Los resultados de la investigación titulada “Tendencias en el uso de la Biotecnología en el Sector Químico”, ponen en evidencia las ventajas de la biotecnología industrial con relación a los procesos tradicionales aplicados al sector. Además de contar con mejores indicadores en cuanto a sostenibilidad, los procesos biotecnológicos incorporan otros beneficios y se posicionan como una alternativa de gran potencial hacia el futuro.
El objetivo principal del estudio mencionado, realizado en 2009, fue analizar las tendencias existentes en investigación, desarrollo e innovación en el campo de la biotecnología, especialmente en su relación con el sector químico. El propósito de ese análisis es identificar la situación en este campo, además de sacar a la luz las barreras existentes para el desarrollo de estas tecnologías.
Siguiendo las conclusiones de este trabajo, la biotecnología industrial se ubica como una alternativa cierta frente a los enfoques tradicionales. Esto se debe a que, por un lado, estos nuevos procesos son sostenibles desde el punto de vista medioambiental y, además, reciben una gran aceptación por parte de los consumidores.
La imagen positiva de los productos realizados bajo procesos biotecnológicos tiene su fundamento en la desconfianza que generan en el público los productos químicos convencionales, relacionados directamente con una mayor incidencia de enfermedades complejas y con un aumento de la contaminación ambiental.
Amplias aplicaciones
Los productos que pueden desarrollarse a través de la biotecnología industrial abarcan un amplio espectro, que incluye por ejemplo el empleo de enzimas en los detergentes, una condición que reduce el uso de otros ingredientes nocivos para el medio ambiente. Otro ejemplo es la cosmética basada en sustancias y procesos naturales, que también merece más confianza por parte de los consumidores frente a los posibles impactos en la salud de algunos cosméticos de origen tradicional.
Con relación a las trabas que posee la biotecnología industrial para lograr un mayor desarrollo en España, el estudio señala la necesidad de realizar un nuevo reparto de los fondos disponibles para el sector, logrando una mayor diversificación de los recursos en las diferentes áreas de la biotecnología, en un esquema capaz de cubrir todos los segmentos y especialidades.
El propósito de esta iniciativa sería compensar el desequilibrio existente en favor del área de biotecnología de la salud, que supera ampliamente en asignación de recursos a los restantes segmentos, como por ejemplo la biotecnología industrial. Asimismo, se indica la necesidad de incrementar los recursos en forma de subvención que se otorgan al sector, además de mejorar el apoyo a la actividad de los Centros Tecnológicos.
La investigación va un poco más allá y recomienda incrementar el empleo de la biotecnología en la industria química, además de instrumentar una cooperación más activa de ésta con los organismos de investigación, desarrollo e innovación.
Pinturas y revestimientos
El empleo de la biotecnología en detergentes o cosméticos es solamente una ínfima parte de la gran cantidad de aplicaciones industriales que poseen estos procesos. Otro de los campos de acción es el de las pinturas, barnices y revestimientos, que contienen en su composición una importante cantidad de disolventes.
Gran parte de los disolventes que se emplean en este campo son de origen petroquímico, y su uso presenta graves problemas medioambientales y de seguridad. Es importante tener en cuenta que se trata de productos tóxicos, no biodegradables, volátiles, destructores de la capa de ozono e inflamables, entre otras características.
Por el contrario, actualmente pueden desarrollarse disolventes de origen biotecnológico, que se producen mediante procesos de fermentación a partir de materias primas renovables de biomasa. Además de su producción mediante materias primas renovables y de ser medioambientalmente benignos, estos disolventes biotecnológicos suprimen los costos relacionados con la eliminación y gestión de residuos.
Considerando todos estos factores, puede decirse que la biotecnología industrial es un área de vital importancia para la economía del futuro, basada principalmente en el conocimiento y en el respecto de las condiciones de sostenibilidad en la producción
Nota: en la barra de video encuentran los videos sobre fotosintesis que vimos en clase
lunes, 16 de mayo de 2011
martes, 10 de mayo de 2011
Tema para el 16 de mayo
QUE ES EL METABOLISMO BASAL
Siempre que hablamos de perder peso o quemar grasa se menciona el metabolismo basal, además de hacer referencia a cosas como acelerar el metabolismo o incrementar el gasto energético.
Para quienes no lo tienen del todo claro veamos en detalle que es el metabolismo basal.
El metabolismo basal es la energía que se consume en las actividades mecánicas de sostén de los procesos vitales como: la respiración, la circulación de la sangre, la síntesis de constituyentes orgánicos, conservación de la temperatura corporal, etc. Es, por tanto, la energía necesaria para el mantenimiento de las funciones orgánicas normales y homeostáticas, con el organismo en reposo y en ayunas.
Proporcionalmente la energía que se emplea en el metabolismo basal está destinada en un 50% al metabolismo celular, un 40 % se destina a la síntesis de moléculas, sobre todo de proteínas; y un 10% al trabajo mecánico interno, movimiento de los músculos respiratorios, contracción del corazón, peristalsis intestinal, etc.
El gasto metabólico depende de diferentes factores: temperatura corporal, temperatura ambiental, actividad glandular, nivel de actividad física, edad, sexo y hábitos de alimentación de cada persona.
Temperatura corporal: cada incremento de 0.5ºC de la temperatura interna del cuerpo aumenta el metabolismo basal en un 7%, debido a que la temperatura acelera las reacciones químicas que se producen.
Así, un enfermo con una temperatura de 41º C (unos 4ºC por encima de lo normal) mostrará un aumento del 30% de su metabolismo basal.
Temperatura externa: la temperatura ambiental también afecta al metabolismo basal. La exposición al frío aumenta el consumo calórico por la necesidad de desarrollar un calor extra para mantener la temperatura corporal.
Una corta exposición a una elevada temperatura tiene poco efecto sobre el metabolismo basal, pero si la exposición es de larga duración también aumenta el metabolismo basal. Se calcula que en los trópicos (temperaturas medias mayores de 25º) el metabolismo basal disminuye un 10% aproximadamente.
Actividad glandular: la glándula tiroides produce una hormona llamada tiroxina que juega un papel clave en la actividad metabólica del cuerpo. Cuanto mayor es la producción de tiroxina, mayor es el metabolismo basal de manera que en la tirotoxicosis (una enfermedad de la glándula tiroides en la que la producción de hormona tiroxina está aumentada), el metabolismo basal puede doblarse.
Por el contrario, si la producción de tiroxina es inferior a lo normal, el metabolismo puede reducirse hasta ser el 30-40% de los normal (esta enfermedad se denomina mixedema). La adrenalina también hace aumentar el metabolismo basal pero en menor extensión que la tiroxina.
Ejercicio: la práctica de ejercicio físico no sólo es útil para quemar calorías, sino que también eleva el metabolismo basal al ser el tejido muscular más demandante de energía que la grasa.
De esta manera, un sujeto musculoso quema más calorías mientras duerme que un sujeto adiposo de la misma estatura y peso.
Edad: Los niños tienen tasas metabólicas muy altas (mayor relación entre superficie y masa corporal), mientras que los ancianos la tienen más reducida.
Sexo: es algo más baja en las mujeres que en los hombres porque la proporción natural de grasa corporal es mayor.
Alimentación: si nos sometemos a una dieta pobre en calorías o a un ayuno prolongado, el organismo hace descender notablemente la energía consumida en reposo para hacer durar más tiempo las reservas energéticas disponibles.
Como se calcula el metabolismo basal
El metabolismo basal se obtiene midiendo el consumo energético durante el reposo absoluto, y se mide en calorías.
En la práctica, el metabolismo basal se calcula mediante algunas ecuaciones que tienen en cuenta, además del peso, la estatura y la edad. La más utilizada es la ecuación de Harris-Benedict:
Para los hombres
metabolismo basal (cal) = 66.5 + (13.75 x Peso en kg) + (5.003 x Estatura en cm) – (6.775 x edad en años)
Para las mujeres
metabolismo basal (cal) = 655.1 + (9.563 x peso en kg) + (1.850 x estatura en cm) – (4.676 x edad en años)
NOTA: LA CLASE DEL LUNES 16 DE MAYO SERÁ EN EL SALÓN DE AMBIENTAL EN EL TERCER PISO DEL BLOQUE DE INGENIERÍA, NOS VEMOS ALLÁ A LAS 6 AM, NO SE LES OLVIDE
Siempre que hablamos de perder peso o quemar grasa se menciona el metabolismo basal, además de hacer referencia a cosas como acelerar el metabolismo o incrementar el gasto energético.
Para quienes no lo tienen del todo claro veamos en detalle que es el metabolismo basal.
El metabolismo basal es la energía que se consume en las actividades mecánicas de sostén de los procesos vitales como: la respiración, la circulación de la sangre, la síntesis de constituyentes orgánicos, conservación de la temperatura corporal, etc. Es, por tanto, la energía necesaria para el mantenimiento de las funciones orgánicas normales y homeostáticas, con el organismo en reposo y en ayunas.
Proporcionalmente la energía que se emplea en el metabolismo basal está destinada en un 50% al metabolismo celular, un 40 % se destina a la síntesis de moléculas, sobre todo de proteínas; y un 10% al trabajo mecánico interno, movimiento de los músculos respiratorios, contracción del corazón, peristalsis intestinal, etc.
El gasto metabólico depende de diferentes factores: temperatura corporal, temperatura ambiental, actividad glandular, nivel de actividad física, edad, sexo y hábitos de alimentación de cada persona.
Temperatura corporal: cada incremento de 0.5ºC de la temperatura interna del cuerpo aumenta el metabolismo basal en un 7%, debido a que la temperatura acelera las reacciones químicas que se producen.
Así, un enfermo con una temperatura de 41º C (unos 4ºC por encima de lo normal) mostrará un aumento del 30% de su metabolismo basal.
Temperatura externa: la temperatura ambiental también afecta al metabolismo basal. La exposición al frío aumenta el consumo calórico por la necesidad de desarrollar un calor extra para mantener la temperatura corporal.
Una corta exposición a una elevada temperatura tiene poco efecto sobre el metabolismo basal, pero si la exposición es de larga duración también aumenta el metabolismo basal. Se calcula que en los trópicos (temperaturas medias mayores de 25º) el metabolismo basal disminuye un 10% aproximadamente.
Actividad glandular: la glándula tiroides produce una hormona llamada tiroxina que juega un papel clave en la actividad metabólica del cuerpo. Cuanto mayor es la producción de tiroxina, mayor es el metabolismo basal de manera que en la tirotoxicosis (una enfermedad de la glándula tiroides en la que la producción de hormona tiroxina está aumentada), el metabolismo basal puede doblarse.
Por el contrario, si la producción de tiroxina es inferior a lo normal, el metabolismo puede reducirse hasta ser el 30-40% de los normal (esta enfermedad se denomina mixedema). La adrenalina también hace aumentar el metabolismo basal pero en menor extensión que la tiroxina.
Ejercicio: la práctica de ejercicio físico no sólo es útil para quemar calorías, sino que también eleva el metabolismo basal al ser el tejido muscular más demandante de energía que la grasa.
De esta manera, un sujeto musculoso quema más calorías mientras duerme que un sujeto adiposo de la misma estatura y peso.
Edad: Los niños tienen tasas metabólicas muy altas (mayor relación entre superficie y masa corporal), mientras que los ancianos la tienen más reducida.
Sexo: es algo más baja en las mujeres que en los hombres porque la proporción natural de grasa corporal es mayor.
Alimentación: si nos sometemos a una dieta pobre en calorías o a un ayuno prolongado, el organismo hace descender notablemente la energía consumida en reposo para hacer durar más tiempo las reservas energéticas disponibles.
Como se calcula el metabolismo basal
El metabolismo basal se obtiene midiendo el consumo energético durante el reposo absoluto, y se mide en calorías.
