Conmemoración de todas las Víctimas de la Guerra Química. (EDITORIAL. ABRIL-2019)

Alejandro Alfredo Aguirre Flores.

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     “Trabajar juntos por un mundo libre de armas químicas” es el lema de la OPAQ, Organización para la Prohibición de las Armas Químicas, organismo internacional con sede en La Haya (Holanda), encargado de la aplicación de la Convención sobre Armas Químicas, que en 2013 fue congratulado con el Premio Nobel de la Paz, por su importante labor en la erradicación y desmantelamiento de las armas de la Guerra Civil Siria. La ejecución de la Convención sobre Armas Químicas (CAQ), empezó el 29 de abril de 1997, fecha verdaderamente histórica para la humanidad, sin embargo, después de 22 años de la firma poco o nada se sabe sobre la implicación de esta convención; por esta razón el equipo editorial de Mi Septiembre Rojo, en la vigésima segunda Conmemoración de todas las Víctimas de la Guerra Química, se une a esta lucha por la ética y la verdadera Paz Mundial, mediante la difusión del presente editorial.

Entrada en vigencia la firma del (CAQ), se acordó entre los Estados miembros de la ONU, mediante acuerdo multilateral el desarme mundial, concentrándose en la eliminación de armas de destrucción masiva, pese a las esforzadas negociaciones que duraron años en la Conferencia de Desarme y en la Comisión Preparatoria, previo al nacimiento de la OPAQ [1], dicha organización centra sus esfuerzos en suprimir la producción , almacenamiento transferencia y empleo de armas químicas, esfuerzos que tienen por finalidad finiquitar la existencia de tales armas, que en definitiva se constituyen como un riesgo para la humanidad. Desde la antigüedad, diversas sustancias químicas eran empleadas como armas, por ejemplo, ciertas comunidades aborígenes de África disponen de plantas que contienen glucósidos cardíacos como la ouabaína presente en plantas del género Acokanthera, cuya toxicidad suponen un riesgo mortal; la lista de especies sería interminable, sin embargo su uso ha evolucionado a escalas masivas cuyo impacto es significativo en tácticas de guerra modernas.

La ouabaína, también conocida como estrofantin-G, Acocanterina, Octahidrato de ouabaínay kombetina, es un poderoso glucósido cardíaco de acción rápida que se extrae del Strophanthus gratus y de la corteza de Acokanthera ouabaio.

SE RECOMIENDA EL ESPECIAL DE DATOS CURIOSOS DE LA QUÍMICA : Edición especial: Envenenamientos, muertes e intentos de asesinato.

De esta manera es que se pasó desde los fitotóxicos hasta los humos mortales, como lo son los humos de arsénico y amoniaco, su uso se considera como una acción cruel e innecesaria que en otras palabras no deja de ser un “juego sucio” entre dos partes en pugna, bien pude decirse que entre dos naciones en litigio de guerra, sin embargo, la “guerra química” es una realidad presente principalmente en la violencia de género y es allí donde radica el verdadero problema entorno al mal uso de sustancias químicas por ejemplo, Diario “El Tiempo” de Colombia afirma que en el 2012 se registraron 162 casos y en 2013 fueron 69 casos donde el factor en común fue la alta incidencia de los ataques en mujeres provocados por sus propias parejas [2], estos casos registraron el uso de vitriol entre otras sustancias. El fenómeno se tornó de carácter global, a tal punto que la Acid Survivors Trust International (ASTI), afirma que 1500 personas son atacadas con ácido cada año en el mundo donde cerca del 80% son mujeres y en el 90% de los casos los agresores son varones, más allá de una evidente violencia de género, es una muestra significativa del mal uso de sustancias químicas que comprenden la lucha por la erradicación de este tipo grave de violencia, que a opinión personal de éste su autor, es parte indiscutible de la neo guerra química que suscita desde los hogares disfuncionales en todo el mundo. Esta indiscutible falta de civilidad promueve los esfuerzos internacionales por erradicación de las armas químicas en todos sus niveles, en el caso de los eventos “menores” de ataques químicos por efectos violencia intrafamiliar es y debe ser reglada desde la legislación civil de cada nación.

Natalia Ponce de León se ha convertido en el rostro de las víctimas de ataques con ácido sulfúrico en Colombia, país que ocupa el primer lugar en el mundo en ataques con ácido, como una forma de violencia hacia las mujeres. 

Por otro lado, las armas químicas de mayor impacto promovieron acuerdos internacionales que datan desde 1675 cuando en Estrasburgo, los líderes de Francia y Alemania acordaron la prohibición de balas envenenadas, el mismo escenario se vivió doscientos años más tarde (1874), en Bruselas, cuando se habló sobre el Proyecto de declaración internacional en referencia a las leyes y costumbres de guerra, el acuerdo de este proyecto prohibía el uso de proyectiles envenenados o cualquier otro material que causaran a sus víctimas daños o sufrimientos innecesarios, lastimosamente nunca entro en vigor, reflejando que para la época encontrar un consenso ético para la guerra no era más que un sueño utópico.

Ya en el siglo XX, partiendo desde la Conferencia de Paz de La Haya (Holanda), todas las partes prohibieron textualmente: “el empleo de proyectiles que tengan por único objeto el esparcir gases asfixiantes o deletéreos”, reiterándolo en la siguiente Convención de La Haya (1907) [1]. Empero a dichas medidas y ante la evidente e indiscutible utilización de armamento químico durante la primera guerra mundial, la definición de “guerra química”, nace en la localidad de Ypres (Bélgica) el 22 de abril de 1915, era jueves y empezadas las horas de la tarde un globo asciende desde las trincheras alemanas lanzando una potente bengala roja, señal que ordenaba al ejército alemán en un frente de 6.5 km se disponga abrir los grifos de unos 5700 recipientes de gas cloro, equivalentes a 168 toneladas métricas, en contra del ejército francés y argelino mismos que al pensar que se trataba de humo normal, sin imaginar que se trataba de una gran nube de gas toxico de color gris verde por sus propiedades químicas, fueron tomados por sorpresa presentando graves síntomas de ceguera, tos, vomito, náuseas violentas, y dolores de cabeza y pulmones, que llevaron a un total de 10000 hombres repartidos en dos divisiones al pánico colectivo, que sin con justa razón los indujo a la retirada, el impacto de ataque increíble incluso para el mismo ejército alemán, que no supo aprovechar dicha rupturas de filas enemigas, a lo cual el ejército canadiense intervino tratando de neutralizar el gas con paños empapados de su propia orina lo que les permite resistir en sus posiciones con un trágico saldo de 1500 soldados canadienses muertos. Finalmente mueren asfixiados en Ypres unos 5000 soldados y otros miles quedando severamente incapacitados por el gas cloro puesto que en la mayoría generó insuficiencia respiratoria [3].

La Segunda Batalla de Ypres: El Infierno Químico

Al final de la primera guerra mundial se habían liberado un enorme total de 124.200 toneladas métricas de gas mostaza (bautizada como iperita de Ypres) (C₄H₈Cl₂S), así como otros agentes químicos, con ellas más de 90.000 soldados tuvieron sin lugar a dudas una muerte espantosa, cerca de 1´000.000 de hombres volvieron de la guerra totalmente ciegos y probablemente miles con daños causados por la pérdida de conciencia, como daños neurológicos, desfiguraciones o incluso lesiones. Este horrendo panorama que como saldo dejo la guerra química, llevó a las naciones a planear estrategias militares y establecer protocolos, así es que en 1925, el conocido Protocolo de Ginebra, impulso la negociación mediante diversos instrumentos jurídicos de la prohibición del uso en la guerra de gases asfixiantes, armas biológicas (bacterias y virus) y sustancias toxicas [1], lastimosamente nunca se consideró el desarrollo de dicho armamento , por lo que silenciosamente las naciones seguían invirtiendo en el avance de estas poderosas armas y muchos de los países miembros se negaron a cumplir el protocolo en ya que muchas naciones con las que se tenía enfrentamientos no pertenecían al protocolo porque consideraron “justo” atacarlos basados en ese hecho.

Los avances científicos entorno a las armas químicas tuvieron auge entre los años 20 a 30 cuando un sinfín de sustancias neurotóxicas fueron descubiertas, despertando interés especial en las naciones que formaron parte del conflicto bélico de la segunda gran guerra mundial, donde las armas químicas  también tuvieron su parte, a tal punto que al finalizar la Guerra Fría, tanto Estados Unidos como la extinta URSS llegaron a poseer decenas de millares de toneladas de armas químicas.

Las negociaciones empiezan formalmente, en 1972 con la Convención de las Armas Biológicas (CAB), cuyo principal problema fue la inexistencia de métodos de verificación de las medidas tomadas, posteriormente en 1980 la Conferencia de Desarme estableció un grupo de trabajo específico sobre las armas químicas [1], casi 5 años más tarde, dicho grupo propuso términos de evaluación del convenio. Precisamente fue en esa década que se produjeron diversos factores que favorecieron el desarme y destrucción de las armas químicas en cuestión, dichos factores fueron inicialmente el acercamiento entre las grandes potencias, el ataque químico en 1988 contra Halabja, en Iraq, la amenaza de guerra química en el transcurso de la Guerra del Golfo y el posible acuerdo bilateral entre la URSS y USA para la destrucción de las armas químicas así como la finalización de su producción.

El trasfondo de las negociaciones se veían siempre empañadas por los deseos persistentes de los Estados Unidos, quienes insistían en tomarse el derecho de reprimir con el mismo nivel (químico) en caso de que algún Estado miembro rompiera el pacto, tema que se fue “superando” muy lentamente. De esta manera el proyecto de Convención de la Conferencia de Desarme entró en debate entre los años 1992 y 1993 cuya firma realizaron 130 países en la Asamblea General de las Naciones Unidas, el 13 de enero de ese año, en París. Posteriormente los países que firmaron la convención entraron en un periodo de preparación para el desarme, estableciendo su primera Secretaria Técnica Provisional en La Haya en febrero de 1993, el convenio entró en rigor el 31 de octubre de 1996 en Hungría, país que fuese el 65º en firmar el acuerdo, esta Comisión Preparatoria llevó a cabo 16 reuniones oficiales cuyo principal logro fue la creación de Laboratorio y Almacén de Equipo de la OPAQ, finalmente la Comisión se encargó de preparar la sede oficial de la OPAQ en La Haya que empezó sus operaciones el 29 de Abril de 1997.

En la actualidad la OPAQ cuenta con 189 países miembros, mismo que representan el 98% de la población mundial [4]. Países como Corea del Norte, Angola, Egipto, Sudán del Sur no han firmado el acuerdo y países como Israel y Birmania no lo han ratificado desde su firma en 1993. Según la OPAQ en todas sus operaciones ha sido necesario la inspección “in situ” de su destrucción para garantizar el desarme, en la actualidad ya se han realizado más de 6300 inspecciones, según sus propias cifras, entre los años 1997 y 2013 realizó 5167 inspecciones en territorio a alrededor de 86 países. Un 81% de agentes químicos en armamento en el mundo han sido destruidos y hasta el 2013 un 57% de las municiones y contenedores químicos de las municiones han sido eliminados. Por esta razón es que el 11 de octubre de 2013 el Premio Nobel de la Paz fue otorgado a dicha organización (OPAQ) por la supervisión y desmantelamiento del armamento militar químico del ejército sirio de Bashar al Asad, tras el ataque químico en un suburbio de la ciudad de Damasco controlada hasta entonces por los rebeldes el 21 de agosto de 2013, donde se dejó centenares de muertos civiles, enviados especiales de la ONU junto con la OPAQ determinaron que el ataque se perpetuo con gas sarín.

Damasco atacado con gas sarín

Niños intoxicados por los gases en el barrio de Douma, en las afueras de Damasco.

Inspectores de OPAQ

Cifras más actuales mencionan que se la OPAQ ha verificado la destrucción cerca de 57740 toneladas métricas, mismas que equivalen al 81.1% de las armas químicas declaradas en el mundo. Afortunadamente Albania, India y Corea del Sur han completado la destrucción de sus arsenales químicos declarados, de igual forma la OPAQ reporta que Estados Unidos ha desmantelado 90% de sus inventarios, Libia un 51% y Rusia una 70% de sus respectivos inventarios declarados.

La eficiencia con que se desarrollaron sus operaciones llevó a la Organización a una reputación de profesionalidad e imparcialidad. La otra cara de la moneda es que en la actualidad países como Rusia han propuesto el análisis de la reestructuración de la OPAQ y han tomado cierta reticencia junto con China, tras no aceptarse profesionales Rusos en las operaciones de la OPAQ, adicionalmente en 2018 gobierno ruso se ha visto envuelto en escándalos fuertes como lo es el envenenamiento fallido del ex espía ruso Sergei Skripal y su hija Yulia el 6 de marzo del 2018, tras la confirmación del envenenamiento por análisis realizados por la OPAQ en Reino Unido lo que ha llevado a serias disputas legales tras la denuncia e informe emitido en el gobierno de Theresa May, sin embargo no se ha hecho pública la sustancia química empleada, esta acción llevo a graves disputas diplomáticas entre ambas naciones tras disponerse del personal ruso del Reino Unido. Los retos de la OPAQ, en la actualidad son aún más grandes, puesto que tras el taque Salisbury (Reino Unido) cuando se pretendió dar de baja a Skripal, las relaciones diplomáticas de la OPAQ con Rusia se volvieron más tensas puesto que mantiene su posición de haber eliminado la mayor parte de sus arsenales químicos generando así un cruce de severas acusaciones.

Finalmente, en esta Vigésima Segunda Conmemoración de Todas las Víctimas de la Guerra Química, nos hacemos eco del factor más relevante del presente artículo, LA PAZ, una paz que se construye con esfuerzos de TODOS, de todos los países miembros y de todos sus profesionales químicos, mismos que están llamados a proceder con ética. La OPAQ por su parte hasta el pasado 31 de enero de 2019, afirma que las reservas de armas químicas declaradas en el mundo fueron destruidas en un alentador 96.8%, las reservas declaradas totales de agentes químicos peligrosos asciende a 72.304 toneladas métricas, mientras que las existencias de agentes químicos destruidos equivalen a 69.987 toneladas métricas; las instalaciones de producción de armas químicas declaradas son 97 en todo el mundo, mientras que se han destruido otras 74 instalaciones, de igual forma se han declarado 23 instalaciones se han convertido para fines pacíficos y de investigación [5]. El reto de la OPAQ es terminar con la inspección de 19 instalaciones pendientes entre otros asuntos como es la desactivación de armamento abandonado, la eliminación de armamento perteneciente a antiguas guerras y diversos laboratorios de investigación química en todo el mundo; para lo cual en el presente la OPAQ dispone de 22 laboratorios ambientales (en 18 Estados), 17 laboratorios de biomédica (en 13 Estados), todo ello regidos tanto a la convención 122 (entorno a legislación integral de la aplicación del convenio) y de la convención 33 (acerca de la implementación de la firma entre los Estados miembros), cuenta además con un presupuesto para 2019 de 69.689.837 €, y una afiliación actual de 193 países miembros encabezado por 1 Estado signatario y 3 no signatarios, encargados del cumplimiento de la principal misión: un mundo libre de armas químicas y de la amenaza de su uso, que la química y sus ciencias derivadas sean empleadas para la paz el progreso y la prosperidad.

Referencias

[1]	OPAQ , «ORGANIZACIÓN PARA LA PROHIBICIÓN DE LAS ARMAS QUÍMICAS,» Orígenes de la Convención sobre las Armas Químicas y de la OPAQ, Marzo 2016. [En línea]. Available: https://www.opcw.org/sites/default/files/documents/Fact_Sheets/Spanish/Fact_Sheet_1_Espanol_vs2.pdf. [Último acceso: 09 Abril 2018].
[2]	D. P. AVENDAÑO, «Perdón sin olvido: Diana y el temor a que su tragedia se repita,» DIARIO EL TIEMPO, 20 Julio 2016.
[3]	LA VANGUARDIA, «Ypres, nace la guerra química,» LA VANGUARDIA, 22 04 2015.
[4]	CINABRIO EDITORES, «GANÓ NOBEL DE LA PAZ 2013 LA ORGANIZACIÓN PARA LA PROHIBICIÓN DE LAS ARMAS QUÍMICAS,» cinabrio blog, 11 10 2013. [En línea]. Available: http://cinabrio.over-blog.es/article-gano-nobel-de-la-paz-2013-la-organizacion-para-la-prohibicion-de-las-armas-quimicas-120541125.html. [Último acceso: 9 04 2019].
[5]	Organización para la Prohibición de Armas Químicas. Copyright © 2019, «Organización para la Prohibición de Armas Químicas,» OPCW por los números, 2019. [En línea]. Available: https://www.opcw.org/media-centre/opcw-numbers. [Último acceso: 10 04 2019].

 

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Datos curiosos de la Química. (Parte VI. 41-45)ESPECIAL NOMBRES CURIOSOS 2

Alejandro Alfredo Aguirre Flores.

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     En la entrega anterior se habló de nombres muy curiosos para algunas sustancias químicas de naturaleza bastante peculiar, por lo que antes de iniciar los invito a visitar la primera parte de este especial en el siguiente enlace: Datos curiosos de la Química. (Parte V. 36-40) ESPECIAL DE NOMBRES CURIOSOS. Bienvenidos.

41.- OROPIMENTE

El oropimente es un mineral bastante raro del arsénico y se presenta con la fórmula As₂S₃, su color se constituye como un verdadero atractivo para la vista, presenta tonalidades amarillentas y doradas. Algunos historiadores en química sostienen que fue Alberto Magno el primero en aislar arsénico a partir de este mineral en el siglo XIII [1], aunque en la actualidad se Considera descartada dicha posibilidad. Lo cierto es que Plinio el Viejo es el primero en citar al oropimente denominándole “auri pigmentum” (pigmento dorado) por su semejanza al oro. Lo curioso del oropimente, es que en repetidas ocasiones era confundido por oro propiamente dicho, otros alquimistas en la edad media lo confundían por cobre y lo que llama la atención es que la bibliografía menciona que dichos alquimistas esperaban obtener plata de este curioso mineral, para lo que procedían a quemarlo en el aire de modo que se producía anhídrido arsenioso, un toxico tan poderoso que terminaba matándolos.

42.-  FLORES MARCIALES

Este curioso nombre etimológicamente hablando viene de la traducción latina “Flores de Marte”, este curioso nombre se usa para designar al tetracloroferrato (III) de amonio (NH₄ FeCl₄) dentro de la química de complejos de coordinación, junto con éste todas las sales de hierro que se forman en la soluciones de cloruro de amonio [1]. Las flores marciales amoniacales eran utilizadas como excitantes y emenagogo para preparar algunas aguas y soluciones minerales ferruginosas, por esta razón también era denominado como Muriato de amoniaco ferruginoso.

 

43.- ÁCIDO CÓMICO

Un nombre algo alejado de la realidad y que más bien precede de una mala traducción, su nombre original en inglés es el “commic acid” que en realidad debe escribirse ácido commico y al contrario de lo que aparentaría su nombre este compuesto se encuentra dentro de algunas especies vegetales como la Commiphora pyracanthoides, especie perteneciente a la flora africana en Mozambique, esta especie pertenece a la familia de la mirra, y nada tiene que ver con el buen humor, la IUPAC  a su vez no reconoce al “ácido cómico” como un nombre adecuado para este compuesto por lo que se recomienda su correcta escritura.

Commiphora pyracanthoides subsp. pyracanthoides

44.- ÁLCALI ORINOSO

La mayoría de soluciones acuosas de amoniaco han tomado diversos nombres durante la historia debido principalmente a sus potentes hedores, en el siglo XVIII se les denominaba álcalis orinosos precisamente por la similitud que presenta su olor con el de la orina con el paso del tiempo, se denominaron también “soluciones agrio amoniacales”, “espíritu alcalino volátil” e incluso “espíritu de cuerno de venado”, este último nombre se utilizó en procedimientos que implicaban la destilación de las soluciones con virutas extraídas de los cuernos de estos animales y su potente olor se le atribuía al espíritu del venado macho [1].

45.- ANTIPAIN

Antipain dihydrochloride (C₂₇H₄₄N₁₀O₆•2HCl)

No te dejes engañar por su nombre, este compuesto químico no actúa como un inhibidor del dolor como podría creerse a simple vista, en realidad actúa como un inhibidor de proteasa [2] para evitar la degradación de proteínas. Éste es un compuesto altamente tóxico que irónicamente produce dolores muy insoportables al contacto con la piel [1], según la fuente es un oligopéptido que se aísla a partir de bacterias (actinomicetos o actinobacterias) mismas que producen largos filamentos al crecer, demostrándonos así que la química puede ser muy irónica en sus nombres.

Actinomicetos, bacterias grampositivas anaeróbicas que se parecen a los hongos.

Referencias

[1]	D. Pleé, «Pontificia Universidad Católica del Perú,» Revista de Química PUCP, vol. 27, nº 1-2, pp. 33-36, 2013.
[2]	Alfa Aesar, «Alfa Aesar by thermo Fisher Scientific,» J63680 Antipain dihydrochloride, 2001. [En línea]. Available: https://www.alfa.com/es/catalog/J63680/. [Último acceso: 18 03 2019].

 

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“Las cinco primeras de la ciencia y el Nobel” EDITORIAL ESPECIAL MARZO 2019

Alejandro Alfredo Aguirre Flores.

EDITOR

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     Corría el 25 de marzo de 1911, había pasado prácticamente una semana desde el 19 de marzo del mismo año, cuando se llevó a cabo la primera conmemoración del “Día internacional de la mujer” en Alemania, Austria, Dinamarca y Suiza; 123 jóvenes trabajadoras junto con otros 23 varones, todos empleados de la camisería neoyorquina Triangle Shirtwaist; la mayoría migrantes guiadas por las promesas de libertad y justicia sin embargo, fueron víctimas de uno de los crímenes de género más vergonzosos de la historia de la humanidad, muriendo en medio de un incendio en la fábrica sin mínima posibilidad de escape, puesto que habían sido encerradas por su patrón.

Durante la primera Guerra Mundial la lucha por la igualdad de género continuó, así como la reivindicación de la mujer en la sociedad que se libró en múltiples escenarios llevando consigo la voz de cientos de miles de mujeres que empezaron a luchar mucho antes del fatídico incendio de New York, como lo fue la denominada “Huelga de las Camiseras” en 1909, donde se levantaron en contra de la explotación laboral, cerca de 20000 mujeres trabajadoras textileras dirigidas por la valiente Clara Zetkin (sindicalista).  Finalmente, tras años de lucha la actriz polaca Beata Pozniak, reivindica en el Congreso de Estados Unidos el reconocimiento del Día Internacional de la Mujer en USA, el 8 de marzo de 1994, para finalmente en 2011, conmemorar el centenario de lucha del Día Internacional de la Mujer, operando desde entonces “ONU Mujeres” a favor de la equidad de género en todo el mundo, sin embargo, la movilización de mujeres no se ha detenido y tras  ocho años desde el centenario, el escenario no parece haber cambiado mucho, lastimosamente el rol de la mujer se ve atentado, los índices de femicidio en América Latina y el mundo parecen ir en aumento y en pleno siglo XXI hablar de violación y esclavismo no parece ser tema del pasado.

El pasado 8 de marzo del 2019, se conmemoró un año más de lucha, un año más que no tiene, lastimosamente, sabor a fiesta, sino más bien un silencio luctuoso por las voces de tantas mujeres que día a día mueren y son víctimas de una sociedad injusta y fría. Hoy el escenario de lucha nace en nuestros hogares y la llave maestra para encontrar la verdadera igualdad, es la educación, por esta razón Mi Septiembre Rojo, se une la conmemoración y rinde su homenaje mediante este editorial del mes de marzo a las mujeres, que desde las aulas, los laboratorios y la ciencia reivindican con su esfuerzo la verdadera posición y rol de la mujer en la sociedad. Pensando en ello qué mejor sino rendir homenaje a las cinco primeras mujeres que transformaron la ciencia y se han alzado con el Nobel en sus manos, ratificando que la mujer es y será siempre capaz de alcanzar sus aspiraciones.

Bienvenidos

 

UNO

Marie Skłodowska, el primer nobel por la igualdad de género

Corría el año de 1910 y la física para entonces se constituía como privilegio de varones, ese año se veía nacer uno de los tratados científicos más importantes y respetados de la ciencia, el tratado sobre la  radiactividad, es el fruto de las investigaciones realizadas junto con su esposo Pierre Curie y Henri Becquerel, quienes en 1903 ganan el Nobel de Física en reconocimiento a los extraordinarios servicios que han prestado con sus investigaciones conjuntas sobre los fenómenos de la radiación, siendo así que Marie Curie se convierte en la primera mujer galardonada con el Nobel [1]. Al ser la pionera del estudio de la radiactividad, lo que fue determinante en el estudio de la estructura atómica de la materia; años más tarde en 1911, se convierte en la ganadora del Premio Nobel a la Química por el descubrimiento del Radio y el Polonio en 1898, llegando a la conclusión de que la radioactividad reside en los átomos de cada elemento, convirtiéndose de esta manera en la Primera mujer en ganar un premio Nobel en la Química, la primera y única mujer en ganar dos premios Nobel en la historia de la humanidad en dos ciencias diferentes (Física y Química) (hasta el momento sería la única persona en conseguirlo) y a la vez se convierte en la primera y cuarta mujer galardonada con este reconocimiento, todo un orgullo para Francia y Polonia, puesto que poseía ambas nacionalidades.

DOS

El legado de los esposos Curie: Irène Joliot-Curie

El octavo Nobel entregado a una dama fue nada más y nada menos que para el legado de los esposos Curie, su hija Irène Joliot-Curie, igual que su madre, Irène se convierte en la segunda mujer en ganar un Nobel para la ciencia, desde su madre se habían otorgado tres galardones a mujeres relacionadas con la Literatura y la Paz, sin embargo, Irène como su madre rompe el molde, dándole a Francia su siguiente Nobel a la Química en 1935, de la mano de su esposo Frédéric Joliot. Ambos habían continuado los estudios de Marie y Pierre Curie, en la Universidad de París, logrando ser los primeros en sintetizar nuevos elementos radiactivos (Radiactividad Artificial) [2]. Mérito que se logró en medio de la primera Guerra Mundial, la trascendencia de su trabajo fue que se permitiera con sus investigaciones la instalación de unidades de rayos X en los distintos hospitales militares. Tras la muerte de su madre y después de huir a Suiza en la Segunda Guerra Mundial, retorna a París a dirigir el Instituto de Radio como sucesora de su madre, así como la Comisión de Energía Atómica Francesa. Finalmente, Irène como Marie, muere por leucemia ocasionada por una prolongada exposición a la radiación de los elementos que estudiaban.

Irene Joliot-Curie charlando con Albert Einstein 

TRES

Gerty Theresa Cori y el misterio del glucógeno

Tuvieron que pasar 12 años para que una científica vuelva a ganar un Nobel, esta vez en la categoría de Fisiología o Medicina. La checo-norteamericana Gerty Theresa Cori en 1947 se convierte en la duodécima (12º) mujer en merecer un Nobel y la tercera en un ámbito científico; Cori fue maestra en la Washington University School of Medicine, junto con su esposo Carl Cori, sus estudios inician cuando descubren un importante éster que se constituye como el primer paso en la transformación del glucógeno en glucosa [3].

Su descubrimiento los llevaría a formular un verdadero ciclo al que denominaría el ciclo de Cori en el cual el glucógeno hepático es transformado en glucosa sanguínea y finalmente pasaría a constituir glucosa muscular. Los esposos Cori compartieron el Nobel con su colega argentino, el Dr. Bernardo Houssay. Gerty se convierte de esta manera en la PRIMERA norteamericana en alcanzar el Nobel.

CUATRO

Maria Goeppert-Mayer, la Madre de San Diego que ganó el premio Nobel

Goeppert sin duda es una de las mentes femeninas más brillantes de la historia, se constituye como la segunda mujer en ganar un premio Nobel a la Física, después de Curie. Maria Goeppert alcanza su galardón desde la física teórica en 1963 cuando propone el Modelo de capas nucleares. La historia de Goeppert-Mayer nació en las aulas, puesto que por sí misma, es la séptima generación consecutiva de profesores docentes universitarios de su familia de orígen aleman, su vida siempre giró entorno a la ciencia, su padre Friedrich Goeppert fue un brillante profesor de pediatría en la Universidad de Gotinga, misma a la que años más tarde, en 1924, ingresara con la intención de convertirse en matemática [4].

Los apasionantes escritos y publicaciones que se hacían en la época entorno a la física cuántica, que apenas nacía, fueron suficientes para enamorarla de este campo de la ciencia, obteniendo así en 1930 su doctorado en física teórica, posteriormente se trasladarían con Joseph Edward Mayer, su esposo, hasta Baltimore – Estados Unidos. Es importante mencionar que sentía profunda deuda con Max Born quien le había ayudado con su orientación científica y que años más tarde también seria premio Nobel. Karl F. Herzfeld se interesó por su trabajo, y bajo su influencia y la de su esposo, Joseph Edward Mayer, se convirtió lentamente en una física química. Escribió varios artículos con Herzfeld y con su esposo, y comenzó a trabajar en el color de las moléculas orgánicas. Lastimosamente por ser mujer la consideraron molesta en múltiples centros de investigación, sin embargo, en 1946 en Chicago fue profesora en el Departamento de Física y en el Instituto de Estudios Nucleares donde no fue sino aceptada de brazos abiertos y no tardó en encontrar su camino allí, donde conoció al mismísimo Enrico Fermi y Edward Teller con quieres discutió mucho acerca de la física nuclear; en 1948 trabaja entorno a los números mágicos.

Maria Goeppert-Mayer Nuclear Physicist

En su tesis doctoral calculó la probabilidad de que un átomo sea capaz de absorber dos fotones simultáneamente y excitar al átomo tal como lo haría un solo fotón con energía igual a la suma de energía de ambos fotones. Su teoría fue confirmada experimentalmente en la década de 1960 con el advenimiento del láser. De acuerdo con la física moderna, un átomo consiste en un núcleo formado por nucleones, protones y neutrones, rodeado de electrones distribuidos dentro de capas con un número fijo de electrones. Se hizo evidente que los núcleos atómicos en los que el número de nucleones correspondía a las capas de electrones completos son especialmente estables. En 1949, Maria Goeppert Mayer y Hans Jensen desarrollaron un modelo en el que los nucleones se distribuían en depósitos con diferentes niveles de energía. El modelo reflejaba observaciones de direcciones en las que los nucleones giraban alrededor de sus propios ejes y alrededor del centro del núcleo [4].

Cuando la Real Academia de las Ciencias de Suecia anunció que había ganado el premio Nobel, un periódico local de San Diego encabezó la noticia con la frase «Madre de San Diego gana el premio Nobel»

Desde 1960, Goeppert-Mayer fue nombrada para un puesto como profesora (a tiempo completo) de Física en la Universidad de California en San Diego y se trasladaron a vivir a la vecina localidad de La Jolla. A pesar de que sufrió un derrame cerebral poco después de llegar allí, continuó enseñando e investigando durante varios años.

En su discurso de aceptación Goeppert-Mayer dijo: «Ganar el premio ha sido la mitad de apasionante que hacer el trabajo».

 

CINCO

Dorothy Crowfoot Hodgkin, la transformadora de la química orgánica

Ciudad del El Cairo-Egipto cuna de la gran Dorothy Crowfoot, nacida un 12 de mayo de 1910 en una colonia inglesa. Sus primeros años los vivió en Inglaterra junto con sus hermanas bajo los cuidados de su nodriza. Años más tarde se traslado a Cambridge donde trabajo con J. D. Bernal. Posterior a eso se traslada de regreso a Oxford donde ocupó una plaza de investigación y donde contrae nupcias con el Historiador Thomas Hodgkin. En 1947 es nombrada miembro de la Royal Society de Londres.

Su principal aporte científico es el desarrollo de la técnica de difracción de rayos x para la búsqueda de la estructura exacta de las moléculas, especialmente orgánicas. Escribió sobre los esteroles, vitaminas y antibióticos, en 1932. Determinó, en 1945 y 1954 respectivamente, la estructura del antibiótico penicilina y de la vitamina B12, que posee más de noventa átomos distribuidos en una estructura compleja. En 1969 descubre la estructura cristalina de la insulina, sustancia fundamental en la síntesis del fármaco que combate la diabetes mellitus, también descubre las estructuras de la lactoglobulina, ferritina y el virus del mosaico del tabaco; constituyéndose de esta manera como la pionera en la técnica de difracción de rayos x para la determinación de estructuras químicas de interés bioquímico encaminando los estudios en farmacología de la época. Finalmente, en 1964 fue galardonada con el Premio Nobel de Química por la determinación de la estructura de muchas sustancias biológicas mediante los rayos X. El trabajo de Hodgkin se consideró tan importante que se convirtió en la primera mujer, desde Florence Nightingale, a la que la Reina le concedió la Orden del Mérito.

Incluyendo la edición 2017 y 2018 el premio Nobel ha sido entregado 844 veces a hombres, 24 veces a diversas organizaciones y tan solo 52 veces a mujeres, de ellas solo 20 han sido en torno a la ciencia siendo la primera Marie Curie, 17 mujeres han ganado un premio Nobel a la Paz y otras 14 a la literatura, como es evidente, la mujer ha jugado un papel fundamental en la ciencia en medio de tanta desigualdad, en el año 2009 fue el año en que más mujeres se alzaron con el Nobel con un total de cinco, y es por este número que el presente editorial tuvo por finalidad resaltar a las 5 pioneras en ganar este importante galardón en torno a la ciencia. Nikola Tesla entorno al rol de la mujer menciono: “no es con la imitación física superficial de los hombres como las mujeres afirmarán su igualdad, primero, y su superioridad después, sino mediante el despertar del intelecto de la mujer”. Por esta razón y esperando este artículo sirva para inspirar especialmente a niñas y jóvenes en la ciencia Mi Septiembre Rojo, la saluda y las invita a apoderarse de la verdadera lucha por la igualdad de género y oportunidades para todos y todas, la educación sea la herramienta y camino que nos conduzca a la verdadera libertad y es desde el seno materno o desde la esencia de la mujer; el trascender de los conocimientos de cada generación junto con el verdadero desarrollo humano, científico y social esta también en sus manos. Esperando que este editorial haya sido de su total agrado nos despedimos con esta bella frase: “La ciencia es bella y es por esa belleza que debemos trabajar en ella, y quizás, algún día, un descubrimiento científico como el Radio puede llegar a beneficiar a toda la humanidad” Madame Curie.

Referencias

[1]	CSIC, «Marie Salomea Skłodowska Curie,» Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (ESPAÑA), 2010. [En línea]. Available: http://www.kids.csic.es/cientificos/curie.html. [Último acceso: 7 Marzo 2019].
[2]	Clickímica, «Irene Joliot-Curie,» Clickímica, 2010. [En línea]. Available: https://clickmica.fundaciondescubre.es/conoce/nombres-propios/irene-joliot-curie/. [Último acceso: 2019].
[3]	© Biografías y Vidas, «Gerty Theresa Cori,» © Biografías y Vidas, 2004. [En línea]. Available: https://www.biografiasyvidas.com/biografia/c/cori_gerty.htm. [Último acceso: 2019].
[4]	The Nobel Lectures, «THE NOBEL PRIZE,» Elsevier Publishing Company-Maria Goeppert Mayer, 1963-1972. [En línea]. Available: https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1963/mayer/biographical/. [Último acceso: 18 03 2019].

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Luis Pasteur, un golpe de gracia contra la “generación espontánea”.

Alejandro Alfredo Aguirre Flores.

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     Cuando se habla de Luis Pasteur, se habla en definitiva, de una de las mentes más brillantes que tuvo la humanidad en el siglo diecinueve; la literatura entorno a este magnífico científico es abundante dada la importancia de sus estudios entorno a ciencia. El presente articulo tiene por fin resaltar la obra de Pasteur como una contribución académica a favor de los estudiantes de las distintas áreas de la salud y alimentación, Bienvenidos.

En primera instancia el perfeccionamiento del microscopio compuesto hizo posible el nacimiento de la microbiología descriptiva, como parte de la Historia Natural, sin embargo el nacimiento de la microbiología como una ciencia experimental sólo fue posible cuando se logró relacionar a los microorganismos con los distintos fenómenos naturales, muchos de estos fenómenos o procesos son trascendentales en el desarrollo humano, animal e inclusive vegetal; como las fermentaciones y las enfermedades; tras evidenciarse que los microorganismos eran causa y no consecuencia de dichos fenómenos.

Luis Pasteur jugó un papel fundamental en el desarrollo de esta naciente ciencia, puesto que sus investigaciones y experimentos permitieron definir claramente los procesos naturales como las fermentaciones, putrefacción y diversas enfermedades de los seres humanos y animales como procesos típicos microbianos.

Luis Pasteur en la realización de su experimento mediante balón de cuello de cisne para comprobación de contaminación de muestras por agentes microbianos externos.

Según menciona Norberto J. Palleroni (1970), la obra de Pasteur tuvo el mérito de dar un “golpe de gracia” con un poderoso argumento que destrozó la idea de la generación espontanea, misma que sustentada en viejas creencias no científicas o seudocientíficas defendía como cierto que la vida compleja se generaba a partir de la materia inerte (orgánica o inorgánica) casi como si se tratara de un acto de magia. Dicha creencia popular se fundamentaba en el hecho de que la vida surgía de cúmulos de materia por ejemplo: el hecho de que los rayos del sol incidan sobre los granos de trigo o maíz o la misma ropa sucia según el clérigo Johann Baptista Van Helmont, de origen belga (1667), generarían de manera espontanea vida en forma de ratas o insectos y aunque que suene descabellada esta idea en la actualidad, la teoría de la generación espontánea fue considerada como cierta hasta finales del siglo XVIII, esta teoría fue descrita por ARISTÓTELES y su escuela filosófica en la antigua Grecia.

Y aunque la teoría de la generación espontánea tuvo varias formas a través de los tiempos, no fue sino hasta el siglo XIX que su debate dio lugar a una  gran polémica sobre su veracidad, hoy es sabido que los alimentos al entrar en un proceso de putrefacción y al someterlo a análisis microscópico, se encuentra que está repleto de bacterias y hongos que se encargan de su degradación, por lo tanto mantener a los alimentos envasados prácticamente por un tiempo indefinido sin que se pudran o fermenten es posible, gracias a las investigaciones de Pasteur que corroboran que dicho alimento al ser sometido a un shock térmico, calentamiento o enfriamiento y al envasarse herméticamente pueden ser conservados sin que éstos entren en procesos de descomposición por un tiempo prolongado.

Cebolla en descomposición con proliferación de hongos cuyas esporas son procedentes del ambiente.

Pasteur seguramente se preguntó ¿De donde provienen estos seres minúsculos y que con frecuencia no se ven en el alimento fresco?.

Pues bien este brillante químico francés primero demostró que en el aire habían estructuras que se parecían mucho a los microorganismos que observó en la materia en descomposición. Según Madigan M., Martinko J., & Parker Jack (2004) Pasteur descubrió que el aire normal contiene de manera continua una amplia diversidad de células microbianas intangibles mismas que se encuentran en materias en descomposición. De forma análoga estas células microbianas se encuentran adheridas a superficies, utensilios y prácticamente a todo que les sea un medio de proliferación. Pasteur concluyó que los organismos encontrados en materias en descomposición se originaban a partir de las células presentes en el medio ambiente (aire) para finalmente postular que éstas células se depositan constantemente sobre todos los objetos. Si sus conclusiones eran correctas, un alimento “tratado” no debía estropearse de tal modo que debía existir alguna manera de destruir los microorganismos que contaminasen el alimento en su superficie.

Spirillum de agua dulce

Pasteur y su experimento del matraz cuello de cisne

     Para dicho golpe de gracia Pasteur descubrió que el calor era capaz de eliminar los contaminantes pues destruía con efectividad los organismos vivos, sin embargo, esto no es un dato que se le atribuya únicamente a Pasteur, de hecho ya varios investigadores habían descubierto que, si una solución de nutrientes se introducía en un matraz de vidrio y este se sellaba llevándose posteriormente a ebullición, este nunca se descomponía mientras se mantuviera cerrado. A sus ideas no le faltaron detractores que defendían la generación espontanea y sostenían que la generación espontanea requería aire fresco para que se originara de modo que el aire encerrado dentro del matraz sufría cambios durante su calentamiento, lo que para sus detractores, explicaría el por que no se origina vida en esas condiciones; superadas las objeciones y sin prestar mucha atención a sus detractores, Pasteur se aventuro a la construcción de un matraz muy singular al que llamaría matraz “cuello de cisne”, mismo que se designa también como el matraz de Pasteur.

Los matraces en forma de “cuello de cisne” de #Pasteur

Según lo mencionan Madigan M., Martinko J., & Parker Jack (2004), Pasteur coloco las soluciones nutritivas en su interior, allí las llevo a ebullición, luego cuando el matraz se equilibraba con la temperatura ambiente, el aire podía ingresar de nuevo, pero la curvatura del matraz evitaba que los microorganismos alcanzasen el interior del matraz donde se encontraba el caldo nutritivo, siendo así el material ahora esterilizado en el recipiente no se descomponía y no aparecían microorganismos mientras el cuello del matraz no hiciera contacto entres los microorganismos y el caldo nutritivo estéril. Sin embargo, bastaba con que el matraz se inclinara lo suficiente como para que el liquido estéril contactara con el cuello para que ocurriera la putrefacción llenándose así el contenido de microorganismos.

 

Este sencillo experimento fue suficiente para aclarar definitivamente la controversia que se venia dando por la teoría equivoca de la generación espontanea; haciendo que sus publicaciones alcanzaran el interés de médicos en toda Francia que no entendían por que después de que un paciente salia con éxito de una intervención quirúrgica, en muchos casos moría  por gangrena, Pasteur con su experimento estaba conceptualizando la idea de que los microorganismos eran omnipresentes y que al dejar una herida expuesta al ambiente, era muy probable que se convirtiera en medio de cultivo como lo que demostró con su matraz, lo que era el origen de la gangrena  que ocasionaba la muerte en los pacientes.

LA OBRA DE PASTEUR

Eliminar todos los microorganismos de un determinado objeto, es un concepto que en la actualidad denominamos esterilización, en el presente y gracias a Pasteur la calidad de vida ha mejorado considerablemente en comunidades que consumen productos inocuos, procedimientos como el “pasteurizar” en lácteos y jugos han permitido el control de  enfermedades como brucelosis entre otras infecciones.

Finalmente Louis Pasteur no solo se dedico a investigar a los microorganismos, si bien es cierto que la mayor parte de su tiempo lo invirtió en investigaciones sobre bacterias, hongos y virus; describió también el proceso adecuado de la pasteurización en 1862. Con este método, los líquidos como la leche son calentados a una temperatura entre los 60 y los 100 grados Celsius y con esto se eliminan los microorganismos que causan que se echen a perder. La pasteurización se utilizó por primera vez en las industrias de vino francesas para salvarlas del problema de la contaminación y luego de esto se trasladó a otras bebidas como la leche y la cerveza.

Demostró que la denominada fermentación era un proceso provocado por microorganismos, puesto que descubrió que ciertas levaduras presentes principalmente en cerveza y vino eran agentes fermentadores de las bebidas alcohólicas, al producir ácido láctico como producto de su metabolismo, dando de esta manera un factor importante en la producción de bebidas espirituosas en la Europa de aquel entonces.

