacalina
acoplada a otros pasos previos como la
cromatografía de interacciones hidrofóbicas o la
cromatografía de afinidad con metales
inmovilizados, permite obtener a la IgA1 100%
pura (2, 9).
CONCLUSIONES
La lectina jacalina tiene la propiedad de
interaccionar con los O-oligosacáridos de la región
bisagra de la IgA1. Por ello, su acoplamiento a
agarosa y su utilización en cromatografía de baja
presión permitió la purificación de la IgA1, una
glicoproteína que es parte del sistema de defensa
del organismo humano. A diferencia de otros
métodos, el uso de agarosa-jacalina nos permitió
obtener una preparación de IgA1 al 100% de
pureza, ideal para realizar la caracterización
inmunológica y bioquímica de la IgA1 de pacientes
con enfermedades en las que se ha involucrado a
esta proteína.
206
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
0.12
0.1
Figura 1. La IgA fue aplicada en PBS 20 mM
a una columna de Agarosa-jacalina (a). La
IgA2 fue lavada con PBS y la IgA1 eluida
con galactosa 0.8 M. La columna fue
regenerada con glicina ácida (c) y PBS (d).
OD 280
0.08
0.06
0.04
0.02
0
a
Albúmina
b
c
41
37
33
29
25
21
17
13
9
5
1
Fracción
d
α1
Figura 2. Electroforesis, en condiciones desnaturalizantes y reductoras, al 10%. El primer carril
corresponde a suero humano (a) a partir del cual se aislaron las inmunoglobulinas totales (b), utilizando
Sefarosa 6B Altamente Acetilada, posteriormente la IgA (c) fue aislada de las inmunoglobulinas totales
usando Agarosa-anti-IgA y la IgA1 (d) fue obtenida con Agarosa-
BIBLIOGRAFIA
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207
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
¡ LO NATURAL NO SIEMPRE
ES LO SEGURO !
Cota Aguilar D., Espinoza Encinas R., Ramírez Beltran S.,Yáñez Chacón S.,
Navarro Navarro M., Moreno Ibarra G., Rascón Durán M.L.
RESUMEN
INTRODUCCIÓN.
A pesar de las propiedades medicinales que poseen
las hierbas, no se puede descartar la presencia de
componentes químicos propios de su naturaleza
que pueden generar deterioro en la salud del
consumidor. Así muchos remedios herbales pueden
interactuar con medicamentos prescritos por su
médico.(2)
Desde la aparición del hombre sobre la tierra, la
naturaleza ha representado un medio para que éste
consiga alivio, curación o prevención de los
malestares que afectan su organismos, esto a través
de plantas. A pesar de las propiedades medicinales
que poseen las hierbas, no se puede descartar la
presencia de componentes químicos propios de su
naturaleza que puedan generar deterioro en la salud
del consumidor. (1)
Es común pensar en las hierbas como sustancias
naturales y por lo tanto, inofensivas, sin embargo,
muchos remedios herbales pueden interactuar con
medicamentos prescritos por su médico.(1)
Algunas hierbas pueden llegar a ser tóxicas si son
tomadas conjuntamente con ciertos medicamentos
y hasta pueden ocurrir interacciones fatales.(1)
En nuestros días existen un aumento mundial en
el interés y consumo de plantas medicinales para
múltiples padecimientos del ser humano.(1)
También se ha encontrado en las plantas
medicinales contaminación microbiológicas la
cual representa un riesgo potencial para la salud
del consumidor.
La presencia de coliformes fecales aumentando la
posibilidad de que estén presentes otros patógenos
como Escherichia coli , Shigella y salmonella, ya
que la contaminación puede de verse a un proceso
inadecuado o el riego con agua negra.(2)
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
En nuestro siglo, los grandes avances científicos y
tecnológicos permitieron desarrollar sustitutos
artificiales a los productos naturales. Sin embargo,
el nivel de deterioro del ambiente, a raíz de la
contaminación, ha producido un vuelco de
mentalidad, sobre todo en países desarrollados,
donde en los últimos veinte años se ha verificado
una tendencia de volver a los productos naturales,
libres de contaminación, al uso de hierbas
medicinales, plantas aromáticas o de esencias y
plantas condimentarías.(6)
Es común pensar en las hierbas como sustancias
naturales y por lo tanto, inofensivas. Sin embargo,
muchos remedios herbales pueden interactuar con
medicamentos prescritos por su médico. Algunas
hierbas pueden a ser tóxicas sin son tomadas
conjuntamente con ciertos medicamentos y hasta
pueden ocurrir interacciones fatales.(2)
Las ventajas del empleo de las plantas son que
208
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
junto a sus principios activos existen en muchos
casos otros constituyentes de acción sinérgica, que
potencian su acción y la hacen más completa y
duradera que el principio o principios activos
aislados. No obstante, no debemos olvidar que
ciertas plantas medicinales no han mostrado las
propiedades que les atribuye la experiencia
popular, e incluso algunas han resultado
peligrosas.(6)
El uso de medicamentos naturistas se ha
incrementado dramáticamente ya que las personas
prefirieren usar plantas medicinales para curar
cierta enfermedad
como la depresión,
hipertensión, pérdida de peso y migraña. Además
las hierbas medicinales pueden ser vendidas
además sin el menor conocimiento acerca de su
mecanismos de acción y prácticamente sin ninguna
restricción o control para su uso.(6)
El único requerimiento legal para la venta de estos
productos es que no sean promocionados para
prevenir o tratar enfermedades.(1)
Los tratamientos alternativos deberían ser
sometidos a pruebas científicas no menos rigurosas
que las requeridas para los tratamientos
convencionales.(1)
MATERIAL Y MÉTODOS.
Se realizó una búsqueda bibliográfica en Internet
y revistas médicas de la localidad en relación a
los distintos riesgos a la salud debido a la ingesta
de medicamentos herbales.
RESULTADOS.
Los efectos adversos relacionados al consumo de
plantas medicinales pueden dividirse en dos
Interacción de las sustancias activas de las plantas
con ciertos medicamentos.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Riesgo microbiológico
Los suplementos dietéticos tienen beneficios
potenciales para los consumidores,
los
suplementos dietéticos etiquetados con atributos
no probados contra determinadas enfermedades ,
es decir aquellos que no han reunido los requisitos
para su autorización como tratamiento médico
reconocido o su aprobación como nueva droga,
pueden representar riesgo
serios para el
usuario.(2)
Dichos atributos benéficos pueden animar a
los consumidores a la automedicación, sin el
beneficio de un diagnóstico o tratamiento médico.
(2)
También pueden causar que los consumidores
sustituyan terapias comprobadas por productos
naturales potencialmente ineficaces, sacrificando
o retardando un tratamiento eficaz para
enfermedades serias e incluso mortales. (2)
Ginkgo biloba: Los estudios sugieren que el ginkgo
puede mejorar la circulación, memoria y función
mental. Los efectos colaterales incluyen dolor de
cabeza e ingestión.(2)
Se ha visto que puede interactuar con otras drogas,
contribuyendo al efecto anticoagulante de la
Aspirina, clopidogrel, dipiridamol (persantine),
ticlopodina (ticlid) y warfarina y puede causar
sangrado espontáneo y/o excesivo.(2)
Echinacea: Vendida como un inmuno -estimulante,
la echinacea es aclamada como un tratamiento para
las infecciones del tracto respiratorio superior y
se estudia como tratamiento que acorta la duración
del resfriado común e influenza.(2)
Los posibles efectos colaterales son diarrea,
acidez, pesadez intestinal, problemas hepáticos y
salpullido de la piel.
209
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
Infecciones con otras drogas: Echinacea puede
alterar los efectos de drogas:
esteroides
anabolizantes, amiodarona,
metotrexato, ketoconazol, ciclosporina.(2)
El contenido de anetol, principio activo
predominante, puede causar un cuadro de
excitación del SNC que se caracteriza en los niños
por hiperexitabilidad al tacto o al ruido, llanto
continuo y taquicardia. En ocasiones pueden
presentarse alucinaciones y crisis epileptiformes,
así como hematuria, albuminuria y alteraciones
apáticas. (4)
La Damiana ha sido utilizada como un tónico
medicinal desde tiempos remotos. Recomendada
para la debilidad y como afrodisíaca. Su reputación
como afrodisíaca ha recorrido todo el mundo y Algunos estudios han mostrado la presencia de
sigue siendo hoy en día uno de los afrodisíacos bacterias y hongos en las plantas medicinales ya
herbales más famosos.(6)
que la presencia de microorganismos
contaminantes en las infusiones de hierbas
Tradicionalmente considerada como tónico- medicinales representan un riesgo potencial para
estimulante del SNC y afrodisíaco.(6)
la salud del consumidor, más si en su preparación
se utilizan condiciones que permitan la sobre
Los usos de esta droga no han aprobados por la vivencia de estos.(1)
Comisión E, que recomienda abstenerse de su uso
mientras no esté documentada su utilidad El recuento de coliformes totales es un indicador
terapéutica.(6)
de higiene. Por otro lado la presencia de coliformes
fecales en las muestras evidencia la posibilidad
Popularmente se emplea en el tratamiento de la de que estén presentes otros agentes etiológicos
astenia psico-física, depresiones e impotencia.(6) de infecciones para el ser humano, tales
Escherichia coli, Shigella y Salmonella entre otro.
Contraindicaciones
Esta contaminación puede originarse a partir del
riego con aguas negras, inadecuado
Embarazo, lactancia (por la presencia de almacenamiento o contaminación post –
alcaloides). Ansiedad, insomnio, taquicardia, proceso.(1)
síndrome del intestino irritable (por su efecto
estimulante sobre el sistema nervioso central )(6) El alto porcentaje de positibilidad por
Pseudomonas sp., especialmente en el infusión de
Recomendamos no asociar a otras drogas menta, pone de manifiesto un riesgo potencial para
estimulantes (café, te, guaraná, cola, ginseng, etc.). la salud de personas con algún tipo de compromiso
En dosis elevadas es purgante.(6)
inmunológico. Aun cuando esta bacteria se
encuentra naturalmente en suelos, aguas, y se ha
El anís es una planta herbacea cuyo fruto se extrae asociado con infecciones oportunistas, y en
una aceite esencial su principios activos son anetol, diferentes estudios ha sido aislada a partir de
aceites etéreos (aceite de anís) de penetrante alimentos en hospitales , escuelas, de las
olor.(4)
soluciones de alimentación parenteral y de
productos farmacéuticos de uso oral y tópico.(1)
La administración de infusiones de anís y de
hinojo, al mismo tiempo que facilitan la eliminación La contaminación de las infusiones de hierbas
de gases ( por su acción carminativa), pueden medicinales proviene, al igual que en otras hierbas
producir diarrea con dolor abdominal de tipo cólico y especies, a partir de la forma y sitio donde se
( gastroenteritis, en ocasiones severa). (4)
cultivan o de su procesamiento. Este
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
210
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
procesamiento incluye el secado, el cual puede
realizarse de forma artesanal al aire libre, o bien
utilizando calor, pero a una temperatura inferior a
los 30 ° C con el fin de que las plantas y hierbas
conserven sus características organolépticas.(1)
CONCLUSIÓN
Se recomienda que antes de empezar a ingerir tipo
de hierba medicinal, se tomen todas las
precauciones y sobre todo leer atentamente las
indicaciones del producto ya que este puede tener
efectos colaterales por lo que hay que suspender
inmediatamente la ingesta de este, y acudir al
médico.
