Publicaciones de la categoría: Bioquímica

Resistencia de las bacterias a los antibióticos

01 sábado Oct 2016

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antibiotic_resistance_es

La llegada de los antibióticos ha sido una gran herramienta para las enfermedades bacterianas pero no la definitiva. La mutación espontánea de una bacteria haciéndose resistente al medicamento y la multiplicación, no es suficiente para explicar la resistencia tan elevada. La mutación de un gen ocurre una vez cada 10 a 1.000 millones de divisiones celulares, existen mecanismos de transferencia de transmisión genética en las bacterias que tienen que ser considerados como posibilidades.

 

El informe de la Organización Mundial de la Salud (OMS): “Antimicrobial resistance: global reporto n surveillance” la resistencia está afectando a muchos agentes infecciosos distintos, pero se centra en la resistencia a los antibióticos en siete bacterias de infecciones comunes graves: la septicemia, la diarrea, la neumonía, infecciones urinarias o la gonorrea.

Los principales puntos del informe son:

  • Resistencia a los antibióticos carbapenémicos: Klebsiella pneumoniae (bacteria intestinal), pneumoniae (infecciones nosocomiales- neumonías, las septicemias, las infecciones de los recién nacidos, pacientes ingresados en unidades de cuidados intensivos).
  • Resistencia a las fluoroquinolonas: tratamiento de las infecciones urinarias por coli.
  • Resistencia a las cefalosporinas: tratamientos de gonorrea.
  • Resistencia a los antibióticos en enfermedades de larga duración aumentando el riesgo de muerte. Staphylococcus aureus.

 

Datos de resistencias por regiones de la OMS

  • Región de África: coli, S. aureus
  • Región de las Américas: E.coli, K.pneumoniae, S.aureus
  • Región del Mediterráneo Oriental: penumoniae, S.aureus
  • Región de Europa: pneumoniae, S.aureus
  • Región de Asia Sudoriental: E.coli, K.pneumoniae
  • Región del Pacífico Occidental: E.coli, K. pneumoniae, S.aureus

 

 

 

 

Cronología de la resistencia a antibióticos (Wikipedia)

Antibiótico                        Descubrimiento       Introducción      Resistencia

  • Sulfonamidas                 1932                          1936                    1942
  • Betalactámicos              1928                          1938                    1945
  • Aminoglucósidos           1943                          1946                    1946
  • Cloranfenicoles             1946                          1948                    1950
  • Macrólidos                       1948                          1951                    1955
  • Tetraciclinas                   1944                          1952                     1950
  • Rifamicinas                     1957                          1958                    1962
  • Glucopéptidos                 1953                          1958                    1960
  • Quinolonas                      1961                           1968                    1968
  • Estreptograminas         1963                           1998                    1968
  • Oxazolidinonas              1955                            2000                    2001
  • Lipopéptidos                   1986                           2003                   1987
  • Fidaxomicina                  1948                           2011                     1977
  • Diarilquinolina               1997                           2012                    2006

 

Mecanismos de resistencia

El antibiótico se convierte en el primer factor de selección. La resistencia no es igual para toda la población, con diferencias morfológicas o bioquímicas, puede haber susceptibilidades totalmente diferentes, incluso en dosis bajas del antibiótico. Las resistencias no aparecen tan difundidas en Gram positivas, ya que no son capaces de incorporar plásmidos. En el caso de Gram negativos la resistencia se disemina ampliamente y se transfiere con facilidad.

1.Resistencias cromosómicas

Dan lugar a cambios estructurales, graduales, debidas a mutaciones en el proceso de replicación del ADN, por ejemplo a la estreptomicina, rifampicina, ácido nalidíxico y la vancomicina.

2. Resistencias transferibles

La bacteria adquiere información genética transferida de otra bacteria, que es resistente.  Puede prevenir ese material de microorganismos resistentes o de bacterias que producen antibióticos, a través de mecanismos de picking-up y recombinación de genes.

Según la “hipótesis del reservorio” (Sundin and Bender, 1996; Hayward and Griffin, 1994; van der Waaji et al, 1971; Stobbering et al, 1999), cierta concentración umbral de antibiótico es necesaria para inducir y luego mantener resistencias, sería aquella capaz de seleccionar bacterias, aún saprófitas. La supresión del uso del antibacteriano al que los microorganismos han desarrollado resistencia, bebería generar un fenómeno inverso, a través del cual, la población resistente, lentamente dejaría lugar a cepas susceptibles.

 

Mecanismos de transferencia de resistencias

  • Plásmidos: porciones circulares de ADN extracromosómico que puede estar codificado para resistencia a un determinado antibiótico. Cuando codifican resistencias se los denomina plásmidos R.
  • Transposones: genes saltarines, cadenas cortas de ADN que saltan de cromosoma a plásmido, en uno u otro sentido, entre plásmidos o entre plásmidos y bacteriófagos.
  • Integrones y casetes genéticos: se recombinan en un sitio específico y codifican resistencias a un solo antibiótico, junto con los transposones son los que más actúan en la adquisición de resistencias por parte de los plásmidos.

Mecanismos de resistencia

  • Inactivación enzimática: como en el caso de las betalactamasas, la bacteria la inactiva sin poder actuar.
  • Impermeabilidad de la membrana o pared celular: por ejemplo modificaciones en las porinas, lo que repercute en resistencias de bajo nivel a diversos antimicrobianos.
  • Expulsión por mecanismos activos del antibiótico: por ejemplo las resistencias a las tetraciclinas.
  • Modificación del sitio blanco del antibiótico en la bacteria: en algunos casos disminución de la afinidad del receptor por la molécula antimicrobiana.

 

Bacterias resistentes en la población humana

1.Infecciones hospitalarias 

  • Estafilococos meticilino-resistentes
  • Enterobacter cloacae
  • Enterococos
  • Pseudomonas aeruginosa

 2.Población urbana o rural

  • Streptococcus pneumoniae
  • Streptococcus pyogenes
  • Escherichia coli
  • Mycobacterium tuberculosis
  • Neisseria gonorrheae
  • Salmonella
  • Campylobacter

 

Bacterias animales en la población humana

  • Escherichia coli
  • Salmonella typhimurium
  • Campylobacter

Está ligado a eventuales transferencias entre especies,  humanos y animales. En EE.UU más del 70% de los antibióticos producidos se usan para alimentación animal (pollos, cerdos y vacas) en ausencia de enfermedad.

 

 

Instrumentos para hacer frente a la resistencia de antibióticos (OMS)

          Las personas

  • Utilizar solo antibióticos bajo prescripción médica
  • Completar el tratamiento prescrito
  • No dar los antibióticos a otras personas, ni utilizar los sobrantes

         Profesional sanitario y farmacéutico

  • Mejorar la prevención y el control de las infecciones
  • Prescribir y dispensar antibióticos solo cuando son necesarios
  • Prescribir y dispensar antibióticos adecuados para la enfermedad en cuestión

        Planificadores de políticas

  • Reforzar el seguimiento de la resistencia y capacidad de laboratorio
  • Regular el uso apropiado del medicamento

        Planificadores de políticas y la industria

  • Fomentar innovación y desarrollo de nuevos instrumentos
  • Promover cooperación y el intercambio de información entre todas las partes 

 

Links relacionados: 

  • Antibióticos Ministerio de Sanidad

http://www.antibioticos.msssi.gob.es/home.html 

  • Resistencia a los antibióticos

https://www.youtube.com/watch?v=5Mb0ICsd3L8

 

 

La cicatrización: oportunidad evolutiva en la sanación

18 domingo Oct 2015

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cicatriz

Los humanos son una especie rodeada de piel y la cicatrización es un paso evolutivo tardío que surge como respuesta a la necesidad de sanar rápidamente como cazadores-recolectores para evitar la infección o la detección por los depredadores.