“Una botella de vino contiene más filosofía que todos los libros del mundo”

Louis Pasteur (1865)

Entre  uno de los datos poco conocidos de Pasteur es que básicamente salvo la industria de la seda en toda Europa, esto lo realizo mientras se encontraba en la realización de  su “Teoría de los Gérmenes”. Descubrió que la pebrina era una enfermedad ocasionada por un gusano microscópico denominado Nosema bombycis, afectando gravemente la salud del gusano de seda que era empleado en la producción textil de sedas, esto ocasiono la quiebra de muchas industrias de seda en Europa y que se comenzaba a expandir con gran velocidad de región en región, tras elaborarse un método, desarrollado por Pasteur, se pudo ir erradicando la enfermedad y recuperando la producción normal de sedas finas.

Silkworm pebrine disease and Nosema bombycis

En 1879, Pasteur se convierte en ser el creador de la primera vacuna, dicha vacuna fue empleada en pollos, con la finalidad de curar el cólera del pollo. Los pollos inoculados contrajeron la enfermedad, pero se volvieron resistentes al virus. Termino desarrollando vacunas para otras enfermedades como el cólera, tuberculosos, ántrax (carbunco) y sarampión.

“Al enseñarme a leer, te aseguraste de que aprendiera sobre la grandeza de Francia”

Louis Pasteur, recordando la relación con su padre.

Entorno a la microbiología, determino que la temperatura era un factor importante para el control microbiano. Sus investigaciones con gallinas infectadas de fiebre esplénica por ántrax, que se mantenían inmunes a la enfermedad, pudo exponer que la bacteria que producía ántrax no era capaz de sobrevivir en el torrente sanguíneo de las gallinas. El motivo era que su sangre está a 4 grados Celsius sobre la temperatura de la sangre de los mamíferos como vacas y cerdos. El ántrax la mayor causa de muerte de animales de pastoreo y también causa ocasional de la muerte de humanos, el desarrollo de una vacuna en contra de esta bacteria produjo un caída dramática en el rango de infecciones, sobre el ántrax, el doctor alemán Robert Koch ya había encontrado la bacteria causaba el mal; Pasteur anunció que había descubierto la vacuna e inmunizó con éxito 31 animales.

Louis Pasteur (1822-1895) químico y bacteriólogo francés. La vacunación de ovinos contra el ántrax. Agerville (Francia).

A diferencia de lo que muchos pueden creer sobre Pasteur, también fue profesor de física,  es así que en 1849, cuando era profesor de Física en la escuela de Tournon, decidió estudiar a fondo la geometría de los cristales de diversas sales y la manera en que la luz incide sobre ellos, para ello estudio cristales de sales formadas por ácido tartárico mismos que polarizaban la luz de manera distinta, descubriendo así que los cristales eran asimétricos en el caso del tartárico lo que permitió comprender de mejor manera la geometría molecular en la química y física.

En 1857, mientras estudiaba los procesos fermentativos, principalmente el del ácido butírico, descubrió que el proceso de fermentación puede detenerse a través del paso de aire en el fluido fermentado. Esto lo llevó a concluir la presencia de una forma de vida que podía existir aún en ausencia del oxígeno. Esto llevó al establecimiento de los conceptos de vida aeróbica (con oxígeno) y anaeróbica (sin oxígeno). El proceso de inhibir la fermentación a través del oxígeno es conocido como el Efecto Pasteur, este descubrimiento definía la anaerobiosis.

Uno de los datos mas importantes de Pasteur fue el descubrimiento y creación de la vacuna contra la rabia. En 1880 concentró su atención en la rabia, una enfermedad mortal con síntomas horribles que causa una muerte lenta y dolorosa. Pasteur había ensayado una vacuna en perros, pero le preocupaba hacerlo en humanos.

Se enfrentó a ese dilema con Joseph Meister, un niño al que lo había mordido un animal rabioso. No estaba seguro de que Joseph desarrollaría la versión humana de la rabia, pero ensayó el tratamiento de todas maneras y finalmente Joseph sobrevivió.

Joseph Meister, primer individuo en recibir la vacuna contra la rabia.

Sustentado en los resultados de su experimento con el matraz valido su “Teoría de los Gérmenes”, con lo que aclaro un gran dilema filosófico sobre el origen de la vida. Los resultados que obtuvo el joven Meister hacen que la demanda crezca desmesuradamente en toda Europa y encamina a Pasteur hacia la erradicación de otras enfermedades como la difteria inoculando a dos de sus ayudantes (Emile Roux y Alexandre Yersin)  y luego volviéndolos inmunes, en la actualidad la lucha contra la difteria es una de las mas exitosas desde el punto de vista medico puesto que alrededor del 85% de los niños de todo el mundo son inmunizados.

Esta demanda por vacunas hizo necesaria la creación de un centro de investigaciones que lo fundo Pasteur en 1887 y que lleva su mismo nombre hasta la actualidad. Hoy es uno de los principales centros de investigación, con más de 100 unidades de investigación, 500 científicos permanentes y aproximadamente 2700 personas que trabajan en este campo. Los logros del Instituto Pasteur son un mayor entendimiento de afecciones de origen infeccioso, y ha importantes contribuciones en el ámbito de tratamientos, prevención y curas de enfermedades infecciosas que existen hasta hoy como la difteria, fiebre tifoidea, tuberculosis entre otras.

Finalmente Pasteur continuó dirigiendo el Instituto en París, pero su salud se fue deteriorando. Tras otro derrame, su parálisis empeoró. Murió a los 72 años de edad y  Francia lo trató como un héroe nacional. Fue enterrado en la catedral de Notre-Dame. siendo uno de los científicos de mayor relevancia en la historia humana.

REFERENCIAS:

• Norberto J. Palleroni.(1970). Principios Generales de Microbiología. Departamento de Bacteriología e Inmunología de la Universidad de California (Estados Unidos). Programa Regional de Desarrollo Científico y Tecnológico. Departamento de Asuntos Científicos. Secretaría General de la Organización de Estados Americanos. Washington, D.C. pp. 2-3.
• Madigan M., Martinko J., & Parker Jack (2004). Brock Biología de los Microorganismos. Pasteur y el fin de la generación espontánea. 10º Edición. Pearsons Prentice Hall. Madrid-España. pp. 10-12.

 

Francia : 5 Francs 1966 ( Louis Pasteur ) SC-

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NUTRIGENÓMICA

Mackilff Carolina [1]

[1] ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO /FACULTAD DE SALUD PÚBLICA / ESCUELA DE NUTRICIÓN Y DIETÉTICA

TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS © Copyright 2019

     La definición inicial de nutrigenómica hacia referencia a los efectos que los nutrientes y/o alimentos bioactivos sobre la expresión de los genes de un individuo. Hoy en día esta definición es más amplia puesto que también involucra los estudios sobre los factores nutricionales que actúan protegiendo el genoma. Esta nueva ciencia busca entender la influencia que tienen los componentes de la dieta sobre el genoma, el transcriptoma, el proteoma y el metaboloma. La nutrigenómica sentó sus bases a finales del siglo XVIII, sin embargo, las antiguas civilizaciones de Egipto, Grecia, Roma, Persia, China y la India ya eran conscientes del vínculo existente entre la alimentación y la salud.

Ofrendas de alimentos en la tumba de Menna (1400 A.E.C.). Se ven, entre otros alimentos patos, peces y ánforas de vino.

Nuestra relación con los alimentos es compleja y se encuentra en constante cambio. En la actualidad sabemos que desde la lactancia, la expresión de nuestros genes, se ve influenciada por los nutrientes que contiene. Asimismo, las diferencias regionales en la comida y la cultura han dejado su huella en nuestro genoma. Los nutrientes desde una perspectiva nutrigenómica actúan como señales, las cuales son detectadas por los sistemas sensores que tienen nuestras células, lo que influencia directamente sobre la expresión de los genes y posteriormente en la producción de metabolitos.

La nutrigenómica tiene un vínculo estrecho con la epigenética, que estudia las modificaciones del ADN y proteínas que pueden causar cambios en la estructura de la cromatina, sin cambiar la secuencia de los nucleótidos. Un ejemplo de esta interacción es el suplemento de ácido fólico, antes y durante el embarazo, el cual disminuye el riesgo de que se presenten defectos del tubo neural, esto a través de favorecer la metilación del ADN.

El ácido fólico es un tipo de vitamina B. Es la forma artificial (sintética) del folato que se encuentra en suplementos y se le agrega a los alimentos.

La nutrigenómica nos muestra una nueva forma de visualizar a la nutrición, la cual permitirá una mejor comprensión de cómo los alimentos interfieren con la expresión de los genes y cómo el organismo responde a estas interferencias. Esto seguramente derivará en estrategias y programas que permitan alcanzar una dieta saludable que nos conduzcan a una mejor calidad de vida.

• Nutrigenómica propiamente dicha, que estudia el efecto de los nutrientes en la actividad génica.
• La nutrigenética, que analiza cómo la variabilidad del genoma afecta a la manera en que utilizamos los nutrientes, y cómo esta variabilidad está ligada a la aparición de enfermedades.

 

APLICACIONES DE LA NUTRIGENÓMICA

Desarrollar nuevos sistemas de detección y autenticación de ingredientes, presencia de microorganismos, residuos alérgenos, efectos del procesado de los alimentos sobre la eficacia de los componentes, etc. Que permitirán incrementar la seguridad alimentaria, especialmente entre las poblaciones con mayor riesgo.

Ámbito clínico: utilizado como una herramienta para el tratamiento de las diferentes enfermedades.

Ámbito poblacional: utilizado como herramienta preventiva y de tratamiento de la obesidad y la enfermedades cardiovasculares entre otras.

Intervención en los periodos críticos del desarrollo y la capacidad de modificar la susceptibilidad genética a ciertas enfermedades a través de la alimentación.

RETOS Y ALCANCES DE LA NUTRIGENÓMICA

Es importante identificar la nutridinámica de los alimentos, es decir como interaccionan con el organismo, para personalizar la dieta de un individuo con respecto a la expresión de su genoma, así contribuiremos de manera efectiva a controlar patologías que se pueden adquirir.

NUTRIGENÓMICA Y MEDICINA CLÍNICA.

Las posibles aplicaciones terapéuticas y preventivas de la genómica nutricional son amplias: en personas con deficiencias enzimáticas, predisposición Genética para enfermedades complejas como dislipidemias, diabetes y cáncer o en personas que ya las padezcan, en personas con alteraciones del estado de ánimo o memoria, en el proceso de envejecimiento, en mujeres embarazadas, e incluso en personas sanas como método preventivo.

NUEVAS TECNOLOGÍAS EN LA NUTRIGENÓMICA.

La nutrigenómica utiliza las técnicas tradicionales en metabolismo y nutrición; pero también las nuevas tecnologías bioquímicas y en particular las denominadas tecnologías ómicas (transcriptòmico, proteómico, metabólico) que se nutren de los rápidos avances en el conocimiento de los genes que conforman el genoma y se benefician de los grandes progresos en el conocimiento de la bioquímica y la fisiología humana y en concrétamente del metabolismo.

HERRAMIENTAS DE LA NUTRIGENÓMICA.

Actualmente se propone un enfoque más global y ambicioso: el fenotipo nutricional con un enfoque genómico y metabólico. Basado en un los micro ensayos de ADN complementario, utilizados para la expresión génica en condiciones de normalidad o estados patológicos así como para la caracterización de la respuesta genómica que se desencadenarían ante un fármaco específico.

• La cromatografía de gases con espectrometría de masas.
• La cromatografía líquida o la electroforesis por capilaridad acoplada a la espectrometría de masas.

Equipo cromatografía Gases/Masas/Masas

POSTULADOS DE LA NUTRIGENÓMICA

• Bajo ciertas circunstancias y en algunos individuos la dieta puede ser un factor de riesgo importante para varias enfermedades.
• Las sustancias químicas comunes en la dieta alteran de manera directa o indirecta la expresión genética o la estructura genética.
• La influencia de la dieta en la salud depende de la constitución genética del individuo.
• Algunos genes o sus variantes normales comunes son regulados por la dieta, lo cual puede jugar un papel en las enfermedades crónicas.
• Las intervenciones dietéticas basadas en el conocimiento de los requerimientos nutricionales, el genotipo pueden ser utilizadas para desarrollar planes nutrición individual que optimicen la salud.

MECANISMOS DE LA NUTRIGENÓMICA

Intentos por confirmar ciertos inventos han llevado a la nutrigenómica a realizar investigaciones entre genes nutrientes, aunque interacciones no resultan ajenas algunas son inconsistentes al momento de evaluar los resultados.

 

¿POR QUÉ LA NUTRIGENÓMICA ES LLAMADA LA NUTRICIÓN PERSONALIZADA?

Es llamada la nutrición personalizada ya que busca que a través de la investigación del genoma se lleve a que una persona pueda adquirir una dieta individual que contraste con la expresión de su genoma y así pueda tener una vida amable con su genoma.

NUTRIGENOMICA EN LA MEDICINA CARDIOVASCULAR

La dieta y las enfermedades cardiovasculares: la dieta siempre ha sido considerada como uno de los principales factores de riesgo causante de las enfermedades cardiovasculares, otros factores que intervienen son el cambio de comportamiento, las modas, la presión de los medios de comunicación, el sedentarismo, intervenciones deficientes en materia de salud.

NUTRIGENÓMICA, OBESIDAD Y SALUD PÚBLICA

Una intervención nutricional en periodos críticos del desarrollo y la capacidad de modificar la susceptibilidad genética a ciertas enfermedades a través de la alimentación es el gran reto de la nutrigenómica, más allá del diseño de dietas o alimentos funcionales personalizados.

INTERACCIONES ENTRE GENES Y NUTRIENTES

GENÓMICA NUTRICIONAL

Variaciones genéticas y requerimientos dietéticos, Interacciones directas entre genes y nutrientes e interacciones epigenéticas “Entendiendo la regulación epigenómica como una adaptación al entorno, es por tanto imprescindible la preservación del epigenoma a lo largo de la vida. La influencia de la alimentación en este sentido no se limita a las acciones directas de los nutrientes presentes en los alimentos (colina, ácido fólico, vitamina B6, B12) sobre la conservación de los patrones de metilación epigenéticos. Otros componentes (aditivos, pesticidas, tóxicos) pueden ser capaces de producir alteraciones en la metilación del ADN.” Situación actual de la nutrigenómica, (esperanza o realidad).

Las investigaciones actuales nos muestran que aunque existen unas pautas generales pueden que no se adecuen a las necesidades de todo el mundo. Cada vez se hace más evidente que los nutrientes interaccionan con los genes y esto parece indicar que ciertos alimentos con compuestos bioactivos son capaces de interactuar con regiones del genoma para conseguir una acción protectora frente a algunos mecanismos de iniciación de enfermedades mientras que otros pueden provocar el efecto contrario.

La genómica nutricional podría considerarse de gran importancia en el área de la salud pública porque permitiría que desde el momento de nacer se tuviese en cuenta los polimorfismos “informativos” para tenerlos en cuenta en forma de predecir la predisposición genética futura a las enfermedades, facilitando la implantación de técnicas de prevención (consejos dietéticos, estilo de vida, alimentos funcionales para determinados perfiles genéticos, etc.).

POLIMORFISMO EN LA EXPRESIÓN Y REGULACIÓN GENÉTICA

El polimorfismo genético hace referencia a la existencia en una población de múltiples alelos de un gen. Es decir, un polimorfismo es una variación en la secuencia de un lugar determinado del ADN en los cromosomas (locus) entre los individuos de una población. Hablamos de polimorfismo (que viene de las palabras griegas “poli” -múltiples- y “morfismo” -forma-) cuando estas formas representan al menos al 1% de la población.

Aquellos polimorfismos que afectan a la secuencia codificante o reguladora y que producen cambios importantes en la estructura de la proteína o en el mecanismo de regulación de la expresión, pueden traducirse en diferentes fenotipos (por ejemplo, el color de los ojos o el color de cabello).

Tipos de polimorfismo

• Polimorfismo de Secuencia

Son aquellos donde el orden de los nucleótidos se ve alterado. Normalmente, al tratarse del mismo locus su diferencia no es muy notable, pero no forman exactamente la misma secuencia. Una clase de estos polimorfismos son los SNPs (Single Nucleotide Polimorphism) que afectan a un sólo nucleótido, es decir, el cambio de una base (A, T, C, G) dentro de la secuencia del ADN.

• Polimorfismo de Longitud

Son variantes del mismo locus pero que se diferencian por la longitud, es decir el número de nucleótidos dentro del fragmento de ADN. Cada polimorfismo tiene en sus extremos una secuencia que delimita su posición y permite identificarlo. La mayoría de estos polimorfismos de longitud son secuencias repetitivas en tándem; es decir, una serie ordenada de nucleótidos más corta que se repite una y otra vez. Las veces que cada secuencia se repite varían, por lo que cuantas  más repeticiones se den, más larga será la longitud del locus del ADN total.

• Polimorfismo de Nucleótido Único

Es una variación en la secuencia de ADN que afecta a una sola base (adenina (A), timina (T), citosina (C) o guanina (G)) de una secuencia del genoma. Estas variaciones tienen la cualidad de hacernos más fuertes o más débiles frente al desarrollo de enfermedades o la absorción de medicamentos, haciendo de los SNPs la base fundamental de nuestros estudios y la piedra angular del Mapa de Salud.

EJEMPLOS:

• Los Grupos Sanguíneos ABO

Los grupos sanguíneos son creados por moléculas presentes en la superficie de las células rojas de la sangre (y a menudo en otras células también). Los grupos sanguíneos ABO fueron los primeros en ser descubiertos (en 1900), y son los más importantes para asegurar las transfusiones de sangre seguras.

• El Factor RH

Los antígenos Rh son proteínas transmembrana con bucles expuestos en la superficie de las células rojas de la sangre. Parecen ser utilizado para el transporte de dióxido de carbono y / o amoníaco a través de la membrana plasmática.

• El Complejo Mayor de Histocompatibilidad (MHC)

El complejo mayor de Histocompatibilidad es una familia de genes cuyos productos están implicados en la diferenciación de lo propio y lo ajeno en el sistema inmunitario.

REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA: MÚLTIPLE Y COMPLEJA

• El estudio de la expresión genética a escala genómica ha sido un avance crucial para establecer que la variación de la expresión genética entre una persona y otra es un fenómeno común y que se vincula con un fenotipo.
• El propósito de esta revisión es resumir los avances recientes de las medidas ideadas para la identificación de SNP en regiones reguladoras (rSNP), su validación funcional y el estudio de su profundo efecto fisiopatológico consecutivo a la sobreexpresión, subexpresión o expresión aberrante de un gen.
• Se analiza el hecho de que la identificación de SNP reguladores (rSNP) abre un campo promisorio a la búsqueda de determinantes genéticos de afecciones de origen multifactorial. Como preámbulo, se presenta una breve introducción a los conceptos actuales sobre la regulación de la expresión genética. Los aspectos generales de la búsqueda de determinantes genéticos en enfermedades complejas se han descrito en otras investigaciones.

      Factores Externos

1. Genoma: cromatina, histonas, metilación del ADN (epigenética)
2. Transcripción: Factores de transcripción
3. Procesado y transporte del ARNm
4. Degradación o inhibición de la traducción de ARNm por ARN de interferencia o silenciación (microARNs)

INTERRELACIÓN CON ASPECTOS PROTEÓMICOS Y METABOLÓMICOS

PROTEÓMICA

La proteómica es el análisis del proteoma, el conjunto de proteínas presentes en las células o tejidos, el proteoma es dinámico en el sentido de que cambia en función de las condiciones ambientales y otros factores, y de gran interés para la nutrigenómica.

Características

• La descripción del proteoma permite tener una imagen dinámica de todas las proteínas expresadas, en un momento dado y bajo determinadas condiciones concretas de tiempo y ambiente.
• La proteómica es una ciencia relativamente reciente. Para su despegue definitivo, ha sido necesaria la consolidación definitiva de la espectrometría de masas como técnica aplicada al análisis de moléculas biológicas y el crecimiento exponencial en el número de entradas correspondientes a genes y/o proteínas en las bases de datos.
• Para entender las bases genéticas de algunas enfermedades, se debe estudiar tanto el proteoma como el genoma de los individuos que las presentan. El cáncer es una de las enfermedades más estudiadas y para detectarlo en sus inicios se utiliza la aproximación proteómica, a través de la identificación de proteínas cuya expresión se ve afectada durante el proceso de la enfermedad.

METABOLÓMICA

Es el estudio y comparación de los metabolomas, es decir, la colección de todos los metabolitos (moléculas de bajo peso molecular) presentes en una célula, tejido u organismo en un momento dado. Estos metabolitos incluyen a intermediarios del metabolismo, hormonas y otras moléculas de señalización, y a metabolitos secundarios.

APLICACIONES PRESENTES Y FUTURAS DE LA METABOLÓMICA

• Un enorme potencial en la monitorización de intervenciones nutricionales, a partir de la medida del cambio provocado por un determinado alimento (o régimen) sobre determinados grupos de metabolitos, especialmente los triglicéridos y colesteroles.
• Muy eficaz en la monitorización de los transplantes de órganos, ya que a partir de una muestra de orina o suero, permite analizar la evolución de un conjunto de metabolitos que  nos indican, en estadios incipientes,  si se producirá o no el rechazo del órgano implantado.
• Un ámbito de aplicación emergente es el diagnóstico de enfermedades, especialmente en cáncer, enfermedades neurológicas y metabólicas.  En un estudio reciente (5) se ha comprobado que la sarcosina es un potencial biomarcador del cáncer de próstata; en el caso de confirmarse el estudio, el impacto clínico sería enorme, ya que podría diagnosticarse la enfermedad a partir de un simple análisis de orina.
• Otro ámbito realmente interesante al que la  investigación metabolómica puede contribuir es la detección de factores de riesgo en poblaciones.  A partir de un análisis de orina (o suero), sería realmente extraordinario poder conocer para un individuo determinado, qué factores de riesgo presenta, a qué tipo de enfermedades está predispuesto (antes de desarrollarlas), y una estimación sobre la probabilidad de desarrollarlas.

INTERACCIÓN GEN DIETA

El concepto de la nutrición personalizada basada en los genes, también conocida como nutrigenética o nutrigenómica, no es nuevo. Su aplicación en la práctica médica apareció en el siglo pasado como medida necesaria para la prevenir los graves efectos, a veces letales, de errores congénitos del metabolismo

Como por ejemplo la fenilcetonuria y la galactosemia. Estos, como su nombre indica, son hereditarios y debidos a mutaciones genéticas que alteran el metabolismo del individuo pero que, a menudo, pueden ser subsanados mediante regímenes dietéticos personalizados. Estos errores metabólicos son poco frecuentes (menos de 1 de cada diez mil nacimientos) en la población, de ahí que se denominen “enfermedades raras”. Sin embargo, a pesar de su rareza, el impacto a nivel individual y familiar en aquellos que lo padecen puede ser devastador. Afortunadamente, la manifestación de la enfermedad asociada a estos defectos metabólicos o metabolopatías puede ser eliminada totalmente –o al menos disminuida en gran medida gracias a los programas de detección precoz neonatal de errores congénitos del metabolismo y a la instauración del tratamiento paliativo (ej. dieta personalizada). Así pues, las enfermedades raras innatas y monogénicas – así como el desarrollo por la industria alimentaria y farmacéutica de productos diseñados para ciertos genes – fueron la primera aplicación de la nutrigenómica.

LOS ALIMENTOS ESCULPEN EL GENOMA

La baja frecuencia de las metabolopatías “raras” se debe a la carencia de una ventaja evolutiva asociada a las mutaciones que la causan. Sin embargo, otras mutaciones han contribuido de manera muy importante a los hábitos alimentarios de la población, así como a las diferencias interindividuales en el consumo de alimentos más allá de las resultantes de nuestros gustos peculiares.

Desde el punto de vista de la nutrición, el depender de un amplio espectro de productos nos daba la variedad predicada en una dieta saludable. Lo que este estilo de vida ancestral no nos daba era estabilidad ya que lo que primaba era el nomadismo. Por el contrario, la agricultura proporcionó una “estabilidad” que pudo desencadenar un gran crecimiento demográfico. El compromiso fue el perder la variedad alimentaria al depender de una pequeña fracción de cosechas que aprendimos a cultivar y de animales que conseguimos domesticar.

El problema más acuciante desde el punto de vista de la salud pública son las enfermedades complejas, comunes y poligénicas que se han clasificado como epidémicas en los países industrializados. Para su prevención, se han ido diseñando diferentes guías prácticas de alimentación, que en sus versiones más recientes adoptaron las formas de pirámide o de plato. Sin embargo, estas recomendaciones no tienen en cuenta la realidad biológica de nuestra individualidad genética y no están además optimizadas para las diferentes fases de nuestras vidas. Al objeto de incorporar la genética las recomendaciones nutricionales se iniciaron, hace ya más de dos décadas, estudios de identificación de variaciones genéticas en rutas metabólicas de interés (por ejemplo el metabolismo de las lipoproteínas) al objeto de acumular conocimiento al respecto de cómo algunas de estas variantes podían predecir desajustes metabólicos y riesgo de enfermedad, así como la respuesta a diferentes componentes de la dieta.

Aunque los genes, el genoma, y la genómica han ocupado desde hace años el estrellato de la prensa científica y popular, no olvidemos que al fin y al cabo las proteínas son las que hacen la mayoría del trabajo y forman la mayoría de las estructuras.

De momento, una de las áreas más activas de adquisición, almacenamiento, tratamiento e interpretación de datos a gran escala corresponde al estudio de las variaciones del genoma humano. Para ello lo primero que necesitamos es obtener una imagen detallada del mismo. Es decir, de cómo las regiones codificantes y otras secuencias del genoma (recordemos que el 98% del mismo está en esa sección de “otras”) funcionan y se coordinan entre ellas y en respuesta a factores ambientales (por ejemplo, la dieta). Este conocimiento debería suponer un impacto tremendo en la manera en que las enfermedades, o mejor dicho el riesgo a padecerlas, son prevenidas, diagnosticadas y como última medida tratadas. Para ello vamos a necesitar una serie de avances, algunos de ellos tecnológicos y otros conceptuales, referentes a cómo asumimos estas revoluciones en la sociedad. El primer paso incluye el desarrollo de pruebas genéticas fiables que posibiliten un diagnóstico preciso del riesgo de un individuo asintomático de padecer la enfermedad, en muchos casos con décadas de antelación.

De hecho, cientos de test genéticos ya se comercializan en la actualidad para usos clínicos y un número probablemente mucho mayor se encuentra en fase de desarrollo. Bien es verdad que la mayoría de los que ya están en el mercado y además son fiables lidian con enfermedades monogénicas poco comunes. Este hecho contrasta con lo que ocurre con las enfermedades más comunes, en las que gran cantidad de genes pueden estar implicados. Este es el caso de la fibrosis quística, de la distrofia muscular de Duchenne, de varias anemias, o de la enfermedad de Huntington por citar alguna. El aspecto positivo es que los test genéticos pueden predecir estas enfermedades con gran precisión; el negativo es que todavía hay poco que podamos hacer para prevenir o paliar los efectos de muchas de ellas. Más recientemente las pruebas genéticas están comenzando a penetrar el mercado de enfermedades mucho más comunes, pero también mucho más complejas dado el número de factores implicados. Entre ellas se encuentran los test para la detección de diferentes tipos de cánceres, como el de mama, el de ovario y el de colon. Estas pruebas tienen todavía grandes limitaciones, pero pueden utilizarse para hacer estimación de riesgo en individuos asintomáticos con un historial familiar de la enfermedad. Tales pruebas genéticas podrían ayudar a los médicos a atender al paciente de una manera más eficaz.

Durante muchos años, los estudios de nutrigenómica enfocados hacia las enfermedades comunes de la población (obesidad, diabetes, cáncer, cardiovasculares, etc.) se han llevado a cabo a imagen y semejanza de los estudios de las enfermedades monogénicas raras. Es decir, limitando los estudios a una variante en un solo gen, un factor de riesgo (ej. Colesterol en plasma) y un único nutriente (ej. grasa saturada). De esta manera se ha conseguido establecer el concepto de la interacción gen-dieta y se ha demostrado su potencial de aplicación clínica en casos específicos. Algunos ejemplos dignos de destacar incluyen interacciones entre una variante funcional del gen de la lipasa hepática (LIPC -514 C/T), el consumo habitual de grasa y los niveles de colesterol en HDL; o el de otra variante funcional, en este caso en el gen de la apolipoproteinaA2 (APOA2 -265 T/C), consumo de grasa saturada y el riesgo de obesidad.

La lipasa hepática es un enzima producido principalmente en el hígado cuya función principal es la hidrólisis de fosfolípidos y triglicéridos en lipoproteínas plasmáticas. Su actividad se ha asociado con niveles en plasma de estas lipoproteínas, especialmente las HDL. El gen que la codifica está localizado en el brazo largo del cromosoma 15 y sus variantes han sido estudiadas en relación a diferentes dislipidemias, así como el riesgo de enfermedad cardiovascular. Una de es-tos polimorfismos es conocido como LIPC -514 C/T, localizado en la zona promotora del gen, es decir la región que interacciona con factores que determinan cuando y en qué niveles el gen se expresa en respuesta a las necesidades del organismo. El alelo más común en las poblaciones de origen europeo se caracteriza por la presencia de C en esta posición, mientras que la forma mutada es la que contiene T en este locus. La frecuencia varía en diferentes grupos étnicos siendo más alta en asiáticos y africanos. Lo interesante de este polimorfismo, desde el punto de vista de la nutrigenómica, es su uso potencial para clasificar la respuesta de HDL al consumo de grasa en la dieta. En un estudio llevado a cabo por nuestro grupo en la población del Estudio de Framingham demostramos una respuesta diametralmente opuesta del colesterol en HDL al consumo de grasa en los homocigotos (TT) para el alelo menos común y en aquellos homocigotos para el alelo más común (CC). Es decir, en sujetos que tenían el genotipo CC, el consumo de grasa estaba asociado directamente con los niveles de colesterol en HDL (más consumo de grasa, más colesterol HDL). Por lo tanto, estos sujetos podrían consumir un amplio espectro de dietas, desde las bajas a las altas en grasa, sin modificar su riesgo cardiovascular ya que los ni-veles de HDL parecen ajustarse para mantener la relación entre HDL (protectora) y LDL (aterogénica) constante independientemente de la dieta consumida. Este no es el caso de los sujetos con el genotipo TT, ya que un mayor consumo de grasa está asociado con niveles más bajos de colesterol en HDL. Esto se traduce desde el punto de vista clínico y de asesoramiento nutricional en la necesidad/recomendación de que estos sujetos reduzcan su consumo de grasa en la dieta al objeto de mantener los niveles de colesterol HDL en niveles saludables. Estos resulta-dos también ofrecen una explicación parcial acerca de por qué los resultados de los estudios poblacionales e incluso de intervención son tan variables ya que los mismos dependerán en parte de la constitución genética de los participantes.

De esta manera vamos viendo aparecer en la literatura estudios de interacción gen-dieta que incluyen decenas de miles de sujetos. Interacciones genes-dieta y sus implicaciones en la práctica clínica.

Al estudio conjunto de múltiples genes e incluso barridos completos del genoma. Gracias a ello podemos empezar a vislumbrar ya esas aplicaciones clínicas que guiarán al médico, al profesional de la salud a distribuir el portafolio de recomendaciones dietéticas (macronutrientes y micro-nutrientes) y conductuales comportamientos (actividad física, etc.) acordes con las necesidades reales del individuo basado en su genoma/genotipo. Un ejemplo del progreso llevado a cabo utilizando estas nuevas aproximaciones al estudio de la nutrigenómica queda plasmado por un reciente estudio en el que se investigó la relación entre el consumo de bebidas azucaradas y el riesgo de obesidad modulado por la genética. Este es un tópico de gran relevancia debido al énfasis reciente en relacionar el consumo de estas bebidas con el aumento en la prevalencia de obesidad. Sin embargo, lo que desconocíamos era el papel de los genes en la relación entre el consumo de bebidas azucaradas y la obesidad. Al objeto de investigar dicha cuestión, el grupo de Lu Qi en Harvard analizó esta interacción en un consorcio que incluía tres estudios individuales con una población total de aproximadamente unos 33.000 sujetos, todos ellos con datos genéticos, antropométricos y nutricionales7.

Un score de predisposición genética a la obesidad fue calculado utilizando variantes en 32 genes asociados con el índice de masa corporal (IMC). En general, la asociación del score genético con IMC fue significativamente más marcada en aquellos sujetos con un score genético más alto – es decir, aquellos sujetos con una predisposición genética a la obesidad – que en aquellos con una baja predisposición genética a la obesidad, En consecuencia, el consumo de bebidas azucaradas dispara el riesgo de obesidad en aquellos que están genéticamente predispuestos. Por el contrario, en aquellos sujetos que no son susceptibles genéticamente a la obesidad, el consumo de bebidas azucaradas no se traducía en aumento de peso

Este es un ejemplo más de cómo el conocimiento de los genes podría ayudar a combatir la obesidad, primero mediante la determinación de la predisposición genética y segundo medianteunas recomendaciones más personalizadas y apropiadas para conseguir los objetivos. Por ejemplo, recomendando de manera específica el evitar o limitar las bebidas azucaradas en sujetos con alto score genético o limitando el consumo de grasas saturadas en aquellos que sean portadores del genotipo CC en el polimorfismo citado anteriormente para la APOA2.

Resultados más alentadores con relación a este mismo gen fueron aquellos derivados del estudio PREDIMED, que han demostrado que la dieta Mediterránea no sólo reduce la glucosa en ayunas de los individuos con el genotipo de riesgo (TT), de forma que se observa un mayor efecto protector en aquellos que más lo necesitan y no al contrario como en el ejemplo anterior,sino que además la adherencia a la dieta Mediterránea también disminuye su riesgo a sufrir. De esta forma, aquellos individuos con mayor riesgo a sufrir accidentes cerebrovasculares como consecuencia de su genotipo pueden anular esta predisposición adoptando una dieta Mediterránea. De forma similar, el consumo de vegetales y frutas ha sido también relacionado con una disminución del riesgo de infarto de miocardio y enfermedad cardiovascular en los estudios.

INTERHEART y FINRISK, enfocados a estudiar las interacciones entre SNPs en la región y factores medioambientales como la dieta, la actividad física y el tabaquismo en 5 etnias diferentes (Europea, China, Sudasiática, Latinoamericana y Árabe) en el caso del INTERHEART y en una población Finlandesa en el caso del FINRISK obteniendo resultados consistentesapoyando su hipótesis.

La hora de considerar las interacciones entre nuestro genoma y la dieta tenemos que hacerlo de una manera global incluyendo el ambiente en su totalidad, poniendo énfasis en la relación tan estrecha que existe entre nuestro aparato digestivo y el cerebro. No debemos olvidar que “no estamos solos” y que estamos acompañados de genomas presentes en nuestro microbioma y cuya contribución al nuestro sólo estamos empezando a comprender. Otro as-pecto que será de gran interés será el epigenoma que apenas empezamos a entender y por último y como ya he destacado, el factor tiempo, la cronobiología, debe ocupar un papel importante en las investigaciones y las recomendaciones.La medicina del futuro se ha definido como de las cuatro “Ps” (predicción, prevención, personalización, participación). Para que así ocurra la genética debe jugar un papel esencial para conseguir esa elusiva salud y prolongarla el mayor tiempo posible.

APLICACIONES EN LA PRODUCCIÓN DE ALIMENTOS

En el año 2003 se hizo pública la secuencia que conforma nuestro genoma, el genoma humano. Somos poco más de veintitrés mil genes interaccionando con el ambiente. Pero lo que somos no depende de nuestro color de piel, ni de nuestro credo político o religioso; está escrito en ese alfabeto molecular y se traduce en función de nuestro ambiente físico o cultural. Es evidente el impacto de la genómica en nuestra vida cotidiana y ello ha dado lugar a la aparición de dos nuevas disciplinas científicas: la nutrigenética y la nutrigenómica. Por nutrigenética entendemos la disciplina científica que estudia el efecto de las variaciones genéticas entre individuos en la interacción entre dieta y enfermedad. Por nutrigenómica, aquella que estudia el efecto de los nutrientes de los alimentos sobre la expresión de nuestros genes. Con su empleo empezamos a entender cómo se va a definir en el futuro una alimentación a la carta en función de lo que podríamos llamar pasaporte genético.

Puede que a muchos les aterre, pero quizás no lo vean tan grave si piensan en la ventaja que para un recién nacido puede suponer que sus padres sean informados sobre una posible mutación en su genoma que le predisponga a desarrollar una enfermedad cardiovascular si su alimentación no es adecuada. Está claro el enorme potencial que el conocimiento del genoma humano puede tener en las pautas de alimentación, pero no será menor el que tenga la secuenciación de los genomas de otros organismos vivos de interés agroalimentario. Hasta ahora se han secuenciado totalmente más de quinientos genomas distintos y hay más de setecientos proyectos de secuenciación en marcha. Algunos de ellos se refieren a animales, plantas o microorganismos de relevancia alimentaria, como, por ejemplo, el arroz, la levadura panadera, la bacteria Bifidobacterium bifidum —usada en muchos productos probióticos— o patógenos responsables de toxoinfecciones alimentarias,como Escherichia coli.

El conocimiento de los genes que componen el genoma de estos organismos permite conocer sus genes clave para así definir estrategias de mejora por genética clásica —la llamada mejora asistida por marcadores—oporingeniería genética, desarrollar mecanismos de defensa frente a su patogenicidad o descubrir nuevas funciones fisioló- gicas con impacto nutricional. La secuenciación de genomas ha sido hasta ahora una técnica costosa en tiempo y dinero. Hace apenas un año, se describió una nueva técnica de secuenciación basada en el empleo de nanomateriales. Dicha técnica se denomina pirosecuenciación y permite secuenciar genomas de forma masiva en mucho menos tiempo y a un menor costo. Por ejemplo, la tecnología clásica de secuenciación aplicada en un laboratorio convencional tardaba en secuenciar el genoma de una bacteria láctica un tiempo variable de entre uno y tres años. Con la tecnología de pirosecunciación, es posible hacerlo en sólo ocho horas y por un precio en costo de materiales diez veces menor al de la tecnología convencional. Sin duda, la pirosecuenciación va a revolucionar la secuenciación de genomas y también de los llamados metagenomas.

Con este último sustantivo se hace referencia a la secuenciación de ADN extraído de un ecosistema, de modo que, a partir de los datos de secuencia, es posible inferir los organismos presentes en dicho nicho ecológico. Su aplicación en alimentación y nutrición es más próxima de lo que muchos imaginan. Por ejemplo,recientemente se han llevado a cabo proyectos de secuenciación masiva en voluntarios humanos, determinándose que más de trece mil cepas bacterianas distintas pueblan nuestro tracto digestivo. También mediante el empleo de metagenómica se han detectado diferencias en la composición de la flora microbiana del tracto digestivo de individuos obesos. Son los primeros resultados de una tecnología potente que permitirá conocer aspectos nuevos de nuestra fisiología y su relación con la alimentación. Podemos concluir por todo lo expuesto que el futuro de la genética en la alimentación es importante. La época en que los tecnólogos de alimentos eran expertos en el manejo de las tuberías de las instalaciones industriales ha quedado lejos. La nueva tecnología de alimentos precisa de nuevos profesionales que entiendan la importancia de la biotecnología y la genética y también que puedan discutir sobre conocimientos de otros campos del saber, como la farmacología, la nutrición, el control automático de sistemas o las nanotecnologías.

EL EMPLEO DIRECTO DE LA GENÉTICA EN LA ALIMENTACIÓN: MEJORA GENÉTICA DE LOS ALIMENTOS

La comunidad científica entiende por biotecnología el uso de un organismo vivo con un propósito industrial. Biotecnología de alimentos no es más que el uso de seres vivos en la producción de alimentos, lo que incluye toda la alimentación, porque todo cuanto comemos son, o han sido, seres vivos, ya sean animales, vegetales o alimentos o bebidas fermentadas por un microorganismo. Pero el consumidor, sobre todo el europeo, tiene una percepción distinta de lo que es y entiende que éste término hace referencia a la aplicación de la genética en la alimentación. En otras palabras, los consumidores europeos entienden por biotecnología de alimentos «poner genes en su sopa». Hay que recordar a los consumidores que la genética se ha aplicado en la alimentación desde que comenzó la agricultura y la ganadería. Desde entonces, el hombre ha mejorado empíricamente el genoma de las variedades vegetales comestibles, las razas animales y los fermentos. Esta mejora se ha fundamentado en la aparición de mutantes espontáneos, la variabilidad natural y la aplicación del cruce sexual o hibridación.

De esta forma se han obtenido variedades de trigo con espigas incapaces de dispersar sus semillas en la naturaleza, pero capaces de generar unas harinas panaderas con inmejorable aptitud tecnológica, o patatas comestibles al contener niveles mínimos de alcaloides tóxicos. Desde hace treinta años, los científicos aíslan en el laboratorio fragmentos concretos que portan genes determinados. Esos genes se pueden variar en el tubo de ensayo y se pueden reintroducir en el organismo natural o en uno distinto generando un transgénico. Al global de estas técnicas lo llamamos ingeniería genética, y cuando se aplica en el diseño de un alimento surgen los llamados alimentos transgénicos. Hoy se comercializan muchos alimentos transgénicos en todo el mundo, sobre todo en Estados Unidos, Australia, Canadá y China. Los más conocidos son la soja resistente al herbicida glifosato y el maíz Bt, aunque existen muchos más. Son de gran importancia los que hacen referencia a la mejora nutricional de los alimentos. Desde algunas organizaciones ecologistas se acusa a los alimentos transgénicos de ser un veneno para la salud y el medio ambiente. No es cierto. Desde hace más de quince años, FAO, OCDE y OMS han establecido grupos de trabajo para evaluar la seguridad para el consumidor de los alimentos transgénicos. Se ha llevado a cabo una evaluación de riesgos sanitarios de todos los alimentos transgénicos comercializados atendiendo al contenido nutricional, la posible presencia de alérgenos y el nivel de toxicidad.

Son los alimentos más evaluados de la historia de la alimentación y no disponemos de un dato científico que indique que representen un riesgo para la salud del consumidor superior al que implica la ingestión del alimento convencional correspondiente. Este hecho ha sido puesto de manifiesto por la OMS en su página de Internet. Es interesante destacar que, tras la publicación de esta decisión, dichos grupos han variado su estrategia y apenas hablan de los riesgos sanitarios de los transgénicos pero sí de los riesgos ambientales. Ahí las cosas son menos claras, porque hay una falta de metodologías para analizar este tipo de riesgos que afectan tanto a las plantas transgénicas como a las convencionales. Aun así, debemos afirmar con contundencia que existen tres posibles riesgos: la transferencia de los genes exógenos desde la variedad transgénica a variedades silvestres, la pérdida de biodiversidad y los efectos dañinos que ciertas plantas transgénicas resistentes a insectos pueden tener sobre poblaciones de insectos distintos de aquellos contra los que protegen. Todos estos riesgos ya existen con las variedades convencionales. Por ello, la cuestión clave es conocer si el empleo de transgénicos acelerará la aparición de estos riesgos. Parece que no, siempre que se mantengan y mejoren las normas de evaluación que empleamos actualmente con las plantas transgénicas.

Finalmente, debemos considerarlos riesgos económicos. El 90% de los agricultores que utilizaron semillas transgénicas en el 2006 eran agricultores pobres de países en desarrollo. Una realidad muy lejana del estereotipo que hace de lo transgénico un negocio en manos de pocas compañías multinacionales. Pero conviene debatir acerca de la opinión del consumidor sobre los transgénicos. En general, y destacando la falta de formación e información en biotecnología de nuestra sociedad, así como la constante presencia de los grupos en contra en los medios de comunicación, los perciben como algo peligroso. Por ello resulta importante la divulgación de los datos reales que desde la ciencia tenemos de estos productos.