Por otro lado siempre hay que informarle al médico
si se está haciendo uso de algún tipo de hierba ya
que la sustancia activa de este pudiera reaccionar
con el medicamento que se recete, ó bien al
anestesiólogo por el caso de que la hierba pueda
interactuar con la anestesia.
Es importante tomar en cuenta la calidad del
producto ya que pudiera existir algún tipo de
contaminación microbiana que pudieran causar
algún tipo de enfermedad gastrointestinal en la
persona que lo vaya a ingerir.
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211
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
FACTORES DE RIESGO PARA LA
ATEROSCLEROSIS
García Baltierrez N. C., Ochoa Miramón. N., Reyes Márquez V., Zamorano O. S.
La palabra aterosclerosis proviene del vocablo
griego athero (pasta) y sklero (duro).
Arteriosclerosis significa endurecimiento de las
arterias, e involucra la presencia de depósitos a lo
largo de las mismas.
1) Capa exterior de tejido conjuntivo.
2) Capa intermedia.
3) Células endoteliales o capa externa.
Las arterias tienen paredes que poseen tres capas
o túnicas y un centro hueco, denominado lumen o
luz a través del cual fluye la sangre. La capa o
túnica interna (íntima), está compuesta de un
revestimiento de endotelio que entra en contacto
con la sangre, una membrana basal, y una capa de
tejido elástico que recibe el nombre de lá mina
clásica interna. La capa intermedia o túnica media
por lo general es una capa más gruesa, la cual
consiste de fibrinas elásticas y de musculatura lisa.
La capa o túnica externa (adventicia), está
compuesta principalmente de fibras elásticas y
colágeno.
Después de que surge la lesión, los monocitos
empiezan a adherirse al endotelio interno liso de
la túnica interna de las arterias. Acto seguido,
penetran en el endotelio, entre las células
endoteliales y se transforman en macrófagos. En
dicho tejido los macrófagos empiezan a captar
colesterol y lipoproteínas de baja densidad
oxidada, para formar las células espumosas. Tanto
las células espumosas como las plaquetas liberan
factores de crecimiento que causan la proliferación
de las células de la musculatura lisa y la deposición
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
de los elementos del tejido conectivo.
El agrandamiento de las células espumosas con
lípidos y quizá por hipoxia (local)aparentemente
causa necrosis celular y la aparición de esteres de
colesterol desde las células espumosas para
producir el núcleo lipídico y la oclusión de la
arteria. La célula espumosa es la marca de la lesión
aterosclerótica y el paso clave en el desarrollo de
estas células está en la ingestión de la LDL oxidada
o modificada a través de los macrófagos. El
colesterol acumulado y las células forman una
lesión que finalmente dará lugar a la placa
aterosclerótica. La placa tiene un aspecto gris perla
o de una prominencia amarillenta de tejido. En la
medida que crece, puede obstruir el flujo
sanguíneo de una arteria afectada.
En los países industrializados, la aterosclerosis es
la causa mas frecuente de muerte e incapacidad,
debido a que es el principal problema en un gran
número de personas. Dentro de los factores de
riesgo, se encuentran los modificables, entre los
cuales están:
1.-El tabaquismo.- representa un problema social
de gran importancia en todo el mundo. Los
estudios epidemiológicos han demostrado la
relación entre el consumo de cigarrillo, la
mortalidad
general
y
cardiovascular
principalmente. También se ha demostrado mayor
extensión y gravedad de la aterosclerosis entre
individuos fumadores. Como mecanismos
aterogénicos se plantea:
El contenido de monóxido de carbono en el humo
del cigarrillo es de 2.7 a 7%.Esta cantidad puede
212
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
dañar el endotelio vascular al potenciar la
reactividad plaquetaria y aumentar la síntesis de
fibrinógeno y llevar a episodios trombóticos. El
monóxido de carbono también reduce la liberación
de oxígeno a los tejidos.
emocional estimula el sistema adrenérgico, lo que
aumenta la frecuencia cardiaca y la presión arterial,
así como la producción de ácidos grasos libres que
terminan por depositarse en la íntima arterial
engrosando la placa de ateroma.
La nicotina a la concentración que se alcanza
durante el acto de fumar, estimula la liberación de
catecolaminas y vasopresinas. Las catecolaminas
circulantes o la nicotina puede provocar
vasoconstricción coronaria a través de la
estimulación de los receptores alfa de las arterias
coronarias.
4.- El colesterol circulante.- es conocido que el
colesterol acumulado en las diferentes lesiones
ateroescleróticas proviene en su mayoría de las
partículas de lipoproteína de baja densidad (LDL)
circulantes. Es aceptado que los valores elevados
de LDL en el plasma se asocian fuertemente con
la formación de lesiones ateroescleróticas, lo
mismo sucede con la hipercolesterolemia y con
Reducción de la concentración plasmática de los bajos niveles de lipoproteínas de alta densidad
HDL.
(HDL), también con los valores mayores que 5 del
índice colesterol total/lipoproteínas de alta
Potenciación de la reactividad plaquetaria y densidad asociadas con el colesterol (HDL-c)
alteración de la producción de prostaglandinas. El mientras que cuando estos valores son inferiores
humo del tabaco contiene sustancias como óxidos a 5 se asocian con una baja incidencia de
de nitrógeno que probablemente causen agregación enfermedad cardiaca coronaria (ECC). De estos
plaquetaria acelerada.
resultados es que esta índice se utiliza como
posible predictor de ECC.
Aumento en la síntesis de fibrinógeno. Los
fumadores tienen niveles más altos de fibrinógeno 5.- Obesidad.- enfermedad crónica originada por
que los no fumadores. La nicotina también inhibe muchas causas y con numerosas complicaciones,
la liberación de prostaciclinas (un vasodilatador la obesidad se caracteriza por el exceso de grasa
de los tejidos vasculares), lo que puede resaltar en en el organismo y se presenta cuando el índice de
vasoconstricción.
masa corporal, en el adulto es mayor a 25 unidades.
La obesidad no debe de ser valorada únicamente
Los fumadores tienen niveles más bajos de la en términos de peso absoluto, la forma en que la
subfracción de las lipoproteínas potencialmente grasa se distribuye y el porcentaje de la misma
protectoras, el colesterol de lipoproteínas de alta son los factores determinantes. Las personas que
densidad (HDL).
acumulan grasa principalmente en el abdomen
(forma de manzana) y no en la cadera (forma de
2.- Hipertensión arterial.- ha sido reconocida como pera) son los que se encuentran en mayor riesgo
uno de los factores aterogénicos fundamentales. de desarrollar ateroesclerosis. La obesidad se
El efecto mecánico y la distensión pulsátil de la relaciona frecuentemente con otros factores de
arteria es fundamentalmente lo que provoca riesgo como lo son diabetes, hipertensión arterial,
proliferación de la íntima y aumento de la capa colesterol alto y falta de ejercicio. En los años
media arterial aunque también puede incrementar recientes los investigadores han descubierto la
la permeabilidad para el uso del colesterol.
presencia de resistencia periférica a la insulina
como factor en común en individuos que presentan
3.- Estrés.- se a constituido en un factor de riesgo obesidad, hipertensión arterial, alteración en los
aterogénico. De esta manera, el estado de tensión lípidos e intolerancia a los carbohidratos
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
213
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
incrementando significativamente el riesgo
cardiovascular. La manera mas sencilla para
obtener la distribución de la grasa corporal en la
obesidad es la proporción cintura/cadera; en donde
la proporción o relación cintura cadera debe ser
menor de 0.8 para disminuir el factor de riesgo
para ateroesclerosis.
transporta el colesterol del hígado a los tejidos y
se correlaciona con un aumento a largo plazo del
riesgo a isquemia del corazón. El principal
problema radica en la dificultad inherente para
alterar sus niveles.
6.- Inactividad física o sedentarismo.- La
inactividad física es un factor de riesgo bien
definido para el desarrollo de ateroesclerosis. La
realidad es que el ejercicio es el mejor amigo del
corazón. El ejercicio regular aumenta los niveles
de HDL-colesterol, disminuye el sobrepeso,
ocasiona el desarrollo de circulación colateral
(formación de vasos nuevos de arterias enfermas
a sanas), disminuye la presión arterial, mejora el
control de la glucosa en diabéticos, normaliza los
factores de coagulación disminuyendo la
probabilidad de formación de trombos, disminuye
la presión emocional, etc.
Existe gran controversia en la actualidad en cuanto
a la Homocisteína; algunos investigadores
consideran que pronto será reconocido como un
factor de riesgo mayor para el desarrollo de
ateroesclerosis. Algunos estudios han demostrado
que niveles altos de Homocisteína aumentan, la
incidencia de enfermedad cardiaca, enfermedad
vascular cerebral y la formación de trombos
venosos. Lo que hace tan interesante a la
Homocisteína para los médicos, es el hecho que
puede ser fácilmente manipulada con cambios
dietéticos. Las personas que no consumen
cantidades adecuadas de ácido fólico y vitamina
B6 tienden a tener niveles altos de Homocisteína
por lo tanto la administración de estas sustancias,
ya sea a través de suplementos alimenticios o la
misma dieta puede corregir el problema. El ácido
fólico se encuentra en buenas cantidades en el
brócoli y el jugo de naranja y la vitamina B6 en el
frijol, nueces, legumbres, huevos, carne, cereales
y pan integral.
7.- Diabetes.- los cambios aterogénicos del
diabético se relaciona con: elevación de las
lipoproteínas de baja densidad (LDL), sobre todo
por las del tipo B; el incremento de concentración
de triglicéridos, transportado principalmente por
lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL), y con
disminución de proteínas de alta densidad (HDL)
que es manifestación del aumento de triglicéridos
circulantes así como hiperglicemia y obesidad.
Entre los factores no modificables se encuentran:
el sexo, los antecedentes previos de enfermedad
ateroesclerótica, historial familiar de antecedentes
del corazón y la edad.
Entre otros factores, se encuentran aquellos que
están bajo investigación de ser también
modificables, entre los que se encuentran:
Lipoproteina (a):
La lipoproteína (a) es un compuesto que forma
parte de la molécula de LDL-Colesterol que
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Homocisteina:
Proteina C-Reactiva:
La proteína C-Reactiva durante muchos años se
ha empleado como un marcador inespecífico de
inflamación. En los últimos años se ha observado
que niveles altos de esta sustancia se correlacionan
con un aumento en la incidencia de infartos y los
pacientes que sufren de angina de pecho tiene un
mayor riesgo de sufrir un evento mayor o infarto
al corazón. La proteína C-Reactiva no es
considerada oficialmente un factor de riesgo, pero
cada vez se emplea con mayor frecuencia en
pacientes internados con angina inestable, en
donde el empleo de la aspirina puede ayudar a
disminuir sus niveles.
214
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
BIBLIOGRAFIA
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215
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
PRUEBAS DE LABORATORIO UTILES EN LA
REPRODUCCIÓN ASISTIDA
Antúnez L E., Leyva G M., Quintero I E., Zamorano O. S.L.