La carga biomédica de la cicatrización es grande, alrededor de millones de heridas se curan con cicatriz además de la piel, la cicatrización interna es responsable de enfermedades, como la cirrosis hepática, la fibrosis pulmonar, adherencias intestinales e incluso en estado posterior a un ataque al corazón.

La regeneración es la reactivación del desarrollo para restaurar tejidos que faltan. La capacidad de regenerarse al menos alguna estructura es común en todos los phyla animales, puede darse a nivel celular como en la piel, también en tejido, órgano, estructura o el cuerpo entero para algunos animales. El ancestro de los metazoos tenía una amplia capacidad de regeneración. Esta capacidad se restringió o perdió.

Existen varias hipótesis sobre el mantenimiento de la regeneración:

  1. Hipótesis adaptativa: estaría mantenida por selección, la pérdida de la estructura permite la supervivencia del individuo como en la lagartija.
  2. Hipótesis pleiotrópica: la capacidad de regenerar una estructura está relacionada a la reproducción sexual, el crecimiento, la embriogénesis o la regeneración de otra estructura como los cnidarios donde regeneración y crecimiento coinciden.
  3. Hipótesis filogenética: el mantenimiento de la regeneración se da por razones históricas, es un carácter ancestral que no se ha perdido.

 

Esta regeneración es un proceso biológico mediante el cual los tejidos reparan sus heridas dejando una “cicatriz” que puede ser estética o inestética.

 

Este proceso de reparación lleva una serie de reacciones bioquímicas:

 

  1. Fase inflamatoria: se fagocitan y eliminan las bacterias de la suciedad, y se liberan factores que producen la migración y división de las células que toman parte en la fase proliferativa.

 

  1. Fase proliferativa: después de transcurridos dos o tres días desde la ocurrencia de la herida.

Se caracteriza por:

 

  • Angiogénesis: crecen nuevos vasos sanguíneos a partir de células endoteliales.

 

También llamado “neovascularización”, para migrar, las células endoteliales necesitan colagenasas y activadores plasminogénicos para disolver el coágulo y parte del ECM metaloproteinasas basadas en zinc digieren la membrana basal y el ECM para permitir la proliferación de células y angiogénesis. El crecimiento endotelial y la proliferación son también estimulados por la hipoxia y presencia de ácido láctico en la herida.

 

  • Fibroplasia (aumento de colágeno) y la formación de tejido granular.

 

Los fibroblastos crecen y forman una nueva matriz extracelular provisoria (ECM, “ExtraCellular Matrix) incluye fibronectina, colágeno, glicosaminoglicanos y proteoglicanos. Sus principales componentes son fibronectina y hialurónico.

 

La disposición del colágeno es importante porque el mismo aumenta la resistencia de la herida. En ausencia de colágeno lo único que mantiene a la herida cerrada es el coágulo de fibrina-fibronectina, que no provee demasiada resistencia frente a las heridas traumáticas.

 

  • La epitelización: las células epiteliales se desplazan sobre la herida cubriéndola.

 

La creación de tejido granular en  una herida abierta permite que se desarrolle la fase de reepitalización, durante la cual las células epiteliales migran a través del nuevo tejido para crear una barrera entre la herida y el medio ambiente.

 

Queratinocitos basales provenientes de los márgenes de la herida y apéndices dérmicos tales como folículos pilosos, glándulas sudorípadas y glándulas sebáceas son las principales células responsables de esta fase.

 

Si la membrana basal está dañada en la zona de la herida, la reepitalización solo se produce desde los márgenes de la herida y desde apéndices de la piel tales como folículos pilosos y glándulas sebáceas y sudoríparas que penetran la dermis y que poseen queratinocitos viables.

 

Durante la migración, la integrinas en el pseudópodo se toman de la ECM, y los filamentos de actina que se proyectan arrastran a la célula. Las células epiteliales se montan unas sobre otras para migrar. Esta capa de células epiteliales que crece, a menudo es llamada la lengua epitelial.

 

Las primeras células que se adhieren a la membrana basal forman la capa basal. En la medida que los queratinocitos migran se desplazan sobre el tejido granular pero por debajo de la “costra”, separándola del tejido en su base.

 

Para poder desplazarse a través del tejido, los queratinocitos deben disolver el coágulo, los residuos y partes del ECM para poder proseguir su viaje. Ellos secretan un activador plasminogénico, el cual activa la plasmina para poder disolver el scab.

 

Las células solo pueden migrar sobre tejido vivo por lo que deben secretar colagenasas y proteasas tales como metaloproteinasas matriciales (MMPs) para disolver las zonas dañadas del ECM que se encuentran en su camino.

 

Mientras que los queratinocitos continúan migrando, se deben crear nuevas células epiteliales en los bordes de la herida para reemplazarlos y proveer más células a la capa que avanza. Los queratinocitos continúan migrando a través de la herida hasta que la placa de células que avanza desde cada borde de la herida se encuentran en el centro, momento en el cual la inhibición por contacto hace que cese su migración.

 

 

  • La contracción de la herida: una semana después de producida la herida, los miofibroblastos ayudan a reducir el tamaño de la herida; se adhieren a los bordes de la herida y se contraen utilizando un mecanismo similar al que tienen las células de los músculos lisos. Las heridas pueden contraerse a una velocidad de 0.75 mm por día.

 

La contracción no se produce de manera simétrica; la mayoría de las heridas poseen un “eje de contracción” que posibilita una mejor organización y alineación de las células con el colágeno.

 

Los fibroblastos establecen conexiones al ECM en los bordes de la herida mediante desmosomas  y mediante un enganche llamado fibronexus, la actina en los miofibroblastos es interconectada a través de la membrana de las células a moléculas como la fibronectina y el colágeno en la matriz extracelular.

 

La ruptura de la matriz provisoria conduce a una disminución en la concentración del ácido hialurónico y  un incremento del sulfato de condroitina que gradualmente conduce a los fibroblastos a detener su migración y proliferación.  Cuando las células han cumplido con su cometido, las células no utilizadas sufren una apoptosis.

 

  1. Fase de maduración y remodelado: puede durar un año o más, dependiendo de la herida y si inicialmente cerró o se la dejó abierta.

 

 El colágeno de tipo III se degrada y en su lugar se deposita el colágeno de tipo I que es más resistente.