Alimentos “nutriactivos”

Lo más importante en este aspecto, es que la genómica nutricional permitirá cruzar la información genómica individual con la alimentación y los componentes de los alimentos, de modo que el efecto sea positivo para la salud del individuo. La idea es que los alimentos riesgosos puedan reemplazarse con otros potencialmente menos nocivos.

El perfil genómico individual puede ayudar a mejorar la nutrición y la salud, y en este nuevo escenario la genómica y la bioinformática cumplirán un papel crucial en la identificación de variantes genéticas que causen enfermedades, lo cual está siendo realizado mediante investigación de las bases de datos del genoma humano. En este sentido, es fundamental conocer los cambios que se producen dentro de la célula, sus modelos de interacción con el transcriptoma y el metaboloma, para poder personalizar los efectos de una dieta sana en la corrección de un metabolismo alterado. La comparación de un genotipo individual con una base de datos genómica permitirá la recomendación de nutriente individualizado genotipo-dependiente de acuerdo a los requerimientos y necesidades de cada individuo.

Los recientes desarrollos de la proteómica aplicados a la nutrición, están revolucionando los conceptos de alimentos “nutriactivos” como inductores de la expresión de ciertos genes y el consiguiente procesamiento de proteínas cuya acción es fundamental para el funcionamiento normal del metabolismo celular (metaboloma).

Referencias:

• López, Joel, (2015), “Nutrigenómica”; disponible en https://www.sabermas.umich.mx/archivo/la-ciencia-en-pocas-palabras/170-numero-21109/335-nutrigenomica.html ; recuperado el 21-01-2018.
• Parra, Sergio, (2016), “¿Qué es la Nutrigenómica?”; disponible en https://www.xatakaciencia.com/genetica/que-es-la-nutrigenomica ; recuperado el 21-01-2018.
• Marulanda, Daniela, (2013), “Nutrigenómica”; disponible en https://prezi.com/kybapjamn3ld/nutrigenomica/ ; recuperado el 21-01-2018.
• Berciano, Silvia. “Nutrigenómica. Interacciones gen-dieta y sus implicaciones en la práctica clínica”. Disponible en: https://www.researchgate.net/publication/277670480_Nutrigenomica_Interacciones_gen-dieta_y_sus_implicaciones_en_la_practica_clinica ; recuperado 21-01-2018.
• Blog CeFeGen ,(2015) “Polimorfismos genéticos” ; disponible en

https://cefegen.es/blogs/polimorfismos-geneticos-definicion-ejemplos

• Sonia Osorio Algar (S. Osorio), (2008) “Proteómica y Metabolómica”; disponible en http://www.uma.es/master-en-biotecnologia-avanzada/navegador_de_ficheros/asignaturas/descargar/gpm.pdf ; recuperado el 21-01-2018.
• Diana Cruz-Bustillo, (2016)”Regulación de la Expresión Génica”; disponible el http://fbio.uh.cu/sites/genmol/confs/conf7/index_euc.htm ; recuperado el 21-01-2018.
• FEDOROFF, N.(2004). Mendelin the kitchen. Washington: Joseph Henry Press. PAFUNDO, S.; AGRIMONTI, C.; MAESTRI, E.; MARMIROLI, N. (2007). «Applicability of SCAR markers to food genomics: Olive oil traceability».

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La nutrigenética y nutrigenómica como herramientas de prevención de enfermedades no transmisibles

Valeria Flores Rea. [1]

[1] ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO /FACULTAD DE SALUD PÚBLICA / ESCUELA DE NUTRICIÓN Y DIETÉTICA

TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS © Copyright 2019

     La nutrigenética es la rama de la genética que estudia la relación entre los genes y la respuesta individual a la dieta.  Es una rama de la genómica nutricional, que tiene como objetivo estudiar como las distintas variantes genéticas de las personas influyen en el metabolismo de los nutrientes, la dieta y las enfermedades asociadas a ésta. De forma análoga estudia nuestro ADN para conocer las predisposiciones negativas que nos afectan. Todos compartimos el 99,9% de esa información genética y es el 0,01% lo que nos hace diferentes y determina nuestras características antropométricas, fisiológicas, metabólicas y de comportamiento. Finalmente tiene como objetivo generar recomendaciones nutricionales de acuerdo con el acervo genético de las personas.

¿CÓMO SE APLICA LA NUTRIGENÉTICA EN LA DIETA?

En la actualidad, los avances en  nutrigenética nos ayudan a establecer qué alimentación debemos seguir para prevenir una serie de enfermedades identificadas a partir del análisis de nuestro ADN y que pueden evitarse o modularse mediante unas pautas dietéticas concretas. De esta forma, se alcanza la máxima personalización de la dieta.

¿CÓMO FUNCIONA UN TEST NUTRIGENÉTICO?

Los test nutrigenéticos estudian el ADN a través de un análisis de saliva con el objetivo de observar e identificar las variables genéticas de la persona que le hacen reaccionar de manera distinta a los alimentos y tener mayor o menor predisposición a determinados problemas de salud.

Por ejemplo, se conocen más de 40 genes asociados al desarrollo de la obesidad. Una persona que tenga la mayoría de estos marcadores genéticos tendrá más probabilidades de ser obesa, si no cuida la dieta.

BASE CIENTÍFICA:

Debido a los procesos evolutivos, los seres humanos difieren en su ADN, precisamente en los llamados SNPs (abreviatura de “Single Nucleotide Polymorphism” (Polimorfismo de nucleótido simple) que influyen en la forma en que los individuos absorben y procesan los nutrientes.

• La actividad fisiológica en el organismo humano que concierne el consumo o el transporte de los nutrientes también está conectado con diferentes variantes genéticas. Esta relación constituye la base de las ciencias nutrigenéticas.
• Los diferentes procesos nutrigenéticos en el cuerpo humano puede implicar una ventaja en términos de selección natural. Así, por ejemplo, la evolución instó al ser humano a digerir la lactosa de la leche de vaca.

 

MÉTODOS DE ANÁLISIS NUTRIGENÉTICOS

La identificación del genotipo necesario se lleva a cabo por medio de un análisis de sangre o de saliva. Posteriormente, se analiza el ADN de diferentes maneras. Una forma común de estudiar los datos genéticos es el llamado “gen candidato” cuando se identifica un posible gen de riesgo. Después de los experimentos en cultivos celulares, animales o seres humanos los científicos pueden establecer una correlación positiva o negativa entre la expresión de este gen candidato y los aspectos nutricionales.

OBESIDAD

Un objetivo importante para los investigadores nutrigenéticos es identificar los genes que hacen que algunas personas sean más susceptibles a la obesidad y las enfermedades relacionadas con la obesidad. La hipótesis “gen ahorrador” es un ejemplo de un factor nutrigenético en la obesidad. Actualmente se han detectado más de sesenta genes asociados con la obesidad. Avances actuales en la investigación nutrigenética demuestran potencialmente la existencia de genes ahorradores, así como también se empiezan a plantear contra-efectos con el fin de prevenir la obesidad y las enfermedades relacionadas con la obesidad.

Gracias a la nutrigenética los nutricionistas y médicos pueden individualizar las recomendaciones de salud y la dieta. De la misma manera, la medicina preventiva, diagnóstica y realiza terapias que podrían ser optimizadas. De hecho, los ensayos comparativos, como un estudio demuestran que los consejos de salud basados en los resultados de un análisis nutrigenético es más exitoso que los consejos de una dieta convencional.

GENÓMICA NUTRICIONAL

Genómica: es la ciencia que estudia las variaciones a nivel estructural del ADN. Además de ser la conformación de los genes y la variación poblacional de los polimorfismos genéticos.

La genómica nutricional es la interacción de genes–nutrientes, siendo así la nutrigenética a la interacción gen – nutriente denominado también como polimorfismos y nutrigenómica a la interacción nutriente-gen denominado también como la expresión de los genes.

Así decimos que la nutrigenómica es la constitución genética que determina la respuesta a la ingesta de determinados nutrientes. Así, la genómica nutricional pretende contestar preguntas como: ¿por qué algunas personas que consumen muchas grasas no padecen enfermedad cardiovascular?, o ¿por qué hay personas que no consumen muchas grasas, pero tienen niveles altos de colesterol?. La respuesta a estas interrogantes probablemente se encuentre en la calidad y cantidad de enzimas y proteínas que intervienen en el metabolismo lipídico, que se encuentra determinada genéticamente en cada individuo.

La genómica nutricional se basa en 4 principios:

• Las dietas pueden ser un factor de riesgo importante para variar enfermedades;
• Las sustancias químicas alteran directa o indirectamente la estructura genética;
• La influencia de la dieta en la salud depende de la constitución genética del individuo; y
• Las intervenciones dietéticas basadas en conocimientos nutricionales, estado nutricional y el genotipo pueden ser utilizadas para optimiza la salud de prevenir enfermedades crónicas.

Estos principios se basaron en dos hipótesis:

1. La herencia genética confiere una amplia gama de posibles fenotipos y que las restricciones metabólicas – ambientales y la disponibilidad de nutrientes determinan el fenotipo final de un indicio.
2. La suposición de que la progresión de un fenotipo saludable a un fenotipo enfermo crónico esta ligada a cambiar en la expresión genética o a diferencias en la actividad de enzimas y proteínas que alteran la respuesta a diferentes factores ambientales (incluida la dieta).

Siendo así Ambiente + Genotipo = Fenotipo

¿QUÉ NO ES LA GENÓMICA NUTRICIONAL?

• La genómica nutricional no es una dieta milagro.
• La genómica nutricional no da soluciones a corto plazo, pero si prevención a largo plazo.
• La genómica nutricional tiene efectos que no se pueden compararse con los efectos farmacogenómicos.

ENFERMEDADES RELACIONADAS CON AL NUTRIGENÓMICA

• Aspectos Negativos: Se encontraron heredabilidades significativas de los fenotipos relacionados a las enfermedades relacionadas con alto grado de adiposidad, resistencia a la insulina y las enfermedades del llamado síndrome metabólico en poblaciones de América Latina, incluso existen genes candidatos para la aparición de diabetes tipo 2. La alimentación compulsiva relacionada a la obesidad, así como otros trastornos metabólicos poseen componentes genéticamente relevantes.
• Aspectos Positivos: mejoramiento de las propiedades nutricionales de los alimentos tanto vegetales como los de origen animal.

 

DIETAS MODERNAS UTILIZANDO LA NUTRIGENÓMICA

Relaciona a los nutrientes con el metabolismo. La genómica nutricional ha demostrado que los alimentos modulan el balance de numerosos procesos fisiológicos que están directamente asociados con la expresión de los genes.

ENFERMEDADES METABÓLICAS

Se entienden por enfermedades metabólicas o del metabolismo aquellas que interfieren con los procesos bioquímicos del organismo involucrados en el crecimiento y conservación de la buena salud de los tejidos orgánicos, en la eliminación de productos de desecho y en la producción de energía para llevar a cabo las funciones corporales. Así, por ejemplo, el cuerpo puede tener un exceso o un déficit de determinadas sustancias (proteínas, grasas, hidratos de carbono). Este desequilibrio a menudo interfiere con las funciones normales de los tejidos y órganos del ser humano.

Las enzimas y las hormonas son los componentes responsables de las reacciones químicas del metabolismo. Los trastornos metabólicos se deben fundamentalmente a la escasez o demasiada audacia de enzimas u hormonas o al mal funcionamiento de las mismas. Entonces se produce una imposibilidad de la metabolización o una metabolización inadecuada de las sustancias químicas y esto puede conllevar a una falta de sustancias que son necesarias para el buen funcionamiento del organismo o a la aparición de toxinas como consecuencia de una mala metabolización.

Pueden ser hereditarias o adquiridas, pueden ser debidas a la interrupción de una cadena de síntesis por ausencia de una enzima a una anomalía endocrina o alimentaria puede afectar el equilibrio de los glúcidos, de los nucleótidos de los prótidos, de los lípidos los equilibrios ácido- básico, iónico, osmótico, hídrico, mineral, fosfocálcico, vitamínico, etc.

En pacientes con patologías médicas graves es frecuente el trastorno global de la función cerebral. Estas encefalopatías metabólicas con frecuencia comienzan por alteraciones en el estado de alerta (somnolencia) seguidas de agitación, confusión, delirium o psicosis, progresando a estupor o coma.

Las principales enfermedades metabólicas que afectan a la población actual son:

• HIPERTIROIDISMO: Se caracteriza porque la tiroides produce demasiada hormona tiroidea.
• HIPOTIROIDISMO: La tiroides produce poca hormona tiroidea.
• DIABÉTES: Consiste en el exceso de glucosa en la sangre u otra.
• OBESIDAD: Aunque esta enfermedad puede responder a muchas causas, algunas tienen su origen en problemas metabólicos. Ciertas enfermedades endocrinas como las alteraciones en la tiroides pueden desencadenar o favorecer la obesidad.
• DISLIPEMIA: Alteración del metabolismo de las grasas.
• HIPODIPILEMIA: Alteración del metabolismo de las grasas consistente en a presencia de bajos hipertiroidismo. Infecciones crónicas o estados inflamatorios, desnutrición, cáncer o abuso del alcohol, niveles de grasas en la sangre.
• GALACTOSEMIA: Enfermedad metabólica congénita caracterizada por la imposibilidad de digerir adecuadamente la leche.
• ALBINISMO: Falta de melanina.

Las enfermedades metabólicas pueden ocasionar problemas neurológicos, digestivos y hepáticos.

Las enfermedades metabólicas tratan de aquellas patologías causadas por anormalidades en sistemas enzimáticos implicados en el metabolismo intermediario. Las anormalidades pueden ser congénitas o adquiridas. Las congénitas son producidas por alteraciones genéticas que van a dar lugar a enzimas defectuosas (errores congénitos del metabolismo), mientras que las adquiridas son debidas a enfermedades de órganos endocrinos o al fallo de órganos metabólicamente activos. En las enfermedades metabólicas hereditarias el diagnóstico precoz es importante para conseguir un tratamiento efectivo.

Las enfermedades metabólicas o errores innatos del metabolismo son hereditarias, provocadas por el bloqueo de alguna de las diversas reacciones bioquímicas que ocurren dentro de las células del organismo. Estos bloqueos afectan con mayor frecuencia a la utilización de los diferentes grupos de alimentos como fuente de energía, pero también a la formación o degradación de las diversas moléculas que forman nuestro organismo.

En su mayoría se presentan en recién nacidos y niños, pero también puede afectar a adolescentes y adultos.

La enfermedad puede ocasionar daños a nivel neurológico, digestivo y hepático provocado retraso del desarrollo psicomotor, epilepsia, hipotonía o falta de fuerza muscular, falta de tolerancia al ejercicio, compromiso de conciencia recurrente, movimientos anormales (síndrome extra piramidal) falta de apetito, vómitos recurrentes, mal incremento de peso, desnutrición, hepatitis de causa poco clara, crecimiento anormal del hígado o del bazo e hipoglicemia o baja de azúcar en la sangre.

CAUSAS DE LAS ENFERMEDADES METABÓLICAS

¿PORQUÉ SE PRODUCE? Las enzimas y las hormonas son los componentes responsables de las reacciones químicas del metabolismo. Los trastornos metabólicos se deben fundamentalmente a la escasez o demasiada abundancia de enzimas u hormonas o al mal funcionamiento de las mismas.

En estos casos se produce una imposibilidad de metabolización o una metabolización adecuada de las sustancias químicas. Ello puede conllevar a una falta de sustancias que son necesarias para el buen funcionamiento del organismo o a la aparición de toxinas como consecuencia de una mala metabolización. En ambos casos pueden producir trastornos orgánicos.

CARACTERÍSTICAS DE LAS ENFERMEDADES METABÓLICAS

Las enzimas y las hormonas son los componentes responsables de las reacciones químicas del metabolismo. Los trastornos metabólicos se deben fundamentalmente a la escasez o demasiada abundancia de enzimas u hormonas o al mal funcionamiento de las mismas. Entonces se produce una imposibilidad de metabolización o una metabolización inadecuada de las sustancias químicas y esto puede conllevar a una falta de sustancias que son necesarias para el buen funcionamiento del organismo o a la aparición de toxinas como consecuencia de una mala metabolización.

Pueden ser hereditarias o adquiridas, ser debidas a la interrupción de una cadena de síntesis por ausencia de una enzima a un anomalía endocrina o alimentaria, puede afectar el equilibrio de los glúcidos (por ejemplo, diabetes, glucogénesis, galactosemia congénita) de los nucleótidos (por ejemplo, gota) de los prótidos (por ejemplo las aminoacidopatías) de los lípidos (por ejemplo, obesidad, dislipidosis), los equilibrios ácido básico, iónico, osmótico, hídrico, mineral, fosfocálcico, vitamínico,etc

En pacientes con patologías médica grave es frecuente el trastorno global de la función cerebral. Estas encefalopatías metabólicas con frecuencias comienzan por alteraciones en el estado de alerta (somnolencia), seguidas de agitación confusión, progresando a estupor y coma.

VARIABILIDAD EN LA RESPUESTA A LAS INTERVENCIONES DIETÉTICAS

Las intervenciones dietéticas se centran en la corrección de las prácticas y los hábitos personales. La adición de nutrientes a alimentos básicos se denomina “enriquecimiento”, mientras que la “suplementación” se refiere al aporte de determinados nutrientes o mezclas de nutrientes al margen de los alimentos.

REVISIÓN DE LA EVALUACIÓN DIETÉTICA 

El estado nutricional es uno de los predictores más importante de riesgo en la salud.

DIETAS RICAS EN:

• Frutas
• Verduras
• Granos enteros
• Carne Magra de aves de corral
• Pescado

Inversamente asociadas con riesgo de enfermedades crónicas relacionadas con la edad:

• Enfermedades cardiovasculares
• Cáncer
• Diabetes

DIETAS ALTAS EN:

• Granos refinados
• Azúcares agregados

PERO BAJAS EN:

• Alimentos de origen vegetal

Incrementan el riesgo de Obesidad y enfermedades relacionadas con la Obesidad:

• Enfermedades cardiovasculares
• Cáncer
• Diabetes
• La variabilidad del día a día en la ingesta de alimentos puede ser tan grande que puede ser difícil identificar cualquier patrón consistente subyacente.
• La evaluación dietética es una tarea compleja tanto para investigadores como para clínicos.

La nutrición personalizada está cobrando cada día mayor relevancia para conseguir una mayor eficiencia en la consecución de los ON (cereales refinados). Tras décadas en las que se prestaba menos atención a las particularidades de cada persona en cuanto a preferencias alimentarias, dificultades en el seguimiento de las dietas, etc, los profesionales de la nutrición son cada vez más conscientes del mayor porcentaje de éxito en el resultado de una intervención dietética si se dedica una mayor atención a las características individuales de la persona participante para adaptar mejor las dietas.

Además de esta personalización basada en variables sociodemográficas (sexo, edad, nivel de estudios, etc.), conductuales, psico culturales y fenotípicas (mayor o menor peso, presencia o ausencia de hipercolesterolemia, hiperglucemia, etc.), existe también otro nivel más profundo de individualización de las dietas basado en el genoma. En este sentido, desde hace varias décadas, decenas de investigaciones han demostrado diferencias interindividuales en la respuesta fenotípica de los individuos a la dieta, fundamentalmente en el ámbito de las ECV, la obesidad, la DM, etc. Aunque en los estudios publicados se expresan los resultados de las intervenciones dietéticas como valores medios para los individuos analizados, lo cierto es que al examinar los datos de manera individual para cada participante en el estudio nos encontramos con una gran variabilidad en los resultados de la intervención.

Podemos encontrar individuos en los que la dieta apenas ha producido ningún cambio en el parámetro estudiado, otros en los que la dieta ha producido cambios más grandes que los esperados, y aquellos en los que la dieta produce el cambio medio esperado. Varios estudios han clasificado a los individuos en normorrespondedores, hiporrespondedores o hiperrespondedores en función de si su respuesta fenotípica a la dieta era la esperada, menor a la esperada o superior a la esperada, respectivamente. Sin embargo, a pesar del conocimiento de esta distinta respuesta interindividual a la dieta, los mecanismos que la explican no se conocen, ya que en décadas pasadas pocas veces los investigadores se han interesado por estudiar esta variabilidad de manera detallada.

Es más, en algunas ocasiones se ha atribuido la diferencia interindividual en las respuestas a las intervenciones dietéticas a un distinto cumplimiento de la dieta por parte de los participantes en los estudios, pero se ha comprobado que no siempre es así. Por ello, se piensa que el conocimiento del genoma humano puede ser muy importante para ayudar a descifrar los mecanismos moleculares que determinan dicha respuesta interindividual y generar así una serie de biomarcadores de respuesta que permitan conocer con antelación a la intervención dietética, el posible éxito de la misma.

Todavía no disponemos de estos biomarcadores genéticos para aplicarlos con validez en las intervenciones dietéticas destinadas a conseguir una nutrición personalizada, pero muchos grupos de investigación en todo el mundo están trabajando de manera rigurosa en la elucidación de los mismos y en un futuro próximo se espera disponer de paneles de tales biomarcadores para aplicarlos a las distintas intervenciones dietéticas específicas de cada problema de salud.

Generalidades del genoma humano y su aplicación en el estudio de la variabilidad

Aunque antes de la década de 1980 ya se había realizado la secuenciación de genes aislados de algunos organismos, así como de genomas de entidades subcelulares (algunos plásmidos y virus), el conocimiento del genoma humano era tremendamente limitado. Ante esta precariedad de conocimientos y siendo cada vez más reconocida la importancia de la dotación genética en los procesos de salud-enfermedad, no es de extrañar que en 1985 surgiera la iniciativa de secuenciar el genoma humano. A finales de los 80 y principios de los 90, se oficializa el inicio del denominado Proyecto Genoma Humano.

El siglo XXI comenzó con la publicación de los resultados de uno de los proyectos de mayor envergadura, colaboración internacional y potenciales repercusiones sobre la salud que se hayan realizado en todos los tiempos: el Proyecto Genoma Humano, cuya fecha oficial de finalización se dató en abril de 2003 para hacerla coincidir con los 50 años transcurridos desde que en abril de 1953 Watson y Crick describieran la estructura de la doble hélice del ADN.

Watson y Crick

De acuerdo con la visión de Collins en la publicación conmemorativa de la finalización del Proyecto Genoma Humano, la secuenciación del genoma humano tan sólo constituye los cimientos de un edificio sobre el cual se tienen que levantar distintas plantas que suponen. En la actualidad, no sólo se ha determinado la secuencia de varios miles de millones de pares de bases en el genoma humano, sino que se han desarrollado instrumentos y técnicas que permiten obtener resultados de análisis genéticos cada vez más rápidos y económicos, al tiempo que se han realizado enormes esfuerzos con impresionantes frutos en el ámbito de la bioinformática con potentes bases de datos de secuencias, de proteínas de vías metabólicas, etc, que ponen a disposición de la comunidad científica una ingente cantidad de información nunca antes generada.

Por tanto cada día son más accesibles los chips que permiten realizar análisis de alta densidad de polimorfismos en el ADN de cada paciente, generando al mismo tiempo información sobre 500.000 (500 K), 1.000.000 (1.000 K) o un número mayor de polimorfismos genéticos. Las variaciones en el genoma no sólo se limitan a los polimorfismos de un solo nucleótido, conocidos como SNP por sus siglas en inglés (sencillo Nucleotide Polymorphism), y entre los que se encontraría por ejemplo el polimorfismo rs9939609 en el gen FTO (fat mass and obesity gene), recientemente relacionado con mayor riesgo de obesidad. En la Figura 2A, se presenta un esquema que contiene el nombre de los diferentes tipos de variaciones en el ADN y el rango de los tamaños de los fragmentos implicados. De acuerdo con el tamaño de los fragmentos, además de los SNP, podemos encontrar inserciones y deleciones de pequeñas secuencias de ADN en cualquier lugar de las distintas aplicaciones de la información generada por el mismo en varios ámbitos con creciente nivel de complejidad. Así, el genoma que pueden dar lugar a cambios de las pautas de lectura.

LINCOGRAFÍA DE REFERENCIA:

• https://es.slideshare.net/LauraRosRos/enfermedades-metablicas-69572840
• https://www.idf.org/e-library/epidemiology-research/diabetes-atlas.html
• http://medicinasalud.org/dolor-enfermedad-enfermedades-trastorno-mal-trastornos/enfermedades-metab-licas-tratamiento-causas-s-ntomas-diagn-stico-y-prevenci-n/
• http://www.who.int/diabetes/global-report/es/
• http://www.scielo.sa.cr/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0001-60022014000200001
• https://www.cinfasalud.com/areas-de-salud/cuidado-diario/nutricion/nutrigenetica/
• https://es.wikipedia.org/wiki/Nutrigen%C3%A9tica

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Materiales de Laboratorio (PARTE VIII)

Alejandro Alfredo Aguirre Flores. [1]

[1] Universidad Central del Ecuador-Fac. Ciencias Químicas-Química de Alimentos

TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS © Copyright 2018

En esta octava entrega de “Materiales y aparatos de Laboratorio” tengo el agrado de traer cinco nuevos instrumentos de gran utilidad para el análisis químico, a su vez si necesitas mayor información sobre éstos y otros materiales puedes ingresar a nuestra categoría sobre esta temática dándole click en: Categoría: MATERIALES Y APARATOS DE LABORATORIO.

BIENVENIDOS

Desecador Sheibler, frascos de Woolf, cuba hidroneumática, cubas de vidrio y campanas de cristal

 

1) DESECADOR DE SHEIBLER

El desecador Sheibler de cámara confinada según lo menciona (Carrillo A. 1990), es un recipiente de vidrio de forma especial, éste posee una tapa de carácter hermético y que dependiendo del fabricante puede o no tener esmerilado para un cierre hermético mediante el uso de vaselina. Este instrumento tiene por finalidad desecar (Dejar seca una muestra, eliminando la humedad que contiene.) una  muestra o sustancia sólida e incluso líquida; posee en su interior un disco de porcelana perforado en circunferencias más pequeñas capaces de alojar cápsulas de porcelana o crisoles que contengan principalmente sustancias ávidas de humedad (hidrofílicas) como la cal viva, el cloruro de calcio, el ácido sulfúrico concentrado, silicagel, entre otros.

Si se coloca en el desecador un sólido húmedo y éste emite vapores que tienden a saturar el ambiente se puede apreciar como el deshidratante se apodera de ellos, volviendo a la atmósfera del interior nítida y seca; finalmente el sólido acabará por secarse por efecto del deshidratante.

2) FRASCOS DE WOOLF

Dentro del extenso mundo de las soluciones químicas, existen aquellas que se preparan mediante la disolución de gas en líquido, para lo cual es necesario hacer burbujear el gas en el líquido (solvente). Una forma sencilla de conseguir estas soluciones, en química analítica, es mediante el uso de frascos de Woolf, estos recipientes de vidrio poseen dos o tres cuellos de vidrio de corta longitud y en ocasiones son de carácter esmerilado para unirse a otros instrumentos o para la colocación respectiva de sus tapas o corchos. Son de amplia utilidad y una alternativa de eso es para procedimientos que implican el lavado de gases, captura de gases en una determinada reacción química. En diferentes catálogos o artículos se puede identificar a este instrumento como frasco de Woulff.

Montaje realizado para la captura de gases emanados por reacción entre un solido y un líquido que desciende hasta el matraz Erlenmeyer a través de un tubo de seguridad y finalmente el gas es conducido hasta el frasco de  Woolf, que desplaza el agua en su interior hacia el vaso de precipitados.

3) CUBA HIDRONEUMÁTICA

Es de latón, plástico o  vidrio, su forma es prismática rectangular de medidas variables, de forma general, es suficientemente honda para permitir receptar tubos de ensayo, vasos de precipitación, probetas y matraces en todas sus presentaciones como se vio anteriormente en: Materiales de laboratorio de química (Parte I: tubos, vasos, matraces y probetas). Posee en su interior una placa perforada sujetada por ambos lados de la cuba.

Su principal utilidad implica el capturar gases, para lo cual se llena de agua la cuba y de igual manera el recipiente que contendrá al gas, a este último se lo invierte dentro de la cuba procurando que no ingrese aire a su interior, posteriormente la boca del tubo de ensayo o matraz es colocado sobre la perforación de la placa interna de la cuba, es recomendable el uso de tubos de desprendimiento para esta finalidad, a continuación se coloca una manguera desde el matraz donde se produce la reacción química y se libera el gas de interés y finalmente se conduce hasta el interior del tubo invertido donde se hará burbujear; la presión del gas empujara el agua hacia la cuba. Finalmente cuando se captado el gas y se observa un equilibrio entre el liquido de la cuba y el recipiente se procede a tapar el recipiente y a retirar el gas capturado.

4) CUBAS DE VIDRIO

Son de forma cilíndrica o prismática (rectangular o cúbica), son fabricadas en vidrio reforzado y grueso capaces de soportar presiones moderadas, son empleadas en electrolisis química, es decir,  procedimientos como celdas electromagnéticas, niquelado, cobreados, dorados, etc. De forma análoga con los instrumentos y aparatos nombrados anteriormente, estas también son utilizadas en procedimientos de manipulación y captura de gases.

5) CAMPANAS DE CRISTAL

Estos recipientes de vidrio con forma acampanada, se denominan también como campanas de desecado, poseen en la parte superior un bulbo o perilla del mismo material que facilita su manejo. Otras campanas presentan una tubuladura con tapón. Son empleados en la determinación de puntos de ebullición de líquidos a presiones bajas, sirven también para establecer la presión de vapor a diferentes temperaturas (en procesos de equilibrio termodinámico), al igual que los instrumentos anteriores son empleados en la captura de gases en una superficie líquida y finalmente son puntualmente útiles en conservar sustancias fuera de ka humedad variable del aire.

Existen varias clases de campanas: con botón, ordinario para gases, con tubuladura (con o sin esmeril), con llave esmerilada (para procedimientos al vacío) y campanas graduadas.

REFERENCIA:

Ing. Carrillo Alfonso A. (1990). Materiales y aparatos para laboratorio de química. Gráficas Mediavilla Hnos. Quito-Ecuador

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Aplicaciones de los Ácidos Carboxílicos y sus derivados

Lucía Jaramillo Cando. [1]

Lesly Espinoza Buitrón. [1]

Alejandro Aguirre F. [1]

[1] Universidad Central del Ecuador-Fac. Ciencias Químicas-Química de Alimentos

TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS © Copyright 2018

INTRODUCCIÓN

Los ácidos carboxílicos son compuestos orgánicos usados en procesos químicos e industriales, que naturalmente provienen de grasas, aceites vegetales, lácteos, frutos cítricos. Se caracterizan por estar formados por un conjunto de átomos unidos entre sí mediante enlaces covalentes carbono-carbono, denominado grupo carboxilo, que cuando se unen a otros elementos como hidrógeno, oxígeno o nitrógeno, integrando una infinidad de compuestos diferentes así lo menciona (Cornejo Arteaga, 2017). Químicamente los ácidos carboxílicos son una serie homóloga en la que los compuestos presentan este grupo funcional (-COOH) mientras que la formula general en la que se muestran dichos ácidos es: CnH2n+1COOH.
Los ácidos carboxílicos son derivados de hidrocarburos en los que uno o más de los átomos de hidrógeno del hidrocarburo han sido reemplazados por un grupo carboxílico. Los primeros cuatro ácidos carboxílicos derivados de los alcanos son el ácido metanoico (HCOOH), el ácido etanoico (CH3COOH), el ácido propanoico (C2H5COOH) y el ácido butanoico (C3H7COOH).
Los ácidos carboxílicos al ser de los compuestos más abundantes en la naturaleza ameritan un estudio minucioso que complemente la formación principalmente del estudiante de la carrera de Química de Alimentos; la función química de los ácidos carboxílicos es de carbono primario que contiene tanto al carbonilo, así como el hidroxilo en sí mismo, se nombran anteponiendo la palabra ácido con el sufijo oico.

Palabras clave: carboxilo, química, carbono, ácido, grupo, carboxílico.

DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN

Importancia de los ácidos carboxílicos en las industrias.

En términos generales no solamente los ácidos carboxílicos son importantes, sino el grupo carboxilo, del cual se generan una gran cantidad de compuestos que son usados por diferentes sectores industriales como en la industria alimentaria:

• Aditivos, conservantes (ácido sórbico y benzoico), regulador de alcalinidad, agente antimicrobiano, acidulante en bebidas carbonatadas.
• Ayudante a la maduración del queso suizo (ácido propiónico), elaboración de col fermentada y bebidas suaves (ácido láctico).
• Conservantes (Ácido sórbico y ácido benzoico).
• Regulador de la alcalinidad de muchos productos.
• Producción de refrescos.
• Agentes antimicrobianos ante la acción de los antioxidantes. En este caso, la tendencia son los antimicrobianos líquidos que posibiliten la bio-disponibilidad.
• Principal ingrediente del vinagre común (Ácido acético).
• Acidulante en bebidas carbonatadas y alimentos (Ácido cítrico y ácido láctico).
• Ayudante en la maduración del queso suizo (Ácido propiónico).
• Elaboración de queso, chucrut, col fermentada y bebidas suaves (Ácido láctico).

El ácido fórmico en las agroindustrias y alimentos.

La agricultura es una actividad económica de alto impacto e importancia para el ser humano en las sociedades modernas, y en torno al uso de ácido fórmico este sector representa un porcentaje elevado de consumo por sus propiedades antibacterianas.
El ácido fórmico es un químico irritante presente en el veneno pulverizado de algunas especies de hormigas y en la secreción liberada por algunas ortigas, así lo menciona el portal especializado (ACIDO CLORHIDRICO.org, 2010).

El ácido metanoico o ácido fórmico es un conocido conservante antimicrobiano y pesticida, siendo entonces un importante aliado del sector agrícola y alimentario. Sin embargo el mismo es muy peligroso en altas concentraciones; al ser empleado como agente antimicrobiano se puede controlar el aparecimiento de bacterias de origen industrial o agrícola, éste al ser consumido en mínimas cantidades no ocasiona intoxicación alguna en humanos ni animales, por lo tanto es empleado como aditivo en alimentos de animales así como al ensilado producido como producto de la molienda y del cultivo, dicho ensilado es suministrado a animales de corral como vacas y bovinos.

Tras tratar el ensilado con ácido fórmico, éste actúa como precursor de la fermentación de azucares en el animal, que en el caso de las reses favorece la producción láctea reduciendo el tiempo de producción natural de la misma, sin alterar el valor nutricional ni calidad de la leche para consumo humano.

La fuente afirma que puede ser muy peligroso en concentraciones anormalmente altas, el ácido fórmico es en realidad un aditivo alimentario y un químico industrial muy versátil y extremadamente útil. Cuando se consume a niveles normales, es muy rápida y fácilmente metabolizada por nuestros cuerpos, y eliminada de una manera segura y saludable. Sin embargo, se ha encontrado que ingerir cantidades altamente concentradas de ácido fórmico puede resultar en daño renal y hepático. Como tal, es importante entender tanto los usos como los peligros de este producto químico tan versátil. (ACIDO CLORHIDRICO.org, 2010)

Aplicaciones del ácido acético en las industrias de alimentos.

El ácido acético es un aditivo de alta incidencia en las industrias alimenticias por su capacidad de regular la acidez y basicidad en los alimentos, es el principal ingrediente del vinagre. Su nombre se deriva del latín acetum, que significa agrio. Conocido y usado hace bastante tiempo por la humanidad, se emplea como condimento y conservante de alimentos (Fennema, Hablemos Claro: Ácido Acético, 2000).

Entre sus aplicaciones más comunes se encuentran:
• Salsas de mesa y para cocinar.
• Alimentos en conserva.
• Pan y productos de panadería.
• Aderezos y vinagre.
• Condimento para botanas.
• Industria de plástico y aplicaciones químicas de tipo analítico.
• Industria textil, entre otras.

Su principal uso industrial es la preservación de alimentos, principalmente conservas. Tradicionalmente éste ácido era generado como producto de la fermentación de frutos como la manzana, uvas y diversos cereales denominándolo tradicionalmente como vinagre. Con los años y gracias a los avances en torno a la química orgánica la obtención de este ácido se ha ido perfeccionando, siendo posible en la actualidad obtenerlo por fermentación controlada o síntesis química orgánica así lo afirma (Editores “Mestrillo”, 2018).
Dentro de la industria alimenticia, el ácido acético, como se ha mencionado, se emplea para la limpieza y conservación de alimentos. También se le da utilidad en el hogar como aderezo para comidas, y es capaz de regular la acidez de muchos alimentos.

Aplicaciones del ácido cítrico en las industrias de alimentos.

El ácido cítrico es el responsable de la acidez de las frutas cítricas. Para uso industrial, el ácido cítrico es fabricado por la fermentación aeróbica del azúcar de caña (sacarosa) o azúcar de maíz (dextrosa) por una cepa especial de Aspergillus niger. Su mayor empleo es como acidulante en bebidas carbonatadas y alimentos.

En la industria alimenticia el ácido cítrico también es conocido como E330 y es un buen conservante y antioxidante natural que se añade de forma industrial en el envasado de muchos alimentos. En el organismo humano el ácido cítrico ingerido se incorpora al metabolismo normal, degradándose totalmente y produciendo energía en una proporción comparable a los azúcares. Es perfectamente inocuo a cualquier dosis concebiblemente presente en un alimento (BRISTHAR LABORATORIOS C. A. ® , 2010).

Según la fuente anterior el ácido cítrico y sus sales se pueden emplear en prácticamente cualquier tipo de producto alimentario elaborado. El ácido cítrico es un componente esencial de la mayoría de las bebidas refrescantes, (excepto las de cola, que contienen ácido fosfórico) a las que confiere su acidez, del mismo modo que el que se encuentra presente en muchas frutas produce la acidez de sus zumos, potenciando también el sabor a fruta. Con el mismo fin se utiliza en caramelos, pastelería, helados, etc. Es también un aditivo especialmente eficaz para evitar el oscurecimiento que se produce rápidamente en las superficies cortadas de algunas frutas y otros vegetales.
También se utiliza en la elaboración de encurtidos, pan, conservas de pescado y crustáceos frescos y congelados entre otros alimentos. Los citratos sódico o potásico se utilizan como estabilizantes de la leche esterilizada o UHT. En la tabla siguiente se puede encontrar una pequeña guía de aplicaciones del E330 en los alimentos

El ácido propiónico en las industrias de alimentos.

El ácido propiónico es el responsable por el olor característico del queso suizo (Snyder, 1995). Durante el período principal de maduración de este tipo de queso, Propionibacterium shermanii, y microorganismos similares, convierten ácido láctico y lactatos a ácidos propiónico, acético y dióxido de carbono. El CO2 gaseoso generado es responsable por la formación de los “huecos” característicos del queso suizo, así lo afirma (Ing. Netto, 2011).

El ácido propiónico es un componente con propiedades antimicrobianas frente a los mohos y algunas bacterias, también conocido como propanoico, es un ácido graso saturado con una cadena corta integrado por un etano unido a un carboxilo y es precursor de las sales del tipo propionatos. Este ácido carboxílico monoprótico, fue descubierto en el año 1844 por el químico Johann Gottlieb, durante la degradación del azúcar de algunos productos, constituyendo un ácido graso que forma una capa aceitosa cuando se sala en agua, produciendo sal potásica.

El ácido propiónico se puede obtener de forma natural por la fermentación de la pulpa de la madera o a través de algunos quesos, como se mencionó. Sin embargo, industrialmente se produce con la oxidación del aire de propanal, mediante el empleo de cationes de cobalto o manganeso en bajas temperaturas. Igualmente se extrae como un subproducto del ácido acético, pero este método está en caducidad.
Biológicamente según menciona (Editores “ACIDOS.INFO”, 2018), el ácido propiónico se genera en el metabolismo de los ácidos grasos con carbonos impares y algunos aminoácidos. Este proceso se inicia cuando las bacterias que se encuentran en los estómagos de los rumiantes catabolizan el sebo secretado por los poros, siendo prácticamente la razón del característico olor del queso suizo y del sudor.

Casi el 80% del consumo mundial de ácido propiónico está destinado a la conservación de alimentos elaborados para animales, cereales y la producción de propionatos de calcio o sodio, que son ingredientes básicos para alimentos humanos como el pan, bizcochos, pasteles y otros productos que son cocinados en horno, debido a su acción inhibidora del hongo.

Existen propionatos de calcio y sodio presentes en los productos de panificación, originados de la leche entre otros ingredientes.

El ácido butírico en las industrias de alimentos.

El ácido butírico (butanóico) deriva su nombre del latín butyrum, que significa mantequilla. Produce un olor peculiar por la rancidez de la mantequilla. Es usado en la síntesis de aromas, en fármacos y en agentes emulsionantes. (Parker, 1997) (Ing. Netto, 2011). Respecto a sus usos, el ácido butírico se emplea en la elaboración de esencias y sabores artificiales de aceite de vegetal. Así, en el caso del butirato de amilo, este es uno de los principales componentes del aceite de albaricoque.

Por otra parte, en el caso del butirato de metilo, este es uno de los ingredientes esenciales del aceite de piña. Éste último es utilizado tanto como agente aromatizante como estimulante del crecimiento óseo y el tratamiento de resfriados.

El ácido butírico se manifiesta en forma de ésteres en ciertos aceites vegetales y en determinadas grasas animales. Se le encuentra en mayores proporciones en productos como la mantequilla rancia, el queso parmesano y la leche cruda. No obstante, también se produce en el colon humano, como producto de la fermentación bacteriana de los glúcidos. En cuanto a sus características, es incoloro, posee olor y sabor fuerte y desagradable, y puede diluirse en agua.

El ácido láctico en las industrias de alimentos.

El ácido láctico se produce por la fermentación bacteriana de lactosa (azúcar de la leche) por Streptococcus lactis. Fabricado industrialmente por la fermentación controlada de hexosas de melaza, maíz y leche, se utiliza en la industria alimentaria como acidulante.

El ácido láctico es un aditivo utilizado ampliamente por su capacidad de regular la acidez de los productos. Dentro de sus principales aplicaciones se encuentran:
• Condimentos y vegetales en conserva.
• Pastillas, gomas de mascar y gomitas.
• Botanas a base de papa.
• Yogur, queso y fermentados lácteos.
• Salsa para pasta.
• Kit para preparar comidas.
• Productos cárnicos madurados.
El ácido láctico también se produce en nuestro propio cuerpo. Por ejemplo, cuando la glucosa es metabolizada por la actividad muscular anaeróbica, el ácido láctico se genera en los músculos y luego es descompuesto (oxidado por completo) a CO2 y H2O (Lehninger et al., 1995). Con el ejercicio intenso, el ácido láctico se forma más rápidamente de lo que puede ser eliminado. Esta acumulación transitoria de ácido láctico provoca una sensación de fatiga y dolor muscular. (Ing. Netto, 2011)

El ácido benzoico en las industrias de alimentos.

Sólido de fórmula C6H5—COOH, poco soluble en agua y de acidez ligeramente superior a la de los ácidos alifáticos sencillos. Se usa como conservador de alimentos. Es poco tóxico y casi insípido.

El ácido benzoico es uno de los conservantes más empleados en todo el mundo. Aunque el producto utilizado en la industria se obtiene por síntesis química, el ácido benzoico se encuentra presente en forma natural en algunos vegetales, como la canela o las ciruelas, por ejemplo, y en la industria se conoce como E210.
El ácido benzoico es especialmente eficaz en alimentos ácidos, y es un conservante barato, útil contra levaduras, bacterias (menos) y mohos. Sus principales inconvenientes son el que tiene un cierto sabor astringente poco agradable y su toxicidad, que, aunque relativamente baja, es mayor que la de otros conservantes.

