CORTISONA Y CORTICOIDES

Los corticoides o córtico-esteroides son los esteroides sintetizados en la corteza de las glándulas suprarrenales a partir del colesterol. Son hormonas con importantes propiedades farmacológicas, habiéndose constituido en un gran avance para la medicina. Sin embargo, tienen severos efectos secundarios y deben ser empleados con sumo cuidado.

Desde 1855 se conoce la “Enfermedad de Addison”, una grave enfermedad producida por la destrucción de las glándulas suprarrenales. Entre 1936 y 1942 Edward C. Kendall, Tadeus Reichstein y Philip S. Hench, aislaron 29 esteroides de glándulas suprarrenales de buey y determinaron muchas de sus estructuras y funciones. Por estas investigaciones, ellos fueron galardonados con el Premio Nobel de Fisiología y Medicina 1950. Cuando se comenzó a usar la cortisona (1949) en pacientes con artritis reumatoide (no existía tratamiento para ella) fue considerada un medicamento casi milagroso por la mejoría obtenida. Después de un tiempo de tratamiento aparecían efectos indeseables. La industria farmacéutica empezó a sintetizar medicamentos similares buscando aumentar su potencia y disminuir sus efectos secundarios. Comúnmente el nombre de “cortisona” suele emplearse para referirse a cualquier medicamento sintético similar a ella.

La corteza de las glándulas suprarrenales elabora tres tipos de hormonas esteroidales: gluco-corticoides (como cortisona y cortisol o hidrocortisona), mineralo-corticoides (como aldosterona) y andrógenos (como testosterona) (ver tema 101 de AQV). La producción de ellas es regulada por la hipófisis.

Los gluco-corticoides cumplen un rol fundamental al regular el metabolismo de los azúcares, proteínas y lípidos. Estimulan la formación de glucosa a partir de proteínas (gluco-neogénesis), aumentan el nivel de glucosa en la sangre (energía para el organismo) y reducen las proteínas de los músculos, huesos y piel. Ello provoca debilidad muscular, mayor facilidad para fracturas por la reducción de la masa ósea y problemas en la piel. El cortisol también es conocido como “la hormona del estrés”, su concentración puede aumentar hasta diez veces en situaciones de estrés, temor, rabia, angustia, etc.

Los mineralo-corticoides regulan el equilibrio de electrolitos (especialmente del sodio y potasio) y la retención de agua en las células, controlando la hinchazón o inflamación de los tejidos. Además, evita que los glóbulos blancos lleguen a la zona inflamada, disminuyendo las defensas y aumentando el riesgo a infecciones. Son considerados los más potentes anti-inflamatorios, se utilizan para reducir la hinchazón alrededor de los tumores y, si éstos presionan terminaciones nerviosas, puede reducir el dolor y otros síntomas.

Los corticoides no curan las enfermedades pero alivian sus síntomas. Están indicados en afecciones en las que predominan los trastornos inflamatorios y las que son causadas por el factor autoinmune. Así, se usan en el tratamiento (“córtico-terapia”) de artritis, alergias, asma, la enfermedad de Addison, reumatismo psoriásico, reumatismo articular agudo, etc. Se usan en los deportes para aliviar el dolor de las lesiones. Cuando se inyectan a una articulación, aumenta el riesgo de infecciones y de rotura de tendones. También disminuyen la actividad de nuestro sistema inmunológico, por lo que se usan en los trasplantes para evitar el “rechazo” del órgano trasplantado.

 Prolongados tratamientos con corticoides pueden producir efectos indeseables como alteraciones del balance de agua y electrolitos, edema (retención de líquidos) e hipertensión arterial, aumento de glucosa en sangre y orina, disminución de las defensas y un mayor riesgo de infecciones. La aparición de estos efectos secundarios guarda relación con la dosis y la duración del tratamiento. Por esta razón, se recomienda usarlos solo en afecciones graves y en forma temporal. En estas condiciones, casi no hay efectos secundarios y éstos desaparecen al término del tratamiento. En el asma, la inhalación de corticoides para desinflamar la mucosa bronquial es uno de los tratamientos más utilizados y parece producir pocos efectos secundarios.

El “efecto rebote” se produce cuando administramos dosis altas de corticoides y nuestro organismo deja de producirlos intentando mantener el equilibrio natural. Si este suministro se interrumpe abruptamente, habrá un déficit de estas hormonas, lo que produce graves síntomas. La “Enfermedad de Cushing” se origina por un aumento prolongado en su producción (por ejemplo por un tumor) y origina aumento de peso (“cara de luna llena”), hipertensión, diabetes, ansiedad, fatiga, trastornos del humor, fragilidad capilar y osteoporosis. Estos efectos son similares a los producidos por su uso prolongado.