 

El colágeno es remodelado y realineado a lo largo de las líneas de tensión  aumentándose la resistencia a la tracción de la herida, la resistencia alcanza un valor del 50% del de un tejido normal unos tres meses luego de ocurrida la herida y eventualmente alcanzando un 80% de la resistencia del tejido normal.

 

Las células que ya no se precisan son eliminadas mediante apoptosis. Este proceso es complejo y frágil susceptible de ser interrumpido o fallar, conduciendo a la formación de heridas crónicas con problemas de cicatrización, tales como una úlcera venosa o una cicatriz como una lesión queloide.

 

 

A finales de 2013 investigadores del King College de Londres, en Reino Unido: Longaker, Rinkevich y Walmsley, descubren como los fibroblastos especializados en reparar las heridas expresando la proteína “Engrailed”, en las células EPF (engrailed-positive fibroblasts). Estas células juegan un papel importante en la cicatrización, responsables de la mayoría de las cicatrices. Expresan estas células también la proteína CD26 en su superficie, que influye en la superficie que cubre la cicatriz en la herida.

 

Mención merece en el avance del cuidado de heridas y cicatrización: Ambrosio Paré(1510–1590), el más grande cirujano del renacimiento y el padre de la cirugía francesa. Barbero de profesión, participó en guerras como “cirujano de campaña” de las tropas francesas. Aportó técnicas para disminuir el dolor y mejorar la cicatrización de las heridas. Entre sus obras destacan: “Anatomie universalle du corps humain” y “Dix Livres de la Chirurgie”

 

 

Links relacionados:

 

  • Mecanismos de cicatrización:

https://www.youtube.com/watch?v=FXkJQLv9w9U

 

  • Sociedad Española de dermatología:

http://aedv.es/

 

  • Ambroise Paré:

https://www.youtube.com/watch?v=C0q7EpxXagg

 

 

 

 

 

 

 

¿Son sanos y seguros, los alimentos transgénicos?

09 sábado May 2015

Posted by in Bioquímica, CIENCIA, Genética

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transgenicos

Una cosa es comer y otra cosa es comer sano y seguro.

Los alimentos transgénicos generalmente se consideran seguros. Sin embargo no hay pruebas suficientes para garantizar la total seguridad. No existen informes de enfermedades o lesiones. Cada alimento transgénico nuevo tendrá que evaluarse de forma individual.

Además de la FDA, la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA, Environmetal Protection Agency) y el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA, U.S. Department of Agriculture) regulan también las plantas y animales modificados genéticamente.

En enero de 2001, el Centro para la Nutrición Aplicada y Seguridad en los alimentos de la FDA (Center for Food Safety and Applied Nutrition) propuso que quienes desarrollen alimentos procesados genéticamente presenten información científica y de seguridad a la FDA al menos 120 días antes de que el producto salga a la venta.

Los alimentos transgénicos son aquellos que han sido producidos a partir de un organismo modificado mediante ingeniería genética y al que se le han incorporado genes de otro organismo para producir las características deseadas. La tecnología del ADN recombinante, manipula secuencias que generalmente codifican genes, posibilitando la extracción de un taxón biológico dado y su inclusión en otro, también la modificación o eliminación de estos genes. Incorporan un gen de resistencia a los antibióticos (gen marcador). El 18% de los cultivos transgénicos son variedades Bt (Bacillus thuringiensis) sobre todo en el maíz, para producir una toxina contra los insectos y el 73% son cultivo transgénicos de soja, maíz, colza y algodón para resistir a herbicidas como el glifosato o el glufosinato.

Alimentos producidos con bioingeniería, OMG o alimentos modificados genéticamente es lo mismo que transgénicos, son nombres alternativos.

En el año 2007, los cultivos transgénicos se extienden a 114,3 millones de hectáreas de 23 países, de los cuales 12 son países en vías de desarrollo y 7 industrializados. En Estados Unidos, el 89% de las plantaciones de soja lo eran variedades transgénicas, el 83% del algodón y el 61% del maíz.

El 99% de la superficie de transgénicos en el 2003 lo aportan: Estados Unidos (63%), Argentina (21%), Canadá (6%), China (4%), Brasil (4%) y Sudáfrica (1%). Españas sigue siendo el único país de la Unión Europea que sembró una superficie importante con cultivos transgénicos. 32.000 hectáreas de maíz Bt.

Monsanto tiene el 80% del mercado de las plantas transgénicas, seguida por Aventis con el 7%, Syngenta con el 5%, BASF con el 5% y DuPont con el 3%. Estas empresas también producen el 60% de los plaguicidas y el 23% de las semillas comerciales.

 

 

Hace millones de años el hombre comenzó a seleccionar y mejorar las plantas y los animales que consume, aprendiendo a utilizar microorganismos para obtener nuevos alimentos: vino, cerveza, pan con levadura, queso, etc.… mediante los procesos de fermentación. Es la biotecnología tradicional  frente a la moderna, introducir un gen de una especie en otra para adquirir una característica determinada.

  • Entre el 12.000 y 4.000 a. de C. se realizaba en las plantas mejora por selección artificial.
  • Tras el descubrimiento de reproducción sexual en vegetales, se realizó el primer cruzamiento intergenérico en
  • En 1909 se produce la primera fusión de protoplastos,
  • En 1927 se obtienen mutantes con mayor productividad mediante irradiación con rayos X y de semillas.
  • En 1983 se produce la primera planta transgénica. También se logra aislar un gen e introducirlo en la bacteria Escherichia coli.
  • En 1986 Monsanto, crea la primera planta genéticamente modificada, añadida un gen de resistencia para el antibiótico Kanamicina.
  • En 1994 se aprueba la comercialización del primer alimento modificado genéticamente, los tomates Flavr Savr, creados por Calgene, una empresa de biotecnología ( se les introdujo un gen “antisentido” con respecto al gen normal de la poligalacturonasa, enzima que produce la maduración del tomate, aguantado más tiempo maduro, y teniendo mayor resistencia.

 

Modificación genética de vegetales

  1. Genes antisentido: el gen antisentido produce la síntesis de un m-RNA complementario de otro-RNA, que al unirse a él impide la síntesis de enzima, haciendo por ejemplo más resistente a la fruta al ablandamiento.
  2. Genes de resistencia insectos: genes de toxina de Bacillus thuringiensis, bacteria patógena para determinados insectos.
  3. Genes de resistencia a los herbicidas: los herbicidas actúan inhibiendo un enzima, lo que produce su muerte, insertando un gen que no es su enzima inhibido por el herbicida, o insertar un gen que su enzima destruya al herbicida.
  4. Cambios en la composición: mejora la calidad nutricional, tanto en nutrición animal como en humana.
  5. Otras posibilidades: resistencia a virus, frío, etc.…

 

Modificación en animales

No han llegado aún a etapas comerciales. Lo más interesante son genes relacionados con el crecimiento rápido (peces) y obtención de leche con proteínas específicas.