A la fecundación asistida, también llamada “
fertilización in vitro”, “procreación, fecundación
o “inseminación artificial”, consisten en diversos
procedimientos técnicos, encaminados a lograr la
concepción de un ser humano, por una vía diversa
de la unión sexual del varón con la mujer.
El principal factor a ser tomado en cuenta por el
medico es una historia clínica debidamente
elaborada de la pareja, para poder detectar
deficiencias en el momento de la concepción o
para detectar el verdadero defecto físico-orgánico
que imposibilitaría a la misma.
La FIV implica la utilización de métodos
diagnósticos auxiliares para confirmar una
hipótesis previamente formulada y para elegir el
método adecuado a ser utilizado.
Los métodos auxiliares pueden dividirse en:
Para análisis del factor femenino: la evaluación
de la funcionalidad hipotalámica/hipofisaria/
ovárica se realiza, mediante la determinación de
la hormona folículo estimulante (FSH), hormona
luteinizante (LH), progesterona, estrógenos, así
como el análisis del PH, examen microbiológico
del moco cervical; pruebas bioquímicas y test
postcoitales (TPC) llamada también
prueba de inseminación (PI), la prueba continúa
siendo una de las más utilizadas en el estudio de
la fertilidad, ya que algunos investigadores
prefieren estudiar ecográficamente la maduración
folicular con el objeto de establecer con más
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
precisión el momento ovulatorio, se realiza entre
15-12 hrs después del coito.
Cuando se libera la FSH del folículo en la mujer,
fomenta la maduración de los folículos ováricos
que a su vez producen estrógenos. Conforme los
valores de estrógenos se elevan se produce LH, la
cual junto con la FSH inducen a la ovulación. Los
valores de FSH en orina son más útiles que los
séricos porque la recolección durante 24hrs refleja
tanto valores máximos como los mínimos en la
secreción intermitente de la FSH. Esta prueba de
orina ayuda para el diagnóstico inicial de
hipogonadismo,
infertilidad,
trastornos
menstruales y pubertad precoz.
Los estrógenos son hormonas producidas por el
ovario, testículos, placenta y cápsula suprarrenal
que influyen en el desarrollo y conservación de
los órganos sexuales femeninos. Los valores de
estos en las mujeres fluctúan a lo largo del ciclo
menstrual, con valores máximos durante la
ovulación y valores mínimos en la fase tardía del
ciclo. La disminución de estrógenos y la elevación
de la progesterona, indican al cuerpo que no ha
habido embarazo.
Las pruebas sérica y urinaria pueden realizarse
de manera independiente. La prueba de
progesterona consiste en la valoración del cuerpo
lúteo y de la función placentaria y es una prueba
auxiliar para determinar los días probables de la
ovulación.
Podemos considerar al estudio hormonal
216
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
citológico, como una prueba optativa que consiste
en la evaluación microscópica de la morfología
celular de las capas superficiales del epitelio
escamoso vaginal, que refleja el equilibrio entre
estrógenos y progesterona.
y en condiciones estándar la capacidad de
penetración y la vitalidad de los espermatozoides
en moco cervical; pruebas bioquímicas como sería
la prueba de acrosina, que es particularmente
indicada en casos de infertilidad idiopática y es
uno de los análisis útiles, antes de realizar una
Los test post coitales son también considerados inseminación artificial o fertilización in vitro
como un análisis optativo, que se usan para (FIV); otra prueba importante de realizar es la
determinar el número de espermatozoides activos determinación de creatincinasa (CK), la cual ha
en el endocérvix y evaluar su tiempo de demostrado ser un buen predictor, de fertilización
supervivencia y conducta horas después del coito. en sémenes oligospérmicos a utilizar en
La técnica se basa en insertar un espejo vaginal no inseminación intrauterina; finalmente la
lubricado dentro de la vagina aspirándose una determinación de ácido cítrico es importante, ya
muestra de la parte posterior de la misma, para su que es un indicador de la función prostática la cual
observación al microscopio. En la muestra cervical también se utiliza para valorar la respuesta
es importante observar tanto el número, estado y fisiológica de la glándula al estímulo andrológico.
vitalidad como anormalidades de los
espermatozoides. La presencia de menos de 5 Recientemente se han desarrollado nuevas técnicas
espermatozoides por campo, observados en 40x , para detectar inmunoglobulinas unidas a la
y con movimientos lentos o circulares, es membrana plasmática de los espermatozoides,
indicación de disminución en la cantidad y/o entre las cuales se encuentra el test del
movilidad de los espermatozoides o anormalidad inmunobeads, que son unas esferas de
del moco cervical.
poliacrilamida que tienen antiinmunoglobulinas
humanas obtenidas en conejo, unidas mediante
En la muestra endocervical se cuenta el número enlaces covalentes. Con esta prueba se explora la
de espermatozoides presentes, que alcanzan su presencia de anticuerpos IgG, IgA.e IgM unidas al
pico de 2 ó 3 horas después del coito y el valor plasmalema del espermatozoide. El test puede ser
permanece relativamente constante por 24 horas; usado también indirectamente para la detección
por lo tanto de 6 a 10 horas post coito, deben de inmunoglobulinas en suero, moco cervical y
encontrarse más de 10 espermatozoides por campo plasma seminal.
en un campo ,en objetivo de 40X.
Otra prueba para evaluar la presencia de
Para el análisis del factor masculino: la anticuerpos antiespermatozoides unidos a la
evaluación de la funcionalidad hipotalámica/ superficie de los gametos, en pacientes con
hipofisaria/testicular, se establece mediante la enfermedad autoinmune está el MAR-test ( mixed
determinación de la hormona folículo estimulante atiglobulin reaction) la cual se realiza, mezclando
(FSH), testosterona y hormona estimulante de las semen fresco, no tratado, con partículas de látex,
células intersticiales ( ICSH). Dentro de las o con eritrocitos de carnero revestidos de IgG
pruebas de laboratorio del liquido seminal, se humana, a la cual se le agrega antisuero anti-IgG
encuentra la determinación de PH, aspecto, humana. La formación de aglutinados mixtos entre
volumen, consistencia, recuento y movilidad de las partículas y los espermatozoides móviles
espermatozoides, análisis de las características demuestran la presencia de anticuerpos IgG en los
morfológicas , viabilidad y supervivencia , espermatozoides.
recuperación de espermatozoides móviles (REM),
test de penetración espermática que valora in vitro
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
217
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
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ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
FERTILIZACIÓN IN VITRO ( FIV)
Acosta S. A.L., Ballesteros O. H.G., Ruiz B. P., Zamorano O. S.L
La técnica de la FIV consiste en facilitar la fusión
del ovocito y del espermatozoide en el laboratorio
en lugar de las Trompas de Falopio. el mundo.
serían, problemas en el moco cervical, formación
de anticuerpos anti-espermatozoides, y por
alteraciones del sistema neuroendocrino.
Una de las razones por las cuales se utiliza la FIV,
es en el daño irreversible de las trompas de Falopio,
que puede ser consecuencia de una inflamación
(provocada por una infección bacteriana o
traumatismo) o cirugía previa.
El uso de la FIV ha sido una de las técnicas de
fertilización microasistida, para tratar problemas
de esterilidad e infertilidad en la pareja.(1)
Otra de las causas en las cuales se aplica la FIV es
en la esterilidad primaria (que puede existir desde
el principio del matrimonio) o aquella que puede
aparecer después de un parto o aborto, conocida
como esterilidad secundaria.
Para que los resultados sean lo mas satisfactorios
posibles, se deben de tomar en cuenta los requisitos
de inclusión del donador, como sería la edad, la
cual se establece en un rango de 18 a 40 años.
Para la donación de semen, únicamente deben
utilizarse muestras congeladas y descongeladas.
En el momento del cribaje inicial y al final del
Entre las causas, que pueden ocasionar esterilidad período de donación, deben ser negativas las
en el caso del hombre, están las alteraciones en: la siguientes parámetros : las pruebas para el VIH1
espermatogénesis, que son las que afectan tanto a y 2; la prueba para el virus linfotrófico humano
la calidad como la cantidad de producción de (HTL V) conforme a las preferencias locales;
espermatozoides; entre las causas más comunes VDRL y RPR, marcadores para hepatitis B y C;
están la oligozoospermia o disminución de la detección de Neisseria gonorrhoeae y Chlamydia
cuenta total por ml. , astenoszoospermia o trachomatis en semen u orina, así como la
de
anticuerpos
contra
el
disminución de la motilidad, teratozoospermia o detección
citomegalovirus(CMV).
disminución de las formas normales,
necrozoospermia que es el observar
espermatozoides muertos, azoospermia o ausencia La donación de gametos no debe ser utilizada con
de espermatozoides en el líquido seminal. A estas fines eugénicos, debiéndose prohibir el comercio
alteraciones se les asocia con enfermedades con gametos humanos.(2)(3)
infecto-contagiosas de transmisión sexual,
fármacos, estrés emocional, radiación por rayos La técnica de FIV requiere la estimulación ovárica
para que se obtenga cierta cantidad de ovocitos,
X, entre otras.
de manera que puedan estar disponibles mas
En el caso de la mujer pueden ocasionar gametos, para así aumentar las posibilidades de
esterilidad, diversos tipos de causas, como lo son, embarazo. La respuesta a la estimulación de la
la endometriosis pélvica, obstrucción en las ovulación va a controlar mediante la
Trompas de Falopio; otras de las anormalidades monitorización de los niveles de estradiol y por la
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medición del
ultrasonido.
crecimiento
folicular
con
En el momento en que este crecimiento sea
correcto, los folículos son puncionados para aspirar
su contenido y obtener los ovocitos (captación o
cazamiento de óvulo).
Estos ovocitos serán incubados con
espermatozoides capacitados del donador y si
ocurre fecundación dentro de las primeras 48
horas, los preembriones resultantes, serán
transferidos a la cavidad uterina entre 2 y 6 días
después de la punción folicular, para que la
implantación tenga lugar en los días adecuados.
El proceso de transferencia se realiza en forma
ambulatoria. No requiere analgesia ya que es
indoloro. En posición ginecológica se coloca un
espejo para ver el cuello uterino. Los preembriones
a transferir estarán sumergidos en un medio de
cultivo, colocándose en un catéter de transferencia
(tubo estéril largo y delgado), suavemente se guía
este catéter a través del cuello uterino y se coloca
el contenido en la cavidad uterina. El seguimiento
y recomendaciones post–transferencia es que, una
vez concluido el proceso, la paciente tenga reposo,
reducir actividades pesadas, así como también
recibirá una medicación hormonal (progesterona)
hasta confirmar el resultado del test de embarazo.
El mismo deberá ser realizado cuando el
profesional así lo considere, alrededor de 12 días
después de realizada la transferencia.
Los requerimientos primordiales para llevar a cabo
la FIV son que exista un donador apto, cavidad
uterina funcionalmente normal y capacidad de
respuesta ovárica.(3)
La eficacia de la FIV es alta, quedando
embarazadas aproximadamente una de cada 4 ó 5
que lo intentan. La FIV es una acción terapéutica
en medicina reproductora que tiene las más altas
posibilidades de éxito por intento en cada ocasión
.