BIBLIOGRAFÍA

 http://escalando.com.gt/cortisona-efectos-secundarios-2/

Q.F. JUAN JOSÉ LEÖN CAM <jjleon@lamolina.edu.pr>

Departamento de Química. Universidad Nacional Agraria La Molina. PERÚ.

LAS HORMONAS SEXUALES

Las hormonas son mensajeros químicos que se sintetizan en las glándulas endocrinas (hipófisis, páncreas, tiroides, timo, etc.), se vierten a la sangre y se transportan a todo del organismo para controlar muchas funciones. Las hormonas sexuales son esteroides que se fabrican a partir del colesterol (ver tema # 94 de AQV) y se producen principalmente en las gónadas (ovarios y testículos), la placenta, las glándulas suprarrenales y el sistema nervioso.

En 1911 A. Pézard había advertido que la castración de un gallo provoca la regresión y muchas veces la atrofia de la cresta, un carácter sexual secundario. Los testículos eliminados deben contener la hormona andrógena (del griego andros, varón) responsable de los caracteres secundarios y de las funciones del sexo. Si a un gallo castrado se le administra tejido testicular o extractos de éste, vuelve a crecerle la cresta. En 1935 Ernst Laqueur aisló de testículos de toro una sustancia que llamó testosterona, que tiene una gran capacidad para estimular el crecimiento de la cresta de un gallo capón.

También se observó que al eliminar los ovarios de mamíferos hembras adultas se suprime su ciclo o “estro”, período rítmico de excitabilidad durante el cual la hembra recibe al macho y puede concebir. Si a los animales castrados se les administra extractos de ovario o se les transplanta tejido ovárico en otro lugar del cuerpo, se puede regenerar el estro. En 1935 se aisló el estradiol de extractos de ovario y se demostró que es la principal hormona femenina, con una actividad mucho mayor que la estrona y el estriol, previamente hallados.

La síntesis de las hormonas sexuales es controlada por las gonadotropinas que sintetiza la hipófisis. En la pubertad, la síntesis de gonadotropinas es mayor y ellas estimulan al testículo o al ovario a producir hormonas sexuales que originan los cambios propios de la pubertad. En la mujer la secreción de gonadotropinas es cíclica, en una secuencia que se repite aproximadamente cada 28 días durante su edad fértil (“ciclo menstrual”). En los folículos del ovario se producen dos tipos de hormonas sexuales: estrógenos (hormonas femeninas, la más importante es el estradiol) y progestágenos o gestágenos (hormona del embarazo, la más importante es la progesterona). Ambas desempeñan una función vital en la preparación del aparato reproductor para la recepción de la esperma y la implantación del óvulo fecundado.

Tanto los estrógenos como los andrógenos producen un “efecto de retroacción negativa”, es decir, son capaces de frenar la producción de gonadotropinas de la hipófisis, regulando ellas mismas su producción.

El estradiol se sintetiza antes de la ovulación y estimula la secreción del moco uterino (importante para que los espermatozoides lleguen al óvulo) y el engrosamiento del endometrio (membrana que cubre el interior del útero). Los altos niveles de estradiol activan un mecanismo que hace que el hipotálamo libere una gran cantidad de hormona luteinizante o LH, que origina la ruptura del folículo y la ovulación. Luego se forma un tejido que contiene un pigmento amarillo (cuerpo amarillo o lúteo o corpus luteum), el que segrega estradiol y progesterona y esta última causa el brusco cambio en las características del moco cervical uterino, lo que ocurre inmediatamente después de la ovulación o día 14. A partir de cierta edad (entre los 40 y 60 años) se reduce la producción de hormonas y cesan los ciclos menstruales (“menopausia”).

La progesterona fue aislada en 1934 en cuatro laboratorios distintos, siendo los primeros en anunciarlo Adolph Butenandt (compartió el Premio Nobel de Química, 1939) y U. Westphal. La progesterona es liberada por el cuerpo lúteo y prepara el endometrio y las mamas para la llegada del embrión. Si no hay embarazo, el endometrio es eliminado, produciéndose la menstruación.