 

 

 

Beneficios de los alimentos transgénicos:

  • Alimentos más nutritivos
  • Alimentos más apetitosos
  • Plantas resistentes a la sequía y a las enfermedades
  • Disminución del uso de pesticidas
  • Crecimiento más rápido de plantas y animales
  • Alimentos con características más deseables
  • Alimentos medicinales (medicamentos, vacunas)

Riesgos potenciales:

  • Cambios genéticos inesperados y dañinos en plantas y animales modificados: ingestión de ADN foráneo, esto sucede de forma constante.
  • Cruzamiento los organismos modificados con organismos naturales, llevando a la extinción del organismo original.
  • Plantas menos resistentes a algunas plagas y más susceptibles a otras.
  • Alergenicidad
  • Resistencia a antibióticos: transferencia horizontal, existe la posibilidad de que la transferencia tenga lugar a las células del epitelio gastrointestinal, se exige la eliminación de marcadores de selección a antibióticos.
  • Toxicidad general: los resultados obtenidos son contradictorios.
  • Efectos sobre el medio ambiente

 

Normativa Española en materia de OMG

Se encuentra dentro del convenio internacional: “Protocolo de Cartagena Sobre Seguridad de la Biotecnología del Convenio sobre Diversidad Biológica de 1992”. Entrando en vigor en 2003.La regulación española viene contenida en la Ley 9/2003 de 25 de abril. Las comunidades autónomas tienen capacidad para desarrollar legislación básica.

La normativa comunitaria viene constituida principalmente por: Directiva 2009/41/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 6 de mayo de 2009. Regula la seguridad y protección para las personas y el medio ambiente. Cada Estado Miembro tiene potestad para autorizar, inspeccionar y controlar las actividades relacionadas con el uso de OMG.

 

Links relacionados:

 

  • FDA “Transgénicos”

http://www.fda.gov/ForConsumers/ConsumerUpdates/ConsumerUpdatesEnEspanol/ucm439236.htm

 

  • GREENPEACE “Guía roja y verde de los alimentos transgénicos”

http://www.greenpeace.org/espana/Global/espana/report/transgenicos/2014/greenpeace_16102014_guia_roja_verde.pdf

  • EL PAIS “Agricultura transgénica”

http://elpais.com/tag/agricultura_transgenica/a/

 

 

¿Origen geológico de la vida?

28 sábado Mar 2015

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quimica vida

Jack Szostak, biólogo molecular e investigador del origen de la vida en el Hospital General de Massachusetts en Bostón, propone un nuevo marco, ya que todos los elementos esenciales hace 4 mil millones de años, según publica en la revista “Nature Chemistry” el 16 de marzo, la genética y el metabolismo pueden haber surgido de forma simultánea a través de una reacción que implica:

  • cianuro de hidrógeno (HCN)
  • sulfuro de hidrógeno (H2S)
  • impulsado por ultravioleta (UV).

Mezcla de dos gases venenosos, que crearían los cimientos de la vida en el planeta:

  • ADN
  • proteínas
  • lípidos

Los compuestos pudieron mezclarse en el agua de estanques y arroyos, generando una “sopa” venenosa que dio como resultado las primeras células.

El cianuro de hidrógeno se habría formado debido a los cometas que impactaron en la Tierra, y el sulfato de hidrógeno por las erupciones volcánicas, a esto hay que sumar la luz ultravioleta proveniente del sol.

Bravesh H. Patel del Campus Biomédico de Cambridge (Reino Unido) ha encontrado que a través del cianuro y del sulfuro se pueden producir:

  • Azúcares de dos o tres átomos de carbono (combustible para el organismo)
  • Aminoácidos (las unidades con las que se construyen las proteínas)
  • Ribonucleótidos (elementos básicos del ARN, que transporta la información genética)
  • Glicerol (unidad de los lípidos)

H2S y HCN en la Tierra Primitiva, pueden dar lugar a más de 50 moléculas distintas. El glicerol y 11 aminoácidos, se unen a las biomoléculas que se habían sintetizado, incluyendo los ribonucleótidos de citidina y uridina, y azúcares pequeños. Estas reacciones tienen rendimientos que oscilan entre el 40% y el 70%, el experimento de Miller y Urey en 1953, sobre el origen de la vida y las reacciones que tuvieron lugar a partir de la “sopa”, dando aminoácidos fue menor del 1%,donde una chispa eléctrica atraviesa una mezcla de metano, amoniaco, hidrógeno y agua.

 

John von Neumann aclaró las relaciones entre replicación y metabolismo (von Neumann, 1948):

  • Hardware: procesa la información, ARN ribosómico, ARN de transferencia—Metabolismo
  • Software: incorpora la información, ARN genómico, ADN———————Replicación

¿Qué entendemos por vida? Según Von Neumann, la vida es el metabolismo y la replicación.

El origen de la vida (1957), de A.I. Oparin,, el orden de los acontecimientos del origen de la vida fue en primer lugar las células, en segundo las enzimas y en tercero los genes. Cuando un determinado líquido oleoso se mezclaba con agua, los dos líquidos formaban una mezcla estable denominada coacervado. Propuso que la vida comenzó mediante la acumulación de poblaciones moleculares en el interior de las gotitas de coacervado. Las enzimas surgieron en segundo lugar, organizando las poblaciones moléculas . Los genes aparecieron en tercer lugar.

Tres paleontólogos californianos (Davidson et al. 1995) han recogido pruebas de que la gran mayoría de los diseños corporales actuales surgieron del desarrollo indirecto: el sistema mediante el cual un embrión separa un conjunto de células que están destinadas a producir un adulto, sin que el diseño corporal del adulto tenga conexión con el diseño corporal del embrión. Los organismos multicelulares evolucionaron mediante un proceso de dos etapas.

Primera etapa: la evolución de las formas embrionarias de complejidad limitada que carecían de la maquinaria genética para programar estructuras especializadas, incapaces de evolucionar más allá de un nivel primitivo.

Segunda etapa: evolución de las formas adultas con el equipo de controles genéticos, etapa adulta  que permite la evolución de vías metabólicas ajustadas con mucha más precisión.

Hay tres revoluciones en el origen de la vida, siguiendo estas etapas:

  1. el periodo de origen: el metabolismo y la replicación.
  2. la evolución de las células eucarioticas con la simbiosis  la invasión parasitaria
  3. la evolución de los organismos superiores: el embrión y el conjunto de células que producen el adulto.

Freeman J. Dyson (Princeton 1.999) “Los orígenes de la vida” intenta comprender de forma teórica el origen de la vida de Oparin, demostrando que la vida comienza con el metabolismo, en lugar de con la replicación exacta. Reduce la teoría de Oparin de una forma matemática en dos fases: la primera es una descripción formal de las poblaciones moleculares, como un sistema dinámico clásico y dando precisión a las ecuaciones dinámicas. La segunda fase consiste en la reducción de la teoría general a un modelo elemental con la probabilidad de interacciones moleculares.

L a población de moléculas en el interior de la gotita puede cambiar de un momento a otro por reacciones químicas dentro de las poblaciones, por reacciones que incorporan pequeñas moléculas desde el entorno, o por reacciones que expulsan pequeñas moléculas hacia el entorno. Dada una población en el estado A, tras la siguiente reacción química pasa al estado B, con determinada probabilidad, que es el elemento de la matriz M entre los estados A y B.

