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.

LUIS FEDERICO LELOIR

Los inicios de su carrera estuvieron muy ligados a la figura de Bernardo A. Houssay (Premio Nobel de Medicina o Fisiología, 1947, compartido con los esposos Cori. Ver tema 84 de AQV) y, siguiendo su ejemplo, alcanzó  admirables logros científicos con un trabajo disciplinado y constante en un contexto de dificultades económicas. Luego, Luis Federico Leloir brilló con luz propia y llevó a la ciencia argentina tan alto como su maestro y amigo. Por sus valores éticos y su gran sencillez, es un ejemplo para la juventud.

El 6 de setiembre de 1906 nació en París (Francia) Luis Federico Leloir, una semana después de la muerte de su padre. Su madre, en avanzado estado de gestación, tuvo que viajar a esa ciudad acompañando a su padre (ambos argentinos) quien debía ser sometido a una operación quirúrgica. En 1908 regresaron a Argentina donde su familia poseía extensos terrenos y, posteriormente, adoptó la nacionalidad argentina. Concluidos sus estudios primarios y secundarios, ingresó a la Facultad de Medicina de la Universidad de Buenos Aires, se graduó de médico (1932) e inició la práctica médica la que abandonó dos años después para dedicarse a la investigación científica pura.

En 1933 conoció en forma casual a Bernardo A. Houssay, director del Instituto de Fisiología y fue él quien dirigió su tesis de doctorado que trató sobre las glándulas suprarrenales y el metabolismo de los carbohidratos. Por esa tesis recibió el premio de la Facultad al mejor trabajo de doctoral. En 1936 viajó a la Universidad de Cambridge (Inglaterra), para realizar estudios sobre enzimología y se especializó en el metabolismo de carbohidratos bajo la supervisión del Sir Frederick Gowland Hopkins, quien compartió con Eijkman el Premio Nobel de Medicina o Fisiología (1929) por el descubrimiento de las vitaminas. En 1937 regresó a su país y se reincorporó al Instituto de Fisiología.

En 1943, su maestro Houssay fue destituido de la Cátedra de Fisiología por haber firmado, junto con otros profesores, un manifiesto en el que pedían el restablecimiento de la democracia. Como protesta, renunció a su cargo en el Instituto de Fisiología y viajó a Estados Unidos donde trabajó durante seis meses con los esposos Carl y Gerty Cori. En 1945 regresó a su país para trabajar con Houssay, pero esta vez en el Instituto de Biología y Medicina Experimental, institución creada gracias al apoyo de fundaciones privadas.

En 1947, por iniciativa de Jaime Campomar, propietario de una importante industria textil, se fundó un instituto de investigación bioquímica que fue dirigido por Leloir desde su creación y por 40 años. Empezó a funcionar en una pequeña casa antigua y en mal estado. En sus cuatro habitaciones no había despachos ni escritorios, sólo una biblioteca y las mesas de trabajo. Al poco tiempo se trasladó a un edificio mejor, naciendo así el Instituto de Investigaciones Bioquímicas, Fundación Campomar.

La férrea voluntad y la calidad profesional de sus investigadores, permitieron superar los inconvenientes de su modesto presupuesto, usando su creatividad para reemplazar, artesanalmente, parte del complejo instrumental y preparar, ellos mismos, muchos de los reactivos. Sin embargo, la atmósfera era sumamente entusiasta y todos recuerdan esa época con gratitud y añoranza. En estas condiciones, estudiaron el proceso por el cual el hígado recibe glucosa y produce glucógeno, nuestro carbohidrato de reserva energética. En 1948, identificaron los azúcar-nucleótidos, compuestos fundamentales en el metabolismo de los carbohidratos. Por estos estudios el Instituto recibió el reconocimiento internacional y a Leloir se le otorgó el Premio de la Sociedad Científica Argentina. Hacia fines de 1957 recibió una importante propuesta de la Fundación Rockefeller para emigrar a los EEUU pero, al igual que su maestro Houssay, prefirió quedarse y continuar trabajando en su País. 

En 1970 se convirtió en el primer latinoamericano en recibir el Premio Nobel de Química y los 80 mil dólares del premio fueron donados al Instituto Campomar para continuar sus investigaciones. Leloir jamás cobró sueldo y fue muy cuidadoso con el dinero. Posteriormente, su equipo determinó la causa de la galactosemia, una grave enfermedad producida por la incapacidad de metabolizar la lactosa o azúcar de la leche (intolerancia a la lactosa). Las transformaciones bioquímicas de la galactosa son conocidas por los científicos como la “vía Leloir”. Además, estudiaron la hipertensión arterial de origen renal: cuando el riñón sufre una disminución de la irrigación sanguínea, libera una sustancia (renina) que actúa sobre la hipertensina (proteína de la sangre) que produce la hipertensión. Con estos estudios publicaron el libro “Hipertensión arterial nefrógena” que obtuvo el Premio Nacional de Ciencias.

En 1984, Leloir pudo inaugurar un nuevo edificio para el Instituto de Investigaciones Bioquímicas, que había sido desbordado por la gran cantidad de estudiantes, becarios e investigadores que querían trabajar en él. El 2 de diciembre de 1987, murió en Buenos Aires, tras un ataque al corazón.