El estado de ánimo (ansiedad e irritabilidad) que tienen muchas mujeres al final del ciclo menstrual (“fase lútea”) está relacionado con la disminución en los niveles de estradiol, progesterona y otros derivados. El aumento de sueño durante el embarazo se debe, en buena parte, a los altos niveles de progesterona. Durante la menopausia también ocurre esta disminución y origina cambios emocionales (nerviosismo, ansiedad, irritabilidad y depresión). Los niveles de estas hormonas son fundamentales en la ovulación y conducta sexual. Si se alteran estos niveles no hay ovulación ni habrá embarazo y éste es el efecto de las píldoras anticonceptivas.

La testosterona y otros andrógenos se producen en las células de Leydig del testículo. Producen los cambios en los caracteres sexuales masculinos y, además, son hormonas anabólicas, o sea, favorecen la síntesis de proteínas y el desarrollo muscular, originando las diferencias musculares entre ambos sexos. Con la edad se reduce la producción de testosterona y los hombres mayores tienen cambios similares a la menopausia (andropausia), pero menos brusco que en las mujeres (disminución en la producción de espermatozoides y en la función sexual, a veces con cambios en el estado anímico).

Las hormonas sexuales están presentes en hombres y en mujeres, pero su concentración es muy diferente en ambos sexos y cambian a lo largo de la vida, particularmente en la mujer durante el ciclo menstrual, el embarazo y la menopausia. Así, los hombres adultos tienen unas 15 veces más testosterona que las mujeres, mientras que ellas tienen entre 5 y 10 veces más estradiol que los hombres. Los niveles hormonales son menores en niños y ancianos.

BIBLIOGRAFÍA

·   blogspot.com/2010/04/hormonas-sexuales-en-el-ser-humano.html

·   http://www.comoves.unam.mx/numeros/articulo/43/las-hormonas-sexuales-y-el-cerebro

Q.F. JUAN JOSÉ LEÓN CAM <jjleon@lamolina.edu.pe>

Departamento de Química. Universidad Nacional Agraria La Molina. PERÚ.

EL RADÓN DE NUESTRA CASA

El radón (Rn) es un gas incoloro, sin sabor ni olor, que se encuentra en forma natural en el ambiente, siendo la composición media en el aire de 6 x 10⁻¹⁸ % en volumen y es el principal causante, después del tabaco, del cáncer al pulmón. Sus átomos presentan radiactividad, o sea que, en forma espontánea y permanente, su núcleo está emitiendo “partículas radiactivas” y se va transformando en un átomo diferente (ver tema 58 de AQV), en la “cadena de desintegración radiactiva”.

El Rn fue descubierto por el químico alemán Frederick Dorn en 1900 y es el último elemento de los “gases nobles”. Es un intermedio de la desintegración radiactiva del uranio–238 (²³⁸U), elemento que se encuentra en casi todos los tipos de suelo, que se transforma en Radio–226 (²²⁶Ra) y éste en Rn–222 (²²²Rn). Todos los isótopos del Rn son radiactivos, pero el isótopo más peligroso y más común es el Rn–222, porque su vida media es mayor (3,82 días), emite partículas alfa (que son núcleos de helio: ⁴He), y se transforma en un átomo de polonio–218 (²¹⁸Po), luego en varios átomos radiactivos (²¹⁴Pb, ²¹⁴Bi, ²¹⁴Po, ²¹⁰Pb, ²¹⁰Bi, ²¹⁰Po) que emiten radiación alfa y beta hasta llegar al átomo del isótopo de plomo–206 (²⁰⁶Pb) estable.

El Rn se genera sobre todo por los minerales de fosfato de uranio, representa poco más de la mitad de la radiactividad natural de la Tierra y continuará existiendo indefinidamente en aproximadamente los mismos niveles en que se encuentra hoy en día. El Rn no tiene usos comerciales excepto como norma de radiación para calibrar equipos de monitoreo (de Rn) usados en estudios ambientales de hogares, zonas urbanas, comerciales e industriales.

El principal origen del Rn en el interior de las casas y locales comerciales o industriales son los materiales de construcción que contienen uranio, como arcillas, hormigón y piedra natural, identificada como “granito”, que corresponde a cualquier roca constituida por agregados cristalinos de varios minerales de diferente composición química. Por ser un gas más denso que el aire, el Rn tiene su “propia vida” en el interior de las edificaciones, se filtra por cualquier orificio y se concentra en ambientes cerrados como los sótanos. Su cantidad está influenciada por el nivel de ventilación, descenso de la presión interna, variaciones de temperatura, etc. Debido a esto, no es posible generalizar y decir que es suficiente medir el nivel de Rn en una zona de la casa para creer que el resto de ella tiene el mismo nivel.