El ácido fumárico en las industrias de alimentos.

El ácido trans-butenodioico, compuesto cristalino incoloro, de fórmula HO2CCH=CHCO2H, que sublima a unos 200 °C. Se encuentra en ciertos hongos y en algunas plantas, a diferencia de su isómero cis, el ácido maleico (cis-butenodioico), que no se produce de forma natural. Se utiliza en el procesado y conservación de los alimentos por su potente acción antimicrobiana, y para fabricar pinturas, barnices y resinas sintéticas.

En la industria alimenticia el ácido fumárico es comprendido como un ácido de origen natural que requieren los seres humanos y los animales para vivir. Este ácido se encuentra en las plantas también, y ha sido aprovechado por las compañías de alimentos y científicos por sus propiedades únicas que pueden ayudar a conservar el sabor y otros aspectos de varios alimentos. Dado que el ácido fumárico es seguro, natural y necesario, se encuentra en diversas aplicaciones en el servicio de comida y otras industrias que tienen que ver con la producción y distribución de alimentos.
Utilizado como ácido y estabilizador estructural en una amplia variedad de productos. También es usado como una fuente de ácido en el polvo para hornear.

El ácido linoleico en las industrias de alimentos.

De contextura líquida, oleoso, incoloro o amarillo pálido, de fórmula CH3(CH2)4(CH=CHCH2)2(CH2)6CO2H, cuyos dobles enlaces presentan configuración cis. Es soluble en disolventes orgánicos y se polimeriza con facilidad, lo que le confiere propiedades secantes. El ácido linoleico es un ácido graso esencial, es decir, es un elemento necesario en la dieta de los mamíferos por ser uno de los precursores de las prostaglandinas y otros componentes de tipo hormonal. Se encuentra como éster de la glicerina en muchos aceites de semillas vegetales, como los de linaza, soja, girasol y algodón. Se utiliza en la fabricación de pinturas y barnices.

El ácido oleico en las industrias de alimentos.

Líquido oleoso e incoloro, de fórmula CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CO2H en su configuración cis (la cadena de carbono continúa en el mismo lado del doble enlace). Es un ácido graso no saturado que amarillea con rapidez en contacto con el aire. Por hidrogenación del ácido oleico se obtiene el ácido esteárico (saturado).

Junto con el ácido esteárico y el ácido palmítico se encuentra, en forma de éster, en la mayoría de las grasas y aceites naturales, sobre todo en el aceite de oliva. Se obtiene por hidrólisis del éster y se purifica mediante destilación. Se utiliza en la fabricación de jabones y cosméticos, en la industria textil y en la limpieza de metales. (Ing. Netto, 2011)

El ácido esteárico en las industrias de alimentos.

Sólido orgánico blanco de apariencia cristalina, de fórmula CH3(CH2)16COOH. No es soluble en agua, pero sí en alcohol y éter. Junto con los ácidos láurico, mirístico y palmítico, forma un importante grupo de ácidos grasos. Se encuentra en abundancia en la mayoría de los aceites y grasas, animales y vegetales, en forma de éster-triestearato de glicerilo o estearina y constituye la mayor parte de las grasas de los alimentos y del cuerpo humano.

El ácido se obtiene por la hidrólisis del éster, y comercialmente se prepara hidrolizando el sebo. Se utiliza en mezclas lubricantes, materiales resistentes al agua, desecantes de barnices, y en la fabricación de velas de parafina. Combinado con hidróxido de sodio el ácido esteárico forma jabón (estearato de sodio).

 El ácido esteárico se encuentra en buena parte en carnes, embutidos y ahumados.

A pesar de que el ácido esteárico está de igual manera en las grasas de origen vegetal y animal, se encuentra en mayor medida en las segundas, donde tiene alrededor de un 30%, mientras que en la grasa vegetal se encuentra en una menor cantidad al 5%. Sin embargo, existen grasas vegetales que poseen un mayor contenido de este ácido, las cuales son la manteca de karité y la de cacao, ambas teniendo aproximadamente un 28-45% de ácido esteárico.
El ácido esteárico se encuentra en el 2do lugar en cuando a ingesta de grasas saturadas dentro de la dieta, siendo consumido en un 25,8%, después del ácido palmítico, que es ingerido en un 56,3%. Es posible encontrar este ácido en mayor medida en carnes rojas, luego en el pescado, y por último tanto en cereales como en productos lácteos.
Aunque consiste en un ácido graso saturado, este ácido no parece contar con ninguno de los efectos perjudiciales que normalmente son vinculados a esta clase de grasa y de igual forma, parece ser que este ácido produce un efecto neutro en los triglicéridos, al igual que en el colesterol LDL también llamado colesterol “malo”, en el colesterol total o en el colesterol HDL conocido como colesterol “bueno”. (ADMINIDEG, 2017).

El ácido málico en las industrias de alimentos.

Es el ácido hidroxibutanodioico, compuesto incoloro de fórmula HO2CCH2CHOHCO2H. Se encuentra en las manzanas, uvas y cerezas verdes y en otros muchos frutos, así como en los vinos. Se puede obtener de forma sintética a partir del ácido tartárico y del ácido succínico.

Ácido Málico.

Al calentarlo se deshidrata y produce ácido fumárico y ácido maleico. Se utiliza como aditivo alimentario por su acción antibacteriana y su agradable aroma. También se emplea en medicina, en la fabricación de ciertos laxantes y para tratar afecciones de garganta.

El ácido málico es un aditivo utilizado en la industria de alimentos empleado como acidulante y emulsificante (Fennema, Hablemos Claro, 2000). Entre las aplicaciones más comunes se encuentran:
• Pastillas, gomas de mascar y gomitas.
• Dulces y caramelos duros.
• Bebidas de frutas y de sabores.
• Bebidas de soya.
• Botanas a base de papas.
• Helados, sorbetes y paletas.
• Vino.

El ácido oxálico en las industrias de alimentos.

ácido oxálico

El ácido etanodioico, sólido incoloro de fórmula HO2CCO2H, que cristaliza con dos moléculas de agua. Se encuentra en muchas plantas en forma de sales (oxalatos) de potasio. Su sal de calcio también aparece en ciertos vegetales y en los cálculos renales. Se utiliza en análisis químico por su poder reductor y en especial en la determinación de magnesio y de calcio. También se emplea en tintorería, en el curtido de pieles, en síntesis, de colorantes y como decapante.
Como es sabido, el ácido oxálico o los oxalatos, son compuestos contenidos en algunos alimentos que inhiben la absorción del calcio al unirse a este mineral y volverlo insoluble en el intestino. Por eso, para prevenir deficiencias de calcio.

El ácido palmítico en las industrias de alimentos.

Sólido blanco grisáceo, untuoso al tacto, de fórmula CH3(CH2)14COOH. Es un ácido graso saturado que se encuentra en una gran proporción en el aceite de palma, de ahí su nombre. Se encuentra en la mayoría de las grasas y aceites, animales y vegetales, en forma de éster (tripalmitato de glicerilo o palmitina). Por saponificación, es decir, por reacción del éster con un álcali (hidróxido de sodio o potasio) se obtiene la sal alcalina, y a partir de ella se puede obtener el ácido por tratamiento con un ácido mineral. Las sales alcalinas tanto del ácido palmítico como del ácido esteárico son los principales constituyentes del jabón. Se utiliza en aceites lubricantes, en materiales impermeables, como secante de pinturas y en la fabricación de jabón.

El ácido pirúvico en las industrias de alimentos.

Es el ácido a-cetopropanoico, líquido incoloro de olor fuerte y picante, soluble en agua y de fórmula H3CCOCO2H. Interviene en numerosas reacciones metabólicas. Por ejemplo, es un producto de degradación de la glucosa que se oxida finalmente a dióxido de carbono y agua. En las levaduras se produce un proceso de fermentación en el que el ácido pirúvico se reduce a etanol. También puede ser transformado en el hígado en el correspondiente aminoácido, la alanina.

Habitualmente se localiza en las frutas fermentadas, vinagre y manzanas, de igual manera, es producido por nuestro cuerpo como resultado del proceso metabólico. Este ácido, que recibe el nombre de piruvato, fue descubierto por el químico sueco Jöns Jacob von Berzelius. (ACIDOS.INFO, 2018)

El ácido tartárico en las industrias de alimentos.

También llamado ácido dihidroxidosuccínico o ácido dihidroxibutanodioico, es un ácido orgánico de fórmula C4H6O6. Este ácido, que se encuentra en muchas plantas, ya era conocido por los griegos y romanos como tártaro, la sal del ácido de potasio que se forma en los depósitos de jugo de uva fermentada.
El ácido tartárico, en sus dos formas racémico y dextrorrotatorio, se emplea como aderezo en alimentos y bebidas. También se utiliza en fotografía y barnices, y como tartrato de sodio y de potasio (conocido como sal de Rochelle) constituye un suave laxante.

El ácido tartárico es un ingrediente ampliamente utilizado en la industria de alimentos como regulador de acidez, antioxidante, secuestrante y agente leudante. (Fennema, Hablemos claro: Química de los Alimentos, 2000). Entre las aplicaciones más comunes se encuentran:
• Pastillas, gomas de mascar y gomitas.
• Galletas dulces.
• Pasteles, pastas y otros productos de panificación.
• Caramelos.
• Bebidas con gas.
• Vinos.
• Chocolates.
• Industria textil.
• Industria química y cosmética.

El ácido sórbico en las industrias de alimentos.

El ácido sórbico es el único ácido orgánico no saturado normalmente permitido como conservador en los alimentos. Posee un espectro antimicrobiano interesante ya que es relativamente ineficaz contra las bacterias catalasa-negativas como las bacterias lácticas. El ácido sórbico posee un amplio espectro de actividad contra los microorganismos catalasa-positivos, que incluyen las levaduras, mohos y bacterias y se utiliza, por tanto, para inhibir los contaminantes aeróbicos en los alimentos fermentados o acidificados, así lo manifiesta (BRISTHAR LABORATORIOS C. A. ®, 2010)

Estos últimos microorganismos resultan generalmente inhibidos por concentraciones de ácido no disociado de 0.01a 0.03%. Este compuesto constituye un eficaz agente antimicrobiano a valores de pH inferiores a 6.
Los sorbatos se utilizan en bebidas refrescantes, en repostería, pastelería y galletas, en derivados cárnicos, quesos, aceitunas en conserva, en postres lácteos con frutas, en mantequilla, margarina, mermeladas y en otros productos. En la industria de fabricación de vino encuentra aplicación como inhibidor de la fermentación secundaria permitiendo reducir los niveles de sulfitos.
Cada vez se usan más en los alimentos los sorbatos en lugar de otros conservantes más tóxicos como el ácido benzoico. Los sorbatos son los menos tóxicos de todos los conservantes, menos incluso que la sal común o el ácido acético (el componente activo del vinagre). Por esta razón su uso está autorizado en todo el mundo. Metabólicamente se comporta en el organismo como los demás ácidos grasos, es decir, se absorbe y se utiliza como una fuente de energía.

Este compuesto no debe ser utilizado en productos en cuya elaboración entra en juego la fermentación, ya que inhibe la acción de las levaduras. En productos de panadería por lo general se emplea en las masas batidas (magdalenas, bizcochos, etc.), siendo la dosis máxima de uso de 2 g/kg de harina.

El ácido ascórbico en las industrias de alimentos.

Conocido como vitamina C, tiene su nombre químico que representa a dos de sus propiedades: una química y otra biológica. En cuanto al primero, es un ácido, aunque no pertenece a la clase de ácidos carboxílicos. Su característica ácida es derivada de la ionización de un hidroxilo y de un grupo enol (pKa = 4,25). Además, según menciona (Ing. Netto, 2011) la palabra ascórbico representa su valor biológico en la protección contra la enfermedad escorbuto, del latín scorbutus (Lehninger et al., 1995).

DERIVADOS DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS (en otras industrias químicas)

Aplicaciones de ésteres

Como disolventes de Resinas:

Los ésteres, en particular los acetatos de etilo y butilo se utilizan como disolventes de nitrocelulosa y resinas en la industria de las lacas, así como materia prima para las condensaciones de ésteres.

Nitrocelulosa

Como aromatizantes:

El acetato de etilo y el acetato de butilo son los ésteres más importantes. Los esteres sintéticos son usados como aromatizadores de alimentos. Los más conocidos son: Acetato de amilo (platano), Acetato de octilo (naranja), butirato de etilo (piña), butirato de amilo (albaricoque) y formiato de isobutilo (frambruesa). (IECIUDADDEASIS, 2012)
Algunos ésteres se utilizan como aromas y esencias artificiales. Por ejemplo, el formiato de etilo (ron, aguardiente de arroz), acetato de isobutilo (plátano), butirato de metilo (manzana), butirato de etilo (piña), y butirato de isopentilo (pera).

Lactonas

Las lactonas son ésteres cíclicos internos, hidroxiácidos principalmente gamma y delta. Estos compuestos son abundantes en los alimentos y aportan notas de aromas de durazno, coco, nuez y miel. Las lactonas saturadas e insaturadas se originan en la gama y delta hidroxilación de los ácidos grasos respectivos. La cumarina también es un éster cíclico (es decir, una lactona) que se aísla del haba tonka y otras plantas. W. H. Perkin sintetizó por primera vez la cumarina en el laboratorio y comercializó el compuesto como el primer perfume sintético, llamándolo Jockey Club y Aroma de heno recién segado.

 Haba Tonka y la sintetización de la cumerina

Como Analgésicos

En la medicina encontramos algunos ésteres como el ácido acetilsalicílico (aspirina) utilizado para disminuir el dolor. La novocaína, otro éster, es un anestésico local. El compuesto acetilado del ácido salicilico es un antipirético y antineurálgico muy valioso, laaspirina (ácido acetilsalicílico) Que también ha adquirido importancia como antiinflamatorio no esteroide.

En la elaboración de fibras semisintéticas

Todas las fibras obtenidas de la celulosa, que se trabajan en la industria textil sin cortar, se denominan hoy rayón (antiguamente seda artifical). Su preparación se consigue disolviendo las sustancias celulósicas (o en su caso, los ésteres de celulosa) en disolventes adecuados y volviéndolas a precipitar por paso a través de finas hileras en baños en cascada (proceso de hilado húmedo) o por evaporación del correspondiente disolvente (proceso de hilado en seco).

Rayón al acetato (seda al acetato)

En las fibras al acetato se encuentran los ésteres acéticos de la celulosa. Por acción de anhídrido acético y pequeña cantidad de ácido sulfúrico sobre celulosa se produce la acetilación a triacetato de celulosa. Por medio de plastificantes (en general, ésteres del ácido ftálico) se puede transformar la acetilcelulosa en productos difícilmente combustibles (celon, ecaril), que se utilizan en lugar de celuloide, muy fácilmente inflamable.

Síntesis para fabricación de colorantes:

El éster acetoacético es un importante producto de partida en algunas síntesis, como la fabricación industrial de colorantes de pirazolona.

En la industria alimenticia y producción de cosméticos

Los monoésteres del glicerol, como el monolaurato de glicerol. Son surfactantes no iónicos usados en fármacos, alimentos y producción de cosméticos.
En la obtención de jabones

Se realizan con una hidrólisis de esteres llamado saponificación, a partir de aceites vegetales o grasas animales los cuales son esteres con cadenas saturadas e insaturadas (Química Orgánica, 2013).

Aplicaciones de las amidas

Por otra parte, podemos decir que las amidas sustituidas, en general, tienen propiedades disolventes muy importantes.

La dimetilformamida:
Se emplea como disolvente de resinas en la fabricación de cuero sintético, poliuretano y fibras acrílicas, como medio de reacción y disolvente en la extracción de productos farmacéuticos, en disolución de resinas, pigmentos y colorantes. Constituye un medio selectivo para la extracción de compuestos aromáticos a partir del petróleo crudo.

La dimetilacetamida
Se utiliza como disolvente de fibras acrílicas y en síntesis específicas de química fina y farmacia. Tanto la dimetilformamida como la dimetilacetamida son componentes de disolventes de pinturas.

POLIAMIDAS

Los nylons son unos de los polímeros más comunes usados como fibra. En todo momento encontramos nylon en nuestra ropa, pero también en otros lugares en forma de termoplástico. El verdadero éxito del nylon vino primeramente con su empleo para la confección de medias femeninas, alrededor de 1940. Pero antes de eso, el primer producto de nylon fue el cepillo de dientes con cerdas de nylon.

Los nylons también se llaman poliamidas, debido a los característicos grupos amida en la cadena principal. Las proteínas, tales como la seda a la cual el nylon reemplazó, también son poliamidas. Estos grupos amida son muy polares y pueden unirse entre sí mediante enlaces por puente de hidrógeno. Debido a esto y a que la cadena de nylon es tan regular y simétrica, los nylons son a menudo cristalinos y forman excelentes fibras. (Helena, 2011)

[O=C(CH2)4-C=O-NH-(CH2)6-NH]n

Bibliografía

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• Química Orgánica. (03 de 06 de 2013). Química Orgánica. Obtenido de http://quimicaorganicaqu.blogspot.com/2013/06/esteres.html

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ANATOMÍA DEL APARATO DIGESTIVO (Resumen)

Alejandro Aguirre F. [1]

[1] Universidad Central del Ecuador-Fac. Ciencias Químicas-Química de Alimentos

TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS © Copyright 2018

Definición de Anatomía:

Anatomía del griego «anatomé» que  significa cortar a través de, disección (del latin dis: separación y sectio: parte), significa cortar o separar los tejidos para su estudio. Anatomía es la ciencia que estudia la estructura o morfología de los organismos. (Gray Anatomía para Estudinates Drake. R, Vogl W, Mitchell A. Anatomía Humana Latarjet.)

Términos de relación y comparación

• Anterior- Ventral, adelante
• Posterior- dorsal, detrás,
• Superior- ubicado por arriba
• Inferior- ubicado por abajo
• Craneal, más próximo al extremo superior del tronco, hacia el cráneo
• Caudal.- más próximo al extremo inferior del tronco
• Medial- hacia el plano sagital mediano
• Lateral.- alejado del plano sagital mediano
• Proximal- ubicado más cerca del tronco o del punto de origen.
• Distal- ubicado más lejos del tronco o del punto de origen
• Superficial- más cerca de la superficie
• Profundo- más lejos de la superficie
• Externo- más alejado del centro de un órgano
• Axial- ubicado en un eje
• Ipsolateral- homolateral, del mismo lado del cuerpo
• Ulnar- del lado del cúbito
• Peróneo.- del lado del peroné
• Sural.- perteneciente o relativo a la pantorrilla

Términos combinados

Surgen de la combinación que se hace para indicar una situación o una dirección

• Superolateral- indica hacia la parte cefálica y alejado del plano mediano
• Inferomedial- indica hacia caudal y hacia el plano mediano.

Anatomía Humana Latarjet.

 Posición Anatómica

Cuerpo humano de pie, con la vista al frente, los miembros superiores a lo largo del tronco, las palmas de las manos hacia adelante y los miembros inferiores juntos, con los pies hacia adelante . Anatomía Humana Latarjet – Anatomía de Gray.

ANATOMÍA

SISTEMA DIGESTIVO

• Desarrollo.- Embriológicamente procede del Endodermo, el aparato digestivo suele dividirse en tres partes:

–Intestino proximal.- que da lugar al esófago, el estómago, la mitad proximal del duodeno, el hígado y el páncreas.

–Intestino medio da lugar a la mitad distal del duodeno, el yeyuno, el íleon, el ciego, el apéndice y parte del colon.

–Intestino distal da lugar al resto del colon y al recto hasta la línea ano-rectal

http://hnncbiol.blogspot.com/2008/01/sistema-digestivo-i.html

Cavidad Bucal

Es una cavidad de dimensiones variables según el estado de sus paredes y los movimientos de la mandíbula. Comunica con el exterior por el orificio de la boca y hacia atrás con la cavidad faríngea por el istmo de las fauces. Anatomía Humana Latarjet.

BOCA

*Vestíbulo.- Delimitada: anteriormente por los labios, lateralmente por las mejillas y posteriormente por los dientes y las encías.

*Labios.- son dos formaciones musculo-mucosas situadas en la parte anterior de la boca, unidos por la comisura de los labios, conformados por el músculo orbicular del labio. Son extremadamente sensibles al contacto físico y permiten abrir y cerrar a voluntad el orificio bucal. La mucosa está formada por glándulas salivares labiales. Fuente: Anatomía Hmana Latarjet – Centro de Estudios Superiores UCA – Fueca

Vascularización e inervación de labios

• Arterias:
• labiales, originadas de las arterias
• Arterias accesorias proceden de las arterias infraorbitaria, facial transversa y submentoniana.
• Venas: Facial y las submentonianas.
• Linfáticos: del labio superior son drenados por los ganglios linfáticos mandibulares, y del labio inferior por los ganglios linfáticos submandibulares o por los submentonianos.
• Nervios: motores provenientes del nervio facial sensitivos procedentes del nervio maxilar (nervio infraorbitario) o del nervio mandibular (nervio mentoniano).

Anatomía Humana Latarjet.

MEJILLAS

 Mejillas.- (carrillo) son los límites laterales de la cara está constituida por tres planos:

• Cutáneo.- piel fina, muy vascularizada, en el hombre, con numerosos folículos pilosos. Esta tapizada por un plano subcutáneo rico en tejido adiposo
• Muscular.- constituida por el músculo buccinador, que es cuadrilátero, insertado por atrás en el rafe pterigomandibular
• Mucoso.- constituye la pared lateral del vestíbulo bucal, al reflejarse sobre las encías forma los recesos mucosos superior e inferior de este vestíbulo.

Vascularización e inervación

• Arterias: Temporal superficial (arteria facial transversa), arteria maxilar (arteria bucal) y arteria facial.
• Venas: Facial, temporal superficial y por los plexos pterigoideos.
• Linfáticos: ganglios linfáticos submandibulares y los ganglios linfáticos parotídeos superficiales, mientras que ciertos vasos submucosos llegan a los ganglios cervicales.
• Nervios:- Motores originados en el nervio facial, y sensitivos provenientes del nervio bucal, ramo del nervio mandibular y ramos del nervio infraorbitario, que procede del nervio maxilar.

PALADAR DURO

Formado por una parte ósea, constituida por las apófisis palatinas de los dos huesos maxilares y por las láminas horizontales de los huesos palatinos, la pared ósea esta tapizada por una mucosa gruesa, muy adherente al plano perióstico. En sus dos tercios anteriores y su tercio posterior lo constituye el paladar blando.

Vascularización e inervación

—  La mucosa está irrigada por Arterias, originadas de la arteria esfenopalatina y sobre todo de la arteria palatina descendente.

—  Las venas terminan en el plexo pterigoideo o en las venas de la mucosa nasal.

—  Los linfáticos: terminan en los ganglios linfáticos profundos superiores (ganglios yugulodigástricos)

—  Nervios.- sensitivos y motores, procedentes del nervio palatino mayor y del nervio nasopalatino, que dependen del ganglio pterogopalatino.

PALADAR BLANDO

Es una formación fibromuscular tapizada por mucosa prolonga hacia atrás al paladar duro.

Está formado por:

• Un armazón aponeurótico: la aponeurosis palatina.
• Un aparato muscular que asegura su movilidad, en número de diez músculos, cinco a cada lado (elevador del velo del paladar, tensor del velo del paladar, palatogloso, palatofaríngeo y el músculo de la úvula.
• Un revestimiento mucoso.

Músculos que dan movilidad al paladar

•  Palatogloso (Glosopalatino).- divide el alimento.
•  Palatofaríngeo (Faringopalatino).- decide el momento de la deglución.
• Tensor.- Levanta el paladar blando y lo pone en horizontal para que pase el alimento al interior.
•  Elevador.- Evita que el alimento  desemboque en las fosas nasales.
• Ácigos (Úvula) .- contrae  la campanilla.

Vascularización e inervación

• ARTERIAS:

    Palatina descendente (rama de la arteria maxilar),

    Palatina ascendente (rama de la arteria facial) y

    Faríngea ascendente (rama de la arteria carótida externa).

• VENAS.- Plexo pterigoideo y por las venas de la raíz de la lengua, tributarias de la vena yugular interna.
• Linfáticos: Ganglios linfáticos yugulodigástricos.
• Nervios.- Sensitivos provienen de los tres nervios palatinos, emanados del ganglio pterigopalatino (nervio maxilar). Los motores: Músculo tensor del velo del paladar recibe inervación del nervio mandibular, en cuanto a los otros músculos el plexo faríngeo les da ramos, las fibras que provienen del nervio vago, específicamente del grupo de fibras de la raíz craneal del nervio accesorio.

PIEZAS DENTARIAS

Son formaciones ectodérmicas duras, resistentes, implantadas por sus raíces en los alvéolos del maxilar y de la mandíbula Todos los dientes se componen de:*Corona *Raíz *Cuello. (Anatomía Humana Latarjet – http://hnncbiol.blogspot.com/2008/01/sistema-digestivo-i.html)

*Corona.- forma cuboidea.

*Esmalte.- Sustancia inorgánica muy mineralizada que recubre la corona

*Raíz.- Es única  o múltiple, de forma cónica, color amarillento, de superficie rugosa, se hunde en los alveolos dentarios, perforada en su vértice para permitir acceso de los vasos y nervios. Está cubierta por cemento.

*Cemento.- parecido al hueso, cumple la función de fijar a las fibras del periodonto.

*Cuello.- Es la parte intermedia entre la corona y la raíz donde se fija la encía.

*Los dientes: están constituidos por  una sustancia especial, la dentina o marfil, esta se encuentra excavada por una cavidad central (cavidad pulpar), por fuera de la dentina está el esmalte y en la porción radicular el cemento.

• Incisivos.- 2 por maxilar y mandíbula y por lado = 8, cortan los alimentos
• Caninos.- 1 por maxilar y mandíbula y por lado = 4, desgarran y son especialmente útiles para comer carne
• Premolares.- 2 por maxilar y mandíbula y por lado = 8, molienda fina y trituración de la comida
• molares.- 3 por maxilar y mandíbula y por lado = 12 muelen y aplastan los alimentos durante el proceso de masticación.

 

Vasos y nervios de los dientes

• Arterias: arteria alveolar inferior, para la mandíbula y de la arteria infraorbitaria para el maxilar
• Venas se originan de la pulpa dentaria y son satélites de las arterias
• Linfáticos llegan a los ganglios linfáticos submandibulares y cervicales profundos
• Nervios.- se originan del nervio maxilar para los dientes del maxilar y del nervio alveolar inferior para los dientes de la mandíbula.

ENCIAS

Se denomina Encía a la parte de la mucosa oral que tapiza el borde alveolar, por lo tanto hay una encía superior y una encía inferior.

Músculos Masticadores

Aquellos que movilizan la mandíbula,

• Elevación: Temporal, Masetero y Pterigoideo medial
• Descenso: Digástrico y milohioideo
• Protrusión (proyección hacia adelante), masetero y Pterigoideo lateral.-
• Retrusión (proyección hacia atrás): Fibras posteriores del músculo temporal, fibras profundas del músculo masetero.

Movimientos de lateralidad: Pterigoideo lateral.

LENGUA

LENGUA.- órgano impar, móvil y simétrico es una formación muscular muy móvil revestida de mucosa.Tiene 2 partes: una anterior móvil y una posterior más fija (raíz de la lengua).

Constitución anatómica:

• Un armazón osteofibroso que es el soporte fibroso de la lengua insertado en el hueso hioides.
• Numerosos músculos
• Un revestimiento mucoso

Los músculos de la lengua son: Impar y mediano llamado músculo (lingual) longitudinal superior.

• Músculos pares y laterales: geniogloso, hiogloso, condrogloso, estilogloso, longitudinal inferior, transverso de la lengua, vertical de la lengua y el palatogloso.
• Inervación.- Los músculos de la lengua están inervados por el nerviohipogloso excepto el palatogloso (músculo del velo del paladar), que esta inervado por el vago a través del plexo faríngeo
• Músculo longitudinal superior: Eleva el vértice de la lengua y lo lleva hacia atrás.
• Músculo Geniogloso: Aplica la lengua contra piso de la lengua y la cara medial de la mandíbula.
• Músculo Hiogloso: dirigen la lengua hacia atrás y abajo
• Músculos estilogloso: Lleva la lengua hacia arriba y atrás contra el velo del paladar
• Músculo longitudinal inferior: Desciende la punta de la lengua y lleva hacia atrás.
• Músculo Transverso de la lengua.- Redondea la lengua acercando sus bordes y la proyecta hacia adelante
• Músculo vertical de la lengua: Aplana la lengua.
• Músculo Palatogloso: Forma el armazón del arco palatogloso
• Músculos Faringogloso: Se trata de la porción glosofaringea del músculo constrictor superior de la faringe.

La mucosa lingual envuelve la  masa carnosa de la lengua, salvo a nivel de la raíz, está erizada de papilas gustativas, y excavada de glándulas.

• En la lengua se distinguen una base, cuerpo y punta.
• En la cara superior de la lengua se encuentran las papilas que le dan la característica aterciopelada
• En la cara inferior la lengua está unida a la boca por el frenillo de la lengua.

PAPILAS GUSTATIVAS

• Circunvaladas (caliciformes).- en número de siete a doce, son voluminosas, con una saliente central redondeada (papila), rodeada por un surco circular que separa la papila de un rodete circunferencial (cáliz). En el surco se hallan los receptores gustativos.
• Fungiformes.- su base es estrecha y el vértice, ensanchado como el sombrero de un hongo. Se cuentan de 150 a 200 diseminadas en el dorso de la lengua por delante del surco terminal.
• Filiformes.- son pequeñas, cilindro cónicas y  presentan un vértice que lleva un ramo de finas prolongaciones, dibujan por delante del surco terminal, líneas radiadas en dirección hacia los bordes.
• fFoliadas.- ubicadas en los bordes posterolaterales de la lengua, cerca de la raíz, una de cada lado, presentan pliegues verticales, paralelos.
• Hemisféricas.- muy pequeñas, semejantes a las papilas dérmicas de la piel, se encuentran diseminadas en toda la extensión de la mucosa lingual

Anatomía Humana de Latarjet – Centro de Estudios Superiores UCA – Fueca

Las papilas gustativas poseen sensaciones primarias:

• Ácido      Lados de lengua
• Salado    Papilas en
• Dulce      punta de lengua
• Amargo  Parte posterior

Funciones de la lengua:

• Sentido del gusto
• Acomodar el alimento para favorecer la masticación
• Junto con la saliva ayuda en la formación del bolo alimenticio.
• Deglución.- empujando el bolo alimenticio. Mecanismo reflejo o automático impidiendo que el bolo alimenticio pase a la vía respiratoria.
• Fonación cuando hablamos.

Vascularización de la lengua

Arterias linguales: que penetran en la lengua a cada lado, y emiten:

• Ramos mediales para el músculo hiogloso.
• Ramas linguales dorsales para la parte posterior.
• Arteria sublingual para la parte anterior.
• Arteria lingual profunda que se dirige hacia el vértice de la lengua.

Venas.- se originan de una red submucosa y se reúnen en una vena sublingual (ranina), vena profunda de la lengua que recibe las venas dorsales de la lengua y drena en la vena lingual.

Linfáticos:

• Apicales desde el vértice de la lengua van a los ganglios linfáticos submentonianos y ganglio yuguloomohioideo.
• Marginales- tienen su origen en los bordes laterales del dorso de la lengua y se dirigen a los ganglios submandibulares.
• Centrales- desde la región central del dorso de la lengua y llegan a los ganglios cervicales profundos, son tributarios de los ganglios yugulodigástricos y yuguloomohioideos.

Basales.- provienen de la raiz de la lengua y se dirigen a los ganglios profundos superiores, drenan sobre todo en los ganglios yugulodigástricos.

SENSIBILIDAD LINGUAL. SENTIDO DEL GUSTO

La sensibilidad general de la mucosa lingual y la sensibilidad propioceptiva de los músculos de la lengua están asegurados por tres nervios:

• Nervio lingual, ramo del trigémino para los dos tercios anteriores.
• Nervio glosofaringeo a través de ramos linguales para la raíz de la lengua.
• Nervio laríngeo superior.- ramo del nervio vago, para los pliegues glosoepiglóticos.

 Los nervios trasmiten las sensaciones de contacto, temperatura, de dolor, de presión y de posición (sensibilidad general), así como las impresiones gustativas.

GLÁNDULAS SALIVARES

La mucosa de la boca contiene numerosas glándulas salivares a veces reunidas en acúmulos; son las glándulas salivares menores, se ubican en diferentes regiones cubiertas de mucosa de la cavidad bucal, hay glándulas salivares labiales en la cara interna de los labios, glándulas bucales en la cara interna de las mejillas, glándulas molares bucales, cerca del tercer molar, glándulas palatinas en la mucosa del paladar y glándulas linguales en la lengua.

GLÁNDULA PARÓTIDA

Más voluminosa de las glándulas salivares, situada en la región parotidomaseterina, por detrás y lateral a la rama de la mandíbula

• Peso promedio de 25 a 30 gramos
• La saliva que segrega es drenada a la cavidad bucal por el conducto parotídeo (canal de Sténon o Stensen).
• Arterias: auriculares anterior y posterior de la arteria transversa y directamente de la carótida externa.
• Venas: vena retromandibular
• Linfáticos no se han descrito
• Nervios: secretor parasimpático: nervio auriculotemporal, Los nervios simpáticos constituyen el plexo periarterial, los nervios sensitivos parotídeos provienen del plexo cervical a través de los ramos anteriores de su nervio auricular mayor.

GLÁNDULA SUBMANDIBULAR

Situada medial y por debajo del cuerpo de la mandíbula, por detrás del músculo milohioideo.

• Es una glándula firme, de color gris rosado
• Pesa de 7 a 8 gramos.
• La saliva es conducida a la cavidad bucal por medio del conducto de Warthon que perfora la mucosa a ambos lados del frenillo lingual en el vértice de un pequeño tubérculo denominado carúncula salivar, mediante un pequeño orificio denominado orificio umbilical.
• Arteria: Facial, rama de la carótida externa
• Venas: Facial va a terminar en la vena yugular interna
• Linfáticos: grupos preglandular, prevascular, retrovascular, retroglandular y intracapsular.
• Nervios: Lingual.

GLÁNDULA SUBLINGUAL

• Es la más anterior, situada en el piso de la boca debajo de la mucosa bucal, entre la lengua y la cara medial del cuerpo de la mandíbula, que constituyen las paredes de la celda sublingual.
• Peso 3 gramos, forma de oliva aplastada
• Posee 15 a 30 conductos excretores, uno por cada glándula, entre estos conductos el más desarrollado por fusión de algunas glándulas es el conducto sublingual mayor, de Rivinus o de Bartolino, los otros conductos sublinguales menores de Walther.
• Arterias: Arteria Lingual y arteria submentoniana
• Venas: vena profunda de la lengua, tributaria de la vena lingual.
• Linfáticos son drenados hacia los ganglios linfáticos de la celda submandibular
• Nervios: provienen del ganglio submandibular.

 

Glándulas de la mucosa: labiales, linguales, bucales y palatinas se encuentran en la mucosa bucal produciendo una saliva más densa, viscosa y rica en moco.

• La glándula parótida y submaxilar solamente segregan líquido cuando se estimulan, mientras que la glándula sublingual y de la mucosa segregan continuamente un líquido acuoso a una velocidad aproximada de 0,5 ml/min.

FARINGE

Canal muscular al que le falta la pared anterior, está dispuesto verticalmente por delante de la columna vertebral y por detrás de las cavidades nasales, de la cavidad bucal y de la laringe, se continúa hacia abajo con el esófago. Conducto compartido por vía respiratoria y digestiva. Interviene en: deglución, respiración, fonación y audición.

Dimensiones.- 14 cm de longitud x 4,5 cm de diámetro transversal en la parte superior, 5 cm en la parte media y 2 cm a nivel de la parte inferior. Su diámetro anteroposterior de 2 a 4 cm en la porción oral y 2 cm en la porción laríngea.

La faringe se puede dividir en tres regiones:

• Nasofaringe.- se encuentra por detrás de la cavidad nasal y se extiende hasta el paladar blando, su pared tiene cinco aberturas: dos fosas nasales internas, dos orificios que se comunican con las trompas auditivas y la abertura hacia la orofaringe, la pared posterior contiene a la amígdala faríngea.
• Orofaringe.- Por detrás de la cavidad bucal y se extiende desde el paladar blando hasta el nivel del hueso hioides.
• Hipofaringe.- Comienza a nivel del hueso hioides y se abre hacia el esófago por medio del conducto alimenticio.

Amígdala Palatina.- se encuentra ubicada en la pared de las fauces, protruyendo hacia el istmo de las fauces, por delante de la oro faringe. Las amígdalas son dos masas de tejido linfoide, situadas en cada fosa tonsilar, forman parte del anillo linfático faríngeo de Waldeyer, junto con las amígdalas linguales, faríngea y las tubáricas. Está rodeada por una cápsula delgada. Es un órgano de defensa contra las infecciones locales y por consiguiente se infecta con frecuencia (faringitis, amigdalitis).

La faringe está constituida por:

Músculos.- (túnica externa), son bilaterales, tres constrictores ubicados en la superficie externa de la fascia faringobasilar: Constrictor superior, medio y inferior de la faringe, y elevadores que se denominan: palatofaringeo, estilofaringeo y salpingofaringeo.

Armazón fibroso.- fascia Faringobasilar (túnica media).

Revestimiento mucoso.- (Túnica interna), constituida por un epitelio y por un corion rico en glándulas mucíparas y en folículos linfoideos o adenoideos.

Vasos y Nervios de la faringe:

Arterias.-

Faríngea ascendente, rama de la carótida externa.

Tiroidea superior, irriga la parte inferior de la faringe.

Venas.- forman el plexo faríngeo y desembocan en la venas yugulares internas.

Linfáticos.- nacen de dos redes y drenan en los nódulos linfáticos cervicales laterales profundos.

Nervios.- Los ramos sensitivos proceden del plexo faríngeo formado por ramos del nervio glosofaríngeo nervio vago y del tronco simpático. Los ramos motores provienen del nervio vago y del plexo faríngeo.

LARINGE

Es un pasaje corto que conecta la laringofaringe con la tráquea, se encuentra en la línea media del cuello  por delante del esófago y las vértebras cervicales cuarta a sexta. La pared está compuesta por nueve piezas de cartílago:

3 impares: Cartílago tiroides, epiglotis y cricoides.

3 pares: Cartílagos aritenoides, cuneiformes y corniculados.

Cartílago Tiroides.- o nuez de Adán consta de dos láminas de cartílago hialino fusionadas que forman la pared anterior de la laringe dando una forma triangular.

Epiglotis.- Cartílago elástico grande con forma de hoja, cubierto de epitelio. La parte superior de la hoja de la epiglotis es libre y puede moverse hacia arriba y hacia. Abajo como una puerta cerrando la Glotis.

Glotis.- consiste en un par de pliegues de membrana mucosa. El espacio entre los pliegues vocales (cuerdas vocales) se llama rima o hendidura glótica.

ESÓFAGO

El esófago es un conducto o tubo músculo membranoso, mide unos 25 cm, capacidad de 1 a 1,5 litros, localizado detrás de la tráquea

Discurre entre la faringe en el cuello y el estómago en el abdomen. Comienza en el borde inferior del cartílago cricoides, a nivel de la vértebra C6, y termina en el cardias del estómago a nivel de la vértebra T11.

El esófago desciende sobre la cara anterior de los cuerpos vertebrales.

Habitualmente es una cavidad virtual. (Es decir que sus paredes se encuentran unidas y solo se abren cuando pasa el bolo alimenticio). Las capas de músculos, permiten la contracción y relajación en sentido descendente del esófago.

Presenta el aspecto de una cinta muscular,  irregularmente aplanada de anterior a posterior, desde su origen hasta la bifurcación de la tráquea; tiende a volverse cilíndrico en el resto de su extensión excepto en su extremo inferior, donde adopta una forma cónica de base inferior

La superficie interna es de color rosa pálido y lisa en el sujeto vivo, es blanquecina en el cadáver.

Presenta pliegues mucosos longitudinales que desaparecen mediante la distención del conducto.

El cardias está provisto de un pliegue semilunar más o menos marcado según los sujetos: es la válvula cardioesofágica.

Puede ser comprimido  por las estructuras circundantes en:

• Unión del esófago con la faringe en el cuello (Cricoideo).
• En el mediastino superior donde el esófago es cruzado por el cayado de la aorta (Aórtico).
• En el mediastino posterior donde el esófago está comprimido por el bronquio principal izquierdo. (Bronquial).
• En el mediastino posterior, en el hiato esofágico del diafragma (diafragmático).

Estas constricciones tienen importantes consecuencias clínicas. Por ejemplo, un objeto ingerido es más probable que se localice en una de ellas, Una sustancia corrosiva ingerida se mueve más lentamente en las zonas estrechas produciendo más daños en esta zona, también las contriciones presentan problemas al paso de instrumentos.

2 Esfínteres.-

• Esfínter esofágico superior: separa la faringe del esófago.
• Esfínter esofágico inferior: también llamado “cardias”, separa el esófago del estómago

El cardias evita el reflujo gástrico hacia el esófago.

Arterias.-

• Esofágicas Superiores.- proceden de las tiroideas inferiores
• Arterias bronquiales.- procedente de la aorta torácica
• Esofágicas medias.- nacen de la aorta
• Esofágicas inferiores.- suministradas por la arterias frénicas inferiores y la gástrica izquierda
• Los últimos 2 – 3 cm del esófago torácico y la porción diafragmática son poco vascularizados

Venas.-

• Anastomosis porto cava que drenan a la vena cava superior por las venas tiroideas inferiores, ácigos y pericardio frénicas e inferiormente en la vena porta por medio de la vena gástrica izquierda
• Linfáticos.-
• Porción cervical.- desemboca en los nódulos linfáticos cervicales laterales profundos.
• Porción Torácica.- van a los ganglios para traqueales, traqueo bronquiales inferiores y mediastínicos posteriores
• Porción abdominal.- desembocan en los nódulos linfáticos gástricos izquierdos
• – En general es compleja. Las fibras musculares estriadas en la porción superior del esófago, están inervadas por ramas eferentes branquiales de los nervios vagos.
• Plexo esofágico.- formado por los nervios vagos por medio de 2 troncos:
• Tronco vagal anterior sobre la cara Anterior del esófago, formado por Fibras del nervio vago izquierdo
• Tronco vagal posterior en la cara posterior del esófago, formado por Fibras del nervio vago derecho.

ESTÓMAGO

Es la porción más dilatada del tubo digestivo y tiene la forma de J mayúscula, se halla entre el esófago y el duodeno, ocupa la celda subfrénica que corresponde al epigastrio e hipocondrio izquierdo.

Se divide en 4 regiones:

Cardias, Fundus, gástrico, cuerpo gástrico y porción pilórica.

Cardias.- Rodea el orificio del esófago al estómago

Fundus gástrico.- Es la zona por encima del nivel del cardias.

Cuerpo gástrico.- que es la parte más ancha del estómago.

Porción Pilórica.- que se divide en antro pilórico y canal pilórico y es el extremo distal del estómago.

CONFIGURACIÓN EXTERNA

Dimensiones.- medianamente distendido mide 25 cm de largo x 10 a 12 cm de ancho y de 8 a 9 cm en sentido anteroposterior.

Caras: Anterior  y Posterior más o menos convexas separadas por los bordes o curvaturas.

Bordes: Derecho cóncavo o curvatura menor y un borde izquierdo convexo o curvatura mayor.