Existen inconvenientes específicos a la técnica,
como el riesgo de la hiperestimulación ovárica, la
necesidad de limitar el numero de preembriones
que deben de ser implantados, para evitar la
posibilidad de embarazos múltiples.(3)
En general, como todo proceso complicado,
requiere de ciertos cuidados tanto por parte del
especialista como del paciente. Cabe mencionar,
que la FIV, no puede considerarse como un método
100% seguro, ya que pueden ocurrir abortos, por
lo que se debe tener paciencia y mente abierta a
toda posibilidad que se pueda presentar.
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MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
220
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
IMPORTANCIA DEL LABORATORIO CLINICO
EN EL DIAGNOSTICO DE b-TALASEMIA
De La Ree B. C.G; Durón J.C.F; Reséndiz S.M.G; Zamorano O.S.L.
La hemoglobina ocupa alrededor del 33% del
volumen del eritrocito y el 90% del peso seco de
la célula, en donde cada eritrocito contiene de 2732 pg de hemoglobina. En los estados anémicos,
la célula puede contener menos hemoglobina,
reduciendo la capacidad de la sangre para
transportar oxígeno, como ocurre en las anemias
hipocrómicas . Aunque la hemoglobina es
sintetizada desde la etapa del proeritroblasto , la
mayor parte de la hemoglobina se sintetiza en la
etapa policromatófila. Aproximadamente el 65%
de la hemoglobina es sintetizada antes de la
expulsión del núcleo. La carencia de este organelo
impide al reticulocito programar RNA nuevos;
pero su RNA y mitocondrias residuales le permiten
producir el 35% de hemoglobina celular restante(2).
de succinil coenzima A más glicina, para formar
el ácido 5 amino-levulínico (ALA). La reacción
ocurre en las mitocondrias en presencia de fosfato
de piridoxal, hierro en estado ferroso, la enzima
ALA sintetasa y CoA. Fuera de la mitocondria
dos ALA se condensan para formar el pirrol
porfobilinógeno por acción de la ALA deshidrasa.
Después, cuatro moléculas de porfobilinógeno se
condensan para formar un tetrapirrol lineal que al
sufrir ciclización formará uroporfirinógeno III por
acción de una uroporfirinógeno sintetasa y
uroporfibirinógeno cosintetasa; posteriormente por
acción de una uroporfirinógeno descarboxilasa se
producirá coproporfirinógeno III. Dentro de la
mitocondria por acción de una coproporfirinógeno
descarboxilasa se forma protoporfirina III; luego
sigue la quelación del hierro en el anillo de
La concentración de hemoglobina en la sangre es protoporfirina, catalizada por una ferroquelatasa (
el resultado de un equilibrio entre la producción y 2,3).
destrucción de eritrocitos. La molécula de
hemoglobina está formada por cuatro subunidades, La síntesis de las cadenas de globina se realiza en
cada una de las cuales contiene un grupo hem los ribosomas y puede estar formada por cadenas
anidado en una grieta hidrofóbica de una cadena alfa, beta, gamma, delta o epsilon, dando lugar a
proteínica, la globina.
diferentes tipos de hemoglobinas, en donde el tipo
de cadena sintetizada está bajo control genético,
El hem está compuesto de un anillo de porfirina en la cual los polímeros de a y b globina son
con un átomo de hierro ferroso, instalado en una traducidos en sus respectivos RNAm. La mayor
bolsa hidrofóbica cerca de la superficie. La parte de las células producen cadenas a y b para la
formación del anillo de porfirina se inicia en la formación de hemoglobina A.
mitocondria, continúa en el citoplasma y
posteriormente regresa a la mitocondria para la La talasemia nos habla de una deficiencia en la
incorporación del hierro, finalmente el hem síntesis de las cadenas que forman la globina ya
abandona la mitocondria para combinarse con los sea de la cadena a o en la cadena b principalmente.
dos pares de globina en el citoplasma ( 2 ).
La cadena b es la que se altera en el caso de las b
La síntesis del hem comienza con la condensación talasemias y existe una heterogeneidad
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
221
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
considerable de los defectos moleculares. La
mayor parte son sustituciones de una base única
que producen defectos de transcripción, un proceso
de unión del RNA o de traducción, con el resultado
de una disminución del RNA mensajero o de un
RNA mensajero inestable. En la Talasemia
heterocigota b 0 /b la síntesis de la cadena b0 está
ausente y los genes de la cadena b globina, se
encuentran intactos produciéndose cadenas b
globinas en cantidades reducidas, elevándose la
producción de HbA2 y HbF, en tanto que la HbA1
esta disminuida.(1 ). El cromosoma que codifica
la cadena a (formada por 141aminoácidos) de la
globina, es el cromosoma 16 y el gen que codifica
a la cadena b (formada por 146 aminoácidos) de
la globina, es el cromosoma 11, las anormalidades
se asocian a una alteración en el gen 87 y 88 del
RNA m (1, 3).
fragilidad osmótica disminuye como causa
primaria , a la presencia de células en diana o
codocitos, los niveles de fierro y ferritina en suero
por lo general suelen también ser normales; los
reticulocitos estan aumentados pero no en el grado
esperado de acuerdo con la intensidad de la anemia
pudiéndose encontrar además eritrocitos
nucleados.(1) (2) (3) El ADE (Ancho de Distribución
eritrocitaria) o RDW. puede estar aumentado.
La talasemia puede confundirse con anemia por
deficiencia de fierro y anemia sideroblástica, por
lo cual
se deberá de determinar las
concentraciones de protoprofirina libre del
eritrocito (PLE) u otro índice del metabolismo del
hierro para diferenciarlas. El valor de la PLE es
normal en talasemia y aumenta en la deficiencia
de fierro; sin embargo es posible que aumente
cuando coexiste el envenenamiento con plomo y
Las formas graves de Talasemia heterocigotica son talasemia, en donde la ferroquelatasa es inhibida
raras, en muchos individuos se comprueba leve por el plomo y produce un aumento de la PLE.
anemia hipócromica y microcítica, con ligera Otros estudios son útiles para diferenciar a la
ictericia hemolítica y esplenomegalia. No obstante talasemia de la anemia por deficiencia de fierro y
la mayoría de los efectos de talasemia menor, no la anemia sideroblástica como sería la ferritina, la
muestran síntomas ni signos físicos anómalos, solo capacidad de fijación de fierro y la saturación de
se muestran síntomas en periodos de estrés y la transferrina, entre otras. (1) (4) (5)
embarazo.(2)
En la mayoría de los pacientes se revela una
El diagnóstico de este padecimiento se basa en hemólisis crónica debida a un aumento en la
los exámenes del laboratorio, siendo la bilirrubina no conjugada. En medula ósea por lo
electroforesis la más importante, debido a que es general se muestra una hiperplasia eritroide muy
el único tipo de anemia en que varía la notable. Los eritroblastos tienen aspecto normal
electroforesis. Son característicos en la mayoría en citoplasma, membranas citoplásmica desiguales
de los casos cifra de hematíes normales y y punteado basófilo notable. La tinción con azul
disminución de la hemoglobina y el hematocrito. de Prusia revelan abundancia de hierro. En
La HCM es baja, habitualmente menor a 22 pgr, ocasiones se observan unos cuantos sideroblastos
al igual que el VCM y la CHCM , aunque en en anillo. Se pueden encontrar células fagocíticas
ciertos casos esta última puede ser normal. En la espumosas. La espuma tal vez resulte de los lípidos
extensión de sangre periférica, las células muestran de la membrana eritrocítica digeridos parcialmente
microcitosis y poiquilicitosis moderada habiendo y vinculados con la intensa eritropoyesis ineficaz.
esquistocitos, ovalocitos, dacriocitos, eliptocitos,
células en diana y presencia de punteado basofilo. La electroforesis de la hemoglobina muestra
Las células anormales pueden ser atrapadas por el resultados variables según los genes de talasemias
bazo y ser destruidas y la bilirrubina indirecta heredados. (1) (2) (5) Las transfusiones sanguíneas
puede encontrarse en niveles elevados; la regulares evitan hiperestimulación de la medula
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ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
ósea y las complicaciones resultantes. Sin
embargo, esta terapéutica conduce a las
complicaciones vinculadas con la sobrecarga de
hierro. Se practica en ciertos casos esplenectomía
, en un intento de reducir la hemólisis y propagar
la supervivencia de los eritrocitos. Durante los
últimos años se han intentado transplantes de
medula ósea en un esfuerzo para proporcionar al
paciente células progenitoras con capacidad de
producir eritrocitos normales. Aunque el
transplante de medula ósea es una opción para los
pacientes con talasemias que disponen de un
donante apropiado, podemos concluir que la btalasemia es una hemoglobinopatía cualitativa
debido a que se altera el número de aminoácidos
que forman la molécula de la hemoglobina para
formar hemoglobinas inestables, lo cual trae como
consecuencia el aumento de otras clases de
hemoglobina, como lo son la HbA2 y HbF. ( 1 ) ( 2 )
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223
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
AVANCES DE LA MEDICINA AMENAZADOS
POR Enterococcus sp
Alvarez Ainza M. L., Briseño Estrada D. , Núñez Mejía G.,Vázquez Arreola V.,
Moreno Ibarra G., Navarro Navarro M.
RESUMEN
INTRODUCCIÓN
La OMS ha lanzado una alerta global por el
aumento de la resistencia a los antibióticos de
diferentes microorganismos, esta resistencia
constituye un problema de primera línea en la salud
pública global que pueden llegar a aumentar la
morbilidad y mortalidad de las infecciones así
como los costos sanitarios. Se ha encontrado que
son varios los microorganismos que han
desarrollado resistencia a los antibióticos y que
entre ellos se transfieren los genes de resistencia.
El uso indiscriminado de medicamentos (en EU)
y el uso de avoparcina y otros promotores de
crecimiento utilizados en cerdos y pollos
(
en Europa ) es una razón importante por la cual
aparecen cepas resistentes. Los Enterococcus
multiresistentes reciben especial atención ya que
adquieren resistencia a nuevos antibióticos
utilizados en humanos de manera muy rápida. El
último informe de la OMS advierte que el
aumento de la fármaco resistencia podría
arrebatarnos la oportunidad de curar muchas
enfermedades y poner freno a las epidemias, ya
que muchas enfermedades hoy curables (desde
infecciones de garganta y de oído hasta la
OBJETIVO
tuberculosis y el paludismo) podrían convertirse
en incurables. Los pacientes hospitalizados son
Realizar una revisión bibliográfica acerca de los especialmente vulnerables ya que adquieren
Enterococcus sp. relacionados con la microbios fármaco resistentes ahí mismo. Estas
farmacoterapia en infecciones nosocomiales y resistencias pueden llegar a aumentar la morbilidad
comunitarias que afectan ó amenazan los avances y la mortalidad causada por infecciones, así como
de la medicina.
los costos sanitarios (9). Se ha encontrado que
son varios los microorganismos que han
desarrollado resistencia a los antibióticos como
Los Enterococcus son microorganismos
distribuidos ampliamente en la naturaleza, en el
tracto intestinal de humanos y animales. Son
agentes causales de diversas infecciones
intrahospitalarias. La causa más importante de la
sobrevivencia de Enterococcus es su habilidad para
adquirir resistencia a todos los antibióticos
disponibles en la actualidad ya sea por mutación ,
por adquirir material genético de otra fuente a
través de la transferencia de plásmidos y
transposones, además de su resistencia intrínseca.