Así la población evoluciona a través del espacio de los estados posibles de una forma discontinua y estocástica, mediante una sencilla ecuación lineal

 

P (K+1)= M P(K)

P(k) es la distribución de la probabilidad de la población después de k etapas.

P(k+1) es la distribución de la probabilidad después de k etapas.

Los acontecimientos decisivos en una teoría del origen del metabolismo son los escasos saltos estadísticos, cuando una población molecular en un estado cuasi-estacionario experimenta una sucesión de reacciones químicas que la empuja por encima de una barrera, en contra del gradiente de probabilidad, y hacia otro estado cuasi-estacionario. Si el estado inicial es desordenado y el final ordenado, el salto puede considerarse un modelo para el origen del metabolismo.

 

 

Links relacionados:

 

  • Investigación de vida en el Universo NASA

https://astrobiology.nasa.gov/

  • Investigación de vida en el Universo CSIC España

http://www.cab.inta.es/es/inicio

 

 

 

El Sentido del Gusto: la puerta al mundo

05 sábado Jul 2014

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papilas

En los humanos, el sentido del gusto nos sirve para distinguir entre los alimentos que son nocivos y los que no lo son, los alimentos amargos son desagradables; y los salados, dulces y carnosos proporcionan sensación agradable. La comida se convierte en necesaria para mantener las estructuras y la energía necesaria para los procesos metabólicos. A través del gusto conocemos el mundo, percibimos los sabores, la temperatura, la textura. Es un sentido que nos ayuda a descubrir lo que nos rodea.

     Los vertebrados inferiores tienen el sentido del gusto distribuido por toda la superficie corporal, en vertebrados superiores, los receptores es sitúan en la lengua, pero en ningún otro sitio. Tanto el olfato como el tacto a partir del cerebro reptiliano forman parte del sentido del gusto.

La comida es esencial en la relación con los otros humanos: ceremonia, rituales cívicos y religiosos. El lugar donde comemos, la forma en que está dispuesta la mesa, los utensilios, la presentación, los colores, las cantidades, el aroma de los ingredientes, es una experiencia que integra el sentido del gusto con los otros sentidos en nuestro cerebro.

Para informarnos la lengua tiene receptores o células gustativas,  se renuevan cada 10 días, que están contenidas 10.000 papilas gustativas, en la parte superior de la lengua; las papilas calciformes (en forma de cáliz), fungiformes (en forma de hongo) y filiformes (en forma de filamentos). Las papilas sensibles al dulce y al salado se encuentran en la punta de la lengua, las sensibles al ácido están en los lados y las sensibles al amargo en la parte posterior. Los alimentos se disgregan en la lengua con la humedad de la saliva y penetran los compuestos químicos en las papilas gustativas a través de los poros. Cuando un receptor es estimulado por las sustancias, envía impulsos nerviosos al cerebro. La frecuencia de los impulsos viene determinada por la intensidad.

Cuando la sustancia se pone en contacto con la papila gustativa, se produce una despolarización de la membrana, debido a un aumento de la permeabilidad a ciertos iones, la sinapsis libera neurotransmisores que sensibilizan a la neurona, transmitiéndose el potencial de acción en dirección al cerebro por las vías sensoriales. En este proceso intervienen: el nervio VII, o nervio facial, el nervio  IX o glosofaríngeo o el nervio X, el vago. Una vez producida la sinapsis, la señal pasa al tálamo y a la corteza.

 

Los distintos sabores tienen diferentes receptores. Los cincos sabores específicos recibidos por los receptores gustativos son: salado, dulce, amargo, ácido y umami. Smith y Margolskee sostienen que “las neuronas gustativas responden a más de un tipo de estímulo, aunque cada neurona responde más fuertemente a un saborizante”. El cerebro interpreta los gustos mediante un patrón .

 

  • El sabor de sal  es agradable para los humanos ya que es clave para estimular la toma de sal, que interviene en la homeostasis de iones y el agua en el cuerpo. El receptor es el más simple que se encuentra en la boca, es un canal iónico que permite la entrada de los iones de Na en la célula. Se conoce como ENaC y se compone de tres subunidades.

 

  •  El sabor dulce señala la presencia de hidratos de carbono en solución. Necesarios para mantener las calorías del cuerpo, son deseables por el cuerpo, ya que en el curso temprano de la evolución los humanos no sabían cuando iban a realizar la siguiente comida. Implica GPCR, al activarse se libera gustducin.

 

  • El sabor agrio es agradable en pequeñas cantidades, al estar relacionado con el sabor de la sal, en cantidades grandes se vuelve desagradable al gusto, se debe a que el amargo nos está indicando: fruta demasiado madura, carne podrida y alimentos en mal estado. Se relaciona con la presencia de ácidos, producido  por un canal iónico simple que permite el paso de los iones de hidrógeno al interior de la célula.

 

  • El sabor amargo importante en la supervivencia, ya que la ingestión de un compuesto amargo puede producir lesiones o la muerte. Los compuestos amargos actúan a través de los receptores acoplados a la Proteína G (GPCR), se libera gustducin, que contribuye a la acumulación de iones de potasio en la célula y su despolarización y liberación de neurotransmisores.

 

  • El sabor umami señala la presencia del aminoácido L-glutamato, siendo placentero y favorece la ingesta de péptidos y proteínas; necesarios para los músculos, órganos, moléculas de transporte, anticuerpos y enzimas.

Umami es un vocablo que significa sabroso, fue identificado por el científico Kikunae Ikeda en 1908 profesor de la Universidad  Imperial de Tokio, descubrió que el glutamato era el responsable de la palatabilidad del caldo de agua del alga kombu.  En 1957 Akira Kuninaka descubrió el efecto sinérgico entre los ribonucleótidos y el glutamato, cuando se combinan alimentos ricos en glutamato con ingredientes que contienen ribonucleótidos, la intensidad del sabor final es mayor que la suma de ambos ingredientes. Es un sabor de regusto prolongado, induce la salivación y una sensación en la lengua que estimula la garganta, y paladar y la parte posterior de la cabeza, por si mismo no es sabroso. Es un sabor típico de los alimentos que  contienen altos niveles de L-glutamato, IMP Y GMP:

  • Pescados
  • Mariscos
  • Carne curada
  • Verduras
  • Té verde
  • Jamón ibérico
  • Productos fermentados y añejados (quesos, salsas…)

Estudios de Bioquímica han identificado los receptores del gusto responsables de la percepción: una forma modificada de mGluR4, mGluR1 y un receptor del gusto tipo 1 (T1R1 + T1R4). Se dan en cualquier lugar de la lengua acoplados a proteínas G (GPCR) con moléculas de señalización que incluyen proteínas G beta-gama, PLCb2 y liberación de calcio (Ca2+) intracelular.

 

Los problemas del gusto se producen por interferencia en la transmisión de los estímulos de sabor hacia el cerebro o que afecte a la forma que en el cerebro interpreta los estímulos. Hay dos clases de trastornos del gusto:

  • Hipogeusia: perdida de la habilidad de saborear o distinguir entre lo dulce, lo salado, lo agrio, etc…
  • Ageusia: perdida casi total de detectar sabores.