 Orificios

Cardias.- ovalado, situado entre el extremo superior  de la curvatura menor  y el fúndus gástrico, orientado hacia la derecha, presenta un repliegue denominado válvula cardioesofágica

Píloro.- circular situado en el extremo derecho de la porción pilórica del estómago, corresponde externamente con el surco duodeno pilórico. Está provisto de una válvula anular o válvula pilórica que es un repliegue de la mucosa elevado por un engrosamiento de la musculatura del estómago denominado músculo esfínter pilórico.

ANTRO PILÓRICO

Se caracteriza por su constitución muscular y por su mucosa. Las fibras musculares circulares del estómago presentan a esta altura dos fascículos que adosados a nivel de la curvatura menor, se separan 4 a 6 cm a la altura de la curvatura mayor.

La mucosa de caracteriza por su estructura glandular, con células mucosas y células endocrinas secretoras de gastrina, responsables de la secreción ácida del estómago y de los movimientos.

CONFIGURACIÓN INTERNA

En toda la superficie recorren:

• los pliegues anastomosados que limitan depresiones de forma variable, estos pliegues desaparecen a medida que el estómago se distiende
• Finos surcos que circunscriben pequeñas superficies poligonales ligeramente elevadas de 3 a 4 mm de diámetro, denominadas áreas gástricas y no desaparecen con la distención.

CONSTITUCIÓN

La pared del estómago se compone de 4 capas superpuestas

• Serosa o peritoneal comprende 2 hojas que se adhieren a las caras anterior y posterior
• Muscular constituida por 3 planos (Superficial de fibras longitudinales, Medio de fibras circulares y profundo de fibras oblicuas)
• Submucosa de tejido laxo
• Mucosa

Vasos y Nervios

• Arterias- Proceden de 3 ramas del tronco; tronco celíaco: la gástrica izquierda y se anastomosa a la gástrica derecha rama de la hepática común. Gastroduodenal, gastroometal derecha e izquierda provenientes de la hepática común. Arterias gástricas cortas ramas de la arteria esplénica.
• Venas son satélites de las arterias y drenan en la vena porta hepática.
• Nervios.- Proceden de los nervios vagos.

INTESTINO DELGADO

• Porción más larga del tubo digestivo se extiende desde el orificio pilórico del estómago a la válvula ileocecal.
• Mide promedio 6 a 7 metros de longitud, con un diámetro que se va estrechando del principio al final

Se distinguen dos partes:

• Duodeno parte fija que está enrollado en forma de anillo alrededor de la cabeza y del cuello del páncreas.
• Yeyuno y el Íleon Móvil.

DUODENO

• Estructura en forma de C
• Mide 20 – 25 cm de longitud, de calibre irregular, y diámetro que va de 3 a 4 cm

Configuración externa.- Se distingue 4 porciones:

• Superior (primera porción), oblicua en sentido posterior, superior y un poco a la derecha.
• Descendente (segunda porción), vertical, contiene la papila mayor y la papila menor del duodeno.
• Horizontal o porción inferior (tercera porción)
• Ascendente (cuarta porción) casi vertical, inclinada a la izquierda que termina en el ángulo duodenoyeyunal.
• 

Configuración Interna.-

Presenta las características  generales de la mucosa de todo el intestino delgado:

Vellosidades intestinales.- salientes filiformes muy cortos, visibles con lupa de aspecto aterciopelado

Pliegues circulares (válvulas conniventes), o pliegues permanentes de la mucosa en las 3 últimas porciones del duodeno, siendo más desarrolladas en las dos últimas porciones

Nodulillos linfáticos.- pequeñas masas linfoides, redondeadas y blanquecinas, que sobresalen en la superficie de la mucosa.

Papilas duodenales; mayor y menor.-

La mayor es una saliente cónica que mide de 5 a 10 mm de longitud y 5 a 6 mm de anchura, esta excavada por una cavidad denominada ampolla hepatopancreática, donde desembocan los conductos  colédoco y pancreático.

La papila menor es una saliente cónica, de 1 a 3 mm de altura, situado a 3 cm de la papila duodenal mayor, y es el lugar  que esta ocupado por el orificio de desembocadura del conducto pancreático accesorio.

CONSTITUCIÓN

Se compone de 4 capas:

• Serosa o peritoneal.
• Muscular constituida por 2 planos.

Superficial de fibras longitudinales, y profunda de fibras circulares está atravesada por los conductos colédoco y pancreático.

• Submucosa de tejido laxo.
• Mucosa.

VASOS Y NERVIOS

• Arterias.- Pancreatoduodenales superiores anterior y posterior ramas de la arteria gastroduodenal y la arteria pancreático inferior rama de la mesentérica superior. La ampolla duodenal recibe además una arteria supraduodenal rama de la hepática propia o de la arteria gastroduodenal y una arteria subpilórica que nace de la gastroomental derecha.
• Venas.- vierten en la vena porta y mesentérica superior.
• Linfáticos.- drenan en los nódulos linfáticos pancreatoduodenales superiores e inferiores, nódulos linfáticos subpilóricos y nódulo linfático pancreático inferior.
• Nervios.- nervio vago izquierdo para la porción superior del duodeno, del ganglio celiaco derecho y del plexo mesentérico superior para las porciones descendente y horizontal y finalmente del nervio vago derecho y del ganglio celíaco izquierdo para la porción ascendente.

 

YEYUNO E ÍLEON

El yeyuno y el íleon constituyen la porción del intestino delgado que se extiende desde el duodeno hasta el intestino grueso. El yeyuno comienza en el ángulo duodenoyeyunal y el íleon termina en la unión ileocecal.

Longitud 6,5 m, calibre 3 cm al inicio y disminuye a 2 cm en las proximidades de su terminación.

El íleon tiene paredes más delgadas, vasos rectos más cortos, más grasa mesentérica y más arcadas arteriales.

CONFIGURACIÓN EXTERNA

• Describe alrededor de 15 a 16 grandes sinuosidades denominadas asas intestinales, cada una de ellas tiene forma de U, las superiores izquierdas son asas horizontales y las inferiores derechas son asas verticales.

Vasos y Nervios

• Arterias- Yeyunales e ileales ramas intestinales de la arteria mesentérica superior.
• Vasos- Yeyunales e ileales desembocan en la vena mesentérica superior.
• Vasos Linfáticos.- son vasos quilíferos que van a los nódulos linfáticos yuxtaintestinales.
• Nervios:- proceden del plexo celíaco por medio del plexo mesentérico superior.

MESENTERIO

• La inserción proximal del mesenterio del intestino delgado empieza en el músculo suspensorio del duodeno (ligamento de Treitz).
• Es un largo meso peritoneal que fija el yeyuno y el íleon a la pared. Es Membrana arrugada.
• Mide 15 a 18 cm a lo largo de su inserción parietal, alcanza en su inserción intestinal 6,5 m.
• Contiene: Arteria y Vena mesentérica superior,  Nódulos linfáticos mesentéricos, el plexo nervioso mesentérico superior y grasa.

DIVERTÍCULO DE MECKEL

• Es el vestigio de la porción proximal del conducto vitelino, que en el embrión entra en el cordón umbilical y se sitúa en el borde antimesentérico del íleon. Aunque es un hallazgo infrecuente (2%), presenta manifestaciones frecuentes como hemorragia, invaginación, diverticulitis, ulceración y obstrucción.

INTESTINO GRUESO

• Se extiende desde el final del íleon hasta el ano.
• Dimensiones: 1,5 m de longitud x 7 a 8 cm de diámetro en el colon ascendente, 5 cm en el colon transverso y de 3 a 5 cm en el colon sigmoideo.
• Presenta a la altura del recto, una dilatación denominada ampolla rectal.
• Absorbe líquidos y sales del contenido intestinal, formando las heces.
• Comprende el ciego, apéndice, colon, recto y conducto.

Configuración Externa

1.- Más voluminosa que el Intestino Delgado.

2.- Esta recorrido en toda su longitud por cintas musculares longitudinales, denominadas tenias del colon, que son en número de 3 en ciego, colon ascendente, transverso y descendente, 2 en el colon sigmoideo, mientras que en el recto y conducto anal no hay. En el ciego Colon ascendente y descendente estas tenias se dividen en anterior (tenia libre), posteromedial (tenia meso cólica) y posterolateral (tenia omental).

3.- En el intervalo entre las tenias el colon presenta saculaciones denominadas haustras del colon  que están separados por pliegues semilunares del colon.

4.- A lo largo de las tenias del colon se implantan pequeños cuerpos adiposos denominados apéndices omentales, apéndices epliploicos o apéndice adiposos del colon. Los  apéndices omentales son prolongaciones de la masa adiposa contenida en los mesos.

 Constitución y Configuración Interna

Está constituido por 4 capas superpuestas:

• Serosa.
• Muscular con dos capas: superficial longitudinal e incompleta, que es gruesa solamente en las tenias y profunda formada por fibras circulares.
• Submucosa.
• Mucosa no presenta vellosidades ni pliegues circulares esta elevada por los pliegues semilunares del colon (crestas o válvula cólicas) que corresponden a los surcos de la superficie externa y limitan las haustras.

CIEGO

Es la primera porción del intestino grueso situada a nivel de la fosa ilíaca derecha, se continúa con el colon ascendente a la entrada del íleon. El ciego debe considerarse un apéndice o divertículo del intestino grueso, que se halla ausente en ciertos mamíferos.

Forma y dimensiones.-

El ciego tiene la forma de un saco abierto superiormente, mide 6 cm de altura y 6 a 8 cm de anchura.

Configuración Externa.- El ciego

Presenta cuatro caras : anterior, posterior, lateral y medial

Un extrema superior o base, por el cual tiene continuidad con el colon ascendente y un extremo inferior o fondo que es libre y redondeado

A 2 – 3 cm se implanta la apéndice vermiforme desde donde parten las 3 tenias y entre ellas están las haustras que aumentan de volumen por la presión del contenido intestinal.

APÉNDICE VERMIFORME

– Es una prolongación del ciego que nace de su pared medial 2   o  3 cm inferiormente al orificio ileal.

• Mide 7 a 8 cm de longitud y 4 a 8 mm de diámetro

Situación variable:

• Posición retrocecal o retrocólica.
• Pélvica o descendente.
• Posición subcecal.
• Posición preilíaca.
• Por detrás del íleon terminal en posición retroiliaca.

Vasos y Nervios

Arterias: el ciego esta irrigado por las arterias cecales anterior y posterior, ramas de la arteria ileocólica. El apéndice está irrigado por la arteria apendicular, que suele originarse de la arteria cecal posterior y a veces de la arteria ileocólica

Las venas del ciego son satélites de las arterias y tributarias de la vena mesentérica superior.

Linfáticos: Ciego y del apéndice vermiforme drenan en los nódulos linfáticos ileocólicos.

Nervios del ciego proceden del plexo celíaco por medio del plexo mesentérico superior.

COLON

• Se extiende desde el ciego.
• Consta de colon ascendente, transverso descendente y sigmoide, los segmentos ascendente y descendente son retroperitoneales y los segmentos: transverso y sigmoide son intraperitoneales. En la unión entre el colon ascendente y el transverso se encuentra el ángulo cólico derecho justo por debajo del lóbulo hepático derecho, un ángulo similar, pero más agudo denominado ángulo cólico izquierdo está en la unión del colon transverso y el colon descendente. A los lados del colon ascendente y descendente están los canales paracólicos derecho e izquierdo.
• Por los canales puede pasar contenido de una región peritoneal a otra.

Colon Ascendente

Comprendido entre el ciego y la flexura cólica derecha.

Mide de 8 a 15 cm de largo, su dirección es casi vertical, poco oblicua superior y posteriormente. Se comunica con el íleon por medio de un orificio provisto de una válvula ileal o ileocecal constituida por el adosamiento de la pared cólica a la pared ileal que se invagina en el colon.

Colon Transverso.- Se extiende desde el Colon ascendente hasta el colon descendente, tiene una longitud de 40 a 80 cm (promedio 50 cm).

Se puede distinguir dos partes una derecha fija y una izquierda móvil.

Colon Descendente.- Mide 12 cm  y termina en el lado izquierdo de la abertura superior de la pelvis, donde tiene continuidad con el colon sigmoideo.

Colon Sigmoideo.- Se extiende desde el lado izquierdo de la abertura superior de la pelvis donde es continuidad del colon descendente y termina  siendo continuidad del recto.

Se distinguen 2 partes: una iliaca fija y una porción pélvica móvil.

RECTO Y CONDUCTO ANAL

Representan el segmento terminal del tubo digestivo. El recto se sitúa en la cavidad pélvica, el conducto anal esta comprendido en el espesor de la pared inferior de la pelvis o el periné.

Longitud del recto  10 a 12 cm y conducto anal 2 a 3 cm.

El recto termina en una dilatación denominada ampolla rectal, su superficie esta recorrida por estrías longitudinales formadas por haces de fibras de la capa muscular superficial.

Su configuración interna presenta pliegues mucosos longitudinales que desaparecen con la distención.

En el conducto anal se encuentran las columnas anales y las válvulas anales. Las columnas anales en número de 6 a 8, miden 1 cm de longitud, cada una de ellas tiene la forma de una pirámide triangular, las válvulas anales presentan:

• un borde adherente convexo y un borde libre cóncavo.
• una cara axial convexa y una cara parietal cóncava.
• dos extremos que se confunden con la base de las columnas anales vecinas.

El en conducto anal se pueden distinguir 2 porciones  una mucosa y otra cutánea.

El conducto anal está rodeado por un manguito musculofascial constituido por la fascia pélvica, el músculo elevador del ano y el músculo esfínter externo del ano.

Vasos y Nervios del Intestino Grueso

Arterias: proceden de las mesentérica superior por medio de las arterias cólicas derecha y media además de la arteria ileocólica. La mesentérica inferior por medio de la arteria cólica izquierda y cólica izquierda inferior quien se divide en 3 arterias sigmoideas.

Cada una de las arterias cólicas y sigmoideas se bifurcan en las proximidades del colon  y estas dos ramas se anastomosan  con las de las arterias vecinas  y forman un arco arterial paracólico que recibe el nombre de arteria marginal del colon, arteria yuxtacólica o arco marginal del colon a lo largo del colon transverso.

Del arco para cólico parten los vasos rectos que se ramifican en las dos caras del colon. Los vasos rectos se dividen en vasos largos y cortos, los largos alcanzan el intestino frente a los surcos y se extiende hasta su borde libre donde se anastomosan. Las arterias rectales superiores nacen de la bifurcación de la arteria mesentérica inferior.

Las arterias rectales medias son ramas de la iliaca interna.

Las arterias rectales inferiores nacen de la arteria pudenda interna

La arteria sacra media suele suministrar al recto algunas ramificaciones.

Venas.- las del colon desembocan en la vena porta hepática por medio de las venas mesentéricas superior e inferior.

La venas rectales.- las superiores desembocan en la vena porta hepática por medio de la vena mesentérica inferior, las medias e inferiores van a la vena cava inferior por medio de las venas ilíacas internas .

Linfáticos.- del colon se dirigen a través de los nódulos intermedios a los nódulos linfáticos epicólicos.

En el recto los linfáticos rectales inferiores nacen de la zona cutánea del ano y se dirige a los nódulos linfáticos inguinales superficiales superomediales, los medios terminan en un nódulo linfático ilíaco interno y los superiores se dirigen a los nódulos linfáticos mesentéricos inferiores.

Nervios proceden de los plexos mesentéricos superior e inferior.

GLÁNDULAS ACCESORIAS

HÍGADO

Es la víscera más grande del organismo.

Situación.- ocupa el hipocondrio derecho y se prolonga hacia el epigastrio y el hipocondrio izquierdo.

• Color: rojo oscuro.
• consistencia- firme, sin embargo es friable y frágil.
• peso- 1500 g en el cadáver , en el ser vivo contiene además 800 a 900 g de sangre
• dimensiones- 28 cm transversalmente, 16 cm en sentido anteroposterior y 8 cm de espesor a nivel del lóbulo derecho que es la zona más voluminosa.

Configuración Externa.-

La superficie es lisa, Presenta 2 Caras y 3 bordes.

• Caras: diafragmática y visceral.
• Bordes: Uno bien definido entre las dos caras (borde inferior), borde posterosuperior y borde posteroinferior.

Cara Diafragmática.- Es convexa, lisa y regular, se adapta a la cara inferior del diafragma.

• Está dividida en 2 lóbulos (derecho e izquierdo) por un repliegue peritoneal denominado ligamento falciforme, (estructura derivada del mesenterio ventral del embrión), que se extiende  de la cara diafragmática del hígado al diafragma, es casi vertical.

El lóbulo derecho es muy convexo, el izquierdo es más plano y presenta hacia su parte media, inferiormente al centro tendinoso del diafragma y a través de este, frente al pericardio, una ligera concavidad denominada impresión cardíaca que está determinada por el corazón.

Cara Visceral.- Es irregularmente plana y esta recubierta por peritoneo visceral excepto en la fosa de la vesícula biliar y en el hilio hepático. El hilio hepático es el punto de entrada de las arterias hepáticas y la vena porta, y el punto de salida de los conductos hepáticos.

Ligamentos.- El hígado está unido a la pared anterior del abdomen por el ligamento Falciforme, y excepto una pequeña zona del hígado pegada al diafragma (área desnuda), está casi totalmente rodeado de peritoneo visceral.

Otros pliegues del peritoneo unen el hígado al estómago (ligamento hepatogástrico, al duodeno ligamento hepatoduodenal, al diafragma ligamentos triangulares derecho e izquierdo y ligamentos coronarios anterior y posterior

Lóbulos

El hígado está dividido por la vesícula biliar y la vena cava inferior en los lóbulos derecho e izquierdo.

Lóbulo derecho.- es un lóbulo único grande, su superficie esta excavada por depresiones anchas y superficiales, causadas por los órganos sobre los cuales el lóbulo derecho se apoya y se modela:

Impresión cólica (anterior).

Impresión renal (posterior).

Impresión duodenal.

Lóbulo izquierdo.- Su superficie es cóncava y se apoya y modela sobre la cara anterior convexa del estómago, que determina la impresión gástrica.

Lóbulo cuadrado.- Es visible en la parte superior de la cara visceral del hígado y está limitado por el lado izquierdo en la fisura del ligamento redondo y en el derecho por la fosa de la vesícula biliar.

Lóbulo caudado.- visible en la parte inferior de la cara visceral del hígado y está limitado por la fisura del ligamento venoso por la izquierda y por el surco de la vena cava inferior por la derecha.

MEDIOS DE FIJACIÓN

• Tejido conjuntivo .- que une al diafragma.
• Vena Cava inferior.
• Pliegues o ligamentos peritoneales.
• Ligamento coronario.- se extiende desde la porción posterior de la cara diafragmática del hígado hasta el diafragma.

• Ligamentos triangulares cuyos bordes están fijos al hígado, diafragma y un borde libre.
• Ligamento falciforme.- une la cara diafragmática del hígado al diafragma y a la pared abdominal anterior
• Omento menor o epiplón menor.- une el hígado al esófago abdominal, estómago y porción superior del duodeno.
• Pliegue duodenal inferior o pliegue duodenomesocólico.- prolongación el omento menor hacia la derecha del pedículo hepático y une la vesícula biliar con el duodeno y el colon transverso.

CONSTITUCIÓN

• El hígado está compuesto por un gran número de segmentos denominados lobulillos hepáticos, los mismos que están separados entre si por fisuras interlobulillares ocupadas de tejido conjuntivo y por vasos interlobulillares.

Capsula fibrosa peri vascular.-  recubierta por una membrana de naturaleza conjuntiva independiente del revestimiento peritoneal. Envuelve los vasos y los conductos biliares hasta los espacios porta.

VASOS Y NERVIOS

• Vaso funcional (vena porta hepática) y arteria hepática propia, la sangre aportada al hígado por estos dos vasos es conducida después a la vena cava inferior por las venas hepáticas.
• Arterias hepáticas accesorias: izquierda rama de la arteria gástrica izquierda, derecha rama de la mesentérica superior.
• La venas central (vena interlobulillar), drenan en las venas sublobulillares que forman los troncos colectores denominados venas hepáticas que van a drenar en la vena cava inferior
• Linfáticos.- drenan en los nódulos linfáticos hepáticos, nódulos linfáticos aórticos laterales, nódulos linfáticos pericárdicos, nódulos linfáticos hepáticos.
• – ramas del Plexo celiaco, nervio vago izquierdo y nervio frénico derecho por medio del plexo frénico.

VÍAS BILIARES

• Presentan 2 partes: Intrahepática y extra hepática.
• Tiene su origen en los canalículos biliares comprendidos entre las células de los lobulillos.
• Vías biliares extra hepáticas:
• Conducto Hepático Común.
• Conducto cístico.
• Conducto Colédoco.

Hepático Común y colédoco  constituyen la vía biliar principal.

El cístico y la vesícula biliar forman la vía biliar accesoria.

Hepático Común.- con una longitud de 3 a 4 cm y un diámetro transversal de 5 mm.

Colédoco.- con una longitud de 5 cm y un diámetro de 5 a 6 mm. En el conducto se pueden distinguir 4 segmentos: supraduodenal, retroduodenal, retropancreático y intraparietal.

Vesícula Biliar.-reservorio membranoso aplicado a la cara visceral del hígado donde se excava la fosa de la vesícula biliar. Mide 8 a 10 cm de longitud y 3 a 4 cm de ancho, se describen:

• un fondo abultado y redondeado.
• Cuerpo aplanado con dos caras superior e inferior.
• Cuello mide 2 cm de longitud y es ampular, dilatado en su parte media

Conducto Cístico.- mide 3 cm Con un diámetro de 2,5 mm.

CONFIGURACIÓN INTERNA DE LA VÍA BILIAR EXTRA HEPÁTICA

• En el cadáver presenta un color grisáceo, la bilis con un tinte verdoso.
• Está marcada por pliegues mucosos que se borran cuando la vesícula biliar se distiende, además pequeños pliegues mucosos permanentes que se unen unos a otros y dividen la superficie vesicular en pequeñas depresiones poligonales.
• La superficie interna del cístico es irregular y presenta depresiones y pliegues mucosos.

Estructura de las vías biliares

Dos capas

• Interna de tipo mucoso.

Externa que es fibromuscular: en el conducto hepático común es casi conjuntiva, a nivel de la ampolla hepatopancreatica tenemos una gruesa capa de fibras musculares circulares que constituye el músculo esfínter de la ampolla hepatopancreática, en la pared de la vesícula biliar esta capa fobromuscular comprende tejido conjuntivo y fibras musculares lisas entrecruzadas.

Vasos y nervios de la vía biliar

• Arterias.- de la vesícula biliar y del conducto cístico están proporcionadas por la arteria cística, El conducto hepático común y colédoco reciben finas ramas de la arteria hepática propia y de la pancreatoduodenal superior.
• Venas- las inferiores o superficiales desembocan en la rama derecha de la vena porta hepática, las superiores o profundas van al hígado, las venas del conducto cístico vierten en las venas císticas y vena porta hepática, Las venas del colédoco terminan en la vena porta hepática y en las pancreatoduodenales.
• Linfáticos.- se dirigen a los nódulos linfáticos escalonados a lo largo de las vías biliares extra hepáticas, en particular al nódulo linfático cístico y al nódulo del orificio omental, a los nódulos linfáticos pancreatoduodenales inferiores.
• Nervios.- Proceden del nervio vago izquierdo y del plexo celíaco por medio del plexo hepático.

PÁNCREAS

• Situación:
• Es retroperitoneal, excepto una pequeña porción de la cola, situado transversalmente, en sentido anterior a los grandes vasos prevertebrales y al riñón izquierdo, desde la porción descendente del duodeno hasta el bazo.
• Medios de Fijación.-

Duodeno, al que se une por medio de los vasos que recibe o que suministra y por el peritoneo.

• Dimensiones- Mide 15 cm de longitud, 6 a 7 cm de altura a nivel de la cabeza, con un espesor de 2 a 3 cm.
• Forma- muy irregular, se puede comparar a la de un gancho o un martillo, se distinguen un extremo derecho, voluminoso y ensanchado, denominado cabeza, seguido por una parte más estrecha y alargada, el cuerpo, que se halla unido a la cabeza por un segmento angosto denominado cuello, termina a la izquierda por medio de un extremo delgado, la cola.
• Color- Blanco rosado en estado fresco.

• consistencia- Firme
• peso- 70 a 80 g
• cuerpo- tiene una longitud de 8 a 10 cm, por 4 cm de altura y 2 cm de espesor, se describen 3 caras (anterior, posterior e inferior) y 3 bordes (superior, anterior e inferior)
• Cola del páncreas.- Esta separado del cuerpo por la escotadura que los vasos esplénicos escavan en el borde superior de la glándula.
• Conductos excretores del Páncreas.-
• Pancreático.- empieza en la cola del páncreas se dirige hacia la derecha a través del cuerpo, y después de entrar en la cabeza del páncreas, cambia de dirección inferiormente.

En la porción inferior de la cabeza del páncreas, el conducto pancreático se une al conducto colédoco. La unión de estas estructuras forman la ampolla hepatopancreática (ampolla de Váter) que se introduce en la porción descendente del duodeno en la papila mayor del duodeno. Alrededor de la papila está el esfínter de la papila (esfínter de Oddi), que es un cúmulo de músculo liso.

Pancreático accesorio.- atraviesa la parte superior de la cabeza del páncreas, drena en el duodeno, inmediatamente por encima de la papila mayor en la papila duodenal menor. Si se sigue el conducto pancreático accesorio desde la papila menor a la cabeza del páncreas, se observa que se ramifica.

Conductos excretores del Páncreas.-

Conductos secundarios.- Se observan dos sistemas, uno anterior y otro posterior

Estructura de los conductos excretores.- en las paredes existen fibras musculares lisas diseminadas en el tejido fibroelástico. Los conductos pancreáticos principal y accesorio habitualmente están comunicados.

Vasos y Nervios del Páncreas

• Arterias- a.-Pancreatoduodenales superiores anteriores y posterior, ramas de la arteria gastroduodenal, y la pancreaticoduodenal inferior que se divide en dos ramas que se anastomosan en las caras anterior y posterior de la cabeza del páncreas  con las arterias pancréaticoduodenales superiores formando con ellas dos arcos arteriales. b.- Ramas pancreáticas de la arteria esplénica.
• Venas- Desembocan en vena porta Hepática a través de las venas esplénica, mesentérica superior y pancreaticoduodenal superior posterior, mientras que la pancreaticoduodenal inferior anterior drena en la vena gastroduodenal derecha y por ésta en la vena mesentérica superior.
• Linfáticos.- Desembocan en los nódulos linfáticos esplénicos, nódulos linfáticos retro pilóricos, subpilóricos, pancreatoduodenales superiores e inferiores, nódulos linfáticos mesentéricos superiores y en los nódulos linfáticos yuxtaaórticos.
• Nervios- Proceden del plexo celíaco por medio de los plexos secundarios que acompañan a las arterias del páncreas.

BAZO

Es un órgano linfoide. Su estudio debería realizarse inmediatamente después del aparato vascular, Si en esta obra su estudio se efectúa de forma conjunta con el sistema digestivo, es sólo por las relaciones que posee con el estómago, el páncreas, el colon los vasos de estos órganos y los pliegues peritoneales que los unen entre sí.

• Situación medios de fijación:
• Está situado en la celda subfrénica izquierda, es decir en el hipocondrio izquierdo, posterior al estómago, inferior y medial al diafragma y superior al riñón izquierdo, a la flexura cólica y al ligamento freno cólico izquierdo.

Medios de Fijación:

• Los órganos con los que se relaciona en especial el riñón, el colon y el ligamento frenocólico, sobre los cuales reposa.
• Vasos esplénicos y los pliegues peritoneales que unen el bazo con los órganos vecinos y con la pared.

• Número.- existe uno, pero se puede encontrar en las proximidades del bazo normal, pequeños bazos supernumerarios en número variable.
• Forma: la de un grano de café o de un poliedro de cuatro caras, con superficie lisa.
• Rojo oscuro en el sujeto vivo y de rojo más oscuro en el cadáver.
• Dimensiones: 12 cm de longitud, x 8 cm de Anchura y 4 cm de espesor. Peso: 200 gramos.

Configuración externa:

• Cara diafragmática.- Es posterolateral, regularmente convexa y esta tapizada por el peritoneo.
• Cara Renal.- cubierta por el peritoneo visceral, presenta una concavidad que se adapta a la convexidad del extremo superior de la glándula suprarrenal y de la parte superolateral del riñón derecho.
• Cara gástrica.- unida al estómago por el ligamento gastroesplénico y a la cola del páncreas por el ligamento pancreatoesplénico. El resto tapizada por el peritoneo visceral.
• Cara Cólica.- se apoya a la flexura cólica izquierda.

Extremidad Posterior: (vértice), es redondeada Situada en las proximidades del extremo Posterior del décimo espacio intercostal Izquierdo, en el espacio comprendido entre el Estómago, la glándula suprarrenal y el diafragma.

Bordes:

• Borde superior.- dentado, está en relación a través del diafragma, con la pleura y posteriormente con el pulmón izquierdo.
• Borde inferior.- grueso, redondeado y romo, situado entre la cara renal y la cara diafragmática.
• Borde medial.- es redondeado y ancho, separa la cara renal de la cara gástrica.

Vasos y Nervios

• Arterias- Arteria esplénica que se ramifica cuya rama terminal inferior se denomina arteria gastroomental izquierda.
• venas- emergen del hilio en número igual al de las arterias.
• Vasos linfáticos. Se dividen en superficiales y profundos, Unos y otros drenan en los nódulos linfáticos esplénicos.
• Nervios.- Proceden del plexo celíaco por medio del plexo esplénico, que acompaña a la arteria esplénica. Rouviere Anatomía Humana 11 Edición – Anatomía de Gray.

 

Las referencias por pertinencia de estudio han sido ubicadas en cada tramo del articulo.

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Datos curiosos de la Química. (Parte V. 36-40) ESPECIAL DE NOMBRES CURIOSOS

Alejandro Alfredo Aguirre Flores. [1]

[1] Universidad Central del Ecuador-Fac. Ciencias Químicas-Química de Alimentos

TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS © Copyright 2018

En la red existe sin fin de información no verificada y en ocasiones se divulga información falsa con la finalidad de hacer unos cuantos centavos en marketing y publicidad de Internet, pues bien de entre tantas cosas que encontré decidí realizar esta nueva entrega de Datos curiosos de la química donde abordaremos 5 curiosos nombres de sustancias químicas sorprendentes o que quizás no conocías que existían en la realidad. A su vez, si te interesa cualquiera de nuestras anteriores entregas, las puedes encontrar en la siguiente categoría de nuestro blog: Categoría: Curiosidades. BIENVENIDOS

36.- CLITORIACETAL

Este peculiar compuesto posee un nombre bastante peculiar, aunque su nombre IUPAC es el 6,11,12a-trihidroxi-2,3,9-trimetoxi-6,6a-dihidrocromeno [3,4-b] cromen-12-ona, no tiene NADA que ver con lo que vuestras mentes podrían llegar a pensar con respecto a una parte especial del órgano reproductor femenino. Según menciona PUBCHEM (2009) el clitoriacetal presenta la siguiente fórmula molecular C ₁₉ H ₁₈ O _9. 

CLITORIACETAL

Según la misma fuente la mayoría de patentes registradas para el uso de este compuesto son de uso dermatológico, a su vez este glucósido toma su nombre del género vegetal Clitoria, género perteneciente a la familia de las Fabaceaes con más de 100 registros oficiales de especies de plantas de dicho género según se constato la Base de Datos de Tropicos® perteneciente al Jardín Botánico de Missouri.

37.- CADAVERINA Y PUTRECINA

La cadaverina (C₅H₁₄N₂), también conocida como 1,5 diaminopentano, pentametilenodiamina, pentano-1,5-diamina es una diamina biogénica que se obtiene por la descomposición del aminoácido lisina.

La cadaverina debe su nombre al olor fétido que desprende como propiedad, la cadeverina se encuentra en la materia orgánica en descomposición por tanto es el compuesto responsable del olor a putrefacción.

CADAVERINA

Otro compuesto de similares características es la PUTRESCINA, o putresceína (NH₂(CH₂)₄NH₂), más exactamente 1,4-diaminobutano, es una diamina que se crea al pudrirse la carne, dándole además su olor característico. Está relacionada con la cadaverina; ambas se forman por la descomposición de los aminoácidos en organismos vivos y muertos.

Cheilymenia cadaverina (FUNGI) Foto de Aurelio García Blanco TOMADO DE: http://asociacionvallisoletanademicologia.com/wordpress/portfolio/cheilymenia-cadaverina/

La putrescina y cadaverina fue descrito por primera vez en 1885 por el médico Alamán Brieg Ludwig (1849-1919).Su descubridor, dijo: “Llamé a este [compuesto]” putrescina “la palabra latina putresco significa podrido, podrido ” dicha sustancia se origina como producto de la descomposición de la materia orgánica a su vez es sintetizada por algunos tipos de hongos y bacterias.

38.- LUCIFERINA

Brasil— Decenas de pequeños hongos bioluminiscentes brotan en un tronco seco. Sus tallos de color verde brillan a la luz de la luna. Esta especie, Mycena lucentipes, prospera en la madera de los árboles con flor de los bosques lluviosos de Brasil y Puerto Rico. Se ignora si es comestible. Tomado de: https://www.nationalgeographic.com.es/fotografia/visiones-de-la-tierra/hongos-bioluminiscentes_8165

Aunque su nombre parece haber salido del infierno, las luciferinas son moléculas más reales y comunes de lo que usted creería, son una clase de compuestos orgánicos empleados en la obtención de luz en organismos bioluminiscentes (bacterias, hongos y algunos tipos de insectos).  Dicha luz se obtiene mediante procesos catalíticos de la enzima luciferasa reaccionado con el oxígeno en efecto la mayoría de los grupos funcionales removidos de la luciferina liberan energía en forma de luz. El nombre de luciferina está inspirado en Lucifer (del latín lux “luz” y fero “llevar”).

39.-  ÁCIDO BOHÉMICO

Esta particular mezcla a pesar de su nombre, no anda divirtiéndose como sugeriría su nombre.  Se trata de una mezcla de compuestos químicos de interés terapéutico en medicina que contiene una serie de moléculas que llevan por nombre los de los personajes principales de la ópera “La Bohème” de Puccini, reconocimiento dado por Donald E. Nettleton y cols con nombres de personajes de La bohème, como marcellomycin (por Marcello), musettamycin (por Musetta), rudolphomycin (por Rodolfo), mimimycin (por Mimí), collinemycin (por Colline), alcindoromycin (por Alcindoro) y schaunardimycin (por el músico Schaunard).

La solución puede estar, me parece, en un artículo que este mismo grupo de investigadores publicó en 1979 en el Journal of the American Chemical Society, sobre la estructura química del complejo del ácido bohémico, en el que proponen el nombre de rednose (rednosa) para un azúcar cíclico de fórmula  C₆H₈NO₃ que forma parte de la molécula de la rudolfomicina, así lo afirma Fernando A. Navarro (2011).

40.- ÁCIDO ANGÉLICO

Este ácido debe su nombre de la planta en la que se encuentra, la Angelica archangelica, misma que pertenece a la familia de las Apiaceaes, según menciona la Base de Datos de Tropicos® perteneciente al Jardín Botánico de Missouri que, a su vez, lo toma de la creencia popular de que es un regalo del arcángel San Gabriel. El ácido angélico fue aislado por primera vez en 1842 por el farmacéutico alemán Ludwig Andreas Buchner y se presenta como un sólido volátil con sabor penetrante y olor ligeramente agrio. Las sales derivadas de este ácido son denominadas angelatos.

REFERENCIAS:

• PUBCHEM (2009). PubChem. Base de datos de química abierta. Clitoriacetal. Obtenido de: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/44257416#section=Top
• Missouri Botanical Garden (2018). TROPICS®. Clitoria. Obtenido de: https://www.tropicos.org/NameSearch.aspx?name=clitoria&commonname=
• National Geographic. (12 de junio del 2014). Hongos Bioluminiscentes. Tomado de: https://www.nationalgeographic.com.es/fotografia/visiones-de-la-tierra/hongos-bioluminiscentes_8165
• Fernando Navarro. (25 de abril del 2011). Moléculas operísticas (y II). De: Laboratorio del Lenguaje. Diario Médico. Tomado de: https://medicablogs.diariomedico.com/laboratorio/2011/04/25/el-fabuloso-circo-de-los-nombres-cientificos-4/
• Missouri Botanical Garden (2018). TROPICS®. Angelica archangelica L. Obtenido de: http://www.tropicos.org/Image/100290487

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El kaikar, los Incas y las enfermedades por emanación

Alejandro Alfredo Aguirre Flores. [1]

[1] Universidad Central del Ecuador-Fac. Ciencias Químicas-Química de Alimentos

TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS © Copyright 2018

La civilización Inca, fue sin duda una muy avanzada sociedad prehispánica en América del Sur, llegándose a extender por todo el callejón Interandino, logró importantes avances en distintas áreas del conocimiento; sin embargo poco o nada se ha rescatado de su legado en torno al conocimiento y en la actualidad tampoco se ha realizado un rescate efectivo de las memorias de los pueblos ancestrales que se originaron como rezagos culturales de tan imponente civilización. El presente artículo pone a disposición del lector breves ideas sobre el concepto primitivo de las enfermedades por emanación, las cuales identificaron muy bien los protomédicos Incas y que puede ser un punto de partida para futuras promesas en la investigación histórico-médica.

Los Incas habían clasificado a su macrocosmos en tres submundos, primero el de “ARRIBA” conocido como HANAN PACHA del cual provienen todos los Dioses, el KAI PACHA o el de “MEDIO” en el cual suscita el presente o el mundo de los hombres y finalmente el de “ABAJO” donde reinan los muertos conocido por ellos como UKU PACHA. La salud por su parte tenia un concepto muy armónico entre lo físico perteneciente a este mundo, lo espiritual y lo energético pertenecientes a los otros mundos.

En las denominaciones de las enfermedades emplearon vocablos que hacían referencia a una determinada enfermedad y su pare mística atribuida a cualquiera de los otros mundos y aunque las ideas de este modo pareciéran no ser del todo científicas, esta civilización conocía profundamente muchas enfermedades que aún existen en nuestra era. La medicina aborigen comprendía sin fin de rituales que buscaban el equilibrio entre todos los factores antes mencionados todas estas prácticas eran realizadas por un personaje muy importante e influyente en la comunidad, se trataba del “Kallawaya” personaje que hacia de curandero, chaman, herbolario o básicamente médico; quienes utilizaban múltiples elementos de la naturaleza para sanar a los enfermos, y fueron ellos quienes establecieron sus propios conceptos sobre la enfermedad o kaikar, establecieron conceptos también para diferentes dolencias e incluso determinaron sus orígenes. Tal fue la influencia de sus ideas en torno a la medicina que fueron el punto de partida de investigaciones y expediciones botánicas para beneficio de la corona española que buscaba desesperádamente curas para múltiples enfermedades comunes en occidente; así fue como durante la colonia los virreinatos buscaban en los territorios americanos las posibles respuestas a dichas necesidades un ejemplo de ello fue la expedición de Mutis en el Virreinato de la Nueva Granada (Colombia) o el caso de Pedro Leiva en Malacatos-Ecuador.

PARA MAYOR INFORMACIÓN AL RESPECTO Y SOBRE ESTOS PERSONAJES PUEDES DARLE CLICK A LA SIGUIENTE CATEGORÍA YA QUE SON TEMAS QUE SE HAN TRATADO A PROFUNDIDAD EN ANTERIORES OCASIONES: PRECURSORES DE LA MEDICINA LATINOAMERICANA.

¿QUIENES ERAN LOS QUE EJERCIAN EL OFICIO MÉDICO EN EL IMPERIO?

• El Watuk: se encargaba de diagnosticar la enfermedad y examinar el estilo de vida del paciente.
• El Hanpeq: Una especie de Chamán que curaba a los pacientes utilizando hierbas y minerales en ceremonias religiosas y místicas.
• El Paqo: curaba el alma; los incas creían que el corazón albergaba el alma.
• El Sancoyoc: Sacerdote cirujano, se ocupaba de extremidades rotas, abscesos y de los dientes.
• El Hampi Camayoc: Era el químico del estado inca y el encargado del cuidado de los recursos médicos.
• El Collahuaya: Suministraba plantas medicinales, amuletos y talismanes.

Muchos de los chamanes han prevalecido hasta nuestra época y se han vuelto personajes muy tradicionales en pueblos y comunidades de Ecuador, Perú y Bolivia; tanto que en la actualidad, personas de todo el mundo llegan a pueblos como Pisac u Ollantaytambo en el Valle Sagrado de los Incas, para conocer y disfrutar de la medicina de los Incas. Ellos mencionan que el aire es el medio conductor de las “emanaciones mágicas”, de hecho este factor es determinante en la proliferación de enfermedades, hecho que no suena tan trillado cuando se trata de contagios de enfermedades como la gripe o neumonía. Menciona el autor en el que se basa este artículo el Dr. Ramón Pardal en un pequeño fragmento de la revista “Laboratorio” Nº22 de Colombia, que el aire era determinante en el aparecimiento de enfermedades cutáneas, pulmonares, nerviosas, intestinales, entre otras a tal punto que la palabra HUAIRA que significa aire o viento forma parte de los nombres de muchas de las enfermedades que identificaron, como por ejemplo:

1. HUSNA HUAIRA: eczema.
2. JURRA HUAIRA: urticaria o sarpullido.
3. SULLU HUAIRA: hace referencia a enfermedades de la piel.
4. CEBO HUAIRA: tétano-lumbago..
5. AYA HUAIRA: epilepsia.

Y de allí el término KAIKAR, que era un estado particular del ser humano que consistía en decaimiento, dolor de cabeza, depresión, opresión, llegando hasta el desvanecimiento del paciente.  En un sentido más tradicionalista el Kaikar abarca lo que se denomina “mal de la montaña” o denominado de forma común como SOROCHE, o “MAL AIRE”, provocado por permanecer cerca de tumbas lo que los incas identificaban como enfermedades provocadas por los espíritus de los muertos a través del aire, creencia que ha prevalecido hasta la actualidad y que se sigue tratando de forma tradicional en algunos pueblos o comunidades.

También denominaban los Incas otras enfermedades como:

1. ZAMAI PITI: (respiración quebrada) o neumonía.
2. CHAQUI ONCOY: (morbo que consume) o tuberculosis.
3. RUPA CHUCCHU: ( calosfríos) o fiebres palúdicas.
4. UMA NAMAI: cefalalgia o congestión cerebral.
5. SONCO NAMAI: dolores  y disturbios intestinales.

La medicina inca no solo que supo identificar los síntomas de las enfermedades que los aquejaban, sino que también indagó causas, e integró tratamientos psicológicos  y físicos en e paciente. Se conoce que  se realizaron cirugías con métodos e instrumentos  muy sencillos hasta algo primitivos; el equivalente de bisturí se denominó Tumi con el que se realizaron incluso aberturas craneales y la Vilcachina que sirvió para las extirpaciones.

La trepanación craneana

Esta complicada operación del cerebro fue llevada a cabo desde el año 1,000 por la cultura pre-inca, Paracas; se trató de una operación de alto riesgo, que fue perfeccionada por los incas hacia el 1,400, logrando la supervivencia de hasta el 90 % de las personas operadas; hoy en día existen procedimientos similares para aliviar la presión del cerebro. Se tiene registro de personas que fueron operadas más de una vez; se sabe de un individuo que fue operado hasta siete veces. Las personas sometidas a esta operación, eran hombres que sufrieron lesiones en combate o para curar la epilepsia o hasta infecciones crónicas en el cráneo.

TOMADO DE: https://www.boletomachupicchu.com/medicina-inca/

Los estudios se han publicado en múltiples revistas médicas que tratan con mayor profundidad del tema donde se mencionan a detalle los procedimientos que éstos realizaban, un blog que puedo recomendarlos por su contenido es el siguiente: CIRUJANOS INCAS.

Lo cierto es que los médicos incas utilizaron las propiedades curativas de diversas plantas y raíces que como se dijo anteriormente  dieron pauta a las escuelas que las estudiaron en el viejo continente.

Según crónicas realizadas en la conquista se conoce que  los Incas tenian nociones de “pulso” afirmación realizada por Molina (1788), quien en su estudio menciona a Garcilaso de la Vega, mismo que narra en cartas y crónicas enviadas a Portugal sobre algunas percepciones y detalles que tuvo del asesinato del rey Inca Atahualpa, Dela Vega menciona:

-Estando Atahualpa en la prisión vinieron a verlo los indios, y que le tomaron el pulso en la “junta de las cejas”.

Dato que sin duda refleja el nivel de conocimiento que poseían en signos vitales y diagnóstico general. Finalmente la paleontología ha hecho lo suyo también, puesto que en diversas excavaciones que se han realizado en ruinas y templos incas se han descubierto grabados en paredes y cerámica donde se manifiestan representaciones pictóricas de chamanes atendiendo enfermos.

Los incas establecieron verdaderos protocolos y jerarquías, como se vio anteriormente existían varios personajes que ejercían la tarea de sanar a los enfermos, sin embargo el diagnóstico tenia que ser realizado por el chamán o watuk quien planteaba los procedimientos en concreto e incluso los correlativos, donde en primera instancias había que determinar el origen del mal que fue ejercido sobre el paciente que para la época en mayor porcentaje era de carácter místico y espiritual.

Posteriormente los primeros cuidados eran realizados por el mismo watuk, estos cuidado y atenciones implicaban rituales  como ayunos, intoxicaciones, trajes especiales, ornamentos mágicos, oración, encantamientos, danzas agotadoras, drogas, estados de trance, hasta que el chamán perdiera el sentido y con ello se considere todo mal espíritu expulsado, permitiendo de esta manera proceder con los tratamientos físicos e intervenciones quirúrgicas. Para tales rituales el watuk utilizaba múltiples plantas y hongos  ilusinógenos y estupefacientes que le permitían conectarse con los otros dos mundos que en estado de éxtasis o epifanía le permitieran dictar diagnóstico irrefutable para el paciente y sus familiares. Dichas drogas  existentes en el cono sur son: la Ayahuasca, Caapi (Banisteria caapí)  o Yagé; el Peyotl (Echinocactus anhakonium Lawinii), la Coca (Erythroxylon coca), la Cahoba, Paricá o Yopo ; finalmente del Ololiuhqui (Ipomoea jalapa)

REFERENCIAS:

• Molina J. L. Compendio de la historia geográfica, natural y civil del reyno de Chile. Madrid. (1788).
• Garcilaso de la Vega. Comentarios reales; (Lisboa 1609).
• Dr. Ramón Pardal. Medicina Aborigen. Teoría de la emanación. Revista LABORATORIO Nº 22. Cesar Uribe Piedrahita. Licencia Nº 1342. Santa Fe de Bogotá-Colombia.

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Materiales de laboratorio. PARTE VII. (Tubos de seguridad, refrigerantes, retortas, tubos desecadores y depurador de gases)

Alejandro Alfredo Aguirre Flores. [1]

[1] Universidad Central del Ecuador-Fac. Ciencias Químicas-Química de Alimentos

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La presente entrega tiene por finalidad dar a conocer la utilidad de cinco importantes instrumentos de uso cotidiano en los laboratorios de química y biología, iniciamos esta pequeña entrada destacando la utilidad de los tubos de seguridad, tubos  refrigerantes, retortas, tubos desecadores y finalmente el muy útil depurador de gases. Sean todos bienvenidos y no se olviden que pueden encontrar más información acerca de distintos materiales de laboratorio dándole click al siguiente enlace de nuestra categoría: Materiales y aparatos para laboratorio de química

1.- TUBOS DE SEGURIDAD

Los tubos de seguridad se constituyen como verdaderas válvulas de seguridad empleados en el desprendimiento excesivo de gases. éstos son fabricados en vidrio son de forma recta y terminan por la parte superior con un pequeño embudo cual si fuera una cámara ovoidea; antes de llegar a esta zona ensanchada a veces suelen presentar en su trayecto llaves, es decir una, dos o más recámaras esféricas que ayudan a lidiar con las sobre presiones que se pueden producir con la emanación de gases, regulando de esta manera una posible salida violenta de los mismos o de las muestras, a su vez  amplían el rango de volumen que son capaces de contener. El modo de empleo implica fijarlos previamente a un corcho perforado y éste ser insertado en la boca de un recipiente que contenga la muestra que pueda producir una presión excesiva o un vacío parcial impidiendo de esta manera la explosión del aparato o una reabsorción.

En la imagen anterior podemos apreciar un sistema muy importante en laboratorio que consiste en un tubo de seguridad con una llave y otro tubo de vidrio acodado (tubo de escape de gas) ambos se ajustan y fijan en un corcho bihoradado atravesándolo. Este conjunto o aparato se denomina: GENERADOR DE GAS, que es un sistema abierto de formación y liberación de gases.

2.-  TUBOS REFRIGERANTES (CONDENSADORES)

Los tubos refrigerantes son materiales de alta frecuencia de usos en procedimientos laboratoriales, son fundamentales en procesos de extracción, reflujo, saponificación, síntesis orgánica, destilaciones, etc. Los también conocidos como condensadores tienen por finalidad servir como agentes de refrigeración (enfriamiento) de los vapores (gases) que se han de desprender por calentamiento del reactor al que se acople, puede ser un balón que contenga una muestra determinada sometida al calor, dichos gases al circular en los tubos atraviesan un cambio de fase producto del descenso de temperatura evitando la pérdida de productos o evitando la emanación de gases indeseables sus aplicaciones son muy variadas.

Constan de una parte interna con forma cilíndrica, espiral o de bolas, los gases recorren esta zona  mientras que por la parte externa céntrica y hueca fluye el agua de refrigeración  que ingresa por un pequeño tubo al que se añade una manguera que va desde la conexión de agua hasta la parte interior del tubo (sin entrar en contacto directo con los gases) sube hasta la salida de agua que por medio de un tubo  conduce mediante una manguera el agua hacia afuera del tubo refrigerante, es así como se da un intercambio calórico entre el agua de refrigeración con una temperatura mucho menor que la de los gases consiguiendo de esta manera condensar de nuevo a los vapores volviéndolos a su fase líquida regresándolos hasta  sus contenedores originales (por lo general balones). Dentro de sus clasificaciones se puede encontrar el Refrigerante de Liebig (cilindro interno recto); de serpentín o espiral y de bolas o llamado también de rosario, este ultimo posee un nombre no tan difundido, su nombre original es tubo refrigerante de Allihn. Estos son de adaptación esmerilada y cumplen la función de aparatos de extracción. Algunos de los aditamentos o accesorios que se puede añadir a ellos por la parte superior y dependiendo de su función puede ser un sin fin de adaptadores, extensores, cabezales o alargaderas; si necesitas más información al respecto puedes encontrarla en la  categoría que en la parte superior se mencionó o a su vez puedes hallar más sobre alargaderas en el siguiente enlace: Materiales de Laboratorio.(PARTE IV. Tubos de vidrio fusible, codos, alargaderas, capilares y varillas).

A CONTINUACIÓN UN BONITO EXPERIMENTO DE DESTILACIÓN SIMPLE DEL VINO PARA OBTENER ETANOL:

3.- RETORTAS

Históricamente las retortas han jugado un papel fundamental en la química y en la física, es gracias a ellas por ejemplo que se han podido estudiar el comportamiento de los gases y por otra parte han sido de utilidad incluso en campos como la microbiología; estos recipientes de vidrio o en ocasiones de porcelana tienen una apariencia bastante peculiar ya que son algo semejantes a una pipa para fumar. Existen retortas mono horadadas que presentan un tapón esmerilado en la parte superior otras en cambio simplemente presentan una extensión alargada en la parte superior que le da su característica principal y en ocasiones incluyen pequeños tapones para las puntas, éstos sirven para contener gas al interior y evitar su pérdida.

Retorta con salida superior para tapón esmerilado.

Retorta de porcelana.

Retorta sin tapón.

4.- TUBOS DESECADORES

Son de vidrio y su principal objetivo es eliminar todo vapor de agua de los gases de allí su tradicional nombre de “desecador de gases”, los más utilizados son los afamados desecadores de cloruro de calcio, de los que existen gran número de modelos, así tenemos:

TUBO DESECADOR NORMAL O RECTO: 

Se presenta de forma cilíndrica por un extremo, empezando por el extremo que posee tapón es importante mencionar que es por ahí por donde se permite la entrada del gas, por el otro extremo es esférico y es donde se alojará la sustancia ávida de agua (cloruro de calcio) y a su vez  permite la salida o escape de gas seco mediante una prolongación del tipo tubular.

TUBOS DESECADORES EN “U”

Existen en diversos modelos van desde los simples conservando su típica forma en U, hasta los que tienen en sus extremos tapas esmeriladas y tubuladuras laterales. Interiormente llevan la sustancia desecadora. Son muy sencillos de montar y desmontar para pesarlos después de la actividad desecadora, también suelen ser utilizados en prácticas de electrólisis y determinación de metales  por métodos electroquímicos.

 

 

DESECADORES EN U  CON TAPAS ESMERILADAS Y TUBULADURAS LATERALES

Tubo desecador en U sencillo.

TORRE O COLUMNA DESECADORA

La columna desecadora es un recipiente cilíndrico con una embocadura y tapón de desfogue de gas, posee un ligero ensanchamiento por la parte inferior que posee una embocadura o tubuladura la que permite la entrada de gas húmedo o alguna otra sustancia, está fijada a una base o pie grueso y macizo que evita caídas, si la actividad es del tipo desecadora entonces el cloruro de calcio se coloca en la parte superior cilíndrica. Básicamente la columna  puede usarse como reactor  así como control de paso de gases secos cual si se tratara de una válvula.

5.- DEPURADOR DE GASES

Muchas veces los gases que se obtienen en un proceso químico NO son puros y se constituyen verdaderas mezclas con impurezas, por esta razón es fundamental purificarlos antes de recogerlos, para ello se los hace burbujear por líquidos que contengan impurezas de otra naturaleza, en ocasiones el agua es suficiente para este fin, el contendedor que sirve para esta finalidad es el “depurador de gases”, que generalmente es de vidrio y consiste en una tubuladura central por la que pasa el gas a ser burbujeado, la parte superior puede presentar llaves que  ayuden a controlar las sobrepresiones del aparato, en la actualidad existen sofisticados equipos para esa finalidad  por su implicación en las ciencias de la salud.

REFERENCIAS:

Ing. Carrillo Alfonso A. (1990). Materiales y aparatos para laboratorio de química. Gráficas Mediavilla Hnos. Quito-Ecuador

 

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Leeuwenhoek y el descubrimiento de los microorganismos

 

Alejandro Alfredo Aguirre Flores. [1]

[1] Universidad Central del Ecuador-Fac. Ciencias Químicas-Química de Alimentos

TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS © Copyright 2018

     La realidad entendida como aquello que acontece de manera verdadera y demostrada termina siendo una verdad irrefutable ante lo que usted mi estimado lector, es capaz de palpar mediante sus sentidos en este mismo instante, puesto que existe (lo que es capaz de observar a simple vista)  en el macrocosmos; sin embargo para ciertos seres vivos que por su extrema pequeñez quedan fuera del alcance del ojo humano, el macrocosmos podría entenderse como un basto espacio lleno potenciales ecosistemas, por ejemplo en este mismo instante si comparamos el ombligo de una persona con el Archipiélago de Galápagos probablemente se encuentren en él más especies de microorganismos que de especies en “Las Islas Encantadas”; estos “seres” fueron denominados como MICROBIOS y partiendo desde su análisis epistemológico esta palabra es una derivación de dos vocablos griegos “mikro”, pequeño y “bio”, vida; entendiéndose por tanto como una pequeña, muy pequeña forma de vida no necesariamente simple como algunos autores mencionan y mucho menos poco importante; verlos no es posible si no mediante un instrumento óptico denominado “microscopio” y es gracias a este importante invento que el estudio de los microbios ha sido posible formando en sí mismo toda una rama de la biología moderna denominada MICROBIOLOGÍA.

En torno a dicho invento, el microscopio compuesto, es un instrumento conformado por dos sistemas de lentes, el uno es denominado sistema de lentes ocular y el segundo sistema como objetivo. Actualmente existen diversos tipos de microscopios más avanzados tales como el electrónico de barrido mismo que siendo capaz de captar imágenes con mayor resolución a nivel tridimensional y con facilidades que permiten obtener imágenes en formatos aptos para distinto software, aunque actualmente los microscopios poseen una  amplia diversidad como muestra la red conceptual siguiente:

De manera general el microscopio compuesto, por ser más asequible y práctico, para el estudio de la microbiología básica o general, permite un aumento suficiente para la apreciación de estructuras microcelulares, de forma análoga existe el microscopio monocular simple formado por un solo lente con radio de curvatura muy pequeño, en consecuencia, una  buena capacidad de aumento, dada su capacidad focal de corto alcance.Una de las limitantes que presentó el monocular es que al estar acompañado de una sola lente de gran poder de convergencia según afirmó en 1970 el investigador Norberto J. Palleroni del Departamento de Bacteriología e Inmunología de la Universidad de California, Estados Unidos; los monoculares presentan condiciones de observación pobres y con capacidad de enfoque limitada, por lo que de apoco han empezado a ser considerados como obsoletos, en comparación con el microscopio compuesto capaz de superar estas limitantes mediante a combinación de distintas lentes de diferente poder de convergencia a fin de amplificar y esclarecer la nitidez de las muestras observadas, y es en este punto donde nace la pregunta ¿QUIÉN Y CÓMO HIZO NACER TAN IMPORTANTE INVENTO? Para contestar dicha interrogante es importante introducirnos en un contexto histórico en el cual un hombre brillante tuvo genialidad de observar por primera vez microrganismos, dicho hombre es Antoni van Leeuwenhoek  a continuación su historia.

La genialidad de la obra de Antonie Philips van Leeuwenhoek

     Considerando las diversas vicisitudes antes mencionadas propias del microscopio monocular, los microbios fueron descubiertos con un dispositivo de este tipo y todo fue gracias al holandés Antonie van Leeuwenhoek, quien en pleno siglo XVII construyó sus propios microscopios rudimentarios dado su oficio de fabricante de lentes, utilizó su conocimiento para el diseño de diversas estructuras cristalinas de aumento, que resultaron ser muy eficientes para la época, el trabajo de Leeuwenhoek fue tan magnífico que sus observaciones marcaron un antes y un después en la ciencia del micromundo.

Nacido en Delft, Países Bajos, un 24 de octubre de 1632 fue sin duda el PRIMER ser humano en observar microorganismos (bacterias y protozoarios) cuyas descripciones constituyen una de las obras más notables de las ciencias biológicas, lastimosamente  su trabajo se vio imposibilitado de replicarse dada la dificultad de reproducir las lentes que inventó, algunos investigadores afirman que Leeuwenhoek fue egoísta al no difundir el modo de fabricación de sus lentes, otros como Palleroni defienden su proceder dada la tremenda dificultad de la época para la realización de múltiples dispositivos con las mismas características adicionalmente y considerando la cantidad de tiempo suponemos invirtió en su obra y en la ilustración que realizó de sus observaciones, quizás fueron condiciones que dificultaron la divulgación de sus métodos y técnicas.

Leeuwenhoek queda huérfano de padre (Philips Antonisz van Leeuwenhoek)  a los cinco años, posibilitando a su madre, Margaretha van den Berch, contraer un segundo matrimonio con un hábil pintor llamado Jacob Jansz Molijn, de quien posiblemente aprendió técnicas para la ilustración científica que desarrollará posteriormente.Actualmente es considerado como padre de la biología celular y microbiología. 

Se conoce que Antonie a los 16 años se trasladó hasta la ciudad Holandesa de Amsterdam donde aprendió el oficio de textilero desempeñándose como aprendiz de tratante de telas y finalmente desarrollando diversas tareas hasta llegar a puestos  como cajero y contable, según mencionan Víctor Moreno, María E. Ramírez, Cristian de la Oliva, Estrella Moreno. (2018). Su vida se vio rodeada de tragedias, por ejemplo en 1666 muere su esposa tras haber contraído matrimonio en 1654 con Bárbara de Mey, una de las hijas del dueño de la empresa textilera donde trabajó por seis años, cuatro de sus cinco hijos murieron siendo infantes finalmente en 1671 contrae un segundo matrimonio con Cornelia Swalmius, con quien no tuviera hijos y 23 años más tarde también falleciera.

DELFT-HOLANDA

En 1669 se convirtió en agrimensor (antigua rama de la topografía que consistía en la medición de territorios, terrenos o superficies destinadas para la agricultura), su vida fue definitivamente multifascética ya que en 1679 desempeñó el puesto de inspector y control de calidad en vinos en su poblado, Delft de que nunca saliera, habiendo sido siempre un personaje notable de dicha ciudad.

ANÁLISIS DE LA OBRA DE ANTONIE VAN LEEUWENHOEK

Fuera de la ciudad que lo viera nacer, nada se hubiera sabido de este magnífico hombre de ciencia, si no es porque Leeuwenhoek tuvo una gran habilidad para el manejo de cristales ya que mientras fue fabricante de lentes aprendió el oficio de moler las defectuosas, factor que marcó un antes y un después en la biología; Antonie poseía una gran habilidad en el pulido de lentes pequeñísimas biconvexas; muchos autores mencionan que en realidad Antonie creo dichas lentes como respuesta a su aburrimiento, obviamente cosa que no se a desmentido ya que se conoce el momento exacto en el que Leeuwenhoek creó su microscopio, estas diminutas lentes fueron montadas sobre platinas de latón como muestra la imagen siguiente: 

Pues bien y antes de fantasear con tan fabuloso dispositivo es importante mencionar que la relación de tamaño del mismo era tal que cabía en la palma de una mano, sin embargo éstas al sostenerse muy cerca del ojo humano, al observar a través de ellas se podía apreciar objetos que eran montados sobre la cabeza o soporte similar al de un alfiler, dichas lentes ampliaban las muestras hasta unas 300 veces el tamaño original de las muestras, consiguió de esta forma lentes de entre 70 a 250 aumentos; apreciemos por tanto el tamaño original del dispositivo.

El único instrumento fabricado por el naturalista holandés cuya autenticidad está certificada con técnicas modernas. Este objeto único pasó 300 años en el fondo de un canal en Delft y terminó en las manos de un coleccionista gallego.

Este diminuto dispositivo definió con mayor claridad las muestras que cualquier otro microscopio de la época, muchos importantes investigadores han aclarado que este dispositivo debería ser clasificado como una lupa puesto que sigue el mismo principio de observación.

Se conoce que la técnica utilizada por Antoni era bastante compleja, principalmente porque el montaje de la muestra podía ser un verdadero dolor de cabeza, en el mejor de los casos, de ser sólida era sostenida por la punta de su dispositivo mientras que si fuera una muestra líquida la debía montar sobre una lámina de talco o vidrio. El mérito especial no radica en su habilidad con las lentes sino más bien su técnica de observación y todo lo registrado en ella. Todo ello se conoce gracias al biólogo investigador inglés Clifford Dobell (1886-1949), quien mencionó que la clave del método de observación de Leeuwenhoek reside en la iluminación del campo oscuro, fundamente utilizado hasta la actualidad en los microscopios binoculares y monoculares, dicha iluminación consistía en iluminar lateralmente los objetos dándoles contraste con un fondo oscuro. La iluminación normal consiste en poder observar los objetos oscuros contra un fondo más claro, sin embargo el método de Leeuwenhoek obedece al principio del campo oscuro efecto análogo al efecto Tyndall, de tal manera que objetos muy diminutos pueden verse mientras reflejen la luz.

En 1668, realizó importantes descubrimientos en torno a la red de capilares propuesta por el Fisiólogo italiano Marcello Malpighi, ilustre personaje quien descubriese los glóbulos rojos de la sangre y demostrando que son estas células las responsables del color rojo característico de la sangre, esto no se podría haber logrado sin Leeuwenhoek quien realizó observaciones de los capilares de las orejas de los conejos y la membrana intersticial de una pata de una rana, hasta que en 1674 realizara la primera descripción de los glóbulos rojos de la sangre.

Con mérito de sobra, Antonie Van Leeuwenhoek es considerado el fundador de la MICROMETRÍA, ciencia que estudia y mide todo lo observable a través de una lente o microscopio; los investigadores César Urtubia Vicario & Joan Antó i Roca en su artículo titulado: En el 350 aniversario  del nacimiento de Antoni van Leeuwenhoek (y ll.) Su obra.; mencionan un interesante experimento realizado por Leeuwenhoek y con el explican por qué se le considera como padre de la micrometría también: 

Calculó primero la dimensión aproximada de una gota de agua, misma que intentó separar el equivalente a  su centésima parte y la introdujo en un tubo de vidrio transparente mismo que había sido calibrado en unas 25 a 30 gotas. Posteriormente colocó el tubo bajo su microscopio y contó los infusorios (protozoarios) presentes en cada de sus partes, la palabra infusorios actualmente es un término no científico y hoy en día se les da el nombre propio filogenético. Con este dato calculó el número total de microorganismos presentes en la muestra sentando de esta manera el principio moderno de “cámara de recuento” y allí demostrada su incursión en la micrometría.

GOTA DE AGUA DE MAR AMPLIADA 25 VECES.

Posteriormente al experimento de la gota, observó el agua de lluvia y saliva humana, y en estas muestras encontró lo que llamaría animálculos o infusorios, mismos que actualmente se conocen como protozoos, algas  y bacterias.

De esta manera descubrió que existen múltiples aplicaciones de la micrometría, otro experimento que realizó fue calcular el diámetro de un grano de arena gruesa como de 1/30 de pulgada, lo comparó con un grano de arena fino de aproximadamente 1/80 de pulgada y otro de 1/100 de pulgada ¿cuál fue la implicación biológica de este comparativo? pues enorme, dicha comparación permitió a futuro comprender la relación de tamaño entre estructuras inertes con bióticas, por ejemplo haciendo equivalencias descubrió que diámetro de un grano de arena fina con respecto a 2.5 veces el diámetro de un pelo de su barba determinó que el equivalente eran 600 de éstos en su peluca o barba.

Sus observaciones se remontan a la química, desde la cristalografía, Leeuwenhoek  fue el primero en afirmar que los cristales (de sal por ejemplo) vienen dados por un ordenamiento de átomos.

Cristales de azúcar descritos por Leeuwenhoek.

Las observaciones continuaron y así en 1677 descubrió los ESPERMATOZOOS  de los insectos y espermatozoides de los humanos, se opuso rotundamente a la teoría de generación espontánea casi 150 años antes que Luis Pasteur, demostrando por ejemplo que animales como los gorgojos no surgían espontáneamente de los granos de trigo y arena sino que se desarrollaban a partir de huevos diminutos, examinó también plantas, tejidos musculares, polen, y describió tres tipos de bacterias; bacilos, cocos y espirilos.

Observó también  la constitución de diversos mohos y la morfología de diversas especies de insectos como pulgas, moscas, garrapatas y escarabajos como muestra la ilustración siguiente:

PULGA DE LEEUWENHOEK

Por otro lado realizó descripciones de observaciones correspondientes al aparato bucal  y ojos de abejas. Realizó comprobaciones de sus propias deducciones, después de los análisis capilares en las patas de las ranas, complementó sus observaciones con las colas de los renacuajos de las mismas. Se sabe por su obra que observó las diferentes formas que presentaban los espermatozoides de especie a especie y los comparó en morfología.

ESPERMATOZOIDES

Realizó y analizó observaciones de células de fermento llegando así al límite de su ampliación de lentes observando así en 1680 levaduras, y cuatro años antes reportó observaciones de gérmenes (microbios) lo que hoy en día se conoce como bacterias, sin embargo y como se mencionó antes, jamás describió el cómo realizó la fabricación de sus lentes.

Por todas estas observaciones exactamente un año después de haber escrito una carta dirigida a la Royal Society se publican por primera vez sus observaciones en las afamadas Philosophical Transactions, revistas de gran renombre en Londres – Inglaterra. En ellas describe los “animálculos” que observó procedentes de una laguna cercana a Delft, seres que hoy en día se clasificarían como protistas. Un 9 de octubre de 1676 describe las observaciones realizadas en 1675 donde afirma haber tinturado el agua de azul lo que pone en manifiesto la necesidad de colorearlos para poder observarlos, principio utilizado hasta la actualidad en microbiología. Adicionalmente describió  comparaciones, movilidad y comportamiento de ciertos protozoarios, en unos de sus artículos menciona: 

“Descubrí más animálculos en el agua de lluvia, así como unos pocos que eran ligeramente más grandes; e imagino que diez centenares de miles de estos animálculos muy diminutos no tenían el tamaño de un grano de arena común. Si se compararan estos animalillos microscópicos con los gusanillos del queso (que podemos distinguir a simple vista cuando se mueven), yo establecería la proporción en los términos siguientes: el tamaño de una abeja respecto al de un cabello, pues la circunferencia de uno de estos pequeños animálculos no es tan grande como el espesor del pelo de un gusanillo”. Antonie Philips van Leeuwenhoek (1676).

Un dato muy curioso es que pensó que el calor o la sensación picante del agua de pimienta era causada por alguno de estos animáculos o alguna estructura que así lo permitiera y evidentemente no encontró nada; dicha suposición no fue tan descabellada como se pensaría en la actualidad puesto que en uno de sus últimos artículos mencionó microorganismos presentes en agua de jengibre, vinagre, clavo de olor y nuez moscada a los que describió como anguilillas con movimientos tipo oscilaciones tal como las anguilas en el agua.

Finalmente la pregunta es: ¿Cuantos dispositivos creó leeuwenhoek?

En 1774, tras la muerte de María la única de los 5 hijos que tuvo, los microscopios fueron subastados, Van Setters (1933) concluye que Leeuwenhoek fabricó al menos QUINIENTOS SESENTA Y SEIS (566) dispositivos, y en otro recuento se afirma fueron 543 de las cuales 26 se fabricaron en plata. Existen autores que mencionan tan solo 419 dispositivos lo cierto es que en la actualidad tan solo se conoce de la existencia de 9 y se sabe que muchas de ellas constituían hasta 270 aumentos. De la fabricación de las mismas no se sabe mucho más que eran pulidas meticulosamente y que debieron haber sido fabricadas mediante una técnica de soplado. 

Los microscopios simples conservados actualmente son seis constituidos en bronces entre los que destacan como propietarios el Museo de la Universidad de Utrecht y el Deutsches Museum de Munich, y otros tres más constituidos en plata uno de los mismos se puede observar en el Museo de Munich antes citado. Uno de los datos más asombrosos es que una de las lentes descubiertas no contiene ni un solo rayón propio de la pulidura del vidrio, puesto que solo en la actualidad mediante técnicas modernas se puede lograr semejante cometido, sin embargo si se han determinado la presencia burbujas en las lentes puesto que Antonie utilizó técnicas de soplado que demuestra su gran habilidad con las mismas su espesor variaba entre los 10-20mm de diámetro. Dadas las condiciones de su fabricación y considerando que el siglo XIX existía una escasa cantidad de microscopios de Leeuwenhoek, Jhon Mayal Jr. secretario de la Royal Microscopical Society, usando el microscopio en posesión de la Universidad de Utrecht realizó tres copias de él, una de ellas guardada en Oxford  y otras dos en Cambridge. 

Imagen de diatomeas obtenida con una lente de Leeuwenhoek en el Museo de la Universidad de Utrecht. Las manchas oscuras las producen burbujas de aire en la lente. Fuente: Fig. 5 en “The microscope in the Dutch Republic: The shaping of discovery”, por Ruestow EG.

Trágicamente Antonie falleció un 26 de agosto de 1723 en su ciudad natal Delft a los 90 años, marcando así un ayer y un mañana en la ciencia microbiológica. El 31 de agosto fue enterrado en la Oude Kerk (Iglesia Vieja) de la ciudad; y quien continuará su legado posteriormente fuera Christiaan Huygens para su propia investigación sobre microscopía mejorando los dispositivos creados por Leeuwenhoek.

COMENTARIO DEL AUTOR:  la información existente sobre Leeuwenhoek difícilmente le hacen justicia a su labor, lastimosamente son muchos los artículos en los que he notado pesimismo, a mi juicio incomprensible, sobre lo que diversos autores consideran como EGOÍSMO o CELO, actitud que no es muy ajena de algunos científicos en la actualidad, sin embargo considero que Leeuwenhoek fue un microbiólogo e ilustrador naturalista nato, que ante las circunstancias propias de la época no podía darse el lujo de utilizar su tiempo para difundir sus métodos a detalle cuando ante sus ojos el mundo microscópico se mostraba amplio y lo suficientemente basto como para ser ignorado, tiempo que invirtió ilustrando y describiendo cada muestra que llegó a sus manos y plasmarlo en sus obras posteriormente publicadas, cosa que no puede ni DEBE ser INVISIBILIZADA por los autores que en su nombre tratamos de interpretar su trabajo, un trabajo asombroso pese a las dificultades de la época; los científicos NO ESTAMOS para emitir JUICIOS DE VALOR a razón del trabajo de grandes pioneros de las ciencias como lo fue Leeuwenhoek, los científicos estamos para construir positivamente los pilares del conocimiento, me atrevo a decir que nuestra actitud debe parecerse a un automóvil 4×4 todo terreno capaces de aportar y brillar con luz propia antes que criticar y opacar el trabajo de grandes mentes como la de Antoni van Leeuwenhoek.

Alejandro Aguirre F. 18/11/2018

https://youtu.be/g7dS0NBsORc 

REFERENCIAS:

• César Urtubia Vicario & Joan Antó i Roca en su artículo titulado: En el 350 aniversario  del nacimiento de Antoni van Leeuwenhoek (y ll.) Su obra. Tomado de: https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2117/754/En_el_350_aniversario_del_nacimiento_de_Anton_van_Leeuwenhoek_(II).pdf  
• Norberto J. Palleroni.(1970) Principios Generales de Microbiología. Departamento de Bacteriología e Inmunología de la Universidad de California (Estados Unidos). Programa Regional de Desarrollo Científico y Tecnológico. Departamento de Asuntos Científicos. Secretaría General de la Organización de Estados Americanos. Washington, D.C. pp. 1-3.

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Materiales de Laboratorio. (PARTE VI. Núcleos, papel filtro, pesafiltros, cristalizadores y petris.)

Alejandro Alfredo Aguirre Flores. [1]

[1] Universidad Central del Ecuador-Fac. Ciencias Químicas-Química de Alimentos

TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS © Copyright 2018

     Continuando con esta selección de materiales de uso cotidiano en operaciones básicas de laboratorio, es importante mencionar que en ocasiones el desconocimiento de los materiales más comunes o sencillos que existen en los laboratorios de química o biología puede afectar de forma notable la consecución del objetivo de algún procedimiento experimental, en esta sexta entrega nos concentramos en aquellos sencillos pero muy importantes materiales que ayudan a controlar procesos de índole variada pero frecuente,no  sin antes mencionarles que puedes encontrar mayor información sobre otros materiales y equipos en la siguiente categoría de este tu blog: Materiales y aparatos para laboratorio de química

Como se ha mencionado en anteriores ocasiones en los laboratorios normalmente se llevan a cabo operaciones como ebullición, cristalizaciones, precipitaciones y filtraciones, esta publicación tiene como finalidad dar a conocer la importancia de materiales como núcleos de ebullición, filtros, pesas de filtros, cristalizadores, y petris.

ESPERAMOS TUS COMENTARIOS, SUGERENCIAS O APORTES.

1.- NÚCLEOS DE EBULLICIÓN:

Estas diminutas esferas de cristal son utilizadas para controlar que el burbujeo producido cuando un líquido llega a su punto de ebullición; en ocasiones especialmente los estudiantes novatos obvian este pequeño dispositivo, y ponen en ebullición distintas sustancias, poniendo en grave peligro su integridad puesto que la sustancia a ebullir  puede ser algún solvente o reactivo capaz de reaccionar con el fuego del mechero de ser el caso pudiendo provocar un incendio o explosión. En torno al rendimiento en un proceso químico los núcleos de ebullición permiten prevenir pérdidas de reactivo o producto por efecto del burbujeo excesivo. Su uso es recomendado en vasos de precipitación, matraces, cápsulas, etc.

En resumen querido maestro o alumno; use estas pequeñas esferitas para evitar ebulliciones violentas, sobresaltos, reflujos o sacudidas bruscas recuerde que un laboratorio la seguridad persona y a de los demás es el mejor rendimiento. De no poseerlos y previamente informando de los riesgos que puede ocasionar, puede utilizar sustitutos como trozos de porcelana o cerámica  (siempre y cuando no sea reactivo, es decir, debe ser inerte) ni interfiera con el rendimiento del proceso, de esta manera se puede lograr cierta homogeneidad en la mezcla o sustancia que ebulle.

TIP: 

En ocasiones resulta algo complejo conseguir este material o se pierden con mucha facilidad, con mi corta experiencia puedo compartirles algunas alternativas útiles, y consiste en extraer las pequeñas perlitas que vienen en los reguladores de chorro en las botellas de champagne, whisky o ron, normalmente suelen poseer dos o tres perlitas de vidrio dentro de sí y cumplen con la función de regular la salida del licor, existen también en las tapas de las mismas botellas; de no ser posible lo recomendado anteriormente, otra alternativa es que en su próximo viaje a una zona costera y camine en la arena de la playa y con un poco de suerte seguramente encontrará trocitos de cuarzos de cristal de diversos colores, ellos sirven también para esta finalidad, hasta ahora no me arrepentido de usarlos, finalmente otra alternativa son pequeñas esferas de imanes negros usados en bisutería  dependiendo de la reacción pueden serle de utilidad, recuerde que un químico y laboratorista tiene que ser un verdadero 4X4 todo terreno!

2.- PESAFILTROS.-

Son vasitos o cajitas de vidrio por lo general, aunque los hay en plástico  de igual manera, ligeros, con tapón esmerilado, en los cuales se guardan los filtros con los precipitados en ellos recogidos, principalmente sustancias higroscópicas a fin de que no absorban humedad del ambiente una vez que han sido desecados en la estufa. Pesado previamente un pesafiltros se deduce por diferencia el peso del contenido descartando el peso del papel filtro que por lo general se lo hace previamente a la filtración como tal. Sirven por tanto como medio auxiliar en la determinación de pesos de precipitados sólidos o cristalizados (un aliado ideal cuando se trata de controlar las condiciones de un precipitado sobre todo si es capaz de hidratarse en el ambiente como es el caso del NaOH).

3.- PAPEL FILTRO.-

El papel filtro normalmente es expendido de forma circular y poroso elaborado en celulosa pura aunque suele venderse también como rollos o pliegos para se cortados cuando se requiere variar medidas de acuerdo a la finalidad, de todos modos permite el paso de líquidos reteniendo a los sólidos no disueltos o precipitados como si se tratase de un colador fino fundamentándose en la filtración por gravedad, apoyándose de un embudo.

Existen los llamados filtros cuantitativos, los mismos que al ser incinerados dejan una cantidad conocida de cenizas y así (de ser de buena calidad) llegan a centésimas de miligramo, existen de varios diámetros y resultan ser altamente importantes cuando se desea trabajar con masas conocidas exactas, cuando se combina su uso con un embudo para formar un equipo de filtración existe un dobladillo especial para  mejorar el rendimiento del filtrado, como muestra la siguiente ilustración:

4.- CRISTALIZADORES.- 

Vasos cilíndricos de vidrio con pico o sin el de muy poca altura similar a una caja petri pero en ocasiones con mayor capacidad y amplia superficie de base. Como su nombre lo indica, son utilizados para la cristalización de sustancias sólidas disueltas, mediante una mayor evaporación a temperatura ambiente. Los hay en diversos volúmenes y diámetros.

5.- CAJAS PETRI.-

Las cajas petri son materiales de vidrio muy importantes en la microbiología y la química, está formada por una tapa y un platillo de vidrio o plástico con o sin división en el medio, de gran superficie estandarizadas entre 8-12 cm de diámetro, se utiliza en química como evaporadores y cristalizadores con la novedad de poseer tapa evitando así la muestra se queme, en microbiología estos dispositivos son importantísimos puesto que en ellos se colocan los medios de cultivo (agares) para que solidifiquen y puedan realizarse en ellos los cultivos microbiológicos.

REFERENCIAS:

Ing. Carrillo Alfonso A. (1990). Materiales y aparatos para laboratorio de química. Gráficas Mediavilla Hnos. Quito-Ecuador

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Usos y Aplicaciones de los Compuestos Aromáticos en la industria de Alimentos

Lucía Jaramillo Cando. [1]

Lesly Espinoza Buitrón. [1]

Alejandro Aguirre F. [1]

[1] Universidad Central del Ecuador-Fac. Ciencias Químicas-Química de Alimentos

TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS © Copyright 2018

INTRODUCCIÓN

Los hidrocarburos aromáticos son parte de la gran familia del Benceno, puesto que tienen por núcleo uno o más anillos bencénicos, al presentar una estructura cíclica insaturada por esta razón se les denomina también arenos así lo menciona (Claramount, y otros, 2013); y son precisamente dicha característica que confiere aromaticidad a este tipo de compuestos debido a un traslape efectivo entre sus electrones π (pi) puesto que la presencia del anillo bencénico hace que su molécula presente tres pares de electrones deslocalizados en un ciclo plano adicionalmente el cumplimiento de los principios de Hückel. En definitiva estas características confieren cierta reactividad a este tipo de compuestos en los que reside una gran estabilidad proveniente de la deslocalización electrónica existente que en muchos casos incita a la resonancia, dando lugar a que las nubes electrónicas se encuentre en una relativa mayor “comodidad” como resultado de sus repulsiones débiles que si estuvieran localizadas en tres enlaces π.

Entorno a la investigación se han tomado en cuenta múltiples compuestos aromáticos derivados del Benceno así como compuestos heterocíclicos aromáticos que se relacionan con la industria de alimentos y derivados; tomando como factor común la “degeneración” de orbitales (con la misma energía) que tiene lugar en el núcleo del anillo bencénico, a su vez la presente investigación relaciona los aspectos negativos que pueden tener respecto a la industria alimentaria en efecto, su relación con la salud humana.

DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN

 

Aplicaciones del benceno

El benceno desde su descubrimiento por parte de Michael Faraday en 1825, tras lograr aislarlo desde una sustancia oleosa extraída de una lámpara común de queroseno y su posterior formulación (C₆H₆) demostrando que posee seis átomos de carbono equidistantes y equivalentes, propuesta por Eilhard Mitscherlich en 1834; el benceno es por sí mismo el principal representante de los compuestos orgánicos aromáticos (Wade, 2011).

Tiempo después fueron múltiples los estudios realizados entorno a su síntesis y presencia en la naturaleza, así Hoffman en 1845 lo aísla a partir de la hulla, levantando así un indicio de su presencia en el petróleo. Pero no fue hasta que el Nobel de Química Linus Pauling consiguiera encontrar el verdadero origen de su comportamiento, la resonancia o mesomería en la cual ambas estructuras de Kekulé se sobreponen.

Ilustración 1 Comportamiento del anillo bencénico.

De manera general el benceno es utilizado en la fabricación de tintas, detergentes, explosivos, caucho, plásticos y fármacos. Sin embargo y a pesar de presentar riesgos para la salud ya que normalmente según la FDA posee en sus etiquetas frases tales como la R45 que menciona riesgo para la salud y causa de aparecimiento de cáncer y sus respectivas R48/23/24/25 que lo consideran como un compuesto del tipo tóxico capaz de representar riesgo de efectos graves para la salud en caso de exposición prolongada por inhalación, contacto con la piel e ingestión (Documentacion Ideam, 2003). Las industrias alimenticias en algunos países lo siguen utilizando como solvente para la extracción de esencias y concentrados a continuación algunos ejemplos.

Especias y condimentos-determinación de humedad en pimienta gorda. Método de prueba.

 

Según la publicación mexicana cuyo título original fue publicado como: Spices and condiments-determination of moisture content of all spice method of test (1988). Menciona al benceno como solvente indicado para la determinación de la humedad en pimienta gorda, lo importante del artículo radica en que no atenta contra la salud de los consumidores puesto que el método propuesto es únicamente para el análisis laboratorial de la pimienta mas no para su consumo inmediato.

Ilustración 2 Pimienta Negra (gorda)

El método desarrollado por Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos de México menciona que el benceno por su punto de ebullición e insolubilidad en agua permite una adecuada destilación continua del agua presente en una muestra de 30 a 35 g de semillas de pimienta gorda en 75 a 100 cm³ de benceno, la investigación sugiere la ecuación siguiente para el cálculo de la humedad (Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos, 1988):

Donde:                                                   Humedad %=(A* ρ)/M*100

A= Volumen de agua (cm³)

^ρ = Densidad del agua (g/cm³)

M= Peso de la muestra (g)

 

Benceno como contaminante de los alimentos, fuentes hídricas y agua potable

 

Por otra parte el benceno ha sido uno de los principales contaminantes del agua potable en comparación con otros compuestos según menciona (Echeverry, 2016), alimentos como café, pan comercial, agua potable y envasada, frutas, verduras, bebidas isotónicas, chicles, derivados cárnicos, alimentos con saborizantes, helados, yogurt e incluso cosméticos en todo el mundo han presentado trazas de benceno, que como se mencionó anteriormente es altamente tóxico, el origen de dicho mal puede deberse a malas prácticas de manufactura en las industrias no alimenticias, mismas que desechan sus aguar residuales sin un adecuado control de sustancias contaminando de esta manera los recursos hídricos, la norma técnica internacional establecida por la FDA menciona que no se excederá la cantidad de 1μg/l de agua caso contrario se considera como muestra contaminada y requiere tratamiento emergente, a su vez la OMS (Organización Mundial de la Salud) y la Agencia para la Protección del Medio Ambiente (EPA), clasifica al benceno como parte de la lista de compuestos emergentes en el tratamiento de aguas por su persistencia y sus efectos negativos para la salud humana así lo afirma (Barceló & López de Alda, 2010).

Benceno como producto residual en la síntesis de benzoatos presentes en alimentos

Alimentos tales como las salsas de tomate (Kétchup), sodas y aquellos que presenten benzoato de sodio o potasio en general pueden tener mayor incidencia de trazas de benceno, y aunque el benzoato puede parecer inofensivo las industrias alimenticias y químicas en general sintetizan este compuesto a partir del benceno, a su vez y al no existir un proceso ciento por ciento efectivo, nada puede frenar el aparecimiento de rachas de reactivo en los productos finales así lo afirma (Echeverry, 2016). A continuación la síntesis comúnmente utilizada para la formulación del benzoato sódico:

Ilustración 3 Síntesis del Tolueno, Benzoato sódico y ácido benzoico. Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_benzoico

En relación al tema la Administración de Alimentos y Drogas de los Estados Unidos (FDA) por sus siglas en inglés, menciona que las sales de benzoato al ser expuestas a la luz y al calor en presencia de vitamina C (común en ciertos alimentos tales como gaseosas y fármacos) al reaccionar pueden causar cantidades residuales de benceno, este factor entorno a la industria de bebidas ha sido muy criticado por que normalmente las bebidas gaseosas son transportadas en vehículos con exposición directa a la luz solar creando el factor adecuado para su transformación y en consecuencia convertirse en un factor nocivo para la salud de los consumidores (Echeverry, 2016).

Ilustración 4 Las gaseosas carbonatadas, por factores de estabilidad presentan benzoatos de sodio y potasio que al reaccionar con la luz y el calor pueden formar rachas de benceno.

 

Aplicaciones de otros compuestos aromáticos

 

Uso de las Quinolinas e Isoquinolinas en la industria alimenticia

Las quinolinas e isoquinolinas con compuestos cíclicos en los que un anillo bencénico y uno de piridina se hallan fusionados y eso aplica también para su correspondiente catión quinazolinio; aunque el criterio de carácter aromático de Hückel predice aromaticidad en compuestos mono cíclicos se conoce que este tipo de compuestos conservan sus propiedades aromáticas así lo considera (Dep. Fquím. UNAM, 2015); es así como muchos de sus derivados son utilizados en múltiples sectores industriales tales como el actinoquinol utilizado en la fabricación de pantallas UV, benzoquinolina utilizada en la fabricación de desinfectantes, lotrifen que es un derivado de las quinolinas ampliamente usado como abortivo o el dimetisoquin potente anestésico y finalmente la papaverina en la fabricación de relajantes musculares.

 

Amarillo de quinoleína (E E104) o amarillo de quinolina

 

El amarillo de quinolina es un importante ingrediente sintético para la industria de alimentos como agente colorante entre sus aplicaciones más destacadas están:

 

• Dulces de azúcar y golosinas.
• Repostería de naranja, vainilla y chocolate.
• Panadería.
• Bebidas alcohólicas y no alcohólicas hidratantes, energizantes, bebidas electrolíticas.
• Heladería.
• Snacks y botanas.
• Salsas y condimentos.
• Bebidas Carbonatadas.
• Quesos en polvo.
• Frituras y otros.

Según afirma (Badui, 2013), el color de los alimentos es muy importante para el consumidor a razón de ser el primer contacto e impresión que tiene un potencial comprador en respuesta de lo que visualmente aprecia del producto, lo que es determinante para la aceptación o rechazo del mismo.

Ilustración 5 Alimentos que contienen colorante E E104 (Amarillo de quinolina) Fuente: http://hablemosclaro.org/ingrepedia/amarillo-de-quinolina/#1502293691178-e5ac3059-a00b

La síntesis del compuesto parte del sulfonato 2-(2-quinolil)-1,3-indadiona, consiste principalmente de las sales sódicas de mezclas de sulfonatos, monosulfonatos, tiosulfonatos como agentes colorantes con la presencia de cloruro de sodio y/o sulfato de sodio como sustancias no colorantes.

Ilustración 6 Estructura Química del Amarillo de Quinolina. Fuente: http://hablemosclaro.org/ingrepedia/amarillo-de-quinolina/

El amarillo de quinolina es empleado en la industria de alimentos como agente colorante, lastimosamente estudios han demostrado riesgos para la salud ante este aditamento alimenticio, a tal punto que según menciona (Pliskin, 2017) ha sido prohibido en muchos países tales como: Estados Unidos, Australia, Finlandia, Noruega y Austria; y en muchos se ha sugerido evitar su consumo. Esta sustancia es soluble en agua y dentro de las industrias de mayor tendencia a su utilización son las de fabricación de fideos y pastas; así como también en marcas como HARIBO que fabrican dulces y gomas del tipo masticable (gomitas) y con respecto a las bebidas lácteas en diversas cremas y postres, de las bebidas más populares en las que se puede ubicar dicho colorante está la gaseosa FANTA de Coca Cola Spring Company. Entre los daños para salud más notables están la hipersensibilidad a la sustancia o su intolerancia (Pliskin, 2017).

 

Aplicaciones de las pirazinas en los alimentos

 

La pirazina es un compuesto orgánico aromático heterocíclico. Su molécula presenta una simetría con grupo puntual D2h. Es un sólido de apariencia cerosa o cristalina. Presenta un fuerte olor similar al de la piridina. Es volátil con vapor de agua (UDEA, 2010).

Ilustración 7 Estructura de la Pirazina.

Las pirazinas normalmente son factores de control en la industria vinícola y su síntesis ha evolucionado de la siguiente manera:

• Síntesis de Staedel-Rugheimer (1876): Reacción de 2-cloroacetofenona con amoniaco para obtener la 2- aminocetona, la cual se condensa para formar la dihidropirazidina, y se forma la aromaticidad por oxidación posterior.
• Síntesis de Gutknecht (1879): Ciclización de α-aminocetonas, producidas por reducción de isonitroso cetonas, para obtenerse las dihidropirazinas. Estas son posteriormente deshidrogenadas con óxido de mercurio (I) o sulfato de cobre (II), e inclusive con oxígeno atmosférico: 34
• Síntesis de Gastaldi (1921): Se requiere de (4-N-sulfonilamino)cianometil cetonas.

Ilustración 8 Pirazinas en Alimentos Fuente: https://lanocheenvino.com/2017/03/28/que-son-las-pirazinas/

Las pirazinas actúan como descriptores aromáticos en ciertos alimentos como el pimiento verde, las mismas se distribuyen en diferentes alimentos y verduras (espárragos y arvejas), por otro lado, las pirazinas forman parte de las uvas blancas y tintas mismas que confieren notas olfativas al vino así lo afirma (Cabeller, 2018).

Ilustración 9 Uvas Blancas (verdes) para la elaboración de vino blanco. Fuente: https://lanocheenvino.com/2017/03/28/que-son-las-pirazinas/

Según la autora la concentración de pirazinas disminuye a medida que madura la uva por lo que en ocasiones los niveles altos de esta molécula en el vino es asociado con la falta de maduración de las uvas; a su vez de encontrarse en este estado (muy concentrado) es indicador negativo en la calidad del vino.

Ilustración 10 Pirazinas comunes en las uvas para vinos. Fuente: http://vinospasini.blogspot.com/2012/07/aromas-verdes-del-vino.html

Por esta razón la necesidad de exhaustivos controles en el viñedo antes y después de la cosecha en este proceso entra en juego el profesionalismo y experiencia del enólogo por encima del mismo agricultor, la dificultad radica en el momento de la cosecha, puesto que la madurez de la uva es un fenómeno asincrónico puesto que maduran en diferentes tiempos los racimos de una misma cepa, cada unidad (granos) del racimo madura de forma independiente y la pulpa, piel y semilla de los granos también es asincrónica razón por la cual es dificultoso determinar el momento óptimo de la cosecha.

Por los motivos expuestos en el párrafo anterior el momento de la cosecha es crucial para condicionar las características sensoriales del vino; factores externos como el clima, la temperatura ambiental durante el periodo de la maduración, agentes químicos presentes en insecticidas son principalmente los influencian de forma directa la concentración de pirazinas en las uvas. Por ejemplo entorno a la temperatura tenemos la siguiente relación: Las temperaturas bajas durante la maduración inducen a producir uvas con nieles mayores de pirazinas (maduración rápida incompleta, no natural o acelerada), las temperaturas cálidas a su vez generan uvas con menores niveles de pirazinas acompañado de tiempos óptimos de maduración.

Ilustración 11 El uso de polarímetros es indispensable para la obtención de índices de refracción que permitan identificar la presencia de compuestos como la pirazina. Fuente: http://agriculturers.com/que-son-los-grados-brix/

Finalmente las técnicas de vinificación, menciona la autora, impactan también con la concentración de pirazinas en el producto final y entorno a su detección se considera bajo siempre y cuando existan de 2 a 8 ng/l para vinos blancos y de 2 a 16 ng/l en los tintos.

Presencia de la piridina en industria alimenticia

La piridina fue descubierta por Thomas Anderson en 1849 y su nombre proviene del vocablo griego Pyros que significa fuego, en efecto este líquido incoloro presenta una alta inflamabilidad y de forma natural puede identificarse como un aceite (incoloro) de olor desagradable al calentar huesos de animales, la forma natural más común de este compuesto es el NAD, vitaminas B₃, B₆, B₁₂, etc; es allí donde radica su importancia en la industria alimenticia.

Ilustración 12 Piridina, azabenceno o azina. Fuente: https://www.ecured.cu/Piridina

Su síntesis parte del alquitrán crudo y es utilizada como solvente en la producción de muchos productos, los más comunes en el sector alimenticio es la producción de condimentos y vitaminas utilizadas en suplementos alimenticios, así lo afirma (Seco, 2014), es importante mencionar que la forma pura de la piridina es mortal, cancerígena, capaz de producir infertilidad se la puede encontrar en especies vegetales como la Belladona (Atropa belladona).

Ilustración 13 Ilustración Naturalista de la Belladona. 

De manera general la formación de piridina en los procesos industriales de los alimentos se asocia a toxicidad salvo los casos en los que se contribuya con el aroma y el sabor cuyos derivados no son tóxicos así lo afirma (Seco, 2014).

Muchos de los alimentos de consumo diario contienen aromatizantes como resultado de la adición de compuestos que contienen piridina y de forma análoga por la adición de productos naturales en el medio ambiente. Una de las formas más conocidas de esta sustancia como derivado es la PIRIDOXINA, esta sustancia es conocida comúnmente como Vitamina B₆, nutriente esencial con propiedades beneficiosas para el metabolismo y sistema nervioso del cuerpo humano, estudios han demostrado que es capaz de estimular energéticamente a un individuo motivo por el cual es ingrediente principal en muchas suspensiones orales y jarabes para niños y demás suplementos alimenticios (B. Pavlov, 1970).

Ilustración 14 Piridoxina (Vitamina B6)

Entre los valores más importantes en (mg/100g de muestra) de esta importante vitamina en alimentos podemos mencionar la siguiente lista:

• Pistachos: 1.7mg.
• Hígado de pavo: 1.0mg.
• Atún: 0.9mg.
• Semillas de girasol: 0.8mg.
• Sésamo: 0.8mg.
• Salmón: 0.6mg.
• Maíz: 0.6mg.
• Avellanas: 0.6mg.
• Carne roja: 0.5mg.
• Lentejas: 0.5mg.
• Duraznos: 0.5mg.
• Plátanos: 0.3mg.

 

Incidencia del ácido benzoico en industria alimenticia

El ácido benzoico pertenece al extenso grupo de los compuestos aromáticos y es por sí mismo uno de los compuestos orgánicos más utilizados en la industria alimenticia. Su uso más común es como conservante alimenticio, de forma natural el ácido benzoico puede obtenerse de arándanos, ciruelas, canela, frambuesas, clavos de olor entre otros.

Ilustración 15 Estructura molecular del ácido benzoico.

Este compuestos tiene especial eficacia en alimentos del tipo ácido, la razón de su popularidad en la industria radica en su costo, puesto que no es elevado y resulta muy útil para controlar y frenar el aparecimiento y propagación de levaduras, bacterias (en casos muy específicos) y mohos (MILKSCI, 2003).

 

Sin embargo no todo es beneficio, uno de los principales problemas de este compuesto es su sabor astringente y de cierta forma desagradable, por otra parte presenta ciertos niveles de toxicidad, que aunque es relativamente baja pero mayor en comparación con otros conservantes, puede producir intolerancia a algunas personas, y por este motivo es que su control es muy importante.

Ilustración 16 El ácido benzoico en la industria de alimentos es identificado como aditivo-conservante E210.

El Conservante E210 (Ácido Benzoico) es utilizado principalmente en el continente europeo como conservante en bebidas refrescantes (gaseosas carbonatadas) como sucede en España así lo afirma (MILKSCI, 2003); entorno a la misma industria de bebidas es utilizado en la fabricación de zumos; productos lácteos utilizados en repostería y galletería así mismo en la elaboración de conservas de vegetales tales como tomates (Cherrys especialmente), pepinillos o pimiento envasados en grandes recipientes para uso de grandes cadenas de restaurantes de consumo masivo; crustáceos frescos o congelados y derivados de pescado; margarinas, salsas (especialmente en su forma de benzoato de sodio o potasio (E211 y E212 respectivamente) como es el caso de la salsa de tomate (MILKSCI, 2003).

Ilustración 17 Ácido benzoico en los alimentos.

El mencionado conservante industrial se obtiene de al menos 3 formas diferentes en la industrial según menciona (Aditivos Alimentarios, 2016)

• Oxidación de Naftaleno de anhídrido ftálico con óxido de Vanadio.
• Oxidación de la mezcla de Tolueno y ácido nítrico.
• Hidrólisis del clorobenceno.

De forma adicional este conservante está siendo empleado en la fabricación de gelatinas, humus, champiñones, miel, aceitunas, caviar, mermeladas, bebidas de malta y energizantes polos de helado, tortillas de trigo y patatas, frutas en almíbar, alimentos pre cocidos, licores y salsas picantes.

La OMS considera como aceptable una ingestión de hasta 5 mg por Kg de peso corporal y día. Con la actual legislación española esté límite se puede superar, especialmente en el caso de los niños. Otras legislaciones europeas son más restrictivas. En Francia sólo se autoriza su uso en derivados de pescado, mientras que en Italia y Portugal está prohibido su uso en refrescos. La tendencia actual es no obstante a utilizarlo cada vez menos sustituyéndolo por otros conservantes de sabor neutro y menos tóxico, como los sorbatos. El ácido benzoico no tiene efectos acumulativos, ni es mutágeno o carcinógeno (MILKSCI, 2003).

 

Incidencia del benzaldehído (C₆H₅CHO) en industria alimenticia

El benzaldehído (C₆H₅CHO), figura como un compuesto orgánico aromático perteneciente a los aldehídos y cetonas, y aunque el presente documento no tiene por finalidad centrarse en aldehídos y cetonas puesto que se abordará en la siguiente unidad de estudio, se considera al benzaldehído un compuesto aromático de alta importancia en la industria de alimentos. El benzaldehído es un compuesto químico que pertenece al extenso grupo de aldehídos aromatizantes, que consiste en un anillo de benceno con un sustituyente aldehído así lo afirma (Gavira Vallejo, 2015). A nivel organoléptico es un líquido incoloro con variaciones hasta tonalidades amarillas (dependerá de su pureza), se identifica por un olor frutal potente a cerezas y almendras amargas.

Ilustración 18 Benzaldehído, bencenal, fenilmetanal o aldehído benzoico.

En torno a sus propiedades químicas, el benzaldehído es ligeramente soluble en agua, miscible en alcohol y éter; se recomienda su almacenaje en envases cerrados en lugares frescos, ventilados y protegidos de la luz solar puesto que tiende a oxidarse rápidamente en presencia de aire por tanto es recomendable también su almacenaje en frascos ámbar.

Ilustración 19  Semillas que contienen Benzaldehído de forma natural.

El método de obtención natural es desde las semillas de almendras, ciruelas, cerezas, duraznos, melocotones entre otros; estas semillas poseen cantidades significativas de amigdalinas [glucósido, molécula formada por una parte glucídica y una parte no glucídica (C₂₀H₂₇NO₁₁)], cuando las amigdalinas se rompen por catálisis enzimática o por hidrólisis se obtienen dos tipos de azucares, un cianuro y un benzaldehído formando así benzaldehído de forma natural (Gavira Vallejo, 2015).

Según el autor a nivel industrial, el benzaldehído también puede obtenerse, entre otros métodos, a través de la oxidación del tolueno [hidrocarburo aromático (C₆H₅CH₃)]

En la industria alimenticia, el benzaldehído se usa como aditivo alimentario, entendiendo un aditivo como toda sustancia o mezcla que no aporta valor nutricional y que es agregada en la mínima cantidad posible, para crear, modificar mantener o intensificar las propiedades organolépticas y sus condiciones de conservación.

Todos los productos empleados como aditivos alimentarios están altamente regulados para que su consumo no sea perjudicial para el ser humano.

Sea cual sea su origen, el benzaldehído, es un producto considerado peligroso por el CLP (clasificación, etiqueta y envasado de productos químicos), con la siguiente clasificación, ya que puede provocar reacciones alérgicas en la piel y reacciones en el hígado (no llega a categoría de mortal, mutagénico o cancerígeno), en la industria de alimentos se identifican las siguientes 4 especies numeradas:

• H302: Nocivo en caso de ingestión
• H319: Lesiones oculares graves o irritación ocular
• H332: Nocivo en caso de inhalación
• H335: Toxicidad específica en determinados órganos.

Y a pesar de ser considero peligroso, forma parte de determinado alimentos, como las piruletas.

Ilustración 20 Piruletas de caramelo.

Uno de los organismos encargados de esta regulación es la FEMA (Flavors and Extract Manufacturing Assosiation), la cual clasifica el benzaldehído con el número FEMA 2127. Según esta asociación, el aldehído puede ser empleado para dar aroma a almendras amargas, azúcar quemado, cereza, pimientos asados y malta.

Para asegurarse que el consumo del benzaldehído no es peligroso para la salud humana, han establecido unos límites de ppm que los productos alimentarios finales no pueden sobrepasar A continuación la tabla de concentraciones límites en ppm para alimentos que contengan benzaldehído con la finalidad de asegurarse que el consumo del benzaldehído no es peligroso para la salud humana (Gavira Vallejo, 2015).

TIPOLOGÍA DE PRODUCTO	PPM MÁXIMO AUTORIZADO
Bebidas no alcohólicas	36 ppm
Helados	42 ppm
Caramelos	120 ppm
Productos horneados	110 ppm
Gelatinas y pasteles	160 ppm
Chicles	840 ppm
Bebidas alcohólicas	60 ppm

 

Aplicación del estireno y poliestireno en el envasado de los alimentos

 

El poliestireno es un plástico versátil usado para fabricar una amplia variedad de productos de consumo. Se sabe que cerca del 50-60% de estireno producido a nivel industrial está destinado a la fabricación de envases de poliestireno para comestibles (Roque Marroquín, 2016).

Dado que es un plástico duro y sólido, se usa frecuentemente en productos que requieren transparencia, tales como envases de alimentos y equipos de laboratorio.

Cuando se combina con varios colorantes, aditivos y otros plásticos, el poliestireno se usa para hacer electrodomésticos, electrónicos, repuestos automotrices, juguetes, macetas y equipamiento para jardines, entre otros a su vez el poliestireno en espuma puede tener más de 95 % de aire.

(Roque Marroquín, 2016) Menciona en su artículo que dados los efectos nocivos para la salud del estireno reportados por el Programa Nacional de Toxicología y su reciente clasificación como “agente carcinógeno racionalmente anticipado” y conocido la factibilidad de la migración de monómeros de estireno a partir de los envases de alimentos hacia su contenido, se considera importante la determinación de esta sustancia como advertencia y prevención de futuros perjuicios contra la salud humana.

Ilustración 21 Bandejillas fabricadas con poliestireno para el envasado de alimentos.

El envasado para el servicio de alimentos de poliestireno suele ser mejor aislante, mantiene los alimentos frescos por más tiempo y cuesta menos que las otras alternativas (Chemical Safety Facts, 2010).

Ilustración 22 Polimerización del estireno.

Existen 2 clases de poliestirenos utilizados en industrias varias estos son:

• poliestireno expandido (EPS)
• poliestireno extruido (XPS)

Con respecto al estireno se puede decir que es la molécula de partida del polímero antes mencionado, el estireno (C₈H₈) también conocido como VINILBENCENO etenilbenceno, cinameno o feniletileno. Se utiliza en la fabricación de una amplia gama de polímeros (como el poliestireno) y elastómeros copolímeros, como el caucho de butadieno-estireno o el acrilonitrilo butadieno-estireno (ABS), que se obtienen mediante la copolimerización del estireno con 1,3-butadieno y acrilonitrilo.

El estireno se utiliza ampliamente en la producción de plásticos transparentes y se ve relacionado con la industria alimenticia porque se considera como contaminante de diferentes alimentos, como frutas, hortalizas, nueces, bebidas y carnes. (Chemical Safety Facts, 2010)

DISCUSIONES Y CONCLUSIONES

Como se ha demostrado los compuestos aromáticos tienen una amplia incidencia en la industria alimenticia, sea por estar presentes en la fabricación de múltiples alimentos así como en los procesos de envasado; la identificación de los mismos permite tener una mayor prevención entorno al consumo de alimentos que pueden estar relacionados a compuestos aromáticos tóxicos o persistentes y en lo que respecta a la formación académica del profesional químico de alimentos permite conocer de forma efectiva las múltiples fuentes de contaminación de alimentos lo que en definitiva aporta en el mejoramiento y aseguramiento de la calidad dentro de la industria garantizando alimentos inocuos para el consumo humano, por otra parte es recomendable la socialización tanto de la presencia, utilidad, beneficios y riesgos de los diversos compuestos aromáticos y derivados del benceno con la sociedad misma que se relaciona directamente con el patrón de consumo de los alimentos mencionados en el presente informe investigativo.

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El enigma de los murciélagos en la ciencia

Alejandro Aguirre F. [1]

[1] Universidad Central del Ecuador-Fac. Ciencias Químicas-Química de Alimentos

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Hasta principios del siglo pasado no se conocía en lo absoluto que los murciélagos pudiesen transmitir la rabia y más allá de estigmatizar a estas bellas criaturas, considero muy importante socializar y difundir sobre el impacto que pueden tener en la salud humana, de manera particular en zonas rurales de las que se conoce, son hogar de diversas especies de murciélagos. Los primeros casos de rabia transmitida por murciélagos se observaron en zonas sureñas de Brasil a la par se fueron dando a conocer múltiples casos en América Central como México; en Ecuador e incluso Estados Unidos así lo menciona Antonio Molina en su artículo: “Los enigmáticos murciélagos” publicado en la revista AMERICA CLINICA Vol. XLII Núm. 6 (Junio de 1963).

En muchos países del mundo la incidencia de  transmisión de rabia por murciélagos es un verdadero problema de salud pública en especial, en países del continente africano, el del mar Caribe, así como diversas localidades ubicadas en las cuencas del río Amazonas, en el caso específico de México existen casos registrados en las selvas de la península de Yucatán y Chiapas. En el caso concreto del Ecuador aunque la incidencia total de los casos es un tema pendiente para las autoridades de salud, se sabe bien que en la zona litoral, principalmente en localidades ubicadas cerca de manglares como lo son las provincias de Esmeraldas (hasta la frontera con Colombia) y Manabí tienen una amplia posibilidad de registrar casos puesto que en dichos manglares e incluso residencias abandonadas habitan especies de murciélagos transmisores de la rabia.

Sin embargo, y a juicio de Molina es imposible predecir si actualmente la transmisión de rabia llegue a representar un riesgo elevado para la sanidad pública, puesto que hasta ahora no ha sido necesario realizar campañas de exterminio de estos singulares mamíferos, pero sí debe tomarse en cuenta que la mordedura puede ser peligrosa, por lo que se recomienda que los habitantes de las comunidades en donde se han dado, avistamientos o se conozca en concreto su existencia, eviten contacto con los mismos ya que podrían poner en riesgo su salud, reiterando nuevamente que el asunto no es  malignizar o estereotipar a la imagen del murciélago, sino generar conciencia y respeto por las especies que habitan y comparten ecosistemas con nosotros, hay que recordar que los invasores de sus hábitats normalmente somos los seres humanos y que el papel de los murciélagos es fundamental en los ecosistemas, puesto que son los responsables del control de insectos así como también de otras especies de animales y plantas.

Éstos animalitos que para muchos podrían parecer desagradables o a su vez tiernos, no dejan de ser fascinantes y enigmáticos, por siglos su imagen ha sido fuente de superstición y como es sabido, resulta imposible no relacionarlos con Drácula relato del famoso escritor irlandés Bram Stoker, novela publicada en 1897 que resultó ser un clásico de la literatura en el siglo XIX,  y que en lo que a mí respecta como escritor considero que fue un primer abordaje del papel que jugaba la mujer en la época victoriana; entorno a ese personaje (el vampiro) refiere a la tradición literaria un sin número de hechos fantásticos; en el pasado (nos referimos en especial a la Edad Media) se les atribuía poderes sobrenaturales y por esa razón, en más de una ocasión, y de forma irracional, las comunidades se han dedicado a su caza de forma ilegal reduciendo enormemente las poblaciones de murciélagos en estado libre, curiosamente las enfermedades transmitidas por mosquitos y otros insectos aumentaban en zonas en las que se practicaba la caza de estos mamíferos alados.

El orden de los quirópteros al que los murciélagos pertenecen comprende en sí unas 2000 especies, habitan en todo el mundo y como se mencionó anteriormente pueden resultar muy útiles por consumir cantidades enormes de insectos, el único murciélago digno de ser llamado vampiro, por alimentarse de sangre es el americano V. Désmodo (Desmodus rotundus) o vampiro propiamente dicho, especie que inspirara los relatos del Conde Drácula. En los últimos años el murciélago ha sido foco de atención en otro sentido, y ese sentido es la robótica, actualmente diversos desarrolladores tratan de imitar en lo posible la sincronía de vuelo del murciélago y no solo el vuelo sino también su localización por radar, los murciélagos en su mayoría son seres nocturnos, que al tener una visión limitada ,la naturaleza los ha provisto de un sentido de ubicación por efecto magnético y ultrasonido, al ser capaces de decodificar dichas señales magnéticas producidas por la tierra y el sonido extra agudo que son capaces de captar con sus desarrollados oídos, los convierten en grandes cazadores de la noche.

La biotecnología ve en la imitación de estas virtudes una gran puerta de oportunidades para el servicio del hombre, dando una luz de esperanza en el desarrollo de equipos capaces de ayudar a personas no videntes e incluso con deficiencia de audición. Es evidente por tanto que tienen propiedades especiales con respecto a conducta, anatomía y fisiología al ser capaces de volar en plena oscuridad, evitando obstáculos en su recorrido, sin tropezar entre ellos, es una habilidad que los murciélagos no pierden aun cuando estén cegados, factor que no solo inspira a la literatura sino que da pautas para el desarrollo tecnológico que tiende a imitar a la sabia naturaleza.

A continuación un interesante clip que muestra un  robot que imita las habilidades de vuelo del murciélago,  Festo – BionicFlyingFox (English/Deutsch).

En 1920 el fisiólogo inglés Hartridge propuso por primera vez que los murciélagos capturaban a sus presas por medio del sonido, su hipótesis menciona que os murciélagos emiten frecuencias de onda de sonido muy alta, las cuales le capacitan volar con entera seguridad puesto que los ecos que retumban en las superficies le permiten trazar un verdadero mapa mental de los obstáculos presentados al frente cual si se tratase de un proyectil teledirigido.

Esquema de la ecolocalización.
Emisión de ultrasonidos (en rojo) que alcanzan el objeto (en azul) y son reflejados en forma de eco (en verde), volviendo al murciélago, que calcula la distancia (r) en base al tiempo transcurrido entre la emisión y la recepción. La dirección la deducen por la diferencia entre la llegada del eco al oído derecho y al izquierdo.

La frecuencia de los sonidos es de unas 50.000 vibraciones por cada segundo transcurrido, esto se contrasta según menciona Molina, con las 20.000 directamente perceptibles por el ser humano.

El murciélago gigante Vampyrum spectrum abunda en América Central y con alas extendidas  puede llegar a medir 75 cm de longitud; mediante experimentación se ha determinado que puede alcanzar asombrosas velocidades a través de una extensa hilera de alambres verticales y perseguir con exactitud a sus víctimas en completa oscuridad, a su vez al tener los oídos obstruidos el animal queda desorientado incluso  plena luz, así lo afirma Antonio Molina, 1963.

Conforme los murciélagos se acercan a los obstáculos emiten sonidos ultrasónicos en rápida sucesión de unos 30 gritos por segundo. Los sonidos orientadores se producen en su laringe, que según ha determinado la anatomía animal posee más desarrollados sus músculos intrínsecos especialmente los cricotiroideos; con el mismo fin de percibir las señales de alta frecuencia, la naturaleza les ha provisto de un aparato de audición especial.

Para finalizar citaré un comentario acerca de la materia:

“Si los biólogos habrían comprendido una década antes los métodos por los cuales los murciélagos se orientan, ¿no se habría dado más pronto la invención del radar? y ¿no podríamos estar en condiciones de confeccionar los métodos acústicos de auto-orientación para ciegos?” Griffin.(Scientific American).

Comprender la naturaleza nos llevará sin duda a satisfacer y complacer todas las necesidades existentes entorno a la salud, la ciencia y la tecnología; comprenderla es sin duda una tarea muy complicada, más cuando por azar del destino una pequeña rendija entreabierta nos permite conocer tan solo un poco de la misma, estoy seguro de que ese pequeño haz  generará bienestar por generaciones; sin embargo y si continuamos atentando contra ella, es cuestión de tiempo para cuando la naturaleza nos considere innecesarios, por ello mis estimados lectores comprometámonos día a día a cuidar este nuestro único hogar y a todo cuanto habita en él.

REFERENCIAS

Antonio Molina. (Junio de 1963) “LOS ENIGMÁTICOS MURCIÉLAGOS”. América Clínica. Vol XLII. Núm. 6. pp. 302-304.

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Factores de producción que inciden en la calidad de los licores

14/Oct/2018

Alejandro Aguirre F. [1]

[1] Universidad Central del Ecuador-Fac. Ciencias Químicas-Química de Alimentos

TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS © Copyright 2018

     Más allá del debate que puede desatarse por el consumo de las bebidas alcohólicas quienes pertenecemos al sector de la industrialización de alimentos y bebidas nos es confiada la tarea de asegurar que dichos productos sean lo más inocuos para el consumo humano, haciendo del debate moral algo mucho más técnico apegado a las diversas condiciones y variantes que el sector industrial y manufacturero de las bebidas alcohólicas maneja para la producción.El presente artículo pretende enumerar los factores de producción que pueden influir en la calidad de las bebidas alcohólicas  tales como el estado de las materias primas, la maquinaria, el proceso mismo del añejamiento y fermentación, el procedimiento e incluso el factor humano.

La industria de bebidas alcohólicas emplea miles de millones de personas en todo el mundo y cada tipo de bebida aporta cifras significativas de ingresos monetarios al sector privado lo que de forma directa o indirecta beneficia también al sector público puesto que en diversos países las bebidas alcohólicas pagan ciertos tipos de impuestos por múltiples razones, más de tinte moral y social. Sin embargo, no se puede desconocer la importancia de este sector industrial que es fuente generadora de empleo y ganancias económicas, que debe su éxito, no precisamente por las ventas sino más bien al control de calidad, que en teoría, debería ser el alma de toda industria.

Los licores a los que se refiere el presente artículo son las del tipo fuertes y secas, tales como el ron, whisky, brandy, ginebra, vodka entre otros; así como también los licores del tipo cordial como son las diversas cremas como la de cacao, piñas coladas o el mismo anisete; los factores de calidad que afectan a estas medidas son comparables a las de la cerveza, vino o incluso múltiples tipos de alimentos que implican procesos de fermentación.

Como es de esperarse la composición química de los productos a los que se hacen referencia anteriormente es totalmente diferente entre sí y su composición en cada caso es muy compleja. Por citar un ejemplo, en los vinos del tipo tinto tras múltiples investigaciones se han logrado detectar más de 100 compuestos que su estructura presentan al azufre como elemento constitutivo y que por sí mismo confiere notas organolépticas al producto mencionado, por esta complejidad es que muchas de las fabricas y marcas de bebidas alcohólicas no ha podido establecer con certeza las composiciones exactas de sus elementos constitutivos, presentando al consumidor la información más generalizada o resumida posible y que a la vez sea entendible para los organismos de control correspondiente; en consecuencia su calidad (por elemento o compuesto constitutivo) no se puede medir de una forma simple o exacta así lo afirma (Víctor Rodríguez Benítez, 1962).

De manera general la evaluación de la calidad de los alimentos y bebidas posee las miasmas implicaciones y factores, dichos factores se pueden clasificar de dos maneras:

PRIMERO: aquellos factores susceptibles a procesos de medición y que en consecuencia pueden ser contrastados y analizados de forma cuantitativa en el laboratorio o departamento de calidad mediante propiedades físicas tales como la densidad dato importantísimo para la producción de bebidas de malta y cervezas, peso específico, color, consistencia, índice de refracción viscosidad, punto de ebullición y congelación y químicas como lo es el análisis de azucares totales, ácidos totales o volátiles , ésteres que confieren notas olfativas, aldehídos, taninos, furfural, sólidos y trazas totales, cenizas, etc.

Aparato de medición de densidad / de graduación alcohólica / de laboratorio / de destilados – Alcolyzer Spirits M/ME

SEGUNDO: esta agrupación de factores comprende aspectos mucho más complejos desde el plano organoléptico, es decir, su evaluación no es susceptible de contrastación cuantitativa si no mas bien es apegada al plano del análisis cualitativo y depende del factor subjetivo humano de apreciación de la calidad mediante los sentidos.

Tradicionalmente en Europa un sumiller que ha sido certificado profesionalmente se identifica porque porta sobre su pecho una pequeña taza de plata colgada.

Por ejemplo en la industria vinícola existen tres tipos de especialistas encargados del análisis sensorial de vino:

El sumiller: Sumiller, en francés Sommelier, es el experto en vinos que sugiere a la clientela de los grandes restaurantes el vino apropiado para la ocasión. Es un experto en maridaje, quien aconseja sobre que vino acompañar el plato que se vaya a degustar. Por ello esta figura se ha vuelto cada vez más indispensable en los clientes.

El Enólogo: el enólogo, es muy técnico. Conoce el punto óptimo de la uva para la vendimia y controla todo el proceso de producción hasta que se embotella. Trabaja en el laboratorio hasta obtener el vino tal y como lo desea el productor.

El Catador de vinos: Éste juzga la calidad y características de un vino tras ser embotellado por la vista, olfato y gusto según su criterio personal. Habitualmente los catadores profesionales suelen tener formación en sumillería o enología, aunque también los hay autodidactas.

Por tanto la próxima vez que visite un bonito restaurante no confunda la labor del Sommelier puesto que aunque él debe saber todo lo concerniente a los vinos, tiene una notable diferencia con el enólogo, y es que aparece cuando el vino esta embotellado y comercializado mientras que el enólogo ejerce sus funciones desde el nacimiento del vino, es decir, desde el cultivo del viñedo y en ocasiones desde la selección de las semillas que se germinarán a futuro.

TOMADO DE: http://nuevoshorizontes.granfeudo.com/sumiller-enologo-o-catador-de-vinos/

Estas pruebas normalmente se denominan organolépticas o de degustación; en ellas los sentidos juegan un papel fundamental, éstos pueden ser desarrollados y afinados de forma natural o mediante un entrenamiento adecuado de tal forma que la sensibilidad del catador puede identificar pequeñas diferencias de sabor u olor, entre más cercanos sean las percepciones a la realidad pues es mas confiable el catador. Por esta confiabilidad es que las industrias de bebidas alcohólicas conforman equipos de catadores, sometiendo al producto a varias pruebas, donde 50 pruebas organolépticas de inicio pueden ser consideradas un mínimo razonable mientras que 100 o más son consideradas deseables. Pasado este primer filtro y tras un análisis cualitativo y estadístico de las percepciones organolépticas obtenidas  bajo las mismas condiciones de esterilidad, la muestra o lote pasa a una segunda etapa donde un grupo de catadores de entre 25 a 55 años de edad, considerados expertos, deben realizar pruebas similares; por confiabilidad de sus percepciones ellos deben poseer una alta habilidad de retención mental de las impresiones de sabor y olor estos especialistas que pueden ser hasta 200 panelistas, éstos pasan la muestra previamente aprobada hasta el siguiente filtro, mucho más riguroso que implica la percepción organoléptica en garganta y estómago para percibir sensaciones de aspereza, olores marcadamente desagradables o extraños no típicos del producto, impurezas, etc.

Imagen tomada de: https://trome.pe/familia/emprende-trome-vecino-chaclacayo-fabrica-vino-familia-fotos-58712

En ocasiones las empresas consideran en este punto, que una prueba de consumo puede ayudar a identificar factores que aunque directamente no es organoléptica permite percibir el grado de apreciación de los consumidores, lo que comúnmente se conoce como degustación a un sector mayor de consumidores; en todo caso indirectamente tiene que ver con la percepción de los potenciales clientes frente a parámetros concretos como olor y sabor así como presentación del producto.

Por otra parte, los especialistas sugieren que no se debe probar más de dos o tres muestras a la vez exigiendo previamente que los catadores hayan ingerido previamente una muestra del producto, ya que como se mencionó anteriormente aparte de las sensaciones que tienen que ver con la apreciación inmediata de calidad como es sabor y olor es necesario que el catador pueda percibir diversas sensaciones en su garganta, esófago (sensación térmica o que el producto le quema o arde) o cómo afecta el producto al catador una vez ingerido.

Como podemos observar la determinación de las características organolépticas de un producto demandan muchas etapas antes de que el licor sea lanzado al mercado, y una buena forma de asegurar la calidad del mismo es que las mismas personas que realizan las pruebas antes mencionadas realicen cuantas pruebas sean necesarias hasta alcanzar el máximo nivel de calidad eliminando de esta manera todas aquellas irregularidades que podrían ser detectadas gracias a un equipo de catadores experimentados. Una vez que las muestras defectuosas sean detectadas y eliminadas, solo aquellas que retengan como aceptables deberán ser sometidas a algún panel de alta experticia, conformado entre 10 a 12 personas que tienen como objeto repetir las pruebas organolépticas hasta tener no menos de 12 resultados con lo que finalmente se puede decir que se tiene un índice mínimo de muestras defectuosas o en su efecto ninguna, en este punto las muestras se ven reducidas a 3 o 4 que serán las que en conclusión pasarán a la última etapa donde los consumidores escogidos de forma aleatoria  definirán cual es la que saldrá al mercado para ser comercializada.

Y aunque se pensaría que los controles han sido extenuantes y rigurosos empresas cuyo prestigio depende del excepcional sabor de sus licores, prefieren no comenzar la producción en masa de los mismos, si no mas bien en cantidades pequeñas o conforme se realice la demanda más aun cuando se trata del lanzamiento de un nuevo producto, en ese caso y previo a la distribución nacional se comienza por pequeñas localidades o comunidades típicas con la finalidad de conocer su aceptabilidad de éste en lotes comerciales en áreas escogidas. Cuando los resultados de confiabilidad, se analizan y de ser favorables, se podría justificar su producción masiva con la posibilidad de exportación.

La calidad es un asunto muy difícil de establecer matemáticamente y casi es algo relativo en su totalidad así lo afirma (Víctor Rodríguez Benítez, 1962). Una evaluación acertada de los factores analíticos y los factores de degustación entre las diferentes muestras de un producto permitirán llegar a conclusiones bastante razonables sobre el cual de los productos o a su vez sobre cuál de las muestras es superior y tendría mejor aceptación en el mercado.  Por esta razón es que presentamos a continuación los siete factores de producción más notables que pueden incidir directamente en la calidad de las bebidas alcohólicas y que como toda medida posee cierto margen de error, en todo caso sea de gran ayuda a estudiantes de la rama de alimentos, emprendedores del sector de los licores y sus fabricantes con la finalidad de aproximar sus productos a un grado superior.

1.- MATERIAS PRIMAS: Las bebidas “espirituosas” tienen como características fundamentales su olor y sabor. La industria utiliza para su producción diferentes materias primas que en su mayoría proceden de origen agrícola como frutas, cortezas, cereales, flores, etc.

Por ejemplo: El continente Europeo consume solo en el sector industrial de bebidas alcohólicas un promedio de 16 millones de hectolitros de vino por año;  a su vez consume 2 millones de toneladas de cereales y hasta 300.000 toneladas de frutas por año. Cifras que reflejan el alto consumo de materias primas solo para este sector industrial. (FISAC, 2009)

Las características de olor y sabor de las mieles, granos, alcoholes, semillas, macerados, esencias, concentrados, raíces, cortezas, vinos y extractos que se emplean en la confección de licores que en definitiva trascienden en la calidad de los mismos. Aún cuando la materia prima sufra un proceso fermentativo y de destilación previa las características de estos marcan la diferencia a la hora de obtener buenos rendimientos. Este es el caso de la malta ahumada que afecta el sabor de los whiskys escoceses y de la diferencia existente entre destilados de diversas mieles y de destilados de a base de granos. La presencia de impurezas en cualquiera de las materias primas, proliferación bacteriana, hongos o incluso presencia de rachas de insecticidas en ciertos casos puede reflejarse de forma marcada en el sabor, olor y aspereza del producto. A continuación observemos las materias primas de las que se elaboran diversos  licores.

2.- PROCESO FERMENTATIVO: en el caso de los licores como el ron, cerveza, whisky y brandies que sufren primero un proceso fermentativo, en cuanto a la técnica de fermentación, la temperatura empleada, el valor de pH, la proporción de azúcares en el medio fermentativo, la cepa de microorganismos utilizada para la fermentación de ser el caso, duración del tiempo de fermentación, aireación si alguna, grado de contaminación que ocurra por microorganismos del medio ambiente,  todo ello influye en de forma marcada en la que la naturaleza del producto que se obtenga como resultado de la materia fermentada

Fermentación del mosto de la cerveza

3.- DESTILACIÓN: este proceso de fabricación afecta aun mas que el proceso fermentativo, se debe a la diferente forma de operar las torres de destilación o columnas de destilación, la razón de reflujo que se emplee, razón de alimentación, plato de alimentación, materias que separan los platos y columnas, la adición o no de agua caliente a las columnas para la realización de una destilación extractiva, los diferentes tratamientos que se de previo  a la destilación que se de a las materias fermentadas anteriormente tales como, centrifugación, decantación, calentamiento a reflujo total, neutralización de la acidez que puede afectar notablemente a la composición química y por ende al sabor y olor de los espíritus destilados.

Alambique tradicional para la obtención del agua ardiente

4.- AÑEJAMIENTO: en el caso de los productos que han de ser añejados como por ejemplo el ron, whiskies y brandies, la forma de llevar a cabo esta operación de envejecimiento afecta marcadamente la calidad del producto. Entre los factores que pueden afectar este ítem están los tratamientos previos al envejecimiento los cuales son a veces calificados como métodos de “envejecimiento acelerado” y que definitivamente los tratamientos con carbón activado, agentes oxidantes, viruta en sus diferentes formas,  métodos de calentamiento. Posteriormente el fabricante tras tomar en cuenta estos diversos factores, se procede al envasado en barriles de roble donde el tipo y calidad de los mismos es una variante adicional que afecta la calidad del producto final. En la practica se usan constantemente barriles viejos como nuevos quemados o ahumados interiormente o a su vez sin haber sido quemados nunca, y luego de ser usados ser raspados son pequeños detalles que marcan fuertemente el sabor de un whisky y le da esa característica propia de sensaciones maderadas, que a gusto del autor son sin duda una exquisitez, la calidad de la madera con la que se confeccione el barril, su tamaño, el tiempo de envejecimiento, la temperatura que exista en los almacenes de envejecimiento, el nivel de ventilación de dichos almacenes, la distancia entre barriles, todos ellos  se consideran factores que afectan el sabor y olor del producto final.

Almacén de añejamiento del Ron Bacardí- Santiago de Cuba

5.- PROCESAMIENTO:  nos referimos por procesamiento a las diferentes operaciones realizadas posteriormente al envejecimiento y anterior al envasado de los licores. En este campo de operaciones la industria aplica diversas técnicas gracias a los profesionales de la industria alimentaria como los químicos de alimentos, ingenieros en alimentos y técnicos para la selección de sustancias para mezclar los diferentes espíritus envejecidos de alcohol para impartirle características específicas está confección de extractos mediante procesos de maceración y destilación utilizando fruta en su estado natural o desecada, semillas raíces, etc. y los múltiples tratamientos utilizados para corregir algún defecto de los licores. Frecuentemente se emplea carbón activado para la remoción de taninos o color, se añaden de ser necesario saborizantes o suavizantes con la finalidad de modificar el sabor final y la sensación del mismo. Se controla factores como filtrado para evitar partículas que aporten en aspereza incluso a nivel microscópico, Los materiales de los que están hechos los envases pueden afectar también el sabor del producto por lo que es recomendado el utilizar envases lo de gran calidad que permitan garantizar la inocuidad de las bebidas.

Proceso de Fabricación de la cerveza

6.- EQUIPO:Las facilidades tecnológicas en la actualidad permiten ser más meticulosos en el control de calidad de las bebidas alcohólicas, los instrumentos a utilizar el profesional en control de calidad deben ser precisos y exactos para el análisis diario de las operaciones y materias primas y deben garantizar reproducibilidad y uniformidad del producto.

7.- FACTOR HUMANO: este ultimo parámetro es quizás el más importante  de todos y es determinante en la calidad del producto  comercial, mediante el factor humano nos referimos a todos los empleados de la fábrica ya que la administración establece pautas, normas y obligaciones como diversos códigos de ética y procedimientos  incluso entre los mismos empleados y empleadores que en muchas ocasiones trascienden y tienen influencia puntual en la forma en la que se lleva a cabo las operaciones de producción. La forma en que se manejen dichas operaciones por parte de los operarios (técnicos y demás personal diestro), las normas que fijen para controlar y cotejar las operaciones de producción y finalmente la forma en que el personal menos diestro o que esté fuera de la rama directa de producción de la bebida alcohólica interprete y lleve a cabo las instrucciones afectan mucho los resultados de las mismas. Si el personal no esta bien entrenado y no es personal suficientemente hábil para poder señalar las fallas a los que pueden corregirlas, ello puede afectar indudablemente en la calidad del producto final que se obtenga.

 

REFERENCIAS:

-Víctor Rodríguez Benítez. (1962). Factores de producción que afectan la calidad de los licores.Planta piloto de Ron. Estación Experimental Agrícola. Río Piedras, Puerto Rico. Publicado en Revista de la Sociedad Química de México Vol. VI. Enero-Febrero 1962. PP 17-19.

-Fundación de Investigaciones Sociales A C (FISAC). (19/10/2009).Qué son las bebidas espirituosas. Obtenido de: http://www.fisac.org.mx/saberdelmundo.cfm?articulo=317

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Precursores de la Medicina Latinoamericana. (Parte IV. Hipólito Unanue)

13/10/2018   22:20pm

(1) Alejandro Aguirre F.

(1) Universidad Central del Ecuador-Facultad de Ciencias Químicas-Química de Alimentos.

 

TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS © Copyright 2018

     El turno en esta cuarta entrega es para la hermana República de Perú y su más grande protomédico, el Dr. Hipólito Unanue; este personaje que participó en el fin de la etapa colonial y vio los albores de la nueva república fue médico, profesor de medicina, asesor de  virreyes y ministro de estado,  ya en 2018, se cumple 263 años de su nacimiento. A continuación les dejo un bonito reportaje sobre este magnífico profesional de la salud producido por TV Perú: Sucedió en el Perú conducido por Norma Martínez y que en parte soporta éste artículo, espero que lo disfruten.

HIPÓLITO UNANUE Y PAVÓN (1755-1833)

 

Hipólito Unanue y Pavón es sin duda el mayor referente de la Ilustración Peruana, conocer sobre este personaje sin duda ha sido uno de los hechos más enriquecedores en lo que como escritor  me concierne y sin duda me ha permitido entender de mejor manera lo que significa Perú para Latinoamérica y el mundo.

Nacido un 13 de Agosto de 1755 en Arica, territorio sureño del Perú entre los años 1823-1884 y que actualmente pertenece a la soberanía territorial de Chile. En ese período de tiempo Arica como tal era un Corregimiento del Virreinato del Perú. Sus padres, Don Miguel Antonio Unanue, (vasco) y Doña Manuela Pavón y Salgado (ariqueña) ambos descendientes de españoles peninsulares, sin embargo sus padres atravesaban grandes dificultades económicas y prácticamente se encontraban quebrados.

Unanue es un personaje polifacético, fue médico, naturalista, botánico, meteorólogo, agricultor,catedrático universitario, político y escritor; por todas esas cualidades es que el Dr. Unanue es sin duda el referente de la inteligencia del Perú puesto que perteneció a la denominada “ciudad Letrada” que era un grupo de ilustrados al servicio del virrey y por tanto al servicio de la corona española. Dedicó no menos de 40 años al servicio de Perú  y sin duda es uno de los organizadores de la naciente república posterior a su independencia, aunque no haya sido tan de su agrado el independizarse de España.

Hipólito Unanue es considerado como un pionero en la medicina peruana así como precursor de la independencia del país criollo. Sus primeros estudios los realizó de forma privada debido a que su familia tenia relaciones con el clero por poseer familiares pertenecientes al mundo sacerdotal y son precisamente dichas relaciones que lo lleva a viajar hasta Arequipa  donde ingresa al Seminario de San Jerónimo donde inicialmente iba a convertirse en sacerdote, allí aprendió sobre humanidades, filosofía y principios de jurisprudencia, sin embargo no se ve conforme con dicha formación y por alguna razón la cual se desconoce decide estudiar medicina viajando en 1777 hasta Lima donde  realizó sus estudios en la Real y Pontificia Universidad de San Marcos, donde cursó una formación médica muy rígida y teórica metodologías propias de la época, graduándose con todo éxito en 1785 como bachiller en medicina, de inmediato realizó sus practicas en hospitales hasta que en dos años, en 1786-1787 logra conseguir su licenciatura y doctorado.

Pontificia Universidad de San Marcos

Gracias a su gran intelecto, carisma y don de gentes Unanue valiéndose de algunas relaciones familiares logra vincularse con altas élites aristocráticas asentadas en la ciudad de los Virreyes. Este hecho garantizará después mucho de su éxito profesional y económico. Su principal inclinación vocacional fue la docencia labor que realizó de forma pública y privada, es así que en 1789 gana en concurso de mérito y oposición, la cátedra de Anatomía misma que elevaría su estatus como docentes pesar de que dicha cátedra en aquel entonces no era muy promisoria e incluso era rehuida entre los mismos catedráticos. Unanue siempre apreció el valor del trabajo y aprovechando sus conocimientos se  puso al servicio de la noble familia Landáburu como preceptor o maestro privado de la casa de  Agustín de Landáburu, dicha familia figuraba como una de las más ricas de la capital por sus múltiples haciendas, curiosamente y a posteriori Unanue por su labor fue considerado como heredero de la familia terminando en su poder una hacienda en Cañete donde dedicara mucho de su tiempo a la escritura.

Virrey José Fernando de Abascal

Dicha herencia lo catapultaría aun mas hacia las élites limeñas acercándolo incluso al virrey, dicho ascendiente adquirido sobre el propio Virrey Abascal, lo puso al servicio de la Universidad peruana, la medicina como tal y el pueblo al que siempre vio como mandante. Con el apoyo del Virrey Abascal fundó en Noviembre de 1792 el Anfiteatro Anatómico en el Hospital de San Andrés y es desde allí donde iniciaría con la ardua labor de reformar la educación medica dotando al anfiteatro de cadáveres, aspecto fundamental para el estudio de la anatomía puesto que hasta aquel entonces la rama de la medicina era de carácter estático y se veía limitado al estudio teórico de la misma, hecho que en la actualidad podría parecer desatinado. En 1807 Unanue con todo merecimiento fue investido como la alta dignidad de Protomédico del Virreinato, ejerciendo funciones similares a las que hoy en día las tomaría el Ministro de Salud o un cuerpo colegiado de medicina.

En 1808 pone en funcionamiento (en condiciones precarias puesto que aun no se hallaba terminado) el Real Colegio de  Medicina y Cirugía de San Fernando, que queda totalmente inaugurado en 1811, dicho colegio pasaría en el futuro a convertirse en la Facultad  y escuela de medicina por Cayetano Heredia quien siguiera sus pasos como alumno para continuar con la transformación de la medicina hacia la segunda mitad del siglo XIX.

CLASE DE ANATOMÍA EN SAN FERNANDO, 1982 . Tomado de: http://sanfernando80peru.blogspot.com/2005/10/clase-de-anatomia-en-san-fernando-1982.html

Unanue sin duda infundió en sus alumnos su espíritu de investigación y originalidad, la búsqueda de lo peculiar al propio medio ambiente.  El antecedente radica en su obra científica más importante: “OBSERVACIONES SOBRE EL CLIMA DE LIMA Y SUS INFLUENCIAS EN LOS SERES ORGANIZADOS EN ESPECIAL EL HOMBRE” (1806) obra científica que se convierte en el primer libro de medicina peruana publicada en el exterior y donde demuestra sin duda sus conocimientos sobre la salud, matemática, estadística y su formación como cosmógrafo, biólogo y médico investigador.

La obra se considera como  un anticipo a lo que en la actualidad es parte y sujeto de estudio de la ecología colocando de frente la hipótesis de ciertos europeos que ponían en manifiesto sobre la inferioridad de la naturaleza americana. Unanue  confronta estas consideraciones postulando el desajuste al medio ambiente como causa de la fisiopatología de ciertas afecciones considerando factores como la humedad o la temperatura como variantes de estado para el análisis de las patologías clínicas de la época, en su obra se habla de forma detallada sobre la propagación de las enfermedades y creando particularidades según el clima que soportan las poblaciones en general, por ejemplo, cita a Lima como una ciudad cuya particularidad infecciosa son las enfermedades respiratorias debido a la humedad del clima y para probar dichas hipótesis decide estudiar la geología y climas de la región limeña, la influencia de ésta sobre la vegetación, los animales y el ser humano, la calidad del agua y su influencia sobre la salud de los seres vivos y así mismo propone precauciones a tomar por dichas variantes climáticas. Su obra a juicio justo de los historiadores de la medicina peruana, es la obra más notable que este campo haya producido en Perú, en el siglo XIX.

ACOTACIÓN DEL AUTOR:

Como se mencionó anteriormente el Dr. H. Unanue no solo destacó en la medicina, desempeño funciones como miembro y fundador del Mercurio Peruano y de la “Sociedad de Amantes del Perú”, hecho que  podría ser comparado como  un factor común con respecto a otro importante precursor de la medicina latinoamericana como lo es el ecuatoriano Eugenio de Santa Cruz y Espejo, mismo que se perfiló como médico y periodista en el periodo Colonial y  Gran Colombino en la República del Ecuador, lo curioso es que también participó en los procesos independentistas en Ecuador y a la vez editó fuertes críticas a la corona española desde un medio de comunicación (periódico) fundado por él mismo en Quito, que lo llamó como Primicias de la Cultura de Quito, Este hecho es muy importante porque se puede ver de forma notable como es que los ilustres médicos del cono sur, de una forma directa o indirecta, fueron parte la edificación de las nacientes repúblicas libres que hoy conforman la América Latina, no puede quedar fuera de esta consideración el mismo José Celestino Mutis  en cuyo campamento en Santa Fe de Bogotá se fueron fraguado por parte de sus miembros los procesos independentistas  de Colombia. Lo propio con el Dr. José María Vargas quien organizara la “Sociedad Médica” en Caracas – Venezuela participando activamente en la  “Sociedad de Amigos del País” cuya organización apoyo los procesos independentistas en el país llanero; estas son sin duda muestras fundamentales de la importancia de la educación y las sociedades letradas en los procesos independentistas latinoamericanos que en gran medida se vio apoyada en personajes ilustres de la ciencia de Esculapio.

La fundación del Colegio de Medicina le dio la rara oportunidad de poner en práctica sus renovadoras ideas como lo menciona (Naranjo P. 1978), dichas ideas consagran a Unanue como padre del “Cuadro Sinóptico” para el estudio de la cátedra de anatomía con lo que plantea uno de sus más revolucionarios conceptos que dice: “El objeto del Colegio es formar médicos útiles a la Salud Pública”…

principio que de apoco se ha ido olvidando, cegando a muchos galenos, la ambición de hacer de la ciencia de Esculapio, una fuente ilimitada de recursos económicos y “membretes” aristocráticos que no hacen más que lacerar el verdadero fin de la medicina, aunque irónicamente muchos médicos en la actualidad se hallan enfermos de una patología más compleja de superar y es el amor al dinero.

… No es pues el de formar simples profesionales “liberales” como era el concepto más común de la época, profesionales que se dediquen a “curar enfermos” y quizá a acumular fortuna. NO, definitivamente NO.

Unanue quiere en realidad que el médico sea por sobre todo, un luchador por la salud pública, temas que muchas veces criticó desde El Mercurio Peruano bajo el pseudónimo de ARISTIO.

Otra importante investigación de Unanue radicó en tratar de posicionar a la hoja de coca como una alternativa frente al consumo de café y té que comenzaba  a ganar terreno y empezaba a desplazar el consumo de chocolate, Unanue proponía en consumo de esta planta a manera de mate de Coca e incluso tuvo intenciones de exportar dicha bebida. él mencionaba la bebida era una importante fuente energizante con poderosos efectos médicos sobre los consumidores. Posteriormente incursionó también en la Geografía elaborando múltiples guías (5 ediciones) de la Guía eclesiástica y militar. Por todos esos conocimientos no era nada extraño que San Martín lo nombrara como ministro de la Cartera de Hacienda.

En 1814 fue nombrado como Diputado por Arequipa en la Corte de Cádiz. En Madrid el Rey Fernando VII lo nombra por su fama como Médico Honorario de la Real Cámara y le concede el título de Marques de Sol, título que Unanue tuvo la entereza de no aceptar. Ya de regreso Unanue no dejo de trabajar en diversos aspectos en beneficio de la salud pública por ejemplo, centró sus esfuerzos por mejorar la higiene de los pobladores con la finalidad de combatir enfermedades múltiples, propone la idea de crear ciudades y panteones para los muertos ya que existía y persistía la practica de enterrar a los muertos en templos católicos, mismos que consideró focos infecciosos, plagados de moscas y malos olores, ordena que las sepulturas se realicen a las afueras de las ciudades  con la finalidad  evitar contaminaciones y malos olores, centró sus esfuerzos en mejorar la enseñanza y propone la obligatoriedad de las vacunas disponibles de la época.

No obstante todas las vinculaciones con los Virreyes, la nobleza y la propia corona de España Unanue no dudo en entregarse a la noble causa de independencia y aunque la discusión sobre el modelo de gobierno democrático era algo en que Unanue no coincidía totalmente ya que proponía un tipo más monárquico de gobierno sin embargo, para dicho fin la independencia se volvía cada vez más necesaria. Formó parte del la Comisión diplomática que discutió con San Martín los problemas relacionados con el proceso de independencia y como lo mencionamos anteriormente San Martín después de nombrarlo como Ministro de Hacienda, Unanue desempeña el rol de Diputado y senador hasta que en 1825 el Congreso Constituyente le rinde homenaje declarándolo como “Benemérito de la patria en grado de eminente”. Un año después Simón Bolívar decide retirarse del Mando Supremo del Perú encargándose a Unanue quien lo desempeño con gran amor patriótico y desinterés, es con esa nobleza de espíritu que Bolívar escribe a  Unanue:

“EL PERÚ SERÁ JUSTO, SI CONSIDERA A UD. COMO SUS PRIMEROS BIENHECHORES”.

 FInalmente Unanue decide retirarse a su Hacienda  San Juan de Arona en San Luis de Cañete, donde su hijo edificara el Palacio Unanue en 1840. Enfermo, tuvo que soportar todavía el dolor de perder a su segunda esposa, Josefa de la Cuba. Él mismo, ya en sus días últimos, frecuentó a un vecino ilustre, el ex director supremo de Chile, Bernardo O’Higgins, dueño de la hacienda Montalván.

Falleció el 15 de julio de 1833, a los 78 años de edad, en la hacienda San Juan de Arona, a la que se había retirado. Hoy su figura representa al Médico Peruano, su personalidad polifacética y su vida ampliamente conocida a través de la historia debe ser el recuerdo eterno de la misión del medico del mundo en favor de los seres humanos y el planeta que generosamente lo aloja.

BIBLIOGRAFÍA

• Naranjo Plutarco. (1978) Precursores de la Medicina Latinoamericana. Academia de Medicina del Ecuador. Editorial Universitaria. Quito-Ecuador.

 

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Usos y Aplicaciones de los Éteres, Epóxidos y sulfuros en la industria alimenticia

Autores:

Espinoza B. Lesly M. (1)

Jaramillo C. Ana L. (1)

Aguirre F. Alejandro A. (1)

(1) Facultad de Ciencias Químicas-Universidad Central del Ecuador- Química de Alimentos

TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS © Copyright 2018

INTRODUCCIÓN

     Los éteres, epóxidos y sulfuros son tres grandes grupos de compuestos que pueden estudiarse como si se tratara de una  sola familia por sus características físicas  y químicas en común. La característica más notable entre ellos es que sus grupos sustituyentes (R o Ar), se encuentran unidos por un heteroátomo; que en el caso de los éteres y epóxidos se trata del oxígeno, estos últimos los epóxidos, son éteres cíclicos diferenciándose así de los éteres comunes que se presentan como moléculas abiertas, por otro lado los sulfuros del tipo tioéteres presentan como heteroátomo al azufre que une los sustituyentes (R o Ar) entre sí; los sustituyentes R representan radicales alquilo mientras que los Ar representan radicales aromático o arilo (Carey F. , 1997). El presente trabajo de investigación pretende recopilar los usos y aplicaciones de éteres, epóxidos y sulfuros, entorno a la industria alimenticia y agroindustrial con la finalidad de fortalecer el estudio de los éteres, epóxidos y sulfuros temas comprendidos dentro de la primera unidad de la cátedra de Química Orgánica II de la carrera de Química de Alimentos.

DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN

Aplicaciones de los éteres

     Los éteres no forman puentes de hidrógeno por lo tanto sus puntos de ebullición son bajos así lo manifiesta  (Armendaris, 2009), ésta característica permite que los éteres sean utilizados como disolventes de grasas y aceites; adicionalmente los éteres poseen una muy baja reactividad y uno de los usos más populares que se dio a uno de sus representantes más comunes, el éter dietílico , fue dentro de la medicina como anestésico sin embargo en la actualidad se ha determinado que la exposición prolongada puede ser tóxica para el ser humano conllevando a una toxicomanía denominada eteromanía (adicción al consumo de éter). A continuación, presentamos algunas investigaciones recientes para el potencial uso de los éteres en el campo alimenticio.

 

Diseño de emulsiones con éteres de celulosa para reemplazar la grasa en alimentos: estabilidad, estructura y digestión in vitro.

 

     En marzo del 2017 la tesista Berta Pons Vidal para la obtención de su título de Ciencia y tecnología de alimentos de la Universidad Politécnica de Valencia propone como opción para reducir la ingesta calórica que en consecuencia se relaciona directamente con el sobrepeso la reformulación de alimentos en base al diseño de emulsiones capaces de reemplazar la grasa convencional de alimentos de baja digestibilidad lipídica reduciendo así la cantidad de grasas absorbibles por organismo como por ejemplo cremas y mantecas de relleno de galletas entre otros.

Las pruebas desarrollaron emulsiones aceite/agua (O/W) utilizando como emulsionantes  los éteres de celulosa, metilcelulosa e hidroxipropil celulosa, la tesis manifiesta que se analizaron factores como la estabilidad, estructura y digestibilidad in vitro de las soluciones dando como resultado una baja digestibilidad lipídica de las emulsiones diseñadas aperturando la posibilidad de sustituir de esta manera parte de las grasas presentes en diversos alimentos manufacturados así lo menciona (Pons Vidal, 2017 ), para soportar esta información presentamos la reacción de esterificación para la formación de éteres de celulosa véase la ilustración 1.

Ilustración 1 Esterificación de la celulosa en éteres de celulosa, Tomado de: http://www.quimicoshalter.com/eteres-de-celulosa

 

Un estudio experimental de ácidos grasos poliinsaturados, provenientes de R. fruticosus, por éter etílico

 

     Por las mismas propiedades nombradas anteriormente los éteres actúan y son ampliamente utilizados como disolventes para la extracción de aceites, sea por sus puntos de ebullición bajos o por su capacidad baja reactividad; cualquiera sea la razón los éteres se relacionan con la industria alimenticia como medios ideales para la extracción de aceites alimenticios.

(Ortiz, García, & Chávez, 2018) mencionan al estado de Michoacán- México como potencial productor de zarzamora (mora), la producción de este fruto de forma normal no es tan eficiente debido a que es un fruto muy delicado por ende en el proceso de aseguramiento de la calidad se descartan muchos frutos que no cumplen las especificaciones causando pérdidas económicas al sector agroindustrial y de igual forma un desperdicio de alimento. Estos jóvenes proponen recuperar aceites esenciales de la zarzamora mediante extracción de estos por arrastre de vapor usando solventes conocidos como éter etílico y pentano.

Ilustración 2 Zarzamoras (moras) (Rubus fruticosus). Fuente: http://mamiverse.com/es/10-recetas-con-zarzamora-2-63942/

La propuesta pretende aprovechar los residuos de la fruta sometiéndolas a un proceso previo de secado, esta propuesta pretende reducir perdidas económicas en los aspectos de producción de la semilla ya que de esta forma se busca aprovechar la totalidad del fruto incluido aquel que se encuentre en malas condiciones para ser vendido fresco del cual se pretende recuperar aceites esenciales que pueden ser utilizados no solo en el campo alimenticio si no también en la cosmética.

Las semillas se sometieron a extracción lipídica mediante Soxhlet recuperando de esta manera el aceite, se determinó por tanto que la zarzamora es fuente de ácidos grasos presentes en sus semillas del tipo C:18 poliinsaturados como son el ácido linoleico y linolénico, sin embargo considerando la cantidad de agua que presenta el fruto el rendimiento de extracción con éter etílico fue del 15.18% y con pentano del 12.40%; el estudio propone mayor investigación para la determinación de mejores solventes o métodos como el microonda, sin embargo de manera general es una propuesta que busca frenar el desperdicio de recursos en producción que puede acogerse en Ecuador puesto que también es ampliamente un gran productor de moras principalmente en la provincia de Tungurahua que en la actualidad presenta aproximadamente 840 Ha del cultivo, le siguen Cotopaxi con 430 Ha, Pichincha 220 Ha y Azuay con 50 Ha de producción del cotizado fruto de distintas variedades según lo afirma (EL COMERCIO, 2011) de las cuales se podría recuperar los ácidos antes mencionados reduciendo así las perdidas innecesarias de materia prima.

 

Aplicación de la Monensina sódica en la industria alimenticia

Ilustración 3 Charles Pedersen 1967.

Ilustración 4 monensina sódica, en amarillo el ión Na+.  (Carey & Giuliano, 2006)

     La Monensina sódica está clasificada dentro del grupo de los éteres corona, aunque en su estructura tienda a parecerse más a un epóxido. Algunos autores clasifican a este compuesto como un complejo de coordinación cuando ha pasado de Monensina a Monensina sódica. En el campo de los éteres corona se clasifica como un podando así lo menciona (Grupo de polímeros (Polymer Research Group), 2011).

Su descubrimiento se remonta a 1967 de la mano del Nobel de Química, Charles Pedersen, quien entonces siendo empleado de DuPont descubre un método sencillo para sintetizar un éter corona con la esperanza de desarrollar un agente quelante de cationes divalentes como puede ser el Ca²⁺, sin embargo y tras la experimentación quedó sorprendido al aislar un complejo como subproducto fuertemente complejado con iones potasio (K⁺) en 16-corona-4.

Posteriormente y con la finalidad de no trabajar con un elemento tan reactivo en agua como los es el potasio realiza la misma experimentación para la obtención de un derivado con sodio (Na⁺) obteniendo así la monensina de sodio; misma que dispone sus grupos alquilo hacia el exterior de complejo y los oxígenos polares se encuentran hacia el interior en estructura se asemeja a los hidrocarburos, esta estructura le permite llevar al ion sodio a través de la membrana celular para fines médicos veterinarios en la agro industria (Carey & Giuliano, 2006). A continuación, se puede observar en la ilustración 4 la estructura molecular monensina antes y después de formar el complejo.

Mecanismo de acción de la monensina

     La monensina posee un carácter ionóforo poliéter y es producto natural de la fermentación de la bacteria Streptomyces cinnamonensis. Los ionóforos pueden alterar el potencial de membrana mediante la conducción de iones a través de una membrana lipídica en ausencia de un poro proteínico, y por lo tanto tienen propiedades citotóxicas (Pisa Agropecuaria, 2015).

Ilustración 5 Streptomyces cinnamonensis. Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Streptomyces

Es una molécula indicada para utilizarse en ganado bovino cárnico y lechero, en caprinos y aves de corral, concretamente pollo de engorda y pavos donde se ha utilizado como coccidiostato. El mecanismo de acción puede describirse en la ilustración 6.

Dicho mecanismo favorece en 2 sentidos según la fuente mencionada:

1. Interfiriendo con procesos celulares en la respiración celular, liquidando de esa manera a microorganismos patógenos.
2.  Fijando los mismos iones que aportan a la nutrición del animal en cuestión.

Ilustración 6 Mecanismo de acción de la Monensina de a través de la membrana plasmática. (Pisa Agropecuaria, 2015)

De esta manera la monensina sódica es empleada como antiparasitario, antibiótico y adicionalmente como medio de fijación de iones alcalinos en la industria ganadera puesto que es un potente aliado para la modificación y manejo de la flora bacteriana rumiante y en el caso de aves de corral actúa como bactericida para el control de coccidiosis.

Ilustración 7 Uso de la monensina sódica como moléculas desarrolladas para combatir la coccidiosis en aves de corral (Pisa Agropecuaria, 2015)

Aplicaciones de los Epóxidos

 

     Los epóxidos al tener una estructura cíclica presentan en su forma cavidades que pueden ser aplicadas en la fabricación de espumas aislantes, la industria alimenticia emplea este tipo de materiales en diversas áreas que van desde el control microbiano hasta el recubrimiento del suelo como se realiza en la industria del pavimento.

 

Adhesivos y recubrimientos con resinas epóxicas

 

     Las resinas epóxicas son unidades polimerizadas de moléculas de epóxidos sintetizadas a partir de la epiclorhidrina y di o polihidroxifenoles, véase la ilustración 8; en la industria y no solo alimenticia suelen ser empleados como adhesivos y recubrimientos del tipo aislante así lo menciona (Blancas M., 2014). Según su aplicación estas sustancias pueden ser abrasivas, materiales de fricción, textil, fundición, filtros, lacas y adherentes.

Ilustración 8 SUP. Presentación de 0.63 y 0.31 Kg de Resina epóxica comercial. INF. Reacción entre la epiclorhidrina y Bisfenol A, para la obtención de la masa epóxica bis fenólica.

Su naturaleza inerte similar a los policarbonatos lo hace un gran aliado de la industria alimenticia puesto que garantiza inocuidad, es empleada como aislante en zonas frigoríficas optimizando de esta manera las temperaturas y la compartición de calor con el medio ambiente, aunque su uso es más difundido en la industria de la construcción se emplea para el recubrimiento de pavimentos esta opción también es aprovechada en las fabricas de alimentos porque su presencia mejora los ambientes de manufacturación ya que inhibe el aparecimiento humedad desde el suelo sin embargo su principal beneficio radica en la fuerza que es capaz de soportar igual o aproximadamente de 65 N por esta razón es que se emplea en el recubrimiento de los suelos industriales debido al constante desgaste ocasionado por efecto humano y maquinaria de transporte interno.

Epóxido de etileno (ETO) como agente esterilizador en la agroindustria.

     Como se expresó anteriormente otro de los potenciales usos de los epóxidos es como bactericida por su capacidad oxidativa. El epóxido de etileno (ETO) dentro de la industria alimenticia tiene como función la esterilización puesto que tiene la capacidad de lisar casi a la mayoría de microorganismos incluyendo esporas y virus; estos esterilizantes se pueden presentar como gases comprimidos en cilindros o cámaras que mediante sofisticados sistemas de difusión son conducidos por cañerías hasta verdaderas estancias cerradas en donde se esterilizan diversos materiales empleados en el sector agroindustrial, como por ejemplo gavetas y canastillas usadas en el sector avícola para el transporte de pollos, en estas puede proliferar una gran cantidad de microorganismos por estar al contacto de sangre, heces fecales y demás restos biológicos (Puello Cabarca, 2016).

Ilustración 9 Cámara de esterilización.

Mecanismo de acción del ETO.

     Phillips, en 1977, sugirió que la actividad microbicida de ETO se debe a la capacidad de alquilación de grupos sulfhídricos, amino, carboxílicos, fenoles e hidroxilos de las esporas o células vegetativas. La alquilación es el reemplazo de un átomo de hidrógeno por uno de un grupo alquilo. En la ilustración 10 se puede observar la alquilación de una célula viva con óxido de etileno, esta sustitución puede causar lesión y/o muerte en una bacteria o espora así lo menciona (ESTÉRICAL, SN).

Ilustración 10 SUP. Alquilación de una célula viva mediante ETO. INF. Salmonella senftenberg

Existe evidencia experimental que indica que la reacción de ETO con ácidos nucleicos es la principal causa de su actividad bactericida y esporicida. La alquilación del trifosfato de guanosina de ADN en Salmonella senftenberg realizada por Michael y Stumbo en 1970 causó que las células perdieran el poder de reproducción (ESTÉRICAL, SN).

Estudios acerca de la resistencia de bacterias y esporas a la actividad bactericida y esporicida del óxido de etileno muestran que la espora de Bacillus subtilis var. niger presenta una resistencia más alta la exposición de ETO que las esporas de Clostridium sporogenes, Bacillus stearothermophilus o B. Pumilus.

 

Producción de epóxido de soya con ácido peracético generado in situ mediante catálisis homogénea.

 

     En la actualidad en relación con los epóxidos existen diversos estudios que proponen extraer epóxidos de ciertas semillas que contienen estas sustancias para el uso industrial, no precisamente en el campo alimenticio, pero sí a partir de él. Por ejemplo, la producción de epóxidos provenientes de la soya común con ácido peracético generado in situ mediante procesos de catálisis homogénea (Boyacá, 2010).

Los epóxidos obtenidos a partir de estos aceites se utilizan ampliamente como plastificantes y estabilizantes del PVC y como materia prima en la síntesis de polioles para la industria del poliuretano.

Ilustración 11 Reacción de epoxidación de aceite de soya.

Heptacloro y Epóxido de heptacloro en alimentos

 

     El heptacloro es una sustancia química manufacturada usada en el pasado para matar insectos en el hogar, en edificios y en cosechas de alimentos. Desde el año 1988 no se usa para estos propósitos. No existen fuentes naturales de heptacloro o de epóxido de heptacloro. Algunas marcas registradas del heptacloro son: Heptagran®, Heptamul®, Heptagranox®, Hepatmak®, Basaklor®, Drinox®, Soleptax®, Gold Crest H-60®, Termide® y Velsicol 104®.

El epóxido de heptacloro también es un polvo blanco que no se inflama fácilmente. No es una sustancia manufacturada y, a diferencia del heptacloro, no se usó como plaguicida. Las bacterias y los animales degradan al heptacloro a epóxido de heptacloro. Este resumen describe a los dos compuestos simultáneamente ya que aproximadamente un 20% del heptacloro es transformado a epóxido de heptacloro en el ambiente y en el cuerpo en unas horas.

Usted puede encontrar heptacloro o epóxido de heptacloro en el suelo o en el aire de viviendas tratadas para controlar termitas, disuelto en agua de superficie o subterránea o en el aire cerca de sitios de desechos peligrosos. También se puede encontrar heptacloro o epóxido de heptacloro en plantas y animales cerca de sitios de desechos peligrosos. El heptacloro ya no puede ser usado para matar insectos en cosechas o en viviendas y edificios. Sin embargo, la EPA aun permite el uso del heptacloro para matar hormigas en transformadores bajo tierra, aunque no está claro si aún se usa con este propósito en Estados Unidos.

Son por tanto sustancias altamente peligrosas para el ser humano catalogados así según la Agencia de Protección del Medio Ambiente de EE. UU., misma que ha identificado a industrias manufactureras florícolas, agroindustriales y agrícolas como principales sitios de exposición a los mismos. Sostiene que la exposición prolongada, inhalación y consumo en alimentos y bebidas, así como el contacto con la piel puede provocar enfermedades como cáncer, daños en el sistema nervioso factor tumorante entre otras.

De forma adicional se ha determinado que estas sustancias pueden afectar al sector ganadero por las mismas causas expuestas debido a que los animales pueden desarrollar diversas enfermedades ocasionando enormes pérdidas al sector.

Lastimosamente no hay ninguna información acerca de los niveles de heptacloro y epóxido de heptacloro que ocurren comúnmente en el aire. En un estudio, los niveles de heptacloro en el agua potable y el agua subterránea en Estados Unidos oscilaron entre 20 y 800 partes de heptacloro en un trillón de partes de agua (ppt) así lo manifiesta (Agency for Toxic Substances and Disease Registry, 2016). También se han determinado contaminaciones en lechos y riveras de ríos y arroyos de uso agrario y de consumo humano.

Ilustración 12 Heptacloro y Epóxido de heptacloro.

Aplicaciones de compuestos sulfurados (Tioéteres)

Compuestos azufrados volátiles en vino

 

     El vino es una de las bebidas alcohólicas de mayor distribución en el mundo, el mismo suele presentarse como vino tinto y blanco. Los compuestos sulfurados tienen un papel sumamente importante en las industrias vinícolas siempre y cuando sean ligeros y no se trate del DMS (dimetil sulfuro) ya que éste último es un indicador de mal sabor, es un compuesto tóxico y eliminarlo es el propósito de las vinícolas (Armas, Bolaños , & et all, 2015).

Como factor organoléptico puede entenderse como un vector de defecto que al superar el umbral de la detección olfativa confieren notas olfativas agradables al ser humano, hasta la fecha se ha determinado más de 100 compuestos sulfurados de los cuales los tioles y mercaptanos son los más apestosos.

En torno al costo que ciertos vinos pueden alcanzarse puede decir que el factor costo se ve claramente relacionado con el tipo de tratamiento que se dé a los sulfuros provenientes del viñedo y en especial con respecto al origen del sulfuro de hidrógeno en los mismos.

El origen puede ser natural o tradicional cuando procede de cepas de levaduras que pueden ser del tipo Advantage, Platinum Distinction o de origen laboratorial que abarata costos a la industria vinícola, pero puede afectar al producto por poseer trazas e impurezas generadas en la síntesis. Estos tratamientos pueden hacer que un vino tenga costos elevadísimos por su calidad artesanal, las levaduras forman dicho compuesto a través de procesos metabólicos que transforman compuestos inorgánicos como sulfatos y sulfitos e incluso orgánicos como la cisteína y el glutatión de la uva así lo manifiesta (Armas, Bolaños , & et all, 2015).

Ilustración 13 Sulfuros como el DMS pueden afectar el sabor del vino.

Mercaptanos y dimetil sulfuro como indicadores de GLP (gas licuado de petróleo)

 

     El dimetil sulfuro (70%) y el tercburtilmercaptano (30%), son industrialmente utilizados como odorizantes del Gas Licuado de Petróleo o GLP, que no es más que el gas de uso doméstico el mismo que al carecer de olor de forma natural debido a su peligrosidad requiere ser olorizado con estas sustancias para alcanzar un olor fuerte como indicador de fuga. Las industrias alimenticias de forma indirecta en ciertos procesos de cocción aún utilizan el GLP como combustible puesto que diversos detectores de fugas de gas responden a estímulos de vectores organolépticos de olor producido por el VIGILEAK 7030 que es el nombrecomercial de la mezcla antes mencionada (Esteves, 2015).

Ilustración 14 GPL odorizado con mercaptanos y sulfuros. (vigileak 7030). (Esteves, 2015)

Con respecto a los mercaptanos se puede decir que sus potentes olores se encuentran presentes como bases de olores desagradables tales como la carne podrida, heces fecales, la orina de animales como el zorrillo, este último factor requiere ser eliminado en la industria de la perfumería, también pueden ser los causantes del mal olor en la boca (halitosis), también se encuentran en productos naturales como ajo, cebolla o semillas de mostaza.

Sulfuros de origen fitoquímico y sus fuentes

 

     Algunos compuestos sulfurados se pueden encontrar de forma natural en ciertos alimentos que presentan olores fuertes, a este tipo de compuestos se les denomina organo sulfurandos y su principal representante es el alilsulfuro por su potente olor así lo afirma (Palencia Mendoza, SN) quien menciona que vegetales del superorden Liliflorae dentro de la familia Alliaceaes que contienen al género Allium cuyos principales representantes son el ajo, cebollas, puerro y cebollín, cabe mencionar que de ellos el ajo y las crucíferas presentan grandes cantidades de sulfuros.

La autora menciona que la incidencia e importancia de estos compuestos tienen la acción de bloquear y suprimir la carcinogénesis, alteran lípidos séricos y la agregación plaquetaria (cicatrizantes). En algunos estudios de puerro, ajo y cebollas o suplementos de ajo, no se observaron efectos sobre el cáncer de mama o pulmón en humanos. En otros se sugiere que el grupo de vegetales Allium puede inducir pemphigus (Palencia Mendoza, SN).

Muchos organosulfurados se han considerado como aditivos alimentarios reconocidos como seguros (GRAS, siglas en inglés), entre ellos: el alil isotiocianato, alil mercaptano, bencil disulfuro, bencil mercaptano, bencil sulfuro, butil sulfuro, dialil disulfuro, dialil sulfuro, dimetil mercaptano, furfuril mercaptano, metil mercaptano, metil 2- metiltiopropionato, propil disulfuro, 2-tienil mercaptano, 2- tieniltiol.

Ilustración 15 Dialil disulfuro presente en ajo y cebollas.

La autora afirma que se demostró la importancia de los grupos alilo en oposición a los grupos propil saturados para los efectos de los compuestos organosulfurados sobre la carcinogénesis en el consumo de alimentos que los contenían. Varios compuestos organosulfurados fueron examinados por su capacidad de inhibir la carcinogésis inducida por nitrosodietilamina, y el más potente fue el dialil-disulfuro el cual redujo los tumores de estómago hasta un 90%. El dialil disulfuro dietético también disminuyó el número de adenocarcinomas de colon inducidos por azoximetano en ratas. Parece ser que los compuestos que tienen el grupo alilo son más efectivos en la quimio-prevención del cáncer que los que no presentan este grupo (Palencia Mendoza, SN).

 

DISCUSIONES Y CONCLUSIONES

 

     El presente informe de investigación ha abarcado desde un eje aplicativo la importancia de la presencia de los éteres, epóxidos y sulfuros que se relacionan con la industria alimenticia y sus derivados. Se ha identificado que pueden estos compuestos relacionarse de forma directa al encontrarse intrínsecamente en los alimentos como es el caso de sulfuros en vinos y cebollas, o a su vez que pueden estar relacionados desde otros ámbitos industriales como lo es el uso de plaguicidas, como el caso del éter de heptacloro causante de múltiples enfermedades y de tipo carcinogénico; por otro lado, se ha mencionado el potencial uso del dialil disulfuro como agente anticancerígeno. Sin duda el conocimiento de este tipo de compuestos aperturan la comprensión de estos en el sector alimenticio y agroindustrial puesto que se encuentran en gran parte de los procesos de control y aseguramiento de la calidad

 

REFERENCIAS

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Usos y Aplicaciones de los Éteres, Epóxidos y sulfuros.

ÉTERES Y EPÓXIDOS

Definición: Los éteres son el producto de la unión de dos radicales alquílicos o aromáticos a través de un puente de oxígeno -O-; es decir de manera general y según menciona (Ardila, 2013) los éteres son compuestos que tienen un átomo de oxígeno unidos a dos radicales hidrocarbonados. La mayoría de los éteres son líquidos volátiles, ligeros e inflamables, solubles en alcoholes debido a tener una gran similitud en su estructura; son compuestos inertes y estables desde el punto de vista químico. Por sus radicales pueden clasificarse como:

• Alifáticos: R-O-R, siendo ambos R radicales alquílicos.
• Aromáticos: Ar-O-Ar´, siendo Ar y Ar´ radicales arílicos.
• Mixtos: R-O-Ar, posee en uno de sus extremos un radical alquílico y en otro un radical arílico.

Adicionalmente y dependiendo de sus radicales, el éter puede ser considerado simétrico si dichos radicales con iguales o asimétrico si sus radicales son distintos; en la Ilustración 1 podrá identificar algunos ejemplos de éteres.

Ilustración 1 Ejemplos de éteres. Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Nomenclatura_de_funciones_org%C3%A1nicas_con_ox%C3%ADgeno

 

Son múltiples las aplicaciones que pueden tener los éteres la más utilizada es como solventes orgánicos de aceites y grasas; así como analgésicos. El presente trabajo de investigación profundiza las diversas aplicaciones y usos de los Éteres.

Usos y Aplicaciones Industriales de los Éteres

1. Disolventes industriales: (Armas, Bolaños , & et all, 2015) mencionan que los éteres son sustancias capaz de disolver gran cantidad de sustancias polares y no polares esto se debe a que poseen puntos de ebullición muy bajos lo que otorga

   

   Ilustración 2 Etilen Glicol Etil (EGE) éter. Solvente de resinas. Fuente: (Produk Perusahaan Tender S.A., 2015)

   cierta facilidad la separación de productos mediante evaporación. Por las características que presenta tanto en sus propiedades químicas como físicas, es empleado principalmente como disolventes para la fabricación de polímeros de celulosa, sin embargo existe cierto nivel de peligrosidad principalmente con el dietil éter por ser inflamables, motivo que ha llevado a las industrias a buscar nuevos disolventes. Los éteres como disolventes son empleados en la síntesis de reactivos de Grignard. Adicionalmente en la industria de acabados y maderas los éteres son empleados como disolventes y catalizadores de resinas y ceras como muestra la lustración 2.

2. Medio para condensar: uno de los usos más difundidos según (Ardila, 2013) es la utilización de éteres para concentrar ácido acético y otros ácidos, principalmente en procesos químicos que requieren ácido acético en altos niveles de pureza y no precisamente para consumo humano. La utilidad radica en que aumenta la concentración de cualquier sustancia ácida por condensación.

3. 

   Ilustración 3 Condensación de sustancias (ácidos) en éter.

• Medio de arrastre: para la deshidratación de alcoholes etílicos e isopropílicos. Ya que interactúa con el Hidrógeno del radical hidroxilo, permitiendo su deshidratación. Desde otra perspectiva de arrastres, los éteres son ampliamente usados como medios de arrastre para la extracción de principios activos de plantas y animales(Armas, Bolaños , & et all, 2015), debido a su fácil eliminación como muestra la ilustración 4.

  

  Ilustración 4. Equipo de extracción Soxhlet

5. Hacia el año 1842, fueron usados como los primeros analgésicos principalmente el éter di etílico, aunque en la actualidad ha sido sustituido por hidrocarburos fluorados que presentan menos riesgos de exposición.(Armas, Bolaños , & et all, 2015)
6. Polímeros diversos: los éteres presentan alta resistencia a altas temperaturas pese a que sus puntos de ebullición tienden a ser bajos (Wade, 2004). Esta característica permite que sean retardadores de llama, sin comprometer su fuerza que en términos generales permite que sea utilizado como un retardante de llama. Su estabilidad a la hidrólisis permite su uso en aplicaciones médicas que requieren autoclave así como en procesos que comprenden manipulación de microorganismos autoclavables o mecanismos que incluyan arrastre de vapor, lo que en definitiva los hace claves para la formación de polímeros.

Sus principales representantes son las poliétersulfonas o PES, representadas en la ilustración 5. Este tipo de polímeros son utilizados como termoplásticos donde el producto más