Cada vez es más frecuente el aislamiento de cepas
de Enterococcus multirresistentes a partir de
muestras clínicas, infecciones que dificultan la
terapia e incrementan la morbimortalidad. Se han
clasificado dentro del género alrededor de 20
especies de las cuales se han identificado a E.
fecalis (80-90 %) y E. faecium (5-15 %)
responsables de la mayoría de las infecciones
humanas. Son microorganismos muy fáciles de
identificar en el laboratorio y es recomendable
practicar pruebas de susceptibilidad a los
antibióticos al aislarlos.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
224
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
Staphylococcus aureus, Mycobacterium sp,
Enterococcus sp. Existen reportes de la presencia
de Enterococcus resistentes a la vancomicina
(VRE) en personas asintomáticas y que no han
estado en tratamiento u hospitalizados
recientemente, lo cual nos lleva a pensar que no
sólo en los hospitales es donde se corre el riesgo
de contraerlo o ser portadores de ellos. (8)
En los pacientes con quemaduras infectados con
Enterococos identificados, éstos adquirieron
resistencia a la vancomicina suministrada a las
semanas de iniciar el tratamiento. A su vez se
observa que Enterococcus tiene una capacidad
de diseminación muy rápida ya que en semanas se
desarrolló bacteremia en estos pacientes, las
cuales muchas veces los llevan a la muerte.(4)
La importancia del VRE aparte de afectar el
tratamiento en cuanto a aumentar los días de la
farmacoterapia y originar de insuficiencia renal
y neutropenia; es la capacidad de transferir estos
genes de resistencia a otros microorganismos.
(6)
Enterococcus y su significancia clínica.
Originalmente fue clasificado en 1930 en el grupo
D de los Streptococcus, los Enterococcus fueron
oficialmente integrados en este género en 1984
después de que estudios de hibridación de ácido
nucleico mostraron diferencia con los
Streptococcus. Los Enterococcus son cocos Gram
positivos, agrupados en cadenas o en pares.
(Figura 1) Son parte de la flora normal del tracto
gastrointestinal y tracto genital femenino de
muchos organismos, incluyendo los humanos.
Resiste temperaturas de 10 a 45°C. Esta bacteria
puede ser diseminada por transmisión vía oralfecal, con el contacto de fluidos corporales
infectados o superficies contaminadas . Son
microbios resistentes o tolerantes a
concentraciones relativamente altas de sal y ácido,
también resisten bajos niveles de detergentes (6).
Además los Enterococcus son los causantes de
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
alrededor del 12% de todas las infecciones
nosocomiales, segundo después de E. coli (4).Las
infecciones por Enterococcus pueden causar
infecciones abdominales, infecciones cutáneas y
subcutáneas, infecciones del tracto urinario,
bacteremias, etc. Pueden ser difíciles de tratar en
donde las cepas son resistentes a los antibióticos
utilizados en el tratamiento de la infección,
especialmente en pacientes inmunodeprimidos (8).
Las infecciones enterocócicas pueden ser debidas
por lo menos a 12 especies que incluyen a
Enterococcus avium, E. casseliflavus, E. durans,
E, faecalis, E.faecium, E. gallinarum, E. hirae, E.
malodoratus, E. mundtii, E. pseudoavium, E.
raffinosus y E. solitarius, especies adicionales
como E. cecorum, E. columbae, E.
saccharolyticus, E. dispar, E. sulfureus, E.
seriolicida, y E. alavenses pueden ser propuestos
como adicionales en esta lista. La mayoría de las
infecciones críticas pueden ser debidas a E.
faecalis o E. faecium, ocasionalmente las
infecciones pueden ser debido a E. gallinarum, E.
raffinosus. E. casseliflavus, E. avium, E.
pseudoavium, E. malodoratus, E. mundtii, E.
durans o E. hirae, sin embargo nos enfocamos
predominantemente en E. faecalis y E. faecium
ya que son los más frecuentes en las infecciones
nosocomiales. (3). E. faecium no es el más común
pero es el que adquiere resistencia más
rápidamente que E. faecalis que causa la mayoría
de las infecciones (79%). En un estudio realizado
entre 1995 y 1997, se aislaron 15,000 cepas de
Enterococcus de los cuales, menos del 2% de E.
feacalis fueron encontrados resistentes a
ampicilina y vancomicina, mientras que el 83%
de los E. faecium aislados fueron resistentes a
ampicilina y un 52% a vancomicina.(3) E. faecium
es conocido por tener resistencia a varios tipos de
antibióticos
incluyendo
quinolonas
y
aminoglucósidos. La resistencia a penicilina fue
observada por primera vez en E. faecium en 1983
y en 1988 el primer caso de resistencia al
“antibiótico de ultima opción”, vancomicina, fue
detectado en Europa. (6)
225
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
Resistencia a los antibióticos.
Hay por lo menos tres razones causantes de la
emergente multirresistencia de los Enterococcus:
resistencia intrínseca a diversos antibióticos, a la
adquisición de genes móviles de resistencia en
plásmidos y transposones y en transferencia de
cromosomas (7).
Los Enterococcus tienen resistencia intrínseca a
antibióticos
como
los
â-lactámicos
(particularmente cefalosporinas y penicilinas
resistentes a penicilinasas), bajas concentraciones
de
aminoglucósidos,
clindamicina,
fluoroquinolonas, trimetroprin y sulfametoxazol,
y adquirida, a elevadas concentraciones de âlactámicos, a través de la acción de los PBP’s o a
la producción de â-lactamasas, elevadas
concentraciones
de
aminoglucósidos,
glicopéptidos (vancomicina y teicloplanina),
tetraciclina, eritromicina, fluoroquinolonas,
rifampicina, cloranfenicol, ácido fusídico y
nitroflurantoina.(7). Ver figura 2. En muchas
ocasiones con la identificación de un coco Gram
positivo presente en alguna infección se le
suministra al paciente vancomicina sin aún haber
identificado al 100 % al género, una vez
identificado género y especie muchas veces resulta
ser otro microorganismo en el cual la vancomicina
no tendría porqué ser suministrada por lo cual se
cambiaba el tratamiento dejando al antiguo,
incompleto. (6)
Los alimentos transgénicos es otra causa de
adquisición de genes que codifican para la
resistencia a antibióticos el cual puede ser
incorporado por la bacteria al estar en contacto
con dicho alimento de manera directa o indirecta;
directa cuando el alimento se contamina o indirecta
cuando la bacteria pertenece a la flora normal del
individuo que consumió el alimento
transgénico.(5)
Así mismo, hay alimentos como el pollo, que en
la crianza de éstos se les dan suplementos
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
alimenticios como promotores de crecimiento,
como la avoparcina que es un compuesto
glicopéptido y la tylosina que es un macrólido,
parecidos en su estructura química a los
antibióticos de uso humano, razón por la cuál las
bacterias adquieren resistencia al estar en continuo
contacto con ellos.(5)
Se han probado nuevos medicamentos contra las
infecciones causadas por E . faecium resistentes a
vancomicina, como es la linezolida, que en un
principio de la farmacoterapia parecía ser bueno,
y después no servía contra este microorganismo.
Entonces se cree que el microorganismo adquiere
la resistencia en el transcurso de la terapia
especialmente si es prolongada. (3).
La determinación oportuna de los Enterococcus
resistentes es muy fácil en el laboratorio de
Microbiología, ya que sólo se procesa la muestra
(generalmente heces), inoculando caldo KF que
selecciona la población de Enterococcus, de ahí
se pasa a BHI salado, agar KF y BEM (Medio de
bilis esculina), una vez dadas estas pruebas
positivas a estos microorganismos, se procede a
realizar un antibiograma, de esta manera
podremos saber a que antibióticos es resistente el
Enterococcus. (1)(2)
El empleo de técnicas genéticas son ampliamente
recomendadas, ya que es posible identificar los
genes específicos de cada microorganismo
directamente de especímenes clínicos en
aproximadamente una hora, para poder dar un
tratamiento adecuado y oportuno, presentando el
único inconveniente que resulta una metodología
de alto costo, y se requiere tener una base datos
de todos los genes de las bacterias más
representativas de las infecciones de la región.(2).
CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES:
Los criadores de pollo deberían mostrar conciencia
al problema que ocasiona la administración de
226
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
suplementos alimenticios a los diferentes animales
de engorda, y no sólo pensar en el beneficio
económico que les da la rápida distribución y venta
de estos animales, ya que en un futuro se puede
restringir la venta de estos productos debido a su
inconciencia y/o ignorancia. La educación
oportuna a los criadores así como a los
empresarios, es algo que se necesita hacer para
evitar la formación y diseminación de bacterias
resistentes a los antibióticos a través de los
productos alimenticios.
Se ha visto que el cambio en las fórmulas de los
antibióticos que actualmente se usan son capaces
de aumentar la mortalidad en bacterias resistentes,
pero por otro lado, pueden disminuir la
susceptibilidad a ciertas bacterias; al final es
cuestión de tener prioridades en cuanto a cuál
bacteria está causando más problemas, y cual se
está diseminando más en ese momento.
Figura 1: Enterococcus sp.
Figura 2. Resistencia a los antibióticos por
Enterococcus faecalis.
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OMS lanza una alerta global por el aumento de la resistencia.
227
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
VIRUS DEL NILO: CARACTERÍSTICAS
GENERALES, ASPECTOS EPIDEMIOLÓGICOS Y
MEDIDAS DE PREVENCIÓN Y CONTROL
Barroso Herrera y Cairo I. E., González Martín R., Moreno Ibarra G. M., Navarro
Navarro M., Castillón Campaña L. G.
RESUMEN
INTRODUCCIÓN:
Los peligros de las enfermedades infecciosas
emergentes y reemergentes no son una simple
invención de los medios de comunicación. Aunque
el mundo desarrollado tiene más recursos para
prepararse contra estas amenazas, con el aumento
de viajes internacionales, los cambios ecológicos
y la mutación vírica natural, la enfermedad
emergente de un país es potencialmente la próxima
epidemia de otro. Uno de los agentes infecciosos
emergentes, es el virus del Nilo también conocido
como West-Nile o virus del Nilo occidental. Es
transmitido por un vector y las aves actúan como
huésped reservorio natural. El método más eficaz
para prevenir la transmisión del virus del Nilo es
reducir la exposición humana a los mosquitos,
educando y concientizando al público sobre esta
enfermedad y su prevención. Tanto los
profesionales como las personas en general deben
recibir entrenamiento ya que sólo con el esfuerzo
coordinado de los gobiernos, las fundaciones, los
establecimientos científicos y las organizaciones
internacionales
permitirá mantener a las
enfermedades infecciosas del futuro bajo control.
El virus del Nilo fue aislado por primera vez en
1937 en Uganda, Las primeras epidemias
registradas ocurrieron en Israel durante los años
cincuenta. Posteriormente, se observó en Egipto,
Israel, India y algunas áreas de África.