BIBLIOGRAFÍA

http://www.biblioteca.anm.edu.ar/leloir.htm

http://www.taringa.net/posts/info/880038/Luis-Federico-Leloir.html

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

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

ESTEROIDES Y COLESTEROL

Se conocen como “esteroides” a todos los compuestos que tienen el “núcleo esteroidal” que consta de cuatro anillos (A, B y C de seis carbonos y D de cinco carbonos). En este grupo se encuentran importantes compuestos como el colesterol, hormonas sexuales, ácidos biliares, etc. Los esteroides son clasificados como lípidos o grasas porque no se disuelven en agua y solo lo hacen en solventes orgánicos (acetona, cloroformo, etc.).

El colesterol fue aislado en 1775 por Conradi de cálculos biliares, se le llamó “colesterina” (del griego chole = bilis y stereos = sólido) y se observó que no se descompone al calentarla con hidróxidos (no se saponifica), como las otras grasas animales. En 1859 Berthelot demostró que es un alcohol y se empezó a llamarlo “colesterol”. En 1928 dos Premios Nobel en Química propusieron su estructura: Adolf Windaus (1928) y Heinrich Wieland (1927).

El colesterol es un lípido esencial para los animales por ser un componente importante de las membranas celulares y ser la materia prima para la síntesis de hormonas sexuales, vitamina D₃, ácidos biliares y hormonas de la corteza suprarrenal. Se halla en todos los tejidos de los animales superiores (principalmente en el cerebro, hígado y glándulas suprarrenales) y en las lipoproteínas del plasma sanguíneo. 

El colesterol del organismo tiene dos orígenes: uno externo o exógeno (los alimentos) y uno interno o endógeno (lo produce el propio organismo). Los alimentos de origen animal (huevos, lácteos y carnes) son ricos en colesterol y el organismo capta casi la mitad de éste. Los alimentos de origen vegetal contienen sustancias similares (“fitoesteroles”) que son poco absorbidos. Unas dos terceras partes del colesterol del organismo es endógeno, es producido en el hígado, intestino, corteza suprarrenal, testículos y ovarios; por eso, es un nutrimento dispensable en nuestra dieta (no es necesario que esté en ella). Si la cantidad de colesterol de la dieta es elevada, las células del hígado tienden a disminuir e incluso eliminar su propia fabricación de colesterol. Las personas que tienen niveles altos de colesterol aunque su dieta carezca de éste, se debe a algún desorden genético-metabólico.

En 1964 el Premio Nobel de Medicina o Fisiología fue otorgado a Konrad Bloch y Fedor Nynen, químicos alemanes que, trabajando en forma independiente y usando moléculas “marcadas” (tienen un átomo radiactivo), hallaron que el acetato (compuesto de solo dos carbonos) es el comienzo de una larga cadena de reacciones (36 en total) cuyo producto final es el colesterol.

El colesterol circula permanentemente entre el hígado (donde se secreta y se almacena) y los demás tejidos. Para que pueda ser transportado en la sangre, a pesar de su escasa solubilidad en agua, el colesterol se une a otras grasas y proteínas, formando “lipoproteínas”. Según su densidad las lipoproteínas se clasifican en: “lipoproteína de muy baja densidad” o VLDL (very low density lipoprotein), “lipoproteína de baja densidad” o LDL (low density lipoprotein), y “lipoproteína de alta densidad” o HDL (high density lipoprotein).

Las células del hígado producen y secretan las VLDL que son transportadas hacia los tejidos muscular y adiposo, donde descargan parte de sus grasas y proteínas. A medida que realizan esta descarga, su densidad va aumentando y se van transformando sucesivamente en LDL y HDL. Se ha demostrado que altos niveles de VLDL y LDL en la sangre incrementan el riesgo de infarto de miocardio, por eso se las conoce como “colesterol malo”. Las lipoproteínas del tipo HDL (de alta densidad) se encargan de transportar el colesterol excedente desde los tejidos periféricos hacia el hígado para su excreción (principalmente como ácidos biliares). Se sabe que niveles altos de HDL en la sangre disminuyen la incidencia de infarto cardiaco, por lo que son un factor protector contra la ateroesclerosis y se las conoce como “colesterol bueno”.

El principal trastorno que produce el exceso de colesterol en el organismo es la aterosclerosis, enfermedad que se manifiesta por abultamientos (ateromas) en la pared interna de las arterias, los que se deben a la anormal acumulación de glóbulos blancos, células musculares, calcio, plaquetas y abundante colesterol. Al disminuir la luz de la arteria, el tejido irrigado por ella recibe menos sangre (y menos oxígeno). Si son las arterias coronarias (irrigan el músculo cardiaco), el déficit de oxígeno se traduce en un dolor típico (angina de pecho) y, si la obstrucción es total, el tejido cardiaco muere al no recibir oxígeno y nutrientes, lo que se conoce como “infarto de miocardio”. La ateroesclerosis es la causa principal de enfermedades cardiovasculares y otros accidentes circulatorios.