En la práctica, el metabolismo basal se calcula mediante algunas ecuaciones que tienen en cuenta, además del peso, la estatura y la edad. La más utilizada es la ecuación de Harris-Benedict:
Para los hombres
metabolismo basal (cal) = 66.5 + (13.75 x Peso en kg) + (5.003 x Estatura en cm) – (6.775 x edad en años)
Para las mujeres
metabolismo basal (cal) = 655.1 + (9.563 x peso en kg) + (1.850 x estatura en cm) – (4.676 x edad en años)
NOTA: LA CLASE DEL LUNES 16 DE MAYO SERÁ EN EL SALÓN DE AMBIENTAL EN EL TERCER PISO DEL BLOQUE DE INGENIERÍA, NOS VEMOS ALLÁ A LAS 6 AM, NO SE LES OLVIDE
lunes, 25 de abril de 2011
Tema para el 9 de Mayo
Producción de Enzimas para detergentes.
Ante todo y antes del tema ustedes se preguntarán porque un tema para dos semanas, bueno es fundamentalmente para dar tiempo para estudiar para el segundo parcial que es el 2 de Mayo.
Ahora si el tema.
¡Las enzimas limpian la ropa! Hoy en día las enzimas, presentes en numerosos procesos industriales, también forman parte de las actividades domésticas. Efectivamente, tu detergente contiene minúsculas cantidades de enzimas que se encargan del trabajo sucio, quitar las manchas. Aquellas manchas que contienen proteínas, como las de vino tinto, café o tomate, son difíciles de eliminar, ya que no se disuelven en agua con facilidad y a elevadas temperaturas tienden a actuar como un pegamento en las fibras textiles de la ropa arrastrando consigo otros componentes y dificultando su extracción.
Fue el alemán Otto Röhm quien, en 1913 lanzó el primer detergente enzimático de la historia, Burnus, basado en un extracto de páncreas de cerdo que contenía tripsina, una enzima del aparato digestivo. Para comprobar su eficacia Otto y su mujer lo utilizaron para lavar su ropa interior, descubriendo que era excelente. El detergente Burnus fue algo revolucionario, se comercializaba en forma de pastilla y la enzima era tan eficaz que sólo hacia falta emplear una pequeña cantidad de producto.
En la década de los 60, el 80% de todos los detergentes de lavandería contenía ya enzimas, fundamentalmente proteasas, encargadas de digerir las proteínas que provocan la suciedad. La empresa Novo Nordisk fue la primera en comercializar una de estas enzimas limpiadoras: Alcalase A finales de los 80 el mercado de los detergentes enzimáticos estaba copado por proteasas, pero poco a poco se fueron introduciendo otras enzimas como lipasas, amilasas y reductasas.
Las ventajas que presenta la aplicación de estas enzimas en la industria de detergentes son :
o Mejora del rendimiento de lavado
o Reducción de los costes energéticos y el consumo de agua
o Bajo impacto ambiental, son biodegradables
o Cortos periodos de lavado
o Limpieza total
Muchas de estas enzimas son producidas a partir de bacterias alcalófilas, especialmenteBacillus licheniformis que produce la conocida enzima subtilisina. Presentan un pH óptimo entre 9 y 10 de tal forma que permanecen activas en la solución del detergente.
La forma de obtención de subtilisina a nivel industrial puede describirse de forma sencilla a través de los siguientes pasos:
o Las células de B. licheniformis se introducen en un tanque denominado biorreactor, con una capacidad entre 10.000 y 50.000 L, que proporciona el oxígeno necesario para vivir mediante un mecanismo de agitación.
o Allí se alimentan de una mezcla de almidón, harina de soja y proteína de leche.
o Comienzan a crecer y a las 10-20 horas se observa que excretan la proteasa al medio.
Por último la separación y concentración de la proteasa se lleva a cabo mediante centrifugación seguida de ultrafiltración.
En los últimos años, el desarrollo de la Enzimología combinado con el de la Ingeniería Genética ha conducido a lo que hoy se conoce como Ingeniería de enzimas o proteínas. Consiste en modificar una enzima existente o crear una nueva enzima con las propiedades específicas deseadas a través de las técnicas de modificación del material genético.
Ante todo y antes del tema ustedes se preguntarán porque un tema para dos semanas, bueno es fundamentalmente para dar tiempo para estudiar para el segundo parcial que es el 2 de Mayo.
Ahora si el tema.
¡Las enzimas limpian la ropa! Hoy en día las enzimas, presentes en numerosos procesos industriales, también forman parte de las actividades domésticas. Efectivamente, tu detergente contiene minúsculas cantidades de enzimas que se encargan del trabajo sucio, quitar las manchas. Aquellas manchas que contienen proteínas, como las de vino tinto, café o tomate, son difíciles de eliminar, ya que no se disuelven en agua con facilidad y a elevadas temperaturas tienden a actuar como un pegamento en las fibras textiles de la ropa arrastrando consigo otros componentes y dificultando su extracción.
Fue el alemán Otto Röhm quien, en 1913 lanzó el primer detergente enzimático de la historia, Burnus, basado en un extracto de páncreas de cerdo que contenía tripsina, una enzima del aparato digestivo. Para comprobar su eficacia Otto y su mujer lo utilizaron para lavar su ropa interior, descubriendo que era excelente. El detergente Burnus fue algo revolucionario, se comercializaba en forma de pastilla y la enzima era tan eficaz que sólo hacia falta emplear una pequeña cantidad de producto.
En la década de los 60, el 80% de todos los detergentes de lavandería contenía ya enzimas, fundamentalmente proteasas, encargadas de digerir las proteínas que provocan la suciedad. La empresa Novo Nordisk fue la primera en comercializar una de estas enzimas limpiadoras: Alcalase A finales de los 80 el mercado de los detergentes enzimáticos estaba copado por proteasas, pero poco a poco se fueron introduciendo otras enzimas como lipasas, amilasas y reductasas.
Las ventajas que presenta la aplicación de estas enzimas en la industria de detergentes son :
o Mejora del rendimiento de lavado
o Reducción de los costes energéticos y el consumo de agua
o Bajo impacto ambiental, son biodegradables
o Cortos periodos de lavado
o Limpieza total
Muchas de estas enzimas son producidas a partir de bacterias alcalófilas, especialmenteBacillus licheniformis que produce la conocida enzima subtilisina. Presentan un pH óptimo entre 9 y 10 de tal forma que permanecen activas en la solución del detergente.
La forma de obtención de subtilisina a nivel industrial puede describirse de forma sencilla a través de los siguientes pasos:
o Las células de B. licheniformis se introducen en un tanque denominado biorreactor, con una capacidad entre 10.000 y 50.000 L, que proporciona el oxígeno necesario para vivir mediante un mecanismo de agitación.
o Allí se alimentan de una mezcla de almidón, harina de soja y proteína de leche.
o Comienzan a crecer y a las 10-20 horas se observa que excretan la proteasa al medio.
Por último la separación y concentración de la proteasa se lleva a cabo mediante centrifugación seguida de ultrafiltración.
En los últimos años, el desarrollo de la Enzimología combinado con el de la Ingeniería Genética ha conducido a lo que hoy se conoce como Ingeniería de enzimas o proteínas. Consiste en modificar una enzima existente o crear una nueva enzima con las propiedades específicas deseadas a través de las técnicas de modificación del material genético.
lunes, 11 de abril de 2011
Tema para el 25 de abril
Proteína C reactiva
La Proteína C reactiva (PCR) es una proteína que se encuentra en la sangre como respuesta a una inflamación, por ello se dice que la Proteína C reactiva es una proteína de fase aguda. La Proteína C reactiva se produce en el intestino y por las células de adiposas o adipocitos.
La Proteína C reactiva es miembro de la familia de proteínas conocidas como pentraxinas, proteínas que se distinguen por presentar un plegamiento proteico característico.
La proteína C reactiva no debe confundirse con la Proteína C ni con el Péptido C.
Para qué sirve la Proteína C reactiva: Funciones de la Proteína C reactiva
La Proteína C reactiva es un miembro de la clase de reactantes de fase aguda, lo que quiere decir que durante los procesos inflamatorios que ocurren en el cuerpo, aumentan los niveles de Proteína C reactiva de manera espectacular. Este incremento es debido a un aumento de IL-6 en la concentración de plasma, que es producido predominantemente por macrófagos y también por adipocitos. La Proteína C reactiva está asociada a la fosfocolina en microbios. Se piensa que es para asistir en la unión complementaria para células dañadas y extrañas y mejora la fagocitosis por los macrófagos. También se cree que juega otro papel importante en la inmunidad innata como un primer sistema de defensa contra las infecciones.
Los niveles normales de Proteína C reactiva se inrementan en 6 horas y llegan al máximo en 48 horas. Su vida media es constante y por lo tanto, su nivel está determinado principalmente por la tasa de producción (y, por tanto, la gravedad de la causa). El suero amiloide A es un indicador de fase aguda relacionado que responde más rápidamente en circunstancias similares.
Historia de la Proteína C reactiva
La Proteína C reactiva fue descubierta originalmente por Tillett y Francis en 1930 como una substancia en el suero de pacientes con inflamación aguda que reaccionaban con el polisacárido C del neumococo. Inicialmente se pensaba que la Proteína C reactiva podía ser una secreción patógena ya que se daba en cantidad elevada en gente con muchas enfermedades entre las que se incluían carcinomas. El descubrimiento de la síntesis hepática y secrección de Proteína C reactiva cerró ese debate. Se cree que la Proteína C reactiva está relacionadas con la fosfocolina, iniciando el reconocimiento y la fagocitosis de las células dañadas.
Genética y bioquímica de la Proteína C reactiva
El gen PCR se encuentra en el primer cromosoma (1q21-q23). La Proteína C reactiva es una proteína de 224 residuos con una masa molar del monómero de 25.106 Da. La proteína tiene forma de un disco pentamérico anular. A las proteínas con este tipo de configuración que se conoce como pentraxinas. La PCR es un poco diferente, ya que tiene 10 subunidades que forman dos discos pentaméricos, con una masa molecular de 251.060 Da.
Utilidad de la Proteína C reactiva para el diagnóstico
La Proteína C reactiva es usada principalmente como indicio de inflamación. Además de un fallo hepático, hay pocos factores que modifiquen los niveles de producción de Proteína C reactiva.
Medir y cuantificar el nivel de Proteína C reactiva puede ser útil para determinar la efectividad e un tratamiento o conocer lo avanzada que está una enfermedad. La sangre, normalmente se recoge en un tubo separador de suero y se analiza en un laboratorio médico o en un centro de pruebas.
Para conocer los niveles de Proteína C reactiva, existen varios análisis como ELISA, la inmunodifusión rápida, el inmunoturbidímetro y la aglutinación visual.
Las infecciones víricas, suelen producir valores más bajos de Proteína C reactiva que las infecciones bacterianas. Valores normales de Proteína C reactiva en los análisis de sangre son menores de 5 o 6 mg. de Proteína C reactiva por litro de sangre.
Pruebas para el diagnóstico cardiológico relacionadas con la Proteína C reactiva
La Proteína C reactiva es un indicio general para la infección e inflamación y por lo tanto, puede ser utilizada para determinar el riesgo de sufrir enfermedades cardiacas. Debido a que un nivel elevado de Proteína C reactiva puede ser causado por muchos motivos, no puede usarse como una prueba determinante.
Un nivel de Proteína C reactiva superior a 2,4 mg. por litro de sangre, supone un riesgo dos veces mayor de padecer un problema coronario que con un nivel menor que 1 mg. por litro. Por lo tanto, aunque no es un factor determinante, los niveles de Proteína C reactiva pueden ser un indicio que ayude a orientar algunos diagnósticos e indicar el riesgo de sufrir enfermedades cardiacas.