OBJETIVO
Revisión bibliográfica sobre los últimos avances
relacionados a la epidemiología, transmisión,
mecanismos de patogénesis y formas de
prevención y control del virus del Nilo.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
En América, la primera epidemia registrada
ocurrió en el área metropolitana de Nueva York
en 1999(1). Durante esta epidemia/epizootia, el
virus se detectó en 4 estados: Connecticut,
Maryland, New Jersey y Nueva York.
En el 2000, se detectó una actividad alta de
epidemia en Connecticut, Delaware, Maryland,
Massachusetts, Nuevo Hampshire, New Jersey,
Nueva York, Carolina del Norte, Pensilnania,
Rhode Island, Vermont, Virginia u el Distrito de
Columbia (2).
Hasta el 31 de julio del 2002, se han confirmado
36 casos en humanos y una muerte en EU(9).
Debido a la cercanía de nuestro país con los
Estados Unidos y la aparición de varios casos
(algunos letales) en el nuestro, es necesario lanzar
un llamado de alerta a las autoridades sanitarias y
tratar de manera más eficaz de concientizar a la
comunidad, de las consecuencias que esto puede
acarrear en un futuro.
El virus del Nilo también conocido como West
Nile, o virus del Nilo occidental, es un virus
228
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
transmitido por mosquitos que puede causar
enfermedades tan severas como la encefalitis , es
un flavirus que pertenece taxonómicamente al
serocomplejo de la encefalitis japonesa, que se
propaga a una amplia gamma de vertebrados a
través de mosquitos infectados(5).
Vector del virus del Nilo
La forma de transmisión del virus del Nilo es a
través de mosquitos infectados. Solamente los
mosquitos hembras muerden para obtener
nutrientes de la sangre para ovopositar. El
mosquito Culex pipiens y la especie Aedes
japonicus se han relacionado con el virus del Nilo
occidental(17). Los mosquitos Culex ponen huevos
en agua estancada alrededor del hogar, las malas
hierbas y la hierba alta. Los mosquitos Aedes
japonicus frecuentemente en neumáticos
desechados. Los mosquitos de Culex son más
activos entre la oscuridad y el amanecer, sin
embargo, pueden estar presente en cualquier
momento del día. Los mosquitos Aedes japonicus
se alimentan durante el día y el anochecer, el
Centro de Enfermedades de los EU (CDC)
también ha estudiado a garrapatas , es importante
entender que las garrapatas infectadas no se pueden
eliminar como los mosquitos (3). Los principales
reservorios en la mayoría de las veces son las aves
(gorrión inglés cuervo corvidae, palomas),
infectándose y enfermándose . En el humano el
periodo de incubación es de 3-14 días después de
ser picado por el mosquito. Los mosquitos contraen
la infección al picar aves silvestres infectadas,
transmitiendo de la misma forma a personas y otros
animales (8, 11, 12). La figura 1 ejemplifica el ciclo
de transmisión del virus del Nilo.
Significancia clínica del virus del Nilo,
Diagnóstico y Tratamiento:
La infección en el hombre es usualmente
asintomática o con manifestaciones parecidas a
los de influenza. Los síntomas incluyen fiebre de
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
moderada a alta, fatiga, conjuntivitis, náuseas,
dolor abdominal y toráxico, cefalea, diarreas, así
como amigdalitis severa y complicaciones
respiratorias. Puede ocurrir una erupción roseolar
en tronco, extremidades y cabeza. En algunos
pacientes la infección resulta severa y letal (4,16).
Durante el brote de 1999 en New York, se
identificó a través de la experiencia con un grupo
de pacientes que muchos presentaron rigidez de
nuca, vómitos, convulsiones, confusión, temblores
de las extremidades, paresia y coma.
Aproximadamente el 15% de las infestaciones de
carácter agudo por Virus del Oeste del Nilo llevan
al paciente a la muerte o a un daño neurológico
permanente. La muerte ocurre típicamente entre
el 3 - 15% de los casos. Las personas con alto riesgo
para la infección aguda y morir son los ancianos,
los niños y aquellos con un sistema inmunológico
comprometido como los pacientes de VIH o los
que reciben quimioterapia (4, 16) .
Para arribar a un resultado acertado acerca de la
presencia del virus en los seres humanos se
requieren pruebas de diagnóstico especializadas y
la disponibilidad de laboratorios que puedan
proveer el soporte de laboratorio mínimo . Los
laboratorios de salud estatales, veterinarios y de
referencia deben contar con locales de
bioseguridad de nivel 3 con la capacidad para
conducir exámenes que identifiquen anticuerpos
de flavivirus específicos. Con el propósito de
suministrar los exámenes iniciales en muestras
tanto en animales como en humanos es
conveniente establecer las pruebas de
inmunoensayos vinculadas para detección de
anticuerpos de tipo IgM e IgG (5, 17). El
tratamiento es sintomático , dirigido
fundamentalmente a la inflamación cerebral y a
la pérdida de la frecuencia respiratoria.
Actualmente no han sido desarrollados antivirales
eficaces y no se cuenta con una vacuna
comercialmente
disponible
contra
la
entidad(14,15).
229
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
Prevención y Vigilancia
La forma fundamental para prevenir el Virus del
Nilo Occidental es mediante el establecimiento de
campañas de fumigación con el objetivo de
eliminar las poblaciones de mosquitos infectados,
por ser estos los vectores de mayor prevalencia en
la transmisión del virus al hombre. Las estrategias
de control contra los mosquitos incluyen la
vigilancia y el estudio de los mosquitos, la
fumigación aérea y en tierra. Una forma efectiva
y económica para controlar los mosquitos es
mediante la reducción de las fuentes larvales a
través de programas de disminución consolidados
localmente que monitoreen poblaciones de
mosquitos e inicien controles después de ocurrida
la transmisión de la enfermedad. Estos programas
también pueden emplearse como la primera línea
de la respuesta de emergencia para contrarrestar
la enfermedad si ésta ha sido detectada en humanos
o animales domésticos (3, 9) .
El hombre puede llevar a cabo actividades para
reducir el riesgo de ser picado por algún mosquito,
independiente de que éste transmita o no el virus.
Primeramente, es conveniente permanecer al
amanecer, la caída de la tarde y al anochecer en
lugares bajo techo y donde no penetren fácilmente
los insectos, pues estos son los horarios típicos de
alimentación de los mosquitos. Si es necesario salir
afuera debe cubrirse la piel completamente tanto
como sea posible y las áreas del cuerpo que queden
expuestas deben ser tratadas con repelente contra
insectos. Como una precaución extra se deben
fumigar con repelente las ropas, ya que los
mosquitos pueden picar a través de éstas.
Resulta válido señalar que las áreas de alto riesgo
son aquellas con clima templado, en las cuales las
poblaciones de mosquitos pueden proliferar, así
como aquellas zonas cercanas a donde se deposita
chatarra u objetos inservibles, lugares muy
propicios para la acumulación de agua.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Con la introducción en 1999 del Virus del Oeste
del Nilo en el noreste de Estados Unidos se impuso
la creación de una serie de lineamientos copatrocinados por expertos de CDC y el
Departamento de Agricultura de ese país, con el
propósito de estudiar las características del brote
y contar con una fuente de información idónea para
el monitoreo de la actividad del virus y la
prevención de futuros brotes de la entidad. Estos
lineamientos son válidos como experiencia a
seguir, debido al peligro potencial que puede
constituir esta enfermedad para cualquier país de
la región, y se pueden consultar en la siguiente
dirección electrónica: www.cdc.org, donde se
destaca como prioridad intensificar la vigilancia
de las aves migratorias en aquellas zonas que
presentan un peligro potencial de infestación o ya
están afectadas(3).
Los moquitos de Culex pueden desarrollarse en
cualquier agua que esté estancada por más de
cuatro días. Para reducir la población del mosquito
alrededor su hogar, por lo que: Reduzca o elimine
toda agua estancada Quite todos los neumáticos
desechados, Perfore los envases de reciclar en los
fondos. Cerciórese de que los canales de la azotea
se drenen y limpien correctamente. Vuelque las
piscinas plásticas y las ruedas de carretillas cuando
no estén en uso. Cambie el agua en los baños de
pájaros. Limpie la vegetación y los escombros de
los bordes de las charcas. Limpie las piscinas y
saunas con cloro caliente. Drene el agua de las
piscinas cubiertas (3).
Aunque no es necesario limitar ninguna actividad
al aire libre, a menos que las autoridades locales
le aconsejen lo contrario, usted puede ayudar a
reducir el riesgo de ser mordido por los mosquitos.
Además de reducir el agua estancada en su yarda,
cerciórese de que todas las ventanas y puertas
tengan pantallas metálicas, y que todas las
pantallas estén en buena condición. También puede
protegerse usando repelente.
230
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
El Uso Apropiado del Repelente DEET
posible a través de un monitoreo intensivo de las
concentraciones de aves de invierno y sus posibles
DEET - el producto químico N-N-dietil-m- pérdidas, de la recolección y análisis de los
toluamida – es un repelente que puede reducir el resultados de los exámenes de laboratorio
riesgo de las mordeduras del mosquito. Se debe obtenidos a partir del hallazgo de aves muertas,
usar con precaución. Los productos que contienen así como a partir de la implementación de medidas
DEET se han asociado ocasionalmente con de control adecuadas contra los mosquitos que
algunos problemas de salud (reacciones de la piel, proliferan en los sitios donde han ocurrido dichos
incluyendo la erupción y la hinchazón, irritación hallazgos. Actualmente los especialistas se
de los ojos y con menos frecuencia, la esfuerzan por llegar a definir ciertos criterios que
confusión).Se recomienda leer todas las incrementarían los niveles de prevención y control
instrucciones en la escritura de la etiqueta. Al de la entidad, tales como son el hecho de predecir
aplicar DEET, evite la cara y las manos del niño. dónde el virus podría desencadenarse en un
Evite el uso prolongado y excesivo de DEET. Úselo próximo brote, así como aspectos tan vitales como
escasamente en la piel expuesta: no trate la piel la definición de la duración de la viremia o la
no expuesta. NO aplique repelentes en áreas frecuencia del ciclo del virus activo en varios
cerradas (3).
poblaciones aviarias y de mosquitos expuestas a
éste. Investigaciones futuras pretenderán dar
CONCLUSIONES
respuesta sobre la persistencia a largo plazo del
virus activo en la sangre de las especies de aves
El peligro potencial para México, el Caribe y del nuevo mundo, pues son cuestiones de las que
Suramérica está latente hoy día, sin embargo, hasta ahora nada se conoce, como también muy
minimizar los efectos del virus en humanos poco se sabe acerca de la viremia a largo plazo de
constituye una actividad de primera línea sólo otras especies de aves.
Aves
reservorio del
virus del Nilo
Fig.1 Ciclo de transmisión del virus del Nilo
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
231
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
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ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
BACTERIAS RESISTENTES ORIGINADAS EN
ANIMALES DE ENGORDA DEBIDO AL
CONSUMO DE ANTIBIÓTICOS
Gallego Andrade J. C., Guerrero Tinoco J.L., Moreno Ibarra G.M, Sánchez
Mariñez R.I., Navarro Navarro M.
RESUMEN
En los últimos años, diferentes
publicaciones hacen referencia al impacto que
puede tener el consumo de antibióticos por
animales en el desarrollo de resistencias en
bacterias de interés en salud humana. La cepa de
Salmonella Typhimurium DT 104 se seleccionó
en el ganado y es resistente a cinco antibióticos,
ésta cepa ha causado brotes de infección en el
humano y se ha diseminado a muchos países
europeos y Estados Unidos. El consumo de
avoparcina como promotor de crecimiento de
animales seleccionó cepas resistentes a
glucópeptidos en cepas de enterococos. Las cepas
de Escherichia coli y Campylobacter provenientes
de animales de engorda se relacionan con
incremento en el grado de resistencia a quinolonas.
Ellas han causado brotes o infecciones en humanos
que complican el tratamiento y la recuperación.
Por eso es que hoy en día existe una gran
preocupación por el desarrollo de resistencias a
antibióticos en bacterias de interés en medicina
humana y veterinaria, así como la necesidad de
reglamentaciones para su uso y aplicación.
últimos años , diferentes publicaciones hacen
referencia al impacto que puede tener el consumo
de antibióticos por animales en el desarrollo de
resistencias en microorganismos de interés en
medicina humana (1).
En los animales se utilizan antibióticos con tres
finalidades: terapéutica, profiláctica y como
promotores del crecimiento, especialmente en
monogástricos (aves y cerdos), disminuyendo de
este modo el costo de la producción (2).
Los antibióticos son sustancias químicas
producidas por diferentes especies de
microorganismos que suprimen el crecimiento de
otros microorganismos y pueden, eventualmente,
destruirlos. Los mecanismos mediante los cuales
los antibióticos aceleran el crecimiento y favorecen
un mayor aumento de peso en los animales que
los consumen no se conocen bien. Se cree que la
forma en que promueven el crecimiento se deben
a la eliminación de microorganismos causantes de
infecciones subclínicas, a la reducción de
sustancias tóxicas, como el amoníaco, que retardan
el crecimiento, y en la menor destrucción y
competencia por nutrientes en el tracto
INTRODUCCIÓN
gastrointestinal. Como consecuencia existe una
mayor capacidad de adaptación de los animales a
Tras las recientes crisis registradas en Inglaterra los cambios de alimentación y manejo, y una
por el mal de las vacas locas y en Bélgica por la disminución de enfermedades causadas por el
identificación de Dioxinas en pollos, la sanidad y transporte y cambio de ambiente, con lo cual se
la nutrición animal están siendo punto de control logra mayores ganancias de peso, con menor
primordial dentro de la unión Europea. En los cantidad de alimento consumido en períodos
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
233
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
menores de tiempo (6). En los últimos años, el
uso veterinario de antibióticos, especialmente los
empleados como promotores de crecimiento
animal, están siendo objeto de duras críticas y
presiones legales. La razón se debe a que estos
agentes podrían ser los causantes directos del
incremento de los casos de resistencia a los
medicamentos antimicrobianos usados en
medicina humana (1). Los agentes antimicrobianos
deberían utilizarse exclusivamente con dos fines
perfectamente definidos: con fines profilácticos,
solamente en aquellos casos en que este
demostrado su importancia para prevenir una
infección. Con fines terapéuticos, como
tratamiento de una infección documentada. Esta
es la forma ideal del tratamiento antimicrobiano,
conociendo el agente causal. Muchas veces el
tratamiento se comienza de forma empírica en
casos de sospecha de infección cuando se
considera urgente la necesidad del mismo (1). Los
antibióticos con fines terapéuticos en animales se
consumen a dosis relativamente elevadas durante
cortos períodos de tiempo. Por el contrario, cuando
se consumen con fines de engorda se consumen
en bajas dosis durante largos períodos de la vida
del animal (2). El empleo indiscriminado de estos
productos está relacionado con la aparición de
gérmenes resistentes a los antibióticos que a su
vez, crea la necesidad cada vez mayor, de nuevas
drogas, estas cepas llegan al humano a través de
los alimentos de origen animal (1).
MATERIALES Y MÉTODOS
Se realizó una revisión bibliográfica acerca de la
problemática en salud humana debido al uso de
antibióticos en animales. Existe evidencia que el
uso de antibióticos en los animales de engorda
selecciona cepas de Salmonella sp, Campylobacter
sp y Enterococcus sp multirresistentes (7).
RESULTADOS
La cepa de Salmonella Typhimurium DT 104 se
seleccionó en el ganado y es resistente a cinco
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
antibióticos. Esta cepa ha causado brotes de
infección en el humano y se ha diseminado a
muchos países europeos y Estados Unidos (7).
Salmonella typhimurium DT 104 es un serotipo
particularmente importante. La resistencia va en
aumento. En 1995, de 11.083 salmonellas
examinadas en el Laboratorio Veterinario Central
del Reino Unido, 62.2% fueron resistentes a todos
los antimicrobianos estudiados, mientras que en
1994, 49% fueron resistentes (4). En 1985 en el
estado de California, se les administraron
antibióticos a los cerdos los cuales desarrollaron
cepas resistentes de Salmonella, lo que llevó a la
población a desechar los alimentos procedentes
de cerdo, res, huevo y otros alimentos, esto
ocasiono una epidemia que se relacionó al
consumo de hamburguesas lo cual provoco daños
a la salud en aproximadamente 1000 habitantes
(3).
El uso de avoparicina en el alimento animal
seleccionó cepas de Enterococcus resistentes a la
vancomicina que han causado infecciones
hospitalarias difíciles de tratar, contribuyendo a
un aumento en la morbimortalidad (7). En los
últimos años, diferentes trabajos llevados a cabo
en Europa han puesto de manifiesto la
diseminación de cepas de Enterococos resistentes
a glucopéptidos, pertenecientes al genotipo van A,
en muestras de diferentes orígenes: animal, aguas
residuales, alimentos y heces de individuos
voluntarios sanos ( 2 a 28% ). Este hecho se ha
relacionado con el consumo de avoparicina como
promotor de crecimiento de animales, que pudo
haber condicionado la selección de dichas cepas
resistentes a glucopéptidos en animales y su
posterior diseminación en humanos. Los animales
pueden representar, por tanto, un reservorio
importante de cepas resistentes a glucopeptidos, y
un reservorio de genes van A (2). La vancomicina
ha sido utilizada desde la década de los 50 en
medicina humana y desde 1980 en animales de
granja, donde ha sido identificada como una fuente
de resistencia para enterococos. Los enterococos
resistentes a la vancomicina fueron cultivados
234
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
primeramente de vegetales en la Gran Bretaña y El incremento vertiginoso en la resistencia a
en Alemania, posteriormente se cultivaron de ciprofloxacino que se observa en Campylobacter
muestras de cerdos y otros animales de granja (3). en la década de 1990 fue del 1 al 12%, 30 a 50%
en 1991-1993, y para 1996 fue de 80%. Por otro
Después de la introducción de las fluoroquinolonas lado van den Bogaard y cols (2) relacionan el
para uso terapéutico en pollo se presentó una alza consumo de quinolonas en animales con el
en la prevalencia de cepas de Campylobacter desarrollo de resistencias en E. coli aislados tanto
resistentes a estos antibióticos; esto ha llevado a de animales ( pavo: 49% de resistencia a
fallas terapéuticas en el humano (5). La influencia ciprofloxacino) como de los humanos que los
del consumo de antibióticos en veterinaria sobre cuidan ( 29% ), planteando que el uso de
el desarrollo de resistencia en aislamiento en enrofloxacino selecciona dicha resistencia en E.
humanos es el caso de la resistencia a las coli de la flora intestinal de estos animales, y que
fluoroquinolonas en Campylobacter y Escherichia las cepas resistentes se diseminan y colonizan a
coli. El enrofloxacino es una quinolona utilizada humanos. Otros autores también refieren altos
en el terapéutica animal, cuyo principal metabolito grados de resistencia a quinolonas ( 13 a 30% ) en
es el ciprofloxacino, existiendo resistencia cruzada cepas de E. coli procedentes de pollo (6).
entre ellos. Este antibiótico se autorizo en
veterinaria en España en 1990 y en otros países
CONCLUSIONES
europeos, algunos años antes, como en el caso de
Holanda en 1987. En estudios realizados en Debemos ser conscientes que el uso
América, México fue el país con el mayor número indiscriminado y descontrolado de los antibióticos
de pacientes que adquirieron infecciones con cepas nos llevará en corto o mediano plazo a sufrir las
resistentes de C. jejuni. En México, la cantidad de consecuencias, terapias fallidas y aumento en la
carne de puerco producida tuvo un incremento de morbimortalidad en humanos, causado por cepas
0.77 billones de Kg en 1990 y de 1.45 billones de de bacterias resistentes originadas en la flora
Kg en 1997. Las sales de quinolonas utilizadas en normal de animales de engorda y que se transmiten
cerdos,
incluían
las
fluoroquinolonas por la cadena alimenticia.
ciprofloxacina, enrofloxacina, y danofloxacina.
Por lo tanto el uso de fluoroquinolonas en México En la actualidad se está generando una gran
puede contribuir a que los turistas contraigan preocupación por el desarrollo de resistencia a los
infecciones con cepas resistentes de C. jejuni como antibióticos, lo cual sugiere que se tenga un mayor
ha sido reportado recientemente (5).
control y reglamentaciones oficiales para el uso y
aplicación de estas drogas en animales de engorda.
BIBLIOGRAFÍA
1. Cancho Grande, B.; García Falcón, M.S.; Simal Gándara, J. 2000.
El uso de los antibióticos en la alimentación animal: Perspectiva
actual. Ciencia y Tecnología de alimentos. 3 (1): 39-47.
2. Diez P., Calderón V. 1997. Empleo de antibióticos en veterinaria.
Revista Española de Quimioterapia. 10 (4): 15-21.
3. Khachatourians G.G. 1998. Agricultural use of antibiotics and
the evolution and transfer of antibiotic-resistant bacteria. Canadian
Journal Medical Association. 159 (9): 1129-1136.
4. RIMSA11/10 ( Esp. ). 1999. El uso de antibióticos en producción
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
animal y la resistencia antimicrobiana. XI Reunión Interamericana
de Salud Animal a Nivel Ministerial.
5.Smith K.E., Besser J.M. 1999. Quinolone-Resistant
Campylobacter jejuni Infections in Minnesota, 1992-1998. New
England Journal of Medicine. 340 (20): 1524-1532.
6. Torres C. y Zarazaga M. 1998. Repercusiones en el hombre del
consumo de antibióticos por animales. Revista Española de
Quimioterapia. 11 (1): 14-21.
7. WHO/EMC/ZOO/97.4. 1997. The Medical Impact of the use of
antimicrobials in food animals. Berlin, Germany.
235
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
EFECTO DEL ESTER FENETÍLICO DEL ÁCIDO
CAFEICO (CAPE) EN EL PROCESAMIENTO Y
PRESENTACIÓN DE ANTÍGENO
Castañeda-Patiño M.A., Granados Lopez A.J.,
Velázquez Contreras C.A., Hernández Martinez J.
RESUMEN
El propolio, es una sustancia que utilizan las
abejas para construir y mantener sus colmenas,
ha sido en muchas culturas un remedio casero
utilizado durante siglos para luchar contra las
infecciones. El ester fenetílico del ácido cafeico
(CAPE) es un compuesto activo aislado del
propolio, el cual posee diferentes actividades
biológicas tales como: efectos anti-inflamatorios,
anti-virales, anti-tumorales, anti-oxidantes y
efectos inmunoreguladores los cuales no están
ampliamente caracterizados. Dentro de los
mecanismos de acción que tiene el CAPE se
encuentra la inhibición del factor de transcripción
nuclear NF-kB, el cual juega un papel crítico en
diversas respuestas inmunes del hospedero,
mediante la inducción de la transcripción de genes
involucrados en el proceso inflamatorio, como por
ejemplo la expresión de diversas citocinas
inflamatorias, así como la expresión de moléculas
del complejo principal de histocompatibilidad y
proteínas involucradas en los procesos de adhesión
celular.
El propósito de nuestro trabajo fue evaluar el
efecto del CAPE en el procesamiento y
presentación del antígeno. Para esto se utilizó un
sistema de procesamiento y presentación, en el
cual utilizamos a la proteína lisozima como
nuestro modelo de antígeno y a diferentes líneas
celulares como. células presentadoras del antígeno
(CPA) y .linfocitos T .
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
Nuestros resultados preliminares sugieren que el
CAPE tiene un efecto en el procesamiento y
presentación del antígeno. En estos momentos
estamos desarrollando diferentes experimentos
para conocer a que nivel el CAPE esta inhibiendo
este proceso. En este trabajo se expondrán todos
los resultados obtenidos hasta el momento y se
discutirá el efecto biológico del CAPE como un
agente inmunomodulador.
INTRODUCCIÓN
La palabra propolio se deriva del griego, que
significa defensa de la ciudad (o colmena ).
A partir del propolio se han podido aislar varios
compuestos, como es, el CAPE al cual se le han
encontrado diversas propiedades biológicas. tales
como: efectos anti-inflamatorios, anti-virales, antitumorales, por ejemplo. en el caso de las células
HL-60 de leucemia ( line celular obtenida de un
paciente con leucemia promielocitica aguda) en
las cuales el CAPE induce muerte celular
programada ( apoptosis ). Efectos anti-oxidantes,
estudios realizados demuestran que esta actividad
depende de los grupos hidroxilos y de las
características estructurales de la porción ester (2).
y efectos inmunoreguladores los cuales no están
ampliamente caracterizados.(3)
El presente trabajo es enfocado a evaluar el efecto
del CAPE en la actividad proliferativa de células
transformadas (tumorales), así como su posible
efecto en el procesamiento y presentación de
236
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
anfígeno mediante las moléculas del complejo de
histocompatibilidad clase II.
MATERIAL Y METODOS
(epitope HEL48-61), y a la proteína lisozima de la
clara de huevo de gallina (HEL), como modelo de
antígeno. La línea celular CTLL-2 se utilizo como
un sistema biológico para determinar la presencia
de IL-2 en el sobrenadante de cultivo.
Líneas celulares
Las líneas celulares que se utilizaron en este
estudio fueron:
M12.C3.F6 (línea de células B, utilizada como
Célula Presentadora del Antígeno ) y 3A9 (
hibridoma de células T especifico para el epítope
de la proteina lisozima HEL 48-61) y CTLL-2
(línea celular-linfocito T dependiente de IL-2).
El ensayo de activación celular de la línea 3A9
(célula T) se llevo a cabo en presencia del antígeno
HEL (0-0.1 mM) así como diferentes
concentraciones de CAPE (0-2 mg/ml). Este
ensayo se realizo por triplicado
•
CAPE
•
Linea celular M12.C3.F6
(Célula presentadora de antígeno )
•
Hibridoma de células T (3A9 )
Cultivo celular
•
Células dependientes de IL-2 ( CTLL-2 )
Las líneas celulares se mantuvieron en cultivo en
medio DMEM suplementado al 10% con suero
fetal bovino, a una temperatura de 37°C, y en una
atmósfera de CO2 al 5%. .
•
Proteína lisozima antigeno modelo (HEL )
•
Timidina marcada con tritio
A
B
C
CAPE
HEL
A
B
Síntesis del CAPE
La ruta mas eficiente para la síntesis del CAPE
fue mediante la reaccion de esterificacion del
acido cafeico con alcohol fenetilico, catalizada por
acido p-toluensulfonico en benceno, dando un
rendimiento del 40%. El CAPE se purifica por
recristalizacion en benceno y su estructura fue
identificada espectroscopicamente por IR, RMN
y por espectroscopia de masas.
3A9
APC
INCUBADO por 24 horas.
retirar el sobrenadante y
pasarlo a una nueva placa
Se agregan células
CTLL -2
Procesamiento y presentación del antígeno.
Con el propósito de evaluar si el CAPE tiene un
efecto en el procesamiento y presentación de
antígeno mediante las moléculas del MHC clase
II, se utilizó un sistema in vitro de procesamiento
y presentación de antígeno, utilizando como célula
presentadora a la línea celular M12.C3.F6, a la
línea celular 3A9 como linfocito T, la cual es un
hibridoma de células T específico para uno de los
epitopes inmunodominantes del antígeno HEL
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
C
Incubado por 24 horas
Se agrega
H-Timidina
3
tritiada
237
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
Efecto del CAPE en la actividad proliferativa
de la línea celular M12.C3F6.
•
CAPE
•
Linea celular M12.C3.F6
( célula presentadora de antigeno)
A
A
Efecto del CAPE en el Procesamiento
y Presentación del epitope de HEL 48-61
Proliferación de Células
CTLL (c.p.m.)
Para conocer el efecto del CAPE en la actividad
proliferativa de la línea celular M12.C3.F6, se
cultivo esta línea celular en presencia de diferentes
concentraciones de CAPE (0-10 mg/ml), y se
evaluó la concentración celular mediante el uso
de un hemacitómetro a diferentes tiempos
posterior al inicio de la incubación.
CVEXP# 7
100000
2.0 µg/ml CAPE
75000
1.0 µg/ml CAPE
0.5 µg/ml CAPE
50000
0.25 µg/ml CAPE
0.0 µg/ml CAPE
25000
0
0.001
0.01
0.1
Concentración de HEL (µ M)
Se observó que el CAPE tiene un efecto en el
procesamiento y la presentación del epítope de
HEL 48-61 a una concentración de 1.0-2.0 mg/m.
Como lo muestra la grafica
CAPE
APC
DISCUSIÓN
El propolio es un compuesto natural producido por
las abejas, el cual ha sido en muchas culturas un
remedio casero utilizado durante siglos, para
luchar contra las infecciones.
Se incuba por 24, 48 y 72 hrs.
Y se cuentan las células viables
1 DIA
2 DIA
3 DIA
RESULTADOS
CV-EXP#
10 de junio de 2002
Concentración celular
(células/ml)
Efecto del CAPE en la
proliferación de la línea celular
C3.F6
CAPE
1000000
750000
500000
250000
0
0
24
48
72
10 µg/ml
5.0 µg/ml
2.5 µg/ml
1.2 µg/ml
0.62 microgramos/ml
0.32 microgramos/ml
0.16 microgramos/ml
0 microgramos/ml
0.5% etanol
(vehículo)
Tiempo (h)
El CAPE tuvo un efecto muy marcado en la
proliferación de la línea celular M12.C3.F6, este efecto
fue dosis-dependiente, observándose una completa
inhibición de la proliferación celular a concentraciones
de 5-10 mg/ml. Las células expuestas a
concentraciones menores no tuvieron un efecto tan
claro como el de 5-10 mg/ml, comparadas con células
no expuestas al CAPE.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
En este trabajo, mostramos que el CAPE, el cual
es un componente activo del propolio, posee
propiedades que afectan la proliferación de células
transformadas. Esta actividad anti-proliferativa se
observa a concentraciones de 5-10 mg/ml de
CAPE. Adicionalmente, en experimentos
preliminares se observó que el CAPE posee un
efecto en el procesamiento y presentación de
antígeno mediante las moléculas del MHC clase
II. Actualmente estamos enfocados en entender
como el CAPE afecta este fenómeno biológico,
así como también identificar a que nivel molecular
se esta llevando acabo la inhibición del
procesamiento y presentación del antígeno.
CONCLUSIÓN
Se observó que el CAPE tiene un efecto en el
procesamiento y la presentación del epítope de
HEL 48-61 a una concentración de 1.0-2.0 mg/m.
238
ACADEMIA DE ANÁLISIS CLÍNICOS
El CAPE tuvo un efecto muy marcado en la
proliferación de la línea celular M12.C3.F6, este
efecto fue dosis-dependiente, observándose una
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
completa inhibición de la proliferación celular a
concentraciones de 5-10 mg/ml.
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ASESORES ACADÉMICOS
Academia de Análisis ClÌnicos
Academia de TecnologÌa de Alimentos
Aída Chaparro Peña
Alejandro Monserrat García Alegría
Araceli Hernández Hernández
Carlos Arturo Velásquez Contreras
César Manzano Mayoral
Edilia Soufflé Grijalva
Griselda Macrina Moreno Ibarra
Lucía Guadalupe Castillón Campaña
María del Carmen Candia Plata
María Lucila Rascón
Moisés Navarro Navarro
Sandra Luz Zamorano Ochoa
Rosalina Ramírez Olivas
Armando Burgos Hernández
María Engracia Arce Corrales
Clara Rosalía Álvarez Chávez
Francisco Javier Parra Vergara
María Isabel Tapia López
Dagoberto Urbina Williams
Isabel Dorado Auz
Francisco Javier Cinco Moroyoqui
Reyna Isabel Sánchez Maríñez
María Virginia Fernández Ramírez
Academia de QuÌmica y BiologÌa
Amir Dario Maldonado Arche
Antonio Romo Paz
Blanca Delia Gracia Alvarez
Carmen Alicia Villegas Osuna
Eva Irma Véjar Rivera
Francisca Ofelia Muñoz Osuna
Gilberto Alcántar Monroy
Héctor Armando Olguín Arredondo
Iliana Celina Infanta Muñoz Palma
Isabel Dorado Auz
Jesús Rubén Garcilaso Pérez
Jorge Sandoval Chávez
José Gregorio Mares Martínez
María Guadalupe Cáñez Carrasco
María Guadalupe Corella Madueño
María Teresa de Jesús Yocupicio Anaya
Olga Lidia Sotelo Valenzuela
Oralia Orduño Fragozo
Raúl García Llamas
Rosa Estela Lerma Maldonado
Rosaura Teresita Pérez Armendariz
Rosa Marina Arvayo Ortíz
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
240
RESPONSBLES DE LA EDICIÓN
M.C. ROSALÍA ÁLVAREZ CHAVEZ
M.C. MARIA ISABEL TAPIA LOPEZ
I.Q. SOCORRO HERRERA CARBAJAL
Compuedición
M.C. MARÍA VIRGINIA FERNÁNDEZ RAMÍREZ
Q.B.P. ALEJANDRO MONSERRAT GARCÍA ALEGRÍA
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
241
NOTA ACLARATORIA
Los artículos publicados en este documento fueron
proporcionados por los autores y aceptan cualquier
responsabilidad en la redacción u omisión de los mismos.
MEMORIAS XX MUESTRA ESTUDIANTIL
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