BIBLIOGRAFÍA

http://www.geosalud.com/Nutricion/trigli.altos.htm

http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/140/html/sec_5.htm

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

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

SULFAS O SULFONAMIDAS

Las “sulfas” o “sulfonamidas” (amidas de ácidos sulfónicos) son compuestos sintéticos de fórmula general R’-SO₂-NH-R y fueron las primeras sustancias utilizadas para curar y prevenir infecciones bacterianas. Aunque la penicilina fue descubierta primero (1928), sólo pudo ser aislada y comercializada a partir de 1941 porque se descompone fácilmente por el calor (ver tema 15 de AQV). Al iniciarse la II Guerra Mundial, los únicos antibióticos disponibles fueron las sulfas y sólo al finalizar la guerra fueron eclipsadas por la penicilina. La sulfa en polvo era parte importante del botiquín de primeros auxilios de los soldados, que lo esparcían sobre cualquier herida abierta.

En 1932 una empresa alemana, Farbenindustrie, dedicada a la fabricación de colorantes, patentó un fármaco con el nombre de “Prontosil”, fabricado para ser usado como colorante y después le hallaron propiedades antibacterianas. El médico Gerhard Domagk dirigió su atención hacia los colorantes azoicos, porque algunos se unen fuertemente a las proteínas del cuero o la piel, lo que sugería que podrían unirse a las proteínas bacterianas y dañarlas. Se evaluaron miles de colorantes con pruebas “in vitro” y ninguno mostró actividad antibiótica. Cuando la evaluación se hizo utilizando animales vivos (“in vivo”) se halló que varios colorantes tenían actividad anti-bacteriana. El Prontosil fue el primer medicamento para tratar infecciones bacterianas. En 1935 investigadores del Instituto Pasteur de París notaron que los ratones que habían ingerido Prontosil no excretaban el colorante y dedujeron que éste es descompuesto dentro de su organismo produciendo una molécula más simple (sulfanilamida) que tiene tanta actividad como el Prontosil.

Las diferentes sulfonamidas se logran al unir distintos radicales R al grupo sulfamida. Así se han creado miles de derivados y conseguido moléculas de mayor eficacia y menor toxicidad. Las sulfonamidas no matan a las bacterias, (no son bactericidas) sino les impiden sintetizar sus ácidos nucleicos y con ello se inhibe su reproducción (son bacteriostáticos).

En 1936, médicos ingleses y norteamericanos tuvieron impresionantes resultados al usar sulfas para tratar la fiebre puerperal (infecciones post-parto), meningitis, neumonía y diferentes infecciones estreptocócicas. Ganó amplia publicidad cuando se utilizó para tratar a Franklin Delano Roosevelt Jr., hijo del Presidente de EEUU, que estaba gravemente enfermo con una infección estreptocócica. También se usó para tratar al Primer ministro británico Winston Churchill de la neumonía adquirida en la II Guerra Mundial.

Domagk fue galardonado con el Premio Nobel de Medicina o Fisiología, 1939, pero el gobierno nazi no permitía a los alemanes recibir estos premios porque años atrás (1935) el Premio Nobel de la Paz se lo habían otorgado a un alemán (Carl von Ossietsky) que se encontraba en un campo de concentración. Finalmente, Domagk recibió su medalla en 1947 pero no el premio monetario.

Como la gente tenía preferencias por una forma líquida, en 1937 un pequeño laboratorio de Bristol preparó un “elíxir” en el que, por razones poco claras, utilizó como disolvente dietilenglicol y lo comercializó sin hacerle ninguna prueba. El disolvente usado es muy tóxico y hubieron 108 muertes casi todas por insuficiencia renal y hepática, caso que se ha llamado “desastre del elíxir sulfanilamida”. El químico responsable se quitó la vida. En 1938 se promulgó la Ley Federal de alimentos, medicinas y cosméticos (EEUU), según ella antes de comercializarse un fármaco debe establecerse su eficacia y seguridad.

Los principales inconvenientes de las sulfas son: pueden cristalizarse en los riñones (por su baja solubilidad), la resistencia de las bacterias y pueden producir alergia (urticaria y erupciones cutáneas). Las bacterias pueden desarrollar resistencia a los fármacos por mecanismos de naturaleza cromosómica (mediante mutaciones) o extra-cromosómica (produciendo enzimas que modifican o inactivan la droga o impiden su ingreso a la célula bacteriana). Las sulfas atraviesan la barrera placentaria y se observan en la sangre fetal y líquido amniótico, pudiendo producir efectos tóxicos, por eso no deben administrarse en el último trimestre del embarazo ni durante los primeros meses de vida ni durante la lactancia. A pesar de sus inconvenientes, las sulfas siguen desempeñando un papel importante en la medicina moderna, se prescriben para el tratamiento de las vías urinarias, vaginales, infecciones oculares y para uso veterinario.

BIBLIOGRAFÍA

http://antibioticosysulfas.blogspot.com/

YURKANIS, PAULA (2008). Química Orgánica. Pearson Educación. p.732 y 1301

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

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