 

La sensación del gusto disminuye después de los 60 años. Se pierden primero los sabores dulce y salado, los sabores amargo y agrio duran  un poco más.

 

 

Plasmina: ¿control de la metástasis?

16 domingo Mar 2014

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Plasmin

PLASMINA

El mecanismo por el cual las células cancerosas se escapan del tumor original e invaden otros órganos, está relacionado con la PLASMINA. Joan Massagué en el Memorial Sloan Kattering Cancer de Nueva York está encontrando el mecanismo de la proliferación cancerosa en el cerebro (Cell, Volume 156, Issue 5, 1002-1016 February 2014), que aporta la posibilidad de controlar la metástasis y evitar que las células cancerosas se extiendan por el organismo.

La proteasa plasmina en condiciones fisiológicas:

  • Interviene en la remodelación de órganos
  • En la migración celular

En condiciones patológicas:

  • Interviene en la proliferación del cáncer
  • Procesos víricos
  • Enfermedades cardiovasculares

La proteólisis inducia por la plasmina es fundamental para la propagación metastásica del cáncer. La plasmina induce la permeabilidad de los vasos sanguíneos facilitando la dispersión de las células tumorales. Este mecanismo se ha encontrado en tumores de colon, pulmón y piel.

CEREBRO

Massagué también ha estudiado el mecanismo por el cual el cerebro está más protegido a la invasión de células tumorales.La plasmina es un enzima que proporciona el efecto anticoagulante de la sangre y que la presencia en los vasos sanguíneos del cerebro impide que entren agresiones externas en el cerebro.Importante la barrera hematoencefálica: solo sobreviven 1/1000 células cancerosas en el cerebro, son asesinadas por los astrocitos que secretan la proteína “Fas ligando”.

Estas que sobreviven lo hacen mediante la producción de “Serpina” que actúa como un escudo ante las balas de los astrocitos.La serpina inhibe el PA (Plasminógeno activador) y las células metastásicas crecen.La supresión del mediador Fas y la promoción de células L1 que se adhieren a moléculas dan:L1CAM (mediador celular) necesario para iniciar la metástasis cerebral.

ASTROCITOS EN EL CEREBRO

  1. No metástasis células cancerosas
  • Plasmina
  • NO L1CAM
  • SFasL
  1. Metástasis células cancerosas
  • Serpina
  • No plasmina
  • L1CAM
  • No SFasL

MASSAGUÉ

Joan Massagué Solé nació en Barcelona en 1953.Licenciado en Farmacia y doctor en Bioquímica (1978) por la Universidad de Barcelona

En 1982 se trasladó a la Universidad de Brown en Providence, Rhode Island donde descubrió la estructura del receptor de la insulina.

En 1989 pasó a dirigir el departamento de Biología Celular y Genética en el Memorial Sloan-Kettering Cancer Center de Nueva York.

Autor de 250 artículos científicos, el trabajo se ha centrado en los mecanismos de señalización para el desarrollo de los tejidos que se alteran con el cáncer.

El citocromo P450: ventana terapéutica

09 domingo Feb 2014

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CytP450Oxidase-1OG2         En la década de los 50 se observó como se encontraban pigmentos en células hepáticas:  “cito-cromo”. Omura y Sato en 1964 identificaron la naturaleza homoproteica de este  pigmento, unido al CO, con pico de absorción en el espectro UV a 450 nm (pico de Scoret).  A la hemoproteina se la denominó: “citocromo p-450 (P de pigmento y 450 de absorción en UV).

El citocromo p450 (CYP o CIP) es una familia de hemoproteínas que se encuentran en  bacterias, archaea y eucariotas. Estas proteínas usan sustratos exógenos y endógenos en las reacciones enzimáticas. La reacción más común es una reacción monooxigenasa:

RH +  O2  + 2H  +  2e ———–ROH  +  H20

RH: sustrato orgánico

Los CYP son proteinas asociadas membranas plasmáticas, mitocondrial y retículo endoplasmático donde hay una gran actividad metabólica. Metabolizan bastantes “drogas-sustratos” o componentes tóxicos del organismo. También interaccionan en la síntesis de hormonas, colesterol o vitamina D3.

El desarrollo de productos químicos hace que aumenten los Xenobióticos: compuestos de naturaleza química ( naturales- alcaloides-, contaminantes ambientales o compuestos químicos de síntesis) que llegan a las células y tejidos de nuestro organismo ingeridos, inhalados o por la piel). Son compuestos de naturaleza lipofílica atravesando así las membranas pasando al  interior de las células y uniéndose a otros compuestos lipofílicos. El citocromo p450 convierte a los xenobióticos en moléculas más polares, más hidrosolubles, más fácilmente excretables, evitando la muerte celular.

La gran importancia en farmacología se debe a la aparición de “sobredosis” por inhibición enzimática: si un fármaco inhibe la enzima que degrada un segundo fármaco, en presencia de  ambos el segundo fármaco aumenta sus niveles en sangre. También puede suceder que este por debajo de los niveles terapéuticos el segundo fármaco si el primero produce inducción.

Plantas y frutas naturales también producen “sobredosis”, así el zumo de pomelo contiene furanocumarinas que inhiben el citocromo p450, bajando la degradación del fármaco, teniendo niveles altos en sangre. Este efecto fue descubierto en 1989 por el Dr. Bailey DG. Durante  un experimento para probar el efecto del alcohol sobre felodipino (un calcio antagonista hipotensor). Se utilizó zumo de pomelo como suplemento para enmascarar el sabor del etanol, los  sujetos que tomaron felodipino + zumo de pomelo presentaban hipotensión y taquicardia, presentando concentraciones de felodipino en sangre 5 veces superior a lo normal.

No se trata de un enzima único se han identificado 2000 isoformas diferentes. Tienen una baja especificidad estos enzimas, metabolizando un número ilimitado de sustratos, principalmente  a través de oxidación, pero también de reducción e hidrólisis.

Acelera la eliminación de fármacos, también activa toxinas o precarcinógenos.

Pueden identificarse los p450s en cuatro clases, en función de cómo acceden los electrones  desde el NADPH hasta el centro catalítico del enzima, son proteínas que requieren donadores   de electrones:

Clase I : FAD reductasa + fenidoxina

Clase II: FAD/FMN reductasa cadena corta

Clase III: autosuficientes

Clase IV: NAD (P)H

En 1987 se estableció la nomenclatura de los p450, se denominaron empezando por la letra A  con una homología en la secuencia de aminoácidos del 55%, luego dentro de la subfamilia   los enzimas individuales se designan por números empezando por el 1:

——————————————————————————————–

1                                                        2                                                   3

1A1   1B

1A2

CYP1A1, CYP1A2

Para sintetizar esta superfamilia de enzimas en la naturaleza, se necesitan 2000 genes incluidos en 200 familias diferentes.

En el hombre se han secuenciado 57 genes y 47 pseudogenes pertenecientes a 18 familias.

Óxido Nítrico: ¿Aliado o enemigo?

12 domingo Ene 2014

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Oxido de nitrógeno

Hay muchas cosas que se desconocen del óxido nítrico (NO), es una de las moléculas que más se estudian en todo el mundo. Todavía no se entiende la relación que existe entre NO y moléculas como hormonas, neurotransmisores y proteínas reguladoras de la expresión de los genes.