La energía de la radiación emitida (por la transformación del Rn–222 a Pb–206) puede ser absorbida por las células y producir ionizaciones. Estas “radiaciones ionizantes” provocan daños y mutaciones en el tejido pulmonar, alterando sus procesos normales. Actúan sobre las células por mecanismos de acción directa e indirecta. La acción directa se debe a la absorción de la energía de radiación por los componentes del tejido celular (ADN, ARN, cromosomas, ribosomas, etc.) provocando alteración y daño celular. La acción indirecta se presenta cuando la absorción de la energía de la radiación se concentra en las moléculas de agua, que es el componente mayoritario en el tejido celular y en los seres vivos en general. El agua se disocia en iones y radicales libres muy reactivos los cuales interactúan entre sí o con otros compuestos, alterando las propiedades físicas y químicas del medio intracelular, así como los procesos metabólicos normales de la célula.

La Organización Mundial de la Salud (OMS), el Departamento de Salud y Servicios Humanos–U.S. (DHHS), la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer–U.S. (IARC) y la U.S. EPA consideran que el Rn es carcinogénico en seres humanos. Mientras mayor la exposición al Rn mayor es la posibilidad de desarrollar cáncer del pulmón. La U.S. EPA recomienda reparar su hogar si los niveles de radón en el interior son de 4 ó más picocuries por litro de aire (4 pCi/L), dicho valor representa riesgo para la salud y debe ser reducido. La U.S. EPA no ha propuesto límites para radón en el agua potable.

BIBLIOGRAFÍA

–      U.S. ATSAR (US–Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades). 2012. Resumen de Salud Pública. Radón. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. Division of Toxicology and Human Health Sciences. 1600 Clifton Road NE, Mailstop F–57. Atlanta, GA 30333.

Dr. ELVITO VILLEGAS SILVA <elvito@lamolina.edu.pe>

Departamento de Química. Universidad Nacional Agraria La Molina. PERÚ.

EL AIRE NUESTRO DE CADA DÍA

El aire de nuestros espacios urbanos y rurales está cada vez más distante de ser un “aire limpio”, por acumular altas concentraciones de contaminantes provenientes de procesos naturales y antropogénicos (actividad industrial, comercial, urbano, parque automotor, etc.). La contaminación constituye un grave problema de salud ambiental que afecta, por igual, a los países desarrollados y en desarrollo.

Uno de los principales contaminantes son las partículas en suspensión o “material particulado” (PM), una compleja mezcla de partículas líquidas y sólidas de sustancias orgánicas e inorgánicas suspendidas en el aire. Las partículas PM–10 cuyo diámetro es de 5 a 10 micrómetros (um), son unas cinco veces más pequeñas que el grosor del cabello humano que mide aproximadamente 50 um. Se forman por medio de procesos mecánicos y, por ser las más grandes, son afectadas por la gravedad. Cuando se respiran, son retenidas en la cavidad nasal y en la faringe (extratorácica). Las PM–5 tienen un diámetro de 2,5 a 5 um, se forman por fuentes de combustión y se mantienen en suspensión por mayor tiempo por efecto de su fricción con las moléculas del aire. Las PM–2,5 (de 0,1 a 2,5 um de diámetro) pueden alcanzar los pulmones, donde quedan retenidas (traqueobronquial). Las partículas más pequeñas que las PM–2,5 suponen mayor peligro porque, al ser inhaladas, pasan a la zona alveolar, pueden alcanzar los bronquiolos, alterar el intercambio pulmonar de gases e ingresar a los fluidos corporales.

La inhalación prolongada de estas partículas puede afectar la función respiratoria, producir enfermedades broncopulmonares, cardiovasculares y cáncer al pulmón (Sociedad Americana del Cáncer–U.S.A, ICRP–U.S.A, OMS), su capacidad dañina para la salud está en relación inversa con su tamaño y peso, forma y composición química. La mala calidad del aire en espacios interiores, representa un riesgo para la salud de más de la mitad de la población mundial. En los hogares donde se emplea la combustión de biomasa (leña) y carbón para cocinar y calentarse, los niveles de PM pueden ser unas 10 a 50 veces superiores a los recomendados en las directrices internacionales.

La combustión de derivados del petróleo es otra importante fuente de contaminación atmosférica. En ciudades con niveles elevados de contaminación, la mortalidad es un 15% a 20% mayor a la registrada en ciudades más limpias. Incluso en la comunidad europea, la esperanza de vida promedio es 8,6 meses inferior debido a la exposición a las PM-2,5 generadas por actividades humanas.

Los países deben examinar la adopción de normas cada vez más estrictas y hacer un seguimiento de los progresos vigilando la reducción de las emisiones y las concentraciones de PM. Los valores guía numéricos y los valores de los objetivos intermedios indicados en la normatividad, contribuyen a este proceso ya que reflejan las concentraciones a las cuales, según los descubrimientos científicos actuales, se prevé que habrá una respuesta de mortalidad creciente debida a la contaminación del aire con PM.

En el Perú, los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para aire referente a  PM–10 y PM–2,5 muestran valores que no siempre coinciden con los recomendados por la O.M.S., como se aprecia en el cuadro adjunto:

VALORES MÁXIMOS DE PM–10 (ug/m3)				VALORES MÁXIMOS DE PM–2,5 (ug/m3)
DS. 074–2001–PCM		O.M.S.		DS. 003–2008–MINAM		O.M.S.
Media Anual	Media de 24 horas	Media Anual	Media de 24 horas	Media Anual	Media de 24 horas	Media Anual	Media de 24 horas
50	150	20	50	---	25	10	25

En el Anexo 2 del DS. 074–2001–PCM (Valores de tránsito para PM–10) se indican 80 ug/m³ como media anual y 200 ug/m³ como media de 24 horas; dichos valores representan un alto nivel de contaminación por PM, incrementando el riesgo de enfermedades broncopulmonares en niños y en personas mayores que viven en grandes avenidas.

Los factores determinantes para mejorar la calidad del aire en los ecosistemas urbanos son la restricción de parques industriales, el crecimiento urbano desordenado, el parque automotor descontrolado y la deficiencia de áreas verdes, principalmente árboles de follaje perenne. La OMS recomienda como mínimo 9 m² de áreas verdes por habitante. Son extraordinarios los efectos beneficiosos de los bosques urbanos y el Perú dispone de una inmensidad de especies arbustivas endémicas en cada región, con posibilidades de adaptación a suelos con bajo contenido de humedad. Por lo tanto, es probable que, tras una previa evaluación de la capacidad de adsorción de PM de la superficie de las hojas, existan especies arbustivas que pueden incluso superar al abeto rojo (Abies pinsapo) que retiene 32 TM de PM/ha en condiciones de bosque denso.

BIBLIOGRAFÍA

- OMS (Organización Mundial de la Salud). 2006. Guías de calidad del aire de la OMS relativas al material particulado, el ozono, el dióxido de nitrógeno y el dióxido de azufre. OMS, 20 Avenue Appia, 1211 Ginebra 27, Suiza.

DR. ELVITO VILLEGAS SILVA <elvito@lamolina.edu.pe>

Departamento de Química. Universidad Nacional Agraria La Molina. PERÚ.

CHUCHUHUASI y CUTI CUTI

CHUCHUHUASI es el nombre común de algunas especies del género Maytenus, familia de las Celastraceae, que se distribuyen en la región amazónica del Perú y pueden encontrarse también en otros países como Brasil, Argentina y Chile.

Es un enorme árbol que crece hasta los 30 m de altura, tiene hojas grandes (10 – 30 cm.), flores pequeñas y blancas y corteza muy dura, pesada y café rojiza. Su uso popular es muy variado, así la medicina tradicional peruana reporta para el Maytenus macrocarpa su uso como antidiarreico, antiartrítico, en desórdenes estomacales, para regular el periodo menstrual (maceración de las raíces). La decocción de las mismas se usa para el tratamiento de la disentería y cáncer de piel. Los aldeanos a lo largo del Amazonas creen que chuchuhuasi es un afrodisíaco y un tónico, y la corteza macerada en aguardiente local es una bebida popular que se sirve a los turistas en los bares de la selva. Sanadores y curanderos del Amazonas usan el chuchuhuasi combinado con otras plantas medicinales, para muchos tipos de enfermedades.

La corteza del tronco presenta exudados fuertemente coloreados de naranja a rojo. De esta especie se han aislado metabolitos secundarios tipo triterpenoquinonas y triterpenofenoles con actividad antitumoral frente a las líneas celulares P-388 (células de leucemia de ratón), A-549 (carcinoma de pulmón humano), MeL-28 (melanoma humano), HT-29 (carcinoma de colon humano) resistente a quimioterápicos.

CUTI CUTI. Notholaena nívea var nívea (del griego nothos = falso y del latín alaena = capa), en alusión a los pelos lanudos que cubren los soros, es un helecho característico del altiplano, crece en las laderas de las colinas y grietas de rocas, en las montañas y los valles semiáridos del Este y del Oeste de la Cordillera Andina, entre los 500 y 4000 msnm.

En el Perú, se encuentra desde el Sur de la Región La Libertad hasta Puno y Arequipa y su distribución continental alcanza desde el Sur de Ecuador hasta el Oeste de Argentina. Es conocido como “cuti cuti” y en la medicina popular se utiliza como vermífugo y para el tratamiento de diabetes. Sin embargo, es una planta venenosa para el ganado ovino que, después de ingerirla, muestra problemas motores en las extremidades y temblores violentos.

Estudios químicos sobre el género Notholaena reportan la presencia de chalconas, flavonoles y flavanonas y minoritariamente diterpenoides y triterpenoides. El primer estudio químico, en el año 1993, sobre Notholaena nívea describe la presencia del ácido isonotholaénico. Posteriores y más exhaustivos estudios aislan y caracterizan otros compuestos estilbenoides.

Como se han reportado una serie de actividades farmacológicas para compuestos con el tipo de estructura del ácido isonotholaénico (entre ellos actividad antineoplásica y antidiabética), se realizaron otras investigaciones orientadas a formar nuevos derivados de este compuesto y someterlos a los ensayos farmacológicos correspondientes. Así mismo, sobre los otros compuestos aislados de esta planta se realizaron diversos ensayos de actividad antioxidante, entre ellos el de ABTS, de generación enzimática del anión superóxido, de xantina oxidasa y el de citotoxicidad en Caco-2-cells, dando todos interesantes resultados.

BIBLIOGRAFIA

1.  Chávez H., Valdivia E. Estévez-Braun A., Ravelo A.G. (1998). Tetrahedron, 54, 13579-13590.

2.  Chávez Haydeé et al. (2000). Bioorg. Med. Chem. 10, 759-762.

4. Ravelo A.G., Estévez-Braun A., Chávez-Orellana H., E. Pérez-Sacau E.,  Mesa Siverio D. (2004). Current Topics in Medicinal Chemistry. 4, 241-265.

5.  García M., Lock O., Jurupe H. (1994). II Simposio Internacional de Productos Naturales. Concepción, Chile.

6.   García M. (1998). Tesis Doctoral, Universidad de Salamanca, España.

7.  Cioffi G., Montoro P., Lock O., Vassallo A., Severino L., Pizza C., Tommasi N. (2011). Molecules 16, 2527-2541.

Dra. HAYDEÉ CHÁVEZ <hchavez44@gmail.com>

Universidad Nacional San Luis Gonzaga de Ica. PERÚ.

Dra. OLGA LOCK SING <olock2006@yahoo.es>

Sociedad Química del Perú.

LOS BIFENILOS POLICLORADOS

Las sustancias químicas se han sintetizado para que contribuyan a satisfacer las necesidades de la creciente población mundial. Con el paso del tiempo se ha determinado que muchas de ellas tienen comprobados efectos negativos. Tal es el caso de los Contaminantes Orgánicos Persistentes (o COP) que, por su gran estabilidad (no se degradan en condiciones ambientales normales), se pueden desplazar a grandes distancias arrastrados por el aire y el agua, acumulándose en el suelo y bioacumulándose en tejidos humanos y animales.

Con la finalidad de hacer frente a los efectos negativos de estas sustancias la comunidad internacional ha suscrito el Convenio de Estocolmo, que es un acuerdo que regula el tratamiento de las sustancias tóxicas. Este convenio establecido en Estocolmo en el año 2001, entró en vigencia el 17 de mayo del 2004. Inicialmente el convenio regulaba doce productos químicos (“docena sucia”) (ver tema 78 de AQV) dentro de los cuales están los PCB. Desde el 2010, ya son 21 sustancias incluidas dentro de él y otras están en estudio.

Los Bifenilos Policlorados o PCB (del inglés PolyChlorinated Biphenyls) fueron sintetizados por primera vez en 1881 por Schmitt–Schulz (Alemania) y su producción industrial la inició en 1929 la empresa Monsanto (EEUU). Son una familia de más de 209 compuestos químicos relacionados (congéneres), de fórmula general C₁₂H_10-nCl_n (n = 1 a 10). El número y posición de los átomos de cloro determina sus propiedades químicas siendo mayoritarios los que tienen de dos a siete cloros. Físicamente, los PCB presentan un aspecto de fluidos aceitosos hasta resinas duras y transparentes o cristales blancos.

Los PCB son compuestos química y térmicamente estables, insolubles en agua, no inflamables, no conducen la electricidad, tienen baja volatilidad, se degradan a altas temperaturas, no son biodegradables y son bioacumulables. Por sus características fueron usados masivamente en innumerables aplicaciones industriales como refrigerantes (enfriadores) y lubricantes, para fluidos dieléctricos de condensadores, transformadores y balastros de luces fluorescentes; en sistemas hidráulicos, como adhesivos y lubricantes; en tintas, selladores en empaques, pinturas y barnices, en el papel carbón; en la construcción, en guarniciones de frenos y asfalto, etc. Se conocen por sus nombres comerciales, como: Abestol, Aroclor, Askarel, Clophen, Fenchlor, Inerteen, Kaneclor, Phenoclor, Pyranol, entre otros.

Desde 1979 la producción de PCB se prohibió en Estados Unidos y otros países. A pesar de ello, estos químicos aún persisten en el aire, agua y suelo, porque se bioacumulan y se transfieren dentro de la cadena alimenticia. Los métodos instrumentales actualmente empleados para detectar trazas ha permitido poner en evidencia que alimentos de consumo humano, como carnes, leche, huevos de gallina, vegetales, granos, etc., contienen concentraciones de PCB que sobrepasan lo establecido internacionalmente. La EPA estableció un límite de 0,0005 mg de PCB por litro de agua para beber.

Contenido límite permitido de PCB en alimentos

Alimento	Límite de PCB (ppm)	Alimento	Límite de PCB (ppm)
Leche	1,5	Alimentos para animales	2,0
Aves para consumo	3,0	Peces marinos y mariscos	2,0
Huevos de gallina	0,3	Alimentos para infantes y lactantes	0,2

Datos obtenidos de las normas de EEUU para los PBC de 1996. (1 ppm = 1 μg/g)

Citado por Miller-Pérez et al. (2009)

Los PCB interfieren en la producción y regulación de las hormonas esteroides y tiroideas al actuar como antagonistas o agonistas de los receptores hormonales. Afectan la función reproductora y alteran diferentes aspectos de la sexualidad. Actúan como inmunotoxinas que causan la atrofia del timo y afectan la respuesta inmune. Los PCB y sus metabolitos son carcinogénicos debido a la generación de especies reactivas de oxígeno que pueden producir daño oxidativo al ADN, provocar aberraciones cromosómicas y generar cáncer de mama, hígado, gastrointestinal, cerebral, etc. Atraviesan la placenta y llegan al feto, afectan el desarrollo del sistema nervioso y los tejidos, y pueden llevar a la pérdida fetal. También se asocian a deficiencias y a alteraciones en la atención, el aprendizaje y el desarrollo psicomotor del niño.

Se han desarrollado métodos térmicos, microbiológicos y químicos para degradar los PCB. Consisten en incinerarlos a altas temperaturas, tratarlos con ultrasonido e irradiación, la biodegradación por microorganismos, etc.

bibliograFÍA

- Loayza Jorge. Boletín Informativo sobre Productos y Residuos Químicos. N° 16 (Agosto, 2006) y N° 27 (Julio, 2007). Facultad de Química e Ingeniería Química. Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Lima. Perú.

 - Miller–Pérez Carolina, Sánchez–Islas Eduardo, Mucio–Ramírez Samuel, Mendoza–Sotelo José, León–Olea Martha (2009) Los contaminantes ambientales bifenilos policlorinados (PCB) y sus efectos sobre el Sistema Nervioso y la salud. Revista Salud Mental Vol. 32  N° 4.  México.

- Secretaría del Convenio de Estocolmo sobre contaminantes orgánicos persistentes. PNUMA. Los nuevos 9 COP. Abril. 2010.

MSc. JORGE LOAYZA PÉREZ <jeloayzap@yahoo.es>

ING. MARINA V. SILVA M. <vickysm02@yahoo.es>

Facultad de Química e I. Q. Universidad Nacional Mayor de San Marco. PERÚ.

EL CICLO CELULAR

El incremento del número de células (proliferación celular) implica la síntesis y partición de todos los materiales necesarios para la sobrevivencia de las células hijas.  Cada ronda de división implica una serie de pasos organizados en el denominado “ciclo celular”. Cada ciclo celular comprende fases de crecimiento, síntesis de ADN (duplicación de cromosomas) y separación y segregación de los cromosomas duplicados (mitosis).  El ciclo celular es muy complejo y está sujeto a diferentes modos de regulación cuyo entendimiento ha sido motivo de curiosidad y estudio desde que fue posible visualizar células en proceso de división. La formación de un tumor se debe prioritariamente a una proliferación celular deficientemente regulada y, por esta razón, el cáncer puede ser definido como una “enfermedad del ciclo celular”.

El Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2001 fue otorgado a Leland Hartwell, Paul Nurse y Tim Hunt, quienes investigaron el ciclo celular en diferentes organismos, descubriendo los agentes que lo regulan. El visionario fue Leyland Hartwell de la Universidad de Washington quien, con la finalidad el investigar los mecanismos que originan el cáncer (cancerogénesis), se propuso primero comprender los mecanismos que regulan el ciclo celular. Para ello Hartwell eligió, inteligentemente, la levadura de gemación Saccharomyces cerevisiae, (la misma especie es usada para producir pan y cerveza) que ya era reconocida como un extraordinario sistema para estudios de bioquímica y genética. Una crucial propiedad de esta levadura es que, al dividirse por gemación, es posible seguir el progreso del ciclo celular mediante la observación microscópica del tamaño de la gema formada. Así, si el funcionamiento de una proteina es esencial para, por ejemplo, iniciar mitosis, las células con una deficiencia en esa proteína progresarán normalmente en el ciclo celular solo hasta antes del inicio de mitosis.

Hartwell diseñó su elegante experimento genético para identificar mutantes de S. cerevisiae que al ser incubados a altas temperaturas no tenían la capacidad de proliferar por presentar deficiencias en algún gen indispensable para el ciclo celular. Así, los  investigadores pudieron separar y caracterizar cientos de mutantes con deficiencias en su control de división celular, denominando por tanto a los genes envueltos, CDC. 

Con estos estudios Hartwell demostró que el ciclo celular era regulado por la acción coordinada y secuencial de varios genes CDC y así sentó las bases que permitieron el vertiginoso desarrollo de esta importante área de la biología. Un gen de particular importancia fue el llamado CDC28, para el cual se determinaron funciones en diversos puntos del ciclo celular. Poco después, Paul Nurse y sus colaboradores en el Imperial Cancer Research Fund (ICRF) encontraron genes con funciones similares a CDC28 en otro tipo de levadura llamado Schizosaccharomyces pombe que se divide por fisión, y también en células humanas.

De otro lado, otro equipo de investigadores del ICRF dirigidos por Tim Hunt, investigando los cambios que ocurrían en la síntesis de proteínas en huevos fertilizados de erizos de mar, descubrieron unas proteínas que llamaron “ciclinas” porque aparecían y desaparecían cíclicamente. Al poco tiempo se determinó que las ciclinas y CDC28 eran componentes esenciales del hasta entonces llamado “factor de maduración meiótica o mitótica” (MFP), el mismo que había sido reportado por otros investigadores en extractos de huevos de ranas e invertebrados marinos.  La proteina codificada por CDC28 es una enzima que transfiere grupos fosfato a otras proteinas (quinasa) y que requiere asociarse a una ciclina para su actividad.  Por esta razón se le denominó “quinasa dependiente de ciclina” (CDK).

Posteriores estudios han determinado que todas las células eucariotas (con núcleo definido) usan similares sistemas para regular su ciclo celular. Tanto S. cerevisiae como S. pombe requieren solo de una CDK mientras que los organismos multicelulares requieren varios tipos de estas enzimas para completar coordinadamente su ciclo celular.  Casi todos los organismos disponen de varios tipos de ciclinas porque estas son las que confieren propiedades especificas a la CDK con la que se asocian.  Así, la presencia de un tipo particular de ciclina hace que una enzima CDK promueva las modificaciones necesarias para que una célula inicie la síntesis de ADN, ingrese a mitosis, etc. Las ciclinas y las CDKs están estrictamente reguladas a nivel de su síntesis, actividad, estabilidad y localización, y varios de los reguladores de este complejo proceso han sido implicados en la formación de tumores cuando no funcionan adecuadamente. Estos conocimientos están siendo aprovechados para desarrollar más y mejores inhibidores de las CDKs para su uso en el tratamiento de diferentes tipos de cáncer.

BIBLIOGRAFÍA

- Canavese Miriam, Santo Loredana y Raje Noopur.  Cyclin dependent kinases in cancer.  Cancer Biology & Therapy (2012)13:7,451-457

- Hartwell LH, Culotti J, Pringle JR, y Reid BJ.  Genetic control of the cell division cycle in yeast. Science (1974)183:120,465-471

- http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2001/

PhD. ANA KITAZONO SUGAHARA <anakitazono@lamolina.edu.pe>

Departamento de Química. Universidad Nacional Agraria La Molina. PERÚ.