Glucolisación en Proteína C reactiva
La Glucolisación es un proceso químico que consiste en añadir glucosa a otra molécula. LaProteína C reactiva puede tener azúcares añadidos y eso se puede usar para determinar enfermedades ya que según el tipo de enfermedad, se añaden distintos patrones de azúcares.
Papel de la Proteína C reactiva para detectar enfermedades cardiovasculares
Investigaciones recientes sugieren que los pacientes con niveles elevados de Proteína C reactiva tienen un alto riesgo de padecer diabetes, hipertension y enfermedades cardiovasculares.
Proteína C reactiva para la detección del cáncer
El papel de la inflamación en el cáncer no es bien conocido. Algunos órganos del cuerpo muestran un mayor riesgo de cáncer cuando están inflamados de forma crónica.
Los análisis de sangre de las personas con cáncer, tienen una media de concentración de Proteína C reactiva de 2,69 mg. por litro de sangre. Las personas sin cáncer de colon tienen una cantidad media de Proteína C reactiva de 1,97 mg. por litro de sangre.
La Proteína C reactiva (PCR) es una proteína que se encuentra en la sangre como respuesta a una inflamación, por ello se dice que la Proteína C reactiva es una proteína de fase aguda. La Proteína C reactiva se produce en el intestino y por las células de adiposas o adipocitos.
La Proteína C reactiva es miembro de la familia de proteínas conocidas como pentraxinas, proteínas que se distinguen por presentar un plegamiento proteico característico.
La proteína C reactiva no debe confundirse con la Proteína C ni con el Péptido C.
Para qué sirve la Proteína C reactiva: Funciones de la Proteína C reactiva
La Proteína C reactiva es un miembro de la clase de reactantes de fase aguda, lo que quiere decir que durante los procesos inflamatorios que ocurren en el cuerpo, aumentan los niveles de Proteína C reactiva de manera espectacular. Este incremento es debido a un aumento de IL-6 en la concentración de plasma, que es producido predominantemente por macrófagos y también por adipocitos. La Proteína C reactiva está asociada a la fosfocolina en microbios. Se piensa que es para asistir en la unión complementaria para células dañadas y extrañas y mejora la fagocitosis por los macrófagos. También se cree que juega otro papel importante en la inmunidad innata como un primer sistema de defensa contra las infecciones.
Los niveles normales de Proteína C reactiva se inrementan en 6 horas y llegan al máximo en 48 horas. Su vida media es constante y por lo tanto, su nivel está determinado principalmente por la tasa de producción (y, por tanto, la gravedad de la causa). El suero amiloide A es un indicador de fase aguda relacionado que responde más rápidamente en circunstancias similares.
Historia de la Proteína C reactiva
La Proteína C reactiva fue descubierta originalmente por Tillett y Francis en 1930 como una substancia en el suero de pacientes con inflamación aguda que reaccionaban con el polisacárido C del neumococo. Inicialmente se pensaba que la Proteína C reactiva podía ser una secreción patógena ya que se daba en cantidad elevada en gente con muchas enfermedades entre las que se incluían carcinomas. El descubrimiento de la síntesis hepática y secrección de Proteína C reactiva cerró ese debate. Se cree que la Proteína C reactiva está relacionadas con la fosfocolina, iniciando el reconocimiento y la fagocitosis de las células dañadas.
Genética y bioquímica de la Proteína C reactiva
El gen PCR se encuentra en el primer cromosoma (1q21-q23). La Proteína C reactiva es una proteína de 224 residuos con una masa molar del monómero de 25.106 Da. La proteína tiene forma de un disco pentamérico anular. A las proteínas con este tipo de configuración que se conoce como pentraxinas. La PCR es un poco diferente, ya que tiene 10 subunidades que forman dos discos pentaméricos, con una masa molecular de 251.060 Da.
Utilidad de la Proteína C reactiva para el diagnóstico
La Proteína C reactiva es usada principalmente como indicio de inflamación. Además de un fallo hepático, hay pocos factores que modifiquen los niveles de producción de Proteína C reactiva.
Medir y cuantificar el nivel de Proteína C reactiva puede ser útil para determinar la efectividad e un tratamiento o conocer lo avanzada que está una enfermedad. La sangre, normalmente se recoge en un tubo separador de suero y se analiza en un laboratorio médico o en un centro de pruebas.
Para conocer los niveles de Proteína C reactiva, existen varios análisis como ELISA, la inmunodifusión rápida, el inmunoturbidímetro y la aglutinación visual.
Las infecciones víricas, suelen producir valores más bajos de Proteína C reactiva que las infecciones bacterianas. Valores normales de Proteína C reactiva en los análisis de sangre son menores de 5 o 6 mg. de Proteína C reactiva por litro de sangre.
Pruebas para el diagnóstico cardiológico relacionadas con la Proteína C reactiva
La Proteína C reactiva es un indicio general para la infección e inflamación y por lo tanto, puede ser utilizada para determinar el riesgo de sufrir enfermedades cardiacas. Debido a que un nivel elevado de Proteína C reactiva puede ser causado por muchos motivos, no puede usarse como una prueba determinante.
Un nivel de Proteína C reactiva superior a 2,4 mg. por litro de sangre, supone un riesgo dos veces mayor de padecer un problema coronario que con un nivel menor que 1 mg. por litro. Por lo tanto, aunque no es un factor determinante, los niveles de Proteína C reactiva pueden ser un indicio que ayude a orientar algunos diagnósticos e indicar el riesgo de sufrir enfermedades cardiacas.
Glucolisación en Proteína C reactiva
La Glucolisación es un proceso químico que consiste en añadir glucosa a otra molécula. LaProteína C reactiva puede tener azúcares añadidos y eso se puede usar para determinar enfermedades ya que según el tipo de enfermedad, se añaden distintos patrones de azúcares.
Papel de la Proteína C reactiva para detectar enfermedades cardiovasculares
Investigaciones recientes sugieren que los pacientes con niveles elevados de Proteína C reactiva tienen un alto riesgo de padecer diabetes, hipertension y enfermedades cardiovasculares.
Proteína C reactiva para la detección del cáncer
El papel de la inflamación en el cáncer no es bien conocido. Algunos órganos del cuerpo muestran un mayor riesgo de cáncer cuando están inflamados de forma crónica.
Los análisis de sangre de las personas con cáncer, tienen una media de concentración de Proteína C reactiva de 2,69 mg. por litro de sangre. Las personas sin cáncer de colon tienen una cantidad media de Proteína C reactiva de 1,97 mg. por litro de sangre.
miércoles, 6 de abril de 2011
Tema para el 11 de abril
Aminoácidos esenciales
Son aquellos que no fabrica el cuerpo o lo hace en cantidades muy limitadas y que, por lo tanto, deben ingerirse a través de los alimentos o de los suplementos. Como dijimos en clase, ellos se obtienen mediante el consumo de proteínas, fundamentalmente de origen animal. Mira que se pierde si no se consumen adecuadamente. La lista presenta cada aminoácido esencial con las principales funciones en el organismo.
Fenilalanina (Es importante en los procesos de aprendizaje, memoria, control de apetito, deseo sexual, estados de ánimo, recuperación y desarrollo de tejidos, sistema inmunológico y control del dolor).
Metionina (Interviene en el buen rendimiento muscular, remover del hígado residuos de procesos metabólicos, ayudar a reducir las grasas y a evitar el depósito de grasas en arterias y en el hígado).
Histidina (Es extremadamente importante en el crecimiento y reparación de tejidos, en la formación de glóbulos blancos y rojos. También tiene propiedades antiinflamatorias).
Triptófano (Ayuda a controlar el normal ciclo de sueño, tiene propiedades antidepresivas, incrementa los niveles de somatotropina permitiendo ganar masa muscular magra e incremento de la resistencia).
Treonina (Es un componente importante del colágeno, esmalte dental y tejidos. También le han encontrado propiedades antidepresivas. Es un agente lipotrópico, evita la acumulación de grasas en el hígado).
Leucina (Interviene con la formación y reparación del tejido muscular).
Isoleucina (Las mismas propiedades que la Valina, pero también regula el azúcar en la sangre e interviene en la formación de hemoglobina).
Lisina (Es necesaria para un buen crecimiento, desarrollo de los huesos, absorción del calcio, formación de colágeno, encimas, anticuerpos, ayuda en la obtención de energía de las grasas y en la síntesis de las proteínas).
Valina (Forma parte integral del tejido muscular, puede ser usado para conseguir energía por los músculos en ejercitación, posibilita un balance de nitrógeno positivo e interviene en el metabolismo muscular y en la reparación de tejidos).
Son aquellos que no fabrica el cuerpo o lo hace en cantidades muy limitadas y que, por lo tanto, deben ingerirse a través de los alimentos o de los suplementos. Como dijimos en clase, ellos se obtienen mediante el consumo de proteínas, fundamentalmente de origen animal. Mira que se pierde si no se consumen adecuadamente. La lista presenta cada aminoácido esencial con las principales funciones en el organismo.
Fenilalanina (Es importante en los procesos de aprendizaje, memoria, control de apetito, deseo sexual, estados de ánimo, recuperación y desarrollo de tejidos, sistema inmunológico y control del dolor).
Metionina (Interviene en el buen rendimiento muscular, remover del hígado residuos de procesos metabólicos, ayudar a reducir las grasas y a evitar el depósito de grasas en arterias y en el hígado).
Histidina (Es extremadamente importante en el crecimiento y reparación de tejidos, en la formación de glóbulos blancos y rojos. También tiene propiedades antiinflamatorias).
Triptófano (Ayuda a controlar el normal ciclo de sueño, tiene propiedades antidepresivas, incrementa los niveles de somatotropina permitiendo ganar masa muscular magra e incremento de la resistencia).
Treonina (Es un componente importante del colágeno, esmalte dental y tejidos. También le han encontrado propiedades antidepresivas. Es un agente lipotrópico, evita la acumulación de grasas en el hígado).
Leucina (Interviene con la formación y reparación del tejido muscular).
Isoleucina (Las mismas propiedades que la Valina, pero también regula el azúcar en la sangre e interviene en la formación de hemoglobina).
Lisina (Es necesaria para un buen crecimiento, desarrollo de los huesos, absorción del calcio, formación de colágeno, encimas, anticuerpos, ayuda en la obtención de energía de las grasas y en la síntesis de las proteínas).
Valina (Forma parte integral del tejido muscular, puede ser usado para conseguir energía por los músculos en ejercitación, posibilita un balance de nitrógeno positivo e interviene en el metabolismo muscular y en la reparación de tejidos).
jueves, 31 de marzo de 2011
Tema para el 4 de abril
LOS LIPIDOS EN LA NUTRICIÓN ARTIFICIAL
Nota: por una novedad médica no puedo estar en clase mañana 4 de abril, por favor revise su correo de la Usco.
Los Lípidos son un grupo heterogéneo de sustancias que tienen en común la falta de solubilidad en agua, siendo solubles en disolventes orgánicos como el éter o el benzeno. La característica bioquímica que los une es la naturaleza hidrocarbonada de la porción principal de su estructura.
La clasificación de los lípidos se puede realizar atendiendo a su estructura química o según sus funciones:
1. Atendiendo a su estructura química:
• Complejos o saponificables (Grasas, Ceras, Fosfolípidos y Esfingolípidos)
• Simples o insaponificables (Terpenos, Esteroides, Eicosanoides).
2. Según su función biológica:
• Componentes estructurales (fosfolípidos, esfingolípidos)
• Combustible circulante (ácidos grasos libres)
• Combustible de reserva (triglicéridos)
• Funciones hormonales y reguladores fisiológicos (colesterol, esteroides sexuales, esteroides suprarrenales, vitamina D, eicosanoides).
En esta exposición nos referiremos exclusivamente al papel de combustible de los lípidos y fundamentalmente al de almacén de energía. Los lípidos constituyen la principal reserva energética del organismo, aproximadamente unas 160.000 kcal, muy superior a las 30.000 kcal de almacén proteico o las 1.500 kcal de HC.
Los triglicéridos son empleados por el organismo como fuente de energía. El ácido graso es la molécula clave en la función energética, se trata de un hidrocarbono con un grupo carboxilo al final de la cadena. Los ácidos grasos se pueden clasificar utilizando una nomenclatura según 4 criterios:
• La presencia de dobles enlaces: saturados o insaturados
• El número de átomos de carbono de la cadena hidrocarbonada: de cadena corta si tiene menos de 6 carbonos (C), de cadena media si tiene entre 6-12 C y de cadena larga si tiene mas de 12 C.
• La posición de los dobles enlaces en relación con el grupo carboxílico, marcado con la letra delta: tiene en cuenta los átomos de carbono, el número y la posición de los dobles enlaces; por ejemplo: 18:2: delta9,12 se trata del ácido linoleico que tiene 18 átomos de carbono en la cadena, 2 dobles enlaces en los carbonos señalados con los superíndices.
• La posición del primer enlace no saturado en relación con el carbono metílico. Este carbono se denomina omega y dependiendo de la situación del primer doble enlace será omega-3, omega-6, etc.
En los años 50 comienzan a utilizarse las grasas en nutrición artificial obtenidas del aceite de algodón, teniéndose que suspender por sus complicaciones. Es en los años 60 cuando su utilización se generaliza progresivamente hasta nuestros días. Las ventajas de la utilización de grasas en los preparados de NPT son aportar AG esenciales, disminuir la osmolaridad de la mezcla, aumentar la relación calorías/volumen y disminuir el aporte de HC. Además los lípidos son el substrato preferente en las situaciones de agresión severa.
PARTICULAS EXOGENAS DE GRASA:
Gracias a la evolución de la tecnología se han conseguido fórmulas lipídicas muy estables por el efecto de los fosfolípidos (FL) añadidos en su elaboración. La cantidad de fosfolípidos depende de la concentración de la emulsión; en las fórmulas al 10% la relación triglicérido/fosfolípidos es de 0,12, en las formulaciones al 20% de 0,06 y en las formulaciones al 30% de 0,04, que es precisamente la de los quilomicrones. Las emulsiones lipídicas son sistemas heterogéneos estabilizados mediante un agente emulsionante, el más utilizado es la lecititina de huevo que forma una película alrededor de cada partícula oleosa orientándose la fracción lipófila hacia el aceite y la hidrófila hacia el agua, evitando así la coalescencia
También los radicales del grupo fosfato y de la base nitrogenada se ionizan dependiendo del pH del medio, dotando de una carga negativa a las partículas, provocando repulsión y aumento de la estabilidad. La inestabilidad se puede realizar mediante la floculación o agrupamiento de las partículas grasas y por coalescencia, que es la fusión de partículas para formar otras de mayor tamaño.
METABOLISMO DE LAS PARTICULAS DE GRASA EXOGENA
Al ingresar en el torrente sanguíneo las partículas de grasa exógena (PGE) necesitan incorporar a su estructura las lipoproteinas. La amplia disposición endógena de lipoproteinas, suficientes incluso en estados graves de desnutrición, hace posible incorporar las partículas al metabolismo, ya que éstas son necesarias para la acción de la lipoproteinlipasa (LPL).
Una vez incorporadas las PGE al organismo son hidrolizadas por las LPL, liberándose por una parte glicerol y por otra ácidos grasos libres (AGL), tomando cada uno una vía metabólica distinta. El glicerol sirve como substrato de la neoglucogénesis, y los AGL por una parte pueden ser oxidados mediante la Beta-oxidación en varios órganos como hígado, corazón y músculo, y por otra podrán reesterificarse y depositarse en las vacuolas de los adipocitos.
En el proceso de la Beta-oxidación se produce acetil-CoA, que posteriormente se oxida en el ciclo de Krebs. Dos moléculas de acetil-CoA pueden, a nivel mitocondria, iniciar la cetogénesis formando Acetoacético y posteriormente ß-OH butírico y acetona. Estos cuerpos cetónicos van a tener una gran importancia como combustible para determinados órganos como músculo, riñón, corazón y cerebro, sobre todo en estado de ayuno.
BENEFICIOS DE LAS GRASAS EN NUTRICIÓN:
Se recomienda un aporte de lípidos del 30-50% de los requerimientos calóricos no proteicos calculados, no sobrepasando la dosis de 2 g/kg/día. La introducción de las grasas ha representado la ventaja de disminuir la osmolaridad de las preparaciones de nutrición y a la vez reducir el aporte de hidratos de carbono.
El ácido linoleico no es sintetizable por el organismo, por lo que se considera esencial. Depende del aporte realizado en la dieta, siendo necesario aproximadamente el 0,5% de los AG en forma de ácido linoleico. El ácido linoleico interviene en la inmunocompetencia, función plaquetaria y síntesis de la hormonas esteroideas. Su carencia produce el síndrome de deficiencia de ácidos grasos esenciales que cursa con: descamación de la piel, pérdida del tono muscular, hepatoesplenomegalia, trombocitopenia y alopecia.
COMPLICACIONES DEL EMPLEO DE LAS GRASAS
El aumento de relación TG/FL que existe en los preparados de grasa exógena condiciona alteraciones de las lipoproteinas e hiperlipemia. Además, su empleo se relaciona con las siguientes alteraciones orgánicas:
• Alteraciones hepáticas: esteatosis, proliferación ductal biliar, inflamación periportal e ictericia colestática
• Alteraciones del complemento
• Alteraciones pulmonares debidas por una parte al acúmulo de grasa a nivel alveolar e intersticial, y por otra a la acción de los eicosanoides derivados del aporte de lípidos, que alterarían el tono vascular pulmonar.
• Afectación de la actividad granulocitaria y del sistema retículo endotelial que condiciona alteraciones inmunitarias: fagocitosis, inmunidad celular, síntesis del complemento, función bactericida y función proliferativa.
• Reacciones alérgicas al fosfolípido de huevo.
LIPIDOS E INMUNIDAD:
El Acido Linoleico (AL) interviene en el crecimiento de linfocitos, macrófagos y neutrófilos, pero su aporte en exceso tiene múltiples inconvenientes. Se recomienda el 3% del aporte calórico de la dieta pero en la práctica representa del 10 al 20% de dicho aporte, ya sea parenteral o enteral. El AL es el precursor del ácido araquidónico que por la acción de la ciclooxigenasa sintetiza prostaglandinas(PG2), y por el efecto de la lipooxigenasa leucotrienos (LTB4). (La PG2 tiene un efecto inmunosupresor a dosis superior 10-9 M y su síntesis depende de los niveles de ácido araquidónico.
Para evitar este efecto inmunosupresor se utilizan los AG omega 3 derivados del aceite de pescado, que metabólicamente a través del ácido eicopentanoico produce PGE3, TXA3, LTB5. Se ha demostrado eficaz en la supresión de la producción de PGE2 pero no en la supresión TXA2 y LTB4. Este último es el principal mediador de la inflamación leucocitaria, estando implicado en la agregación leucocitaria, liberación de enzimas lisosomiales y quimiotaxis
LIPIDOS Y ALTERACIÓN PULMONAR:
Al infundir lípidos se incrementan los niveles de triglicéridos a la vez que disminuye la capacidad de difusión de las gases (O2 y CO2). Se ha pensado que los lípidos podrían acumularse tanto en el capilar como en el intersticio , incluso alterando la membrana de los hematíes e impedir la difusión de los gases . La administración de heparina previene el incremento de TG pero no las alteraciones gasométricas.
Se ha detectado hipertensión pulmonar (HTP) acompañando a la hipoxia y al aumento de lípidos. Esta HTP no se modifica con la heparina pero sí con la indometacina, un potente inhibidor de las prostaglandinas. Administrando indometacina a los pacientes con perfusión de lípidos se previene la HTP, la hipoxia, pero no el aumento de TG. La justificación de estas alteraciones se encuentra en el papel de los eicosanoides producidos por el metabolismo de los AG poliinsaturados.
Las alteraciones de los lípidos sobre el pulmón dependen de la patología pulmonar previa, de la velocidad de infusión y del tipo de lípido perfundido. Cuando un paciente sufre una enfermedad pulmonar con daño alveolar existe una vasoconstricción compensadora que disminuye el shunt y dirige el flujo pulmonar hacia áreas mejor ventiladas, manteniendo la PO2. Las PGs vasodilatadoras producidas por el metabolismo de los AG poliinsaturados desbloquean la vasoconstricción local de las zona pulmonar lesionada, aumentando el shunt y la hipoxia. Estos cambios no se observan en pacientes con pulmones sanos, lo que refuerza el argumento de que las alteraciones de la ventilación/perfusión son derivadas del efecto de los eicosanoides, de acción predominantemente vasodilatadora, producidos por el metabolismo de los lípidos infundidos.
Dependiendo de la velocidad de infusión de los lípidos se producirá ácido araquidónico y según sus niveles se sintetizará PGs de efectos vasodilatador y antiinflamatorio o TXA2 de efecto vasoconstrictor y proinflamatorio. Así la infusión lenta de lípidos tiene efectos vasodilatadores, incrementando el shunt en los pulmones dañados. La administración de mayor cantidad o más rápida agota la capacidad enzimática para la vía de la PGE2 y PGI2, aumentando la ruta del TXA2 de efectos vasoconstrictor y proinflamatorio.
Estos efectos también están relacionados con la composición de AG de los lípidos infundidos. Dependen de la cantidad total de ácido linoleico (omega 6), de ácido linolénico (omega 3), que compite enzimaticamente con él, y de AG de cadena media que no producen alteraciones pulmonares.
EMULSIONES DE TRIGLICERIDOS DE CADENA LARGA:
En 1961 se desarrolla en Suecia la formulación Intralipid® , utilizándose de forma ininterrumpida hasta la actualidad. Esta formulación de lípidos se presenta al 10%, al 20% y recientemente se ha incorporado la presentación del 30%.
Se fabrica a partir del aceite de soja, utilizándose como emulsionante los fosfolípidos de la yema de huevo, siendo alto el contenido de ácido linoleico. Su metabolismo es lento y necesitan carnitina para el paso a la mitocondria
Existen diversos preparados comerciales de triglicéridos de cadena larga (TCL), que se diferencian en 3 aspectos:
• Fuente de lípidos: aceites de soja y/o cártamo.
• Solvente: glicerol, sorbitol y xilitol.
• Emulsionante: fosfolípidos de soja o de huevo.
De estos aspectos el más importante es la diferencia en la fuente de lípidos, ya que de ella dependerá el patrón de ácidos grasos.
TRIGLICERIDOS DE CADENA LARGA AL 30%:
Recientemente se ha introducido la presentación de TCL al 30% que utiliza la menor relación fosfolípido/ TG (0,04) para su estabilidad, semejante a la de los quilomicrones. Las altas concentraciones de fosfolípidos de las presentaciones al 10% y al 20%, derivadas de la necesidad de estabilidad, superan a la de los quilomicrones y produce hipertrigliceridemia y alteración de las lipoproteinas. En situaciones de estrés severo, existe una actividad LPL reducida por el efecto del TNF, pudiéndose beneficiar los pacientes en esa situación de los TCL al 30%. Otra ventaja de los TCL al 30% es el ahorro de volumen por la alta concentración calórica.
TRIGLICERIDOS DE CADENA MEDIA:
Son TG que contienen AG saturados de 6 a 12 átomos de carbono. Metabólicamente tienen diferencias importantes con los TCL. Su absorción es rápida sin necesidad de enzimas pancreáticas ni bilis, son transportados vía portal, su aclaramiento plasmático es rápido, se oxidan rápidamente por lo que no se almacenan, considerándose cetogénicos. Son introducidos en la clínica en los años 70 en nutrición enteral y a mediados de los 80 se inicia la utilización parenteral. Las formulaciones de ácidos grasos de cadena media (TCM) se utilizan junto a TCL al 50%, teniendo como base la mezcla de aceites de soja y de coco.
Metabólicamente los TCM tienen menor dependencia del aporte conjunto de hidratos de carbono, no precisan de carnitina para su paso a la mitocondria, no se almacenan y se utilizan rápidamente como energía. La mezcla TCM/TCL tiene una excelente tolerancia, se aporta suficiente cantidad de linoleico y no se producen efectos indeseables inmunosupresores ni alteraciones pulmonares.
ACIDOS GRASOS OMEGA 3:
Las clásicas emulsiones lipídicas utilizadas tienen una alta concentración de linoleico (omega-6) y baja o prácticamente nula de linolénico (omega-3). Los aceites de pescado son ricos en AG omega-3. En su metabolismo, ambos tipos de AG comparten sistemas enzimáticos, por lo que existe competitividad. Los derivados eicosanoides del metabolismo de los omega-3 son de menor potencia biológica por lo que el efecto inmunosupresor y sobre la ventilación/perfusión pulmonar sería menor. Actualmente se indican en nutrición enteral, junto con otros nutrientes considerados inmunomoduladores (arginina, glutamina, ácidos nucleicos), en pacientes potencialmente inmunocomprometidos.
Un inconveniente de este tipo de AG es la capacidad de autooxidarse y formar radicales libres de O2 que pueden resultar citotóxicos.
ACIDOS GRASOS DE CADENA CORTA:
En estudios experimentales se ha demostrado que el aporte de triglicéridos de cadena corta (TCC) por vía intracecal o parenteral disminuye la atrofia intestinal. Los ácidos grasos de cadena corta (AGCC) se producen a nivel del colon por la fermentación de la fibra, al actuar sobre ella las bacterias de la flora colónica. El principal sustrato nutricional para los colonocitos es el butirato por vía luminal, pero cuando se administra enteralmente se absorbe prácticamente todo a nivel yeyunal y no llega al colon.
En la década de los 50 se utilizaron como fuente de energía, descartándose por sus efectos tóxicos. Actualmente vuelve a retomarse su utilización por la importancia dada a la administración de substratos específicos a las células intestinales. Durante los últimos años se ha utilizado la fibra como fuente de AGCC con excelentes resultados de tolerancia en las UCIs. En los pacientes sin posibilidad de utilización de la vía enteral o de intolerancia a la fibra la administración de AGCC en los TG de la nutrición parenteral teóricamente resulta atractiva. Estudios experimentales han demostrado aumento del trofismo intestinal y mejoría de algunos aspectos de la respuesta inmunológica añadiendo AGCC a la NP.
ACIDO OLEICO:
Es el ácido graso insaturado más frecuente en nuestra dieta y sus ventajas en el control de los niveles de colesterol y LDL-colesterol son conocidas. Recientemente se ha incorporado al arsenal de emulsiones lipídicas como mezcla de 80% de aceite de oliva y 20% de aceite de soja.
Se ha observado mayor estabilidad de la mezcla con aceite de oliva. Su contenido en vitamina E, que superan los requerimientos exigidos, protege frente a los procesos de peroxidación de los ácidos grasos poliinsaturados, ya que éstos pueden ocasionar daño tisular a través de los radicales libres de O2.
El aporte de AG de esta emulsión es muy parecida al del aceite de oliva de la dieta, con un 15% de AG saturados, un 65% de AG monoinsaturados y un 20% de AG poliinsaturados. Estos últimos se encuentran balanceados con un 17,5% de omega-6 y un 2,5% de omega-3, por lo que la producción de eicosanoides resulta equilibrada, atenuándose los efectos indeseables que a nivel inmunológico han sido vistos con la administración de formulaciones a base de aceite de soja.
LIPIDOS ESTRUCTURADOS, "LIPIDOS A MEDIDA":
Son un tipo de emulsión en los que, por el sistema de transesterificación, se pueden unir ácidos grasos de distintos aceites de origen a una molécula de glicerol; así por ejemplo, una molécula de triglicérido puede incluir un ácido graso de cadena media, otro de cadena larga omega-6 y otro omega-3. Sería como fabricar un lípido a medida de la situación del paciente. Actualmente se emplean en nutrición enteral con buena tolerancia, menores alteraciones inmunosupresoras e inflamatorias, aunque con aumento importante del coste.
CONCLUSIONES:
• Los lípidos deben formar parte de la dieta artificial de los pacientes graves, representando del 30-50% del aporte calórico no proteico
• Son superiores sus ventajas a sus inconvenientes
• La mayoría de las complicaciones de la utilización de los lípidos se solucionan, actualmente, utilizando dosis por debajo de 2 mg/kg/día en perfusión continua de 24 horas y utilizando mezclas MCT/LCT.
• Los lípidos estructurados con la incorporación equilibrada de AG omega-3, AG monoinsaturados, AGCM y AGCC, así como el aumento de su estabilidad con disminución de fosfolípidos y aporte de vitamina E, representan la formulación del futuro.
Nota: por una novedad médica no puedo estar en clase mañana 4 de abril, por favor revise su correo de la Usco.
Los Lípidos son un grupo heterogéneo de sustancias que tienen en común la falta de solubilidad en agua, siendo solubles en disolventes orgánicos como el éter o el benzeno. La característica bioquímica que los une es la naturaleza hidrocarbonada de la porción principal de su estructura.
La clasificación de los lípidos se puede realizar atendiendo a su estructura química o según sus funciones:
1. Atendiendo a su estructura química:
• Complejos o saponificables (Grasas, Ceras, Fosfolípidos y Esfingolípidos)
• Simples o insaponificables (Terpenos, Esteroides, Eicosanoides).
2. Según su función biológica:
• Componentes estructurales (fosfolípidos, esfingolípidos)
• Combustible circulante (ácidos grasos libres)
• Combustible de reserva (triglicéridos)
• Funciones hormonales y reguladores fisiológicos (colesterol, esteroides sexuales, esteroides suprarrenales, vitamina D, eicosanoides).
En esta exposición nos referiremos exclusivamente al papel de combustible de los lípidos y fundamentalmente al de almacén de energía. Los lípidos constituyen la principal reserva energética del organismo, aproximadamente unas 160.000 kcal, muy superior a las 30.000 kcal de almacén proteico o las 1.500 kcal de HC.
Los triglicéridos son empleados por el organismo como fuente de energía. El ácido graso es la molécula clave en la función energética, se trata de un hidrocarbono con un grupo carboxilo al final de la cadena. Los ácidos grasos se pueden clasificar utilizando una nomenclatura según 4 criterios:
• La presencia de dobles enlaces: saturados o insaturados
• El número de átomos de carbono de la cadena hidrocarbonada: de cadena corta si tiene menos de 6 carbonos (C), de cadena media si tiene entre 6-12 C y de cadena larga si tiene mas de 12 C.
• La posición de los dobles enlaces en relación con el grupo carboxílico, marcado con la letra delta: tiene en cuenta los átomos de carbono, el número y la posición de los dobles enlaces; por ejemplo: 18:2: delta9,12 se trata del ácido linoleico que tiene 18 átomos de carbono en la cadena, 2 dobles enlaces en los carbonos señalados con los superíndices.
• La posición del primer enlace no saturado en relación con el carbono metílico. Este carbono se denomina omega y dependiendo de la situación del primer doble enlace será omega-3, omega-6, etc.
En los años 50 comienzan a utilizarse las grasas en nutrición artificial obtenidas del aceite de algodón, teniéndose que suspender por sus complicaciones. Es en los años 60 cuando su utilización se generaliza progresivamente hasta nuestros días. Las ventajas de la utilización de grasas en los preparados de NPT son aportar AG esenciales, disminuir la osmolaridad de la mezcla, aumentar la relación calorías/volumen y disminuir el aporte de HC. Además los lípidos son el substrato preferente en las situaciones de agresión severa.
PARTICULAS EXOGENAS DE GRASA:
Gracias a la evolución de la tecnología se han conseguido fórmulas lipídicas muy estables por el efecto de los fosfolípidos (FL) añadidos en su elaboración. La cantidad de fosfolípidos depende de la concentración de la emulsión; en las fórmulas al 10% la relación triglicérido/fosfolípidos es de 0,12, en las formulaciones al 20% de 0,06 y en las formulaciones al 30% de 0,04, que es precisamente la de los quilomicrones. Las emulsiones lipídicas son sistemas heterogéneos estabilizados mediante un agente emulsionante, el más utilizado es la lecititina de huevo que forma una película alrededor de cada partícula oleosa orientándose la fracción lipófila hacia el aceite y la hidrófila hacia el agua, evitando así la coalescencia
También los radicales del grupo fosfato y de la base nitrogenada se ionizan dependiendo del pH del medio, dotando de una carga negativa a las partículas, provocando repulsión y aumento de la estabilidad. La inestabilidad se puede realizar mediante la floculación o agrupamiento de las partículas grasas y por coalescencia, que es la fusión de partículas para formar otras de mayor tamaño.
METABOLISMO DE LAS PARTICULAS DE GRASA EXOGENA
Al ingresar en el torrente sanguíneo las partículas de grasa exógena (PGE) necesitan incorporar a su estructura las lipoproteinas. La amplia disposición endógena de lipoproteinas, suficientes incluso en estados graves de desnutrición, hace posible incorporar las partículas al metabolismo, ya que éstas son necesarias para la acción de la lipoproteinlipasa (LPL).
Una vez incorporadas las PGE al organismo son hidrolizadas por las LPL, liberándose por una parte glicerol y por otra ácidos grasos libres (AGL), tomando cada uno una vía metabólica distinta. El glicerol sirve como substrato de la neoglucogénesis, y los AGL por una parte pueden ser oxidados mediante la Beta-oxidación en varios órganos como hígado, corazón y músculo, y por otra podrán reesterificarse y depositarse en las vacuolas de los adipocitos.
En el proceso de la Beta-oxidación se produce acetil-CoA, que posteriormente se oxida en el ciclo de Krebs. Dos moléculas de acetil-CoA pueden, a nivel mitocondria, iniciar la cetogénesis formando Acetoacético y posteriormente ß-OH butírico y acetona. Estos cuerpos cetónicos van a tener una gran importancia como combustible para determinados órganos como músculo, riñón, corazón y cerebro, sobre todo en estado de ayuno.
BENEFICIOS DE LAS GRASAS EN NUTRICIÓN:
Se recomienda un aporte de lípidos del 30-50% de los requerimientos calóricos no proteicos calculados, no sobrepasando la dosis de 2 g/kg/día. La introducción de las grasas ha representado la ventaja de disminuir la osmolaridad de las preparaciones de nutrición y a la vez reducir el aporte de hidratos de carbono.
El ácido linoleico no es sintetizable por el organismo, por lo que se considera esencial. Depende del aporte realizado en la dieta, siendo necesario aproximadamente el 0,5% de los AG en forma de ácido linoleico. El ácido linoleico interviene en la inmunocompetencia, función plaquetaria y síntesis de la hormonas esteroideas. Su carencia produce el síndrome de deficiencia de ácidos grasos esenciales que cursa con: descamación de la piel, pérdida del tono muscular, hepatoesplenomegalia, trombocitopenia y alopecia.
COMPLICACIONES DEL EMPLEO DE LAS GRASAS
El aumento de relación TG/FL que existe en los preparados de grasa exógena condiciona alteraciones de las lipoproteinas e hiperlipemia. Además, su empleo se relaciona con las siguientes alteraciones orgánicas:
• Alteraciones hepáticas: esteatosis, proliferación ductal biliar, inflamación periportal e ictericia colestática
• Alteraciones del complemento
• Alteraciones pulmonares debidas por una parte al acúmulo de grasa a nivel alveolar e intersticial, y por otra a la acción de los eicosanoides derivados del aporte de lípidos, que alterarían el tono vascular pulmonar.
• Afectación de la actividad granulocitaria y del sistema retículo endotelial que condiciona alteraciones inmunitarias: fagocitosis, inmunidad celular, síntesis del complemento, función bactericida y función proliferativa.
• Reacciones alérgicas al fosfolípido de huevo.
LIPIDOS E INMUNIDAD:
El Acido Linoleico (AL) interviene en el crecimiento de linfocitos, macrófagos y neutrófilos, pero su aporte en exceso tiene múltiples inconvenientes. Se recomienda el 3% del aporte calórico de la dieta pero en la práctica representa del 10 al 20% de dicho aporte, ya sea parenteral o enteral. El AL es el precursor del ácido araquidónico que por la acción de la ciclooxigenasa sintetiza prostaglandinas(PG2), y por el efecto de la lipooxigenasa leucotrienos (LTB4). (La PG2 tiene un efecto inmunosupresor a dosis superior 10-9 M y su síntesis depende de los niveles de ácido araquidónico.
Para evitar este efecto inmunosupresor se utilizan los AG omega 3 derivados del aceite de pescado, que metabólicamente a través del ácido eicopentanoico produce PGE3, TXA3, LTB5. Se ha demostrado eficaz en la supresión de la producción de PGE2 pero no en la supresión TXA2 y LTB4. Este último es el principal mediador de la inflamación leucocitaria, estando implicado en la agregación leucocitaria, liberación de enzimas lisosomiales y quimiotaxis
LIPIDOS Y ALTERACIÓN PULMONAR:
Al infundir lípidos se incrementan los niveles de triglicéridos a la vez que disminuye la capacidad de difusión de las gases (O2 y CO2). Se ha pensado que los lípidos podrían acumularse tanto en el capilar como en el intersticio , incluso alterando la membrana de los hematíes e impedir la difusión de los gases . La administración de heparina previene el incremento de TG pero no las alteraciones gasométricas.
Se ha detectado hipertensión pulmonar (HTP) acompañando a la hipoxia y al aumento de lípidos. Esta HTP no se modifica con la heparina pero sí con la indometacina, un potente inhibidor de las prostaglandinas. Administrando indometacina a los pacientes con perfusión de lípidos se previene la HTP, la hipoxia, pero no el aumento de TG. La justificación de estas alteraciones se encuentra en el papel de los eicosanoides producidos por el metabolismo de los AG poliinsaturados.
Las alteraciones de los lípidos sobre el pulmón dependen de la patología pulmonar previa, de la velocidad de infusión y del tipo de lípido perfundido. Cuando un paciente sufre una enfermedad pulmonar con daño alveolar existe una vasoconstricción compensadora que disminuye el shunt y dirige el flujo pulmonar hacia áreas mejor ventiladas, manteniendo la PO2. Las PGs vasodilatadoras producidas por el metabolismo de los AG poliinsaturados desbloquean la vasoconstricción local de las zona pulmonar lesionada, aumentando el shunt y la hipoxia. Estos cambios no se observan en pacientes con pulmones sanos, lo que refuerza el argumento de que las alteraciones de la ventilación/perfusión son derivadas del efecto de los eicosanoides, de acción predominantemente vasodilatadora, producidos por el metabolismo de los lípidos infundidos.
Dependiendo de la velocidad de infusión de los lípidos se producirá ácido araquidónico y según sus niveles se sintetizará PGs de efectos vasodilatador y antiinflamatorio o TXA2 de efecto vasoconstrictor y proinflamatorio. Así la infusión lenta de lípidos tiene efectos vasodilatadores, incrementando el shunt en los pulmones dañados. La administración de mayor cantidad o más rápida agota la capacidad enzimática para la vía de la PGE2 y PGI2, aumentando la ruta del TXA2 de efectos vasoconstrictor y proinflamatorio.
Estos efectos también están relacionados con la composición de AG de los lípidos infundidos. Dependen de la cantidad total de ácido linoleico (omega 6), de ácido linolénico (omega 3), que compite enzimaticamente con él, y de AG de cadena media que no producen alteraciones pulmonares.
EMULSIONES DE TRIGLICERIDOS DE CADENA LARGA:
En 1961 se desarrolla en Suecia la formulación Intralipid® , utilizándose de forma ininterrumpida hasta la actualidad. Esta formulación de lípidos se presenta al 10%, al 20% y recientemente se ha incorporado la presentación del 30%.
Se fabrica a partir del aceite de soja, utilizándose como emulsionante los fosfolípidos de la yema de huevo, siendo alto el contenido de ácido linoleico. Su metabolismo es lento y necesitan carnitina para el paso a la mitocondria
Existen diversos preparados comerciales de triglicéridos de cadena larga (TCL), que se diferencian en 3 aspectos:
• Fuente de lípidos: aceites de soja y/o cártamo.
• Solvente: glicerol, sorbitol y xilitol.
• Emulsionante: fosfolípidos de soja o de huevo.
De estos aspectos el más importante es la diferencia en la fuente de lípidos, ya que de ella dependerá el patrón de ácidos grasos.
TRIGLICERIDOS DE CADENA LARGA AL 30%:
Recientemente se ha introducido la presentación de TCL al 30% que utiliza la menor relación fosfolípido/ TG (0,04) para su estabilidad, semejante a la de los quilomicrones. Las altas concentraciones de fosfolípidos de las presentaciones al 10% y al 20%, derivadas de la necesidad de estabilidad, superan a la de los quilomicrones y produce hipertrigliceridemia y alteración de las lipoproteinas. En situaciones de estrés severo, existe una actividad LPL reducida por el efecto del TNF, pudiéndose beneficiar los pacientes en esa situación de los TCL al 30%. Otra ventaja de los TCL al 30% es el ahorro de volumen por la alta concentración calórica.
TRIGLICERIDOS DE CADENA MEDIA:
Son TG que contienen AG saturados de 6 a 12 átomos de carbono. Metabólicamente tienen diferencias importantes con los TCL. Su absorción es rápida sin necesidad de enzimas pancreáticas ni bilis, son transportados vía portal, su aclaramiento plasmático es rápido, se oxidan rápidamente por lo que no se almacenan, considerándose cetogénicos. Son introducidos en la clínica en los años 70 en nutrición enteral y a mediados de los 80 se inicia la utilización parenteral. Las formulaciones de ácidos grasos de cadena media (TCM) se utilizan junto a TCL al 50%, teniendo como base la mezcla de aceites de soja y de coco.
Metabólicamente los TCM tienen menor dependencia del aporte conjunto de hidratos de carbono, no precisan de carnitina para su paso a la mitocondria, no se almacenan y se utilizan rápidamente como energía. La mezcla TCM/TCL tiene una excelente tolerancia, se aporta suficiente cantidad de linoleico y no se producen efectos indeseables inmunosupresores ni alteraciones pulmonares.
ACIDOS GRASOS OMEGA 3:
Las clásicas emulsiones lipídicas utilizadas tienen una alta concentración de linoleico (omega-6) y baja o prácticamente nula de linolénico (omega-3). Los aceites de pescado son ricos en AG omega-3. En su metabolismo, ambos tipos de AG comparten sistemas enzimáticos, por lo que existe competitividad. Los derivados eicosanoides del metabolismo de los omega-3 son de menor potencia biológica por lo que el efecto inmunosupresor y sobre la ventilación/perfusión pulmonar sería menor. Actualmente se indican en nutrición enteral, junto con otros nutrientes considerados inmunomoduladores (arginina, glutamina, ácidos nucleicos), en pacientes potencialmente inmunocomprometidos.
Un inconveniente de este tipo de AG es la capacidad de autooxidarse y formar radicales libres de O2 que pueden resultar citotóxicos.
ACIDOS GRASOS DE CADENA CORTA:
En estudios experimentales se ha demostrado que el aporte de triglicéridos de cadena corta (TCC) por vía intracecal o parenteral disminuye la atrofia intestinal. Los ácidos grasos de cadena corta (AGCC) se producen a nivel del colon por la fermentación de la fibra, al actuar sobre ella las bacterias de la flora colónica. El principal sustrato nutricional para los colonocitos es el butirato por vía luminal, pero cuando se administra enteralmente se absorbe prácticamente todo a nivel yeyunal y no llega al colon.
En la década de los 50 se utilizaron como fuente de energía, descartándose por sus efectos tóxicos. Actualmente vuelve a retomarse su utilización por la importancia dada a la administración de substratos específicos a las células intestinales. Durante los últimos años se ha utilizado la fibra como fuente de AGCC con excelentes resultados de tolerancia en las UCIs. En los pacientes sin posibilidad de utilización de la vía enteral o de intolerancia a la fibra la administración de AGCC en los TG de la nutrición parenteral teóricamente resulta atractiva. Estudios experimentales han demostrado aumento del trofismo intestinal y mejoría de algunos aspectos de la respuesta inmunológica añadiendo AGCC a la NP.
ACIDO OLEICO:
Es el ácido graso insaturado más frecuente en nuestra dieta y sus ventajas en el control de los niveles de colesterol y LDL-colesterol son conocidas. Recientemente se ha incorporado al arsenal de emulsiones lipídicas como mezcla de 80% de aceite de oliva y 20% de aceite de soja.
Se ha observado mayor estabilidad de la mezcla con aceite de oliva. Su contenido en vitamina E, que superan los requerimientos exigidos, protege frente a los procesos de peroxidación de los ácidos grasos poliinsaturados, ya que éstos pueden ocasionar daño tisular a través de los radicales libres de O2.
El aporte de AG de esta emulsión es muy parecida al del aceite de oliva de la dieta, con un 15% de AG saturados, un 65% de AG monoinsaturados y un 20% de AG poliinsaturados. Estos últimos se encuentran balanceados con un 17,5% de omega-6 y un 2,5% de omega-3, por lo que la producción de eicosanoides resulta equilibrada, atenuándose los efectos indeseables que a nivel inmunológico han sido vistos con la administración de formulaciones a base de aceite de soja.
LIPIDOS ESTRUCTURADOS, "LIPIDOS A MEDIDA":
Son un tipo de emulsión en los que, por el sistema de transesterificación, se pueden unir ácidos grasos de distintos aceites de origen a una molécula de glicerol; así por ejemplo, una molécula de triglicérido puede incluir un ácido graso de cadena media, otro de cadena larga omega-6 y otro omega-3. Sería como fabricar un lípido a medida de la situación del paciente. Actualmente se emplean en nutrición enteral con buena tolerancia, menores alteraciones inmunosupresoras e inflamatorias, aunque con aumento importante del coste.
CONCLUSIONES:
• Los lípidos deben formar parte de la dieta artificial de los pacientes graves, representando del 30-50% del aporte calórico no proteico
• Son superiores sus ventajas a sus inconvenientes
• La mayoría de las complicaciones de la utilización de los lípidos se solucionan, actualmente, utilizando dosis por debajo de 2 mg/kg/día en perfusión continua de 24 horas y utilizando mezclas MCT/LCT.
• Los lípidos estructurados con la incorporación equilibrada de AG omega-3, AG monoinsaturados, AGCM y AGCC, así como el aumento de su estabilidad con disminución de fosfolípidos y aporte de vitamina E, representan la formulación del futuro.
lunes, 28 de febrero de 2011
Tema para el 7 de Marzo
El futuro son los plásticos biodegradables obtenidos a partir de fuentes renovables, como el maíz.
________________________________________
Casi todo lo que compramos, la mayor parte de la comida que comemos y muchas de las bebidas que bebemos vienen envasados en plástico. Estos envases, por su durabilidad, dañan el medio ambiente y, además, se fabrican a partir de derivados del petróleo, una fuente no renovable de energía.
Buscando una solución a estos problemas, científicos e ingenieros vienen desarrollando plásticos biodegradables obtenidos a partir de fuentes renovables, como las plantas. Un material es biodegradable cuando puede ser degradado a sustancias más simples por la acción de organismos vivos, y de esta manera ser eliminado del medio ambiente.
La razón por la cual los plásticos tradicionales no son biodegradables es porque son polímeros demasiado largos y compactos como para ser atacados y degradados por los organismos descomponedores. Pero los plásticos basados en polímeros de plantas tienen una estructura que puede ser destruida por los microorganismos.
El almidón es un polímero natural, un gran polisacárido que la planta sintetiza durante la fotosíntesis y le sirve como reserva de energía. Los cereales, como el maíz, contienen gran cantidad de almidón. El almidón puede ser procesado y convertido en plástico, pero como es soluble en agua, se ablanda y deforma cuando entra en contacto con la humedad, limitando su uso. Este problema puede ser solucionado modificando el almidón. Primero, el almidón se extrae del maíz, luego los microorganismos los transforman en una molécula más pequeña (un monómero), el ácido láctico. Después, este ácido láctico es tratado químicamente de manera de formar cadenas o polímeros, con una estructura molecular parecida a la de los de origen petroquímico, que se unen entre sí para formar el plástico llamado PLA (ácido poliláctico). Otra manera de hacer polímeros biodegradables es empleando bacterias que fabrican gránulos de un plástico llamado Polihidroxialcanoato (PHA). Las bacterias pueden crecer en cultivo y el plástico ser extraído fácilmente.
En Japón buscan desesperadamente independizarse del petróleo, y la respuesta está en el maíz. Los principales avances con los motores de hidrógeno tienen el sello nipón, y la energía solar ha conocido sus mayores avances en aquel país. Fueron los primeros en eliminar los metales pesados de la composición de los ordenadores, y en estos avances ha pesado mucho la ecología. No en vano, el gobierno de Tokio cuenta con la legislación medioambiental más exigente, y predica con el ejemplo. Para participar en cualquier concurso de suministros informáticos para el Estado, las PC deben cumplir una serie de requisitos que minimicen su impacto contra el medio ambiente. A este escenario se le sumó el alza del petróleo.
Preservar los escasos recursos petrolíferos y prevenir el calentamiento global de la Tierra. Esos son los argumentos que alegan Nec, Fujitsu, Sanyo, Pioneer o Sony, para sus ensayos con plásticos obtenidos de los vegetales. Pero es el maíz el candidato mejor situado para quitarle a los ordenadores su olor a petróleo.
Sanyo, uno de los impulsores del PLA, estimó en su momento que se necesitaban 85 granos de maíz para hacer un CD. Con una mazorca tenemos el pack de 10 discos, afirmaron. Sanyo, el año pasado, fue de los primeros en anunciar la fabricación de CDs a base de maíz, MildDisc, aunque postergó su lanzamiento hasta tener más pruebas de resistencia térmica.
NEC, que ya usa al PLA en algunas placas madre, pretende que, para 2010, el 10% del material que lleven sus ordenadores proceda del maíz. Fujitsu ya comercializa PC hechos con bioplásticos. Se trata de los portátiles FMV Biblo y Lifebook, y el ordenador de sobremesa Deskpower. Ambos equipos sólo se venden en Japón y en la franja oriental de Asia.
Pioneer anunció este año el primer disco óptico Blu-Ray, la próxima generación de discos DVD, hecho de maíz. El disco, sin fecha para su comercialización, tiene un 87% de polímero de ácido poliláctico (PLA). Es biodegradable y puede ser destruido con facilidad, sin emitir gases tóxicos. Su capacidad es de 25 Gigas. Las empresas Sony y DoCoMo de Japón crearon conjuntamente el primer teléfono celular hecho de plástico vegetal.
En los EEUU, empresas químicas y agrícolas tejen alianzas para hacer desde envases hasta ropa con materiales derivados del maíz y otras plantas. En una planta de Nebraska, un joint venture entre Cargill Inc. y la química Dow, está fabricando un material plástico extraído del maíz, llamado Ingeo. Con el material y la fibra se hacen frazadas y envases de alimentos.
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Casi todo lo que compramos, la mayor parte de la comida que comemos y muchas de las bebidas que bebemos vienen envasados en plástico. Estos envases, por su durabilidad, dañan el medio ambiente y, además, se fabrican a partir de derivados del petróleo, una fuente no renovable de energía.
Buscando una solución a estos problemas, científicos e ingenieros vienen desarrollando plásticos biodegradables obtenidos a partir de fuentes renovables, como las plantas. Un material es biodegradable cuando puede ser degradado a sustancias más simples por la acción de organismos vivos, y de esta manera ser eliminado del medio ambiente.
La razón por la cual los plásticos tradicionales no son biodegradables es porque son polímeros demasiado largos y compactos como para ser atacados y degradados por los organismos descomponedores. Pero los plásticos basados en polímeros de plantas tienen una estructura que puede ser destruida por los microorganismos.
El almidón es un polímero natural, un gran polisacárido que la planta sintetiza durante la fotosíntesis y le sirve como reserva de energía. Los cereales, como el maíz, contienen gran cantidad de almidón. El almidón puede ser procesado y convertido en plástico, pero como es soluble en agua, se ablanda y deforma cuando entra en contacto con la humedad, limitando su uso. Este problema puede ser solucionado modificando el almidón. Primero, el almidón se extrae del maíz, luego los microorganismos los transforman en una molécula más pequeña (un monómero), el ácido láctico. Después, este ácido láctico es tratado químicamente de manera de formar cadenas o polímeros, con una estructura molecular parecida a la de los de origen petroquímico, que se unen entre sí para formar el plástico llamado PLA (ácido poliláctico). Otra manera de hacer polímeros biodegradables es empleando bacterias que fabrican gránulos de un plástico llamado Polihidroxialcanoato (PHA). Las bacterias pueden crecer en cultivo y el plástico ser extraído fácilmente.
En Japón buscan desesperadamente independizarse del petróleo, y la respuesta está en el maíz. Los principales avances con los motores de hidrógeno tienen el sello nipón, y la energía solar ha conocido sus mayores avances en aquel país. Fueron los primeros en eliminar los metales pesados de la composición de los ordenadores, y en estos avances ha pesado mucho la ecología. No en vano, el gobierno de Tokio cuenta con la legislación medioambiental más exigente, y predica con el ejemplo. Para participar en cualquier concurso de suministros informáticos para el Estado, las PC deben cumplir una serie de requisitos que minimicen su impacto contra el medio ambiente. A este escenario se le sumó el alza del petróleo.
Preservar los escasos recursos petrolíferos y prevenir el calentamiento global de la Tierra. Esos son los argumentos que alegan Nec, Fujitsu, Sanyo, Pioneer o Sony, para sus ensayos con plásticos obtenidos de los vegetales. Pero es el maíz el candidato mejor situado para quitarle a los ordenadores su olor a petróleo.
Sanyo, uno de los impulsores del PLA, estimó en su momento que se necesitaban 85 granos de maíz para hacer un CD. Con una mazorca tenemos el pack de 10 discos, afirmaron. Sanyo, el año pasado, fue de los primeros en anunciar la fabricación de CDs a base de maíz, MildDisc, aunque postergó su lanzamiento hasta tener más pruebas de resistencia térmica.
NEC, que ya usa al PLA en algunas placas madre, pretende que, para 2010, el 10% del material que lleven sus ordenadores proceda del maíz. Fujitsu ya comercializa PC hechos con bioplásticos. Se trata de los portátiles FMV Biblo y Lifebook, y el ordenador de sobremesa Deskpower. Ambos equipos sólo se venden en Japón y en la franja oriental de Asia.
Pioneer anunció este año el primer disco óptico Blu-Ray, la próxima generación de discos DVD, hecho de maíz. El disco, sin fecha para su comercialización, tiene un 87% de polímero de ácido poliláctico (PLA). Es biodegradable y puede ser destruido con facilidad, sin emitir gases tóxicos. Su capacidad es de 25 Gigas. Las empresas Sony y DoCoMo de Japón crearon conjuntamente el primer teléfono celular hecho de plástico vegetal.
En los EEUU, empresas químicas y agrícolas tejen alianzas para hacer desde envases hasta ropa con materiales derivados del maíz y otras plantas. En una planta de Nebraska, un joint venture entre Cargill Inc. y la química Dow, está fabricando un material plástico extraído del maíz, llamado Ingeo. Con el material y la fibra se hacen frazadas y envases de alimentos.
lunes, 21 de febrero de 2011
Tema para el 28 de Febrero
En la boca hay mas que dientes
El mal aliento es un problema grave a nivel social, y obviamente una molestia para el interlocutor que tienes delante. Igualmente, quitémosle contenido social y visualicémoslo en términos biológicos. Las causantes del mal aliento no son sino nuestras bien queridas bacterias, organismos microscópicos que habitan en nuestro interior, hogar, dulce hogar
Este mundo cálido y húmedo que tu boca significa para ellas, es el medio perfecto para su existencia y proliferación. Basta con bostezar o aspirar por la boca para que millones de ellas se abran paso y se instalen cómodamente en tu cavidad bucal (dientes, encías, lengua, saliva… todo les viene bien para construirse un techo).
Normalmente las bacterias no tienen mucho futuro en el interior de nuestro organismo. Por más que tengamos semejante cantidad, muchas de ellas se dirigen al tracto digestivo cuando tragamos saliva, y desembocan en el estómago donde son asesinadas por las enzimas de nuestro órgano procesador. Las otras son matadas por las propias enzimas de la saliva.
Sin embargo, no todas corren con tan mala suerte. Muchas de ellas sobreviven y se hacen huecos en nuestros dientes o en las heridas abiertas de nuestras encías, labios y paladar, generando caries, entre otra gran cantidad de problemas.
Algunos ejemplos de bacterias que residen en tu boca son la Streptococcus mutans, Porphyuromonas gingivalis o Streptococcus salivarius.
La bacteria, llamada Prevotella histicola, pertenece a una familia que se asocia con una serie de infecciones bucales e incluso en otras partes del cuerpo. Los científicos han estudiado el tejido de la boca, así como los tumores en esta región y han encontrado tres tipos de bacterias Prevotella histicola relacionadas con enfermedades e infecciones de otras partes del cuerpo. “Curiosamente, estas especies han estado aisladas de los tejidos de la boca dentro de los tejidos de la zona, tanto en cánceres de boca como en tejido bucal sano, lo que confirma que las bacterias bocales pueden invadir tanto tejidos como células individuales.
Una boca humana sana acoge una tremenda variedad de microbios, incluidos virus, hongos, protozoos y bacterias. Las más numerosas son las bacterias, de las que hay unos 100 millones por cada milímetro de saliva y más de 600 especies en la boca, de las cuales aproximadamente la mitad aún no ha sido identificada.
Y eso no es todo. En los últimos años se ha demostrado que los patógenos de nuestra boca son protagonistas de infecciones en otras zonas del cuerpo. Por ejemplo, cuatro de las bacterias que provocan problemas periodontales tienden también a generar un engrosamiento de las carótidas, favoreciendo el infarto cerebral y cardiaco, y ciertos tipos de cáncer pueden detectarse ya analizando los microbios de la saliva.
La caída de las piezas dentales y la enfermedad de las encías son las enfermedades bacterianas más comunes en el hombre y se producen por cambios en los microbios de la boca. Sin embargo, para poder entender las enfermedades de la boca hay que descifrar cuáles son cada una de las bacterias que habitan en ella y cuál es su papel.
El mal aliento es un problema grave a nivel social, y obviamente una molestia para el interlocutor que tienes delante. Igualmente, quitémosle contenido social y visualicémoslo en términos biológicos. Las causantes del mal aliento no son sino nuestras bien queridas bacterias, organismos microscópicos que habitan en nuestro interior, hogar, dulce hogar
Este mundo cálido y húmedo que tu boca significa para ellas, es el medio perfecto para su existencia y proliferación. Basta con bostezar o aspirar por la boca para que millones de ellas se abran paso y se instalen cómodamente en tu cavidad bucal (dientes, encías, lengua, saliva… todo les viene bien para construirse un techo).
Normalmente las bacterias no tienen mucho futuro en el interior de nuestro organismo. Por más que tengamos semejante cantidad, muchas de ellas se dirigen al tracto digestivo cuando tragamos saliva, y desembocan en el estómago donde son asesinadas por las enzimas de nuestro órgano procesador. Las otras son matadas por las propias enzimas de la saliva.
Sin embargo, no todas corren con tan mala suerte. Muchas de ellas sobreviven y se hacen huecos en nuestros dientes o en las heridas abiertas de nuestras encías, labios y paladar, generando caries, entre otra gran cantidad de problemas.
Algunos ejemplos de bacterias que residen en tu boca son la Streptococcus mutans, Porphyuromonas gingivalis o Streptococcus salivarius.
La bacteria, llamada Prevotella histicola, pertenece a una familia que se asocia con una serie de infecciones bucales e incluso en otras partes del cuerpo. Los científicos han estudiado el tejido de la boca, así como los tumores en esta región y han encontrado tres tipos de bacterias Prevotella histicola relacionadas con enfermedades e infecciones de otras partes del cuerpo. “Curiosamente, estas especies han estado aisladas de los tejidos de la boca dentro de los tejidos de la zona, tanto en cánceres de boca como en tejido bucal sano, lo que confirma que las bacterias bocales pueden invadir tanto tejidos como células individuales.
Una boca humana sana acoge una tremenda variedad de microbios, incluidos virus, hongos, protozoos y bacterias. Las más numerosas son las bacterias, de las que hay unos 100 millones por cada milímetro de saliva y más de 600 especies en la boca, de las cuales aproximadamente la mitad aún no ha sido identificada.
Y eso no es todo. En los últimos años se ha demostrado que los patógenos de nuestra boca son protagonistas de infecciones en otras zonas del cuerpo. Por ejemplo, cuatro de las bacterias que provocan problemas periodontales tienden también a generar un engrosamiento de las carótidas, favoreciendo el infarto cerebral y cardiaco, y ciertos tipos de cáncer pueden detectarse ya analizando los microbios de la saliva.
La caída de las piezas dentales y la enfermedad de las encías son las enfermedades bacterianas más comunes en el hombre y se producen por cambios en los microbios de la boca. Sin embargo, para poder entender las enfermedades de la boca hay que descifrar cuáles son cada una de las bacterias que habitan en ella y cuál es su papel.
lunes, 14 de febrero de 2011
Tema para el 21 de Febrero
¿Por qué son tan pequeñas las células?
La mayor parte de las células son microscópicas, pero su tamaño varía en un rango muy amplio. Algunas células bacterianas pueden apreciarse en un buen microscopio óptico, y ciertas células animales tienen un tamaño que permite apreciarlas a simple vista. Por ejemplo, las células del huevo o zigoto humano tienen el tamaño del punto final de esta frase. Las células más grandes corresponden a células del huevo de los pájaros, pero su tamaño es atípico porque casi toda su masa está ocupada por nutrientes que forman la yema, que no es una parte funcional de la célula.
El tamaño y la forma de una célula se relacionan con las funciones que ésta realiza. Algunas células como la ameba y los leucocitos pueden variar su forma a medida que se trasladan, los espermatozoides tienen una cola larga en forma de látigo que ayuda en la locomoción y las células nerviosas poseen extremos delgados y largos que les permiten transmitir mensajes a través de grandes distancias a los sitios más alejados del organismo. Otras células, como las epiteliales, son casi rectangulares y se unen a otras como si fueran ladrillos de una construcción, hasta formar estructuras laminares.
Si se considera lo que una célula tiene que hacer para mantenerse y crecer podrán entenderse las razones por las que una célula es tan pequeña. En principio, debe incorporar nutrientes y otros materiales a través de su límite más externo; una vez incorporadas, estas sustancias deben transportarse al sitio donde serán utilizadas. Por otra parte, los productos orgánicos de desecho originados en diversas reacciones metabólicas deben trasladarse fuera de la célula antes de que se acumulen en concentraciones tóxicas. En los organismos multicelulares, algunas células deben además exportar sustancias que utilizarán otras células.
Debido a que las células son pequeñas, son relativamente cortas las distancias que las moléculas deben recorrer dentro de ellas, lo cual permite acelerar diversas reacciones químicas. Además, debido a que las moléculas esenciales y los productos de desecho deben pasar a través de su límite más externo, cuanto más superficie tenga una célula más rápido pasará a través de ella una cantidad determinada de moléculas. Esto significa que la relación entre el área superficial de una célula y su volumen es un factor crítico en la determinación de su tamaño.
Si se considera una célula imaginaria de forma cúbica se comprueba fácilmente que al aumentar de tamaño el volumen crece más rápidamente que la superficie: un cubo de 1 cm de lado tiene una superficie de 6 cm2 y un volumen de 1 cm3, pero si el lado es de 2 cm, la superficie pasa a ser de 24 cm2 y el volumen de 8 cm3. El hecho de que el volumen de una célula aumente más rápidamente que el área superficial cuando esta célula crece, es una limitante del crecimiento celular. Por encima del tamaño celular límite, las moléculas requeridas para mantener una célula no pueden transportarse dentro de ésta con la rapidez suficiente como para satisfacer sus requerimientos.
El cubo de 4 centímetros, los ocho cubos de 2 centímetros y los sesenta y cuatro cubos de 1 centímetro tienen el mismo volumen total. Sin embargo, a medida que el volumen se divide en unidades más pequeñas, la cantidad total de superficie se incrementa, al igual que la relación superficie a volumen. Por ejemplo, la superficie total de los sesenta y cuatro cubos de 1 centímetro es 4 veces mayor que la superficie del cubo de 4 centímetros y la relación superficie a volumen en cada cubo de 1 centímetro es 4 veces mayor que la del cubo de 4 centímetros. De modo similar, las células más pequeñas tienen una mayor relación de superficie a volumen que las células más grandes. Esto significa no sólo más superficie de membrana a través de la cual los materiales pueden entrar en la célula o salir de ella, sino también menos materia viva para atender y distancias más cortas a recorrer por los materiales en el interior de la célula.
Pese a las muchas diferencias de aspecto y función, todas las células están envueltas en una membrana —llamada membrana plasmática— que encierra una sustancia rica en agua llamada citoplasma. En el interior de las células tienen lugar numerosas reacciones químicas que les permiten crecer, producir energía y eliminar residuos. El conjunto de estas reacciones se llama metabolismo (término que proviene de una palabra griega que significa cambio). Todas las células contienen información hereditaria codificada en moléculas de ácido desoxirribonucleico (ADN); esta información dirige la actividad de la célula y asegura la reproducción y el paso de los caracteres a la descendencia. Estas y otras numerosas similitudes (entre ellas muchas moléculas idénticas o casi idénticas) demuestran que hay una relación evolutiva entre las células actuales y las primeras que aparecieron sobre la Tierra.
La mayor parte de las células son microscópicas, pero su tamaño varía en un rango muy amplio. Algunas células bacterianas pueden apreciarse en un buen microscopio óptico, y ciertas células animales tienen un tamaño que permite apreciarlas a simple vista. Por ejemplo, las células del huevo o zigoto humano tienen el tamaño del punto final de esta frase. Las células más grandes corresponden a células del huevo de los pájaros, pero su tamaño es atípico porque casi toda su masa está ocupada por nutrientes que forman la yema, que no es una parte funcional de la célula.
El tamaño y la forma de una célula se relacionan con las funciones que ésta realiza. Algunas células como la ameba y los leucocitos pueden variar su forma a medida que se trasladan, los espermatozoides tienen una cola larga en forma de látigo que ayuda en la locomoción y las células nerviosas poseen extremos delgados y largos que les permiten transmitir mensajes a través de grandes distancias a los sitios más alejados del organismo. Otras células, como las epiteliales, son casi rectangulares y se unen a otras como si fueran ladrillos de una construcción, hasta formar estructuras laminares.
Si se considera lo que una célula tiene que hacer para mantenerse y crecer podrán entenderse las razones por las que una célula es tan pequeña. En principio, debe incorporar nutrientes y otros materiales a través de su límite más externo; una vez incorporadas, estas sustancias deben transportarse al sitio donde serán utilizadas. Por otra parte, los productos orgánicos de desecho originados en diversas reacciones metabólicas deben trasladarse fuera de la célula antes de que se acumulen en concentraciones tóxicas. En los organismos multicelulares, algunas células deben además exportar sustancias que utilizarán otras células.
Debido a que las células son pequeñas, son relativamente cortas las distancias que las moléculas deben recorrer dentro de ellas, lo cual permite acelerar diversas reacciones químicas. Además, debido a que las moléculas esenciales y los productos de desecho deben pasar a través de su límite más externo, cuanto más superficie tenga una célula más rápido pasará a través de ella una cantidad determinada de moléculas. Esto significa que la relación entre el área superficial de una célula y su volumen es un factor crítico en la determinación de su tamaño.
Si se considera una célula imaginaria de forma cúbica se comprueba fácilmente que al aumentar de tamaño el volumen crece más rápidamente que la superficie: un cubo de 1 cm de lado tiene una superficie de 6 cm2 y un volumen de 1 cm3, pero si el lado es de 2 cm, la superficie pasa a ser de 24 cm2 y el volumen de 8 cm3. El hecho de que el volumen de una célula aumente más rápidamente que el área superficial cuando esta célula crece, es una limitante del crecimiento celular. Por encima del tamaño celular límite, las moléculas requeridas para mantener una célula no pueden transportarse dentro de ésta con la rapidez suficiente como para satisfacer sus requerimientos.
El cubo de 4 centímetros, los ocho cubos de 2 centímetros y los sesenta y cuatro cubos de 1 centímetro tienen el mismo volumen total. Sin embargo, a medida que el volumen se divide en unidades más pequeñas, la cantidad total de superficie se incrementa, al igual que la relación superficie a volumen. Por ejemplo, la superficie total de los sesenta y cuatro cubos de 1 centímetro es 4 veces mayor que la superficie del cubo de 4 centímetros y la relación superficie a volumen en cada cubo de 1 centímetro es 4 veces mayor que la del cubo de 4 centímetros. De modo similar, las células más pequeñas tienen una mayor relación de superficie a volumen que las células más grandes. Esto significa no sólo más superficie de membrana a través de la cual los materiales pueden entrar en la célula o salir de ella, sino también menos materia viva para atender y distancias más cortas a recorrer por los materiales en el interior de la célula.
Pese a las muchas diferencias de aspecto y función, todas las células están envueltas en una membrana —llamada membrana plasmática— que encierra una sustancia rica en agua llamada citoplasma. En el interior de las células tienen lugar numerosas reacciones químicas que les permiten crecer, producir energía y eliminar residuos. El conjunto de estas reacciones se llama metabolismo (término que proviene de una palabra griega que significa cambio). Todas las células contienen información hereditaria codificada en moléculas de ácido desoxirribonucleico (ADN); esta información dirige la actividad de la célula y asegura la reproducción y el paso de los caracteres a la descendencia. Estas y otras numerosas similitudes (entre ellas muchas moléculas idénticas o casi idénticas) demuestran que hay una relación evolutiva entre las células actuales y las primeras que aparecieron sobre la Tierra.
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