Comprendiendo mejor estos procesos entenderemos más la fisiología animal , vegetal y dando la posibilidad de sacar nuevos fármacos al mercado.

Los sumerios curaban ya la carne con sales de nitratos, que da un color rojo característico y elimina la bacteria Clostridium botulinum que produce el botulismo.

También durante el siglo XIX si vio como en el cuerpo humano la “nitroglicerina” ayudaba a los pacientes con angina de pecho, al vasodilatar las arterias coronarias, aliviando el dolor y evitando el infarto.

Conocer la regulación de la actividad del NO es de gran importancia, debido a que el exceso de producción o la disminución pueden conducir al desequilibrio del organismo.

Pero conozcamos más del nitrógeno, se puede encontrar principalmente como N2O, NO, NO2, N2O3 y N2O5, también en forma de amoniaco NH3. Es un componente esencial de los aminoácidos y los ácidos nucleicos vital para los seres vivos. También el nitrato es usado por las plantas para formar el grupo amino de los aminoácidos de las proteínas que se incorpora así a la cadena trófica con el CICLO DEL NITRÓGENO.

El óxido de nitrógeno tiene buena solubilidad en el agua formando ácido nítrico:

3NO2 +  H20 —————— 2HNO3  +  NO

El NO es una molécula formada de dos átomos: un átomo de oxígeno y otro de nitrógeno.   El oxígeno tiene 8 electrones y el nitrógeno tiene 7 electrones; por lo tanto se aparean formando  la molécula NO, que contiene un electrón desapareado que hace que interaccione rápidamente  con otros átomos como el S que se da mucho en las proteínas. Este proceso de unión a las proteínas y otras moléculas se llama NITROSACIÓN.

El NO también interacciona con proteínas como hemos dicho, con ferroproteinas y hemoproteínas con el átomo metálico (Fe), fundamentales en los procesos biológicos: producción de  energía, transporte y almacenamiento de oxígeno y transducción de señales celulares.

El NO en el organismo se produce a partir del (NOS) (nitric oxide synthase).

El interés por entender la química y el efecto fisiológico del NO lo ha ampliado estudiándolo desde los vertebrados hasta las plantas y las bacterias.

En 1987 Salvador Moncada descubrió que es un mensajero vital del cuerpo para la relajación de los músculos, hoy se sabe que esta relacionado:

  • con el sistema cardiovascular
  • el sistema inmunitario
  • el sistema nervioso central
  • el sistema nervioso periférico

En 1991 en el hospital de Lund, Suecia, se demostró que el óxido nítrico activa la erección  del pene, por medio de la relajación del músculo que controla el flujo de sangre en el cuerpo    cavernoso, permitiendo la entrada de sangre, que es necesaria para la erección; efecto que genera “Viagra” liberando óxido nítrico,  para corregir la disfunción eréctil.

En 1998 los doctores Ignarro, Furchgott y Murad, obtuvieron el premio Nobel  por sus aportes a la fisiología humana, en el estudio del papel que juega en la regulación de la  presión sanguínea. Esta señal que se genera en las neuronas, tiene como blanco las células  endoteliales de los vasos sanguíneos, se induce la síntesis del NO por las NOS que hemos  mencionado del tejido endotelial, este NO que se produce se difunde hacia la capa de músculo    liso que rodea al vaso sanguíneo, relajándose, y bajando la presión sanguínea.

Así se sabe actualmente que el NO interviene en un gran número de procesos celulares que   permiten la supervivencia de los seres vivos. Pero el descontrol pone en peligro la   supervivencia:

  • hipertensión
  • disfunción eréctil
  • procesos neurodegenerativos: Alzheimer y Parkinson
  • disfunción inmunológica: choque séptico.

Membrana celular y absorción de fármacos

03 domingo Nov 2013

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sinapsis tomas südhof

La acción de cualquier fármaco requiere  una concentración adecuada en el medio que baña el órgano diana (dosis-concentración). El paso del fármaco hasta la circulación sanguínea se conoce como ABSORCIÓN dentro de la FARMACOCINÉTICA. Paso de fármacos a través de las membranas biológicas, dosis y concentraciones plasmáticas alcanzadas, lo que el organismo hace sobre el fármaco.

Como biólogo no puedo dejar el punto de vista evolutivo de la MEMBRANA. Oparin estaba a favor de la existencia del “coacervado”, las gotitas de coacervados pueden variar de tamaño desde una micra hasta 500 micras. Muchas se encuentran separadas del “medio” por la membrana, un engrosamiento de la parte externa del polímero, cuya función es el aislamiento del medio externo.

Esto es de gran importancia en los eucariotas, como forma de establecer una separación entre ellos y el exterior, ya que los sistemas vivientes tienen tres exigencias fundamentales:

  1. Membrana que separa el organismo vivo del entorno.
  2. Metabolismo con enzimas.
  3. Genes que transmiten información a los descendentes.

Así lo primero que tiene que solucionar un microorganismo es captar los nutrientes del exterior. La bicapa lipídica de la membrana impidiendo la entrada de sustancias por su acción impermeable, tiene que disponer de mecanismos específicos para la entrada de nutrientes, conociendo estos factores vamos a facilitar el paso de los fármacos a través de la membrana.

De siempre se consideran tres formas de transporte de sustancias a través de la membrana:

  • TRANSPORTE PASIVO INESPECÍFICO O DIFUSIÓN SIMPLE

Consiste en la difusión pasiva de sustancias, debido a que la membrana es impermeable, tiene que haber una diferencia de concentración a ambos lados de la membrana.

Influyen:

a) constante de permeabilidad (P)

b) área o superficie total (A) a través de la que se produce el transporte.

  • TRANSPORTE PASIVO ESPECÍFICO O DIFUSIÓN FACILITADA

Permite el paso de compuestos por difusión a través de transportadores estereoespecíficos y sobre la base de un gradiente de concentración. El transportador suele ser una proteína PERMEASA o FACILITADOR, donde la conformación determina un canal interior, la proteína tiene un cambio estructural que libera la molécula en el interior.

La difusión facilitada tiene propiedades de reacción enzimática:

a) especificidad de sustrato

b) cinética de saturación Michaelis-Menten, la velocidad de transporte aumenta con la concentración de sustrato, hasta un valor límite (Vmax).

Evolutivamente este sistema de transporte es común entre los eucariotas debido a que es frecuente que se den gradientes de concentración de los nutrientes.

FACTORES DETERMINANTES DE LA DIFUSIÓN PASIVA

  • tamaño (peso molecular)
  • área de absorción
  • liposolubilidad (velocidad): coeficiente de partición lipido agua
  • ionización (capacidad de paso): ecuación de Henderson-Hasselbalchconcepto de pH y pK

concepto de atrapamiento iónico

  • TRANSPORTE ACTIVO

Es el transporte de sustancias en contra de gradiente de concentración, lo que requiere un gasto de energía:

a) gradiente de H+ (potencial electroquímico de protones) creado a ambos lados de la membrana, por respiración y fotosíntesis.

b) por hidrólisis de ATP

Evolutivamente es más propio de procariotas donde se encuentran en una baja concentración de nutrientes, se basan en permeasas, una vez captado el sustrato con afinidad, se libera la sustancia en el interior celular.

  1. transporte activo ligado a simporte de protones
  2. transporte activo ligado a simporte de iones Na+
  3. transporte activo dirigido por ATP
  4. transporte acoplado a translocación de grupos (unión covalente con un grupo químico)frecuente en bacterias aerobias o anaerobias que recurren a la fermentación.

FACTORES DETERMINANTES DEL TRANSPORTE ACTIVO

  • difusión facilitada a favor de gradiente
  • transporte activo (selectivo, competitivo, saturable)

        1.transportador neutro de aminoácidos (LNAA)

           levodopa, baclofen, alfametildopa

       2.transportador de oligopeptidos (Pept-1)       

           captopril, otros IECAs y amino betalactámicos

       3.transportador de ácidos monocarboxílicos

           pravastatina, ácido amino salicílico

 

 

Ahora vamos a mirar las VIAS DE ADMINISTRACIÓN DE FÁRMACOS relacionadas con la  ABSORCIÓN.

A) Absorción de fármacos por vía gastrointestinal

  • variables de carácter químico
  • ácido o base
  • grado de ionización
  • peso molecular
  • liposolubilidad
  • variables fisiológicas

motilidad gástrica

pH

área

flujo esplácnico

presencia de comida

  • interacciones farmacomedicamentosasfenómeno de primer pasoflora bacteriana
  • factores galénicospreparacionesmicronizacióntamaño de las partículas

    B) Efecto de la comida sobre la absorción de fármacos

  • Disminuye la velocidad de absorción o la biodisponibilidad
  • Algunos medicamentos necesitan un pH de digestión para ser absorbidos: griseofulvina, saquinavir
  • disminuyeAAS, amoxicilina, ciprofloxacino, eritromicina, isoniazida, ketoconazol, levodopa, rifampicina, teofilina, tetraciclina
  • retrasaamoxicilina, AAS, cimetidina, digoxina, eritromicina, furosemida, paracetamol, potasio, teofilina, valproato
  • no cambiaclorpropamida, diazepam, digoxina, glibenciamida, metronidazol, prednisona, sulfamidas, bendroflumetiazida, tiouracilo, tolbutamida
  • aumentacarbamazepina, clorotiazida, dicumarol, fenitoina, griseofulvina, hidralazina, litio, nitrofurantoina, propoxifeno, propanolol

 

          C) Vías de administración de fármacos

 

  • Oral
  • Sublingual
  • Rectal
  • Tópica: cutanea, transcutanea, aerosol nasal, colirio, vaginal
  • Inhalación
  • Inyección: subcutánea, intramuscular, intravenosa, intratecal, intraarticular

 

 

Los estudios de transportes en membranas celulares son de gran importancia en las enfermedades, abren el conocimiento de los mecanismos vinculados a enfermedades.

Así Thomas C. Südholf  biólogo, neurólogo fue galardonado este año con el Premio Nobel de Medicina, junto a James E. Rothman y Randy Schelkman por sus estudios sobre estos mecanismos membranosos en la comunicación sináptica que producen enfermedades: Alzheimer, autismo, esquizofrenia. Enfermedades neurodegenerativas cerebrales relacionadas con la liberación de neurotransmisores en las sinapsis, hendiduras sinápticas y receptores postsinápticos que permiten a las neuronas intercambiar información en milisegundos.

 

Bibliografía:

  • Randa Hilal-Dandan, Laurence L. Brunton; «Manual de farmacología y terapeútica». 2 ed. Ed. Interamericana. Mc. Graw Hill. 2008
  • David L. Nelson y Michael M. Cox; «Principios de Bioquímica» E. Omega.2009
  • Nobel Prize in Physiology or Medicine. James E. Rothman, Randy W. Schekman, Thomas Südhof.
  • https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2013/press-release/ 

Duran Reynals: virus y cáncer

29 sábado Jun 2013

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Duran

Barcelona 1899- New Haven 1958

Hoy traigo a mi blog este pequeño semblante del médico e investigador Duran Reynals, un gran científico español de principios del siglo XX. Durante las décadas 1950, 1960 investigó la biología de los tumores, defendiendo el origen vírico de determinados tipos de cáncer. A causa de la guerra civil española de 1936 al 1939, la mayor parte de los fisiólogos catalanes se integraron en grupos de investigación de América y Europa, como el caso que nos atañe.

Era un hombre flaco, amable, concentrado, de gestos suaves y mirada intensa. Valoraba más a las personas por lo que son que por sus títulos, empeñado en adquirir conocimientos. Ordenado y meticuloso, acudía todos los días con sus gráficos, esquemas y resultados estadísticos al laboratorio a las 9 de la mañana hasta las 5 de la tarde, infatigable observador de la naturaleza.

Empezó la carrera de medicina en la Facultad de Barcelona en 1920, debido a la guerra civil se traslada a Marruecos, acabando la carrera en 1924, marcha a París al Instituto Pasteur. Toma contacto con Constantin Levaditi y comprueba que los virus procedentes del cultivo de testículos producían lesiones mas extensas que los procedentes de otro tipo de cultivos. Supuso que se debía a una sustancia “FACTOR T”, presente en el testículo.

En 1926 obtiene una subvención de la Liga Española contra el Cáncer y entra a trabajar en el Rockefeller Institute estando 12 años, hasta que se traslada a la Universidad de Yale como profesor-investigador hasta 1958 año en que fallece.

Hizo mucho el Dr. Duran Reynals por entender e interpretar los “virus tumorales”, durante los años en los que la teoría de la “carcinogénesis viral” no contaba con aceptación en el mundo científico. Demostró que un virus “tumoral” en condiciones apropiadas se comporta como un virus ordinario (infección y citotoxicidad), destruyendo las células. Pero los virus ordinarios pueden comportarse como virus tumorales, cuando el sistema inmunitario esta deficiente.

Defendía la teoría de que los virus pueden estar “latentes” durante años en un organismo, hasta que una serie de factores entre ellos la edad, los pone en actividad: “una infección aguda” en la infancia puede ser un “cáncer crónico” en la vejez.

Dos temas son los principales en su actividad investigadora:

  • Origen viriasico del cáncer
  • Factor de difusión T: “spreading factor” o “hialuronidasa”

La hialuronidasa es un enzima, polisacárida que desintegra el ácido hialurónico, de las barreras polisacaridas, penetrando el agente.

García Valdecasas establece que el “factor Reynals” incide en cuatro campos:

  1. bacteriología: las bacterias atraviesan los tejidos (gangrena gaseosa)
  2. patología: asociación de gérmenes agravan la infección, al portar alguno de ellos el factor (bacilo tuberculoso y catarro común).
  3. fisiología: poder de penetración del espermatozoide en el óvulo.
  4. patogenia: se encuentra el factor en  “enfermedades del mesenquima”

Sus teorías fueron defendidas por el Dr. Stanley, premio Nobel de Química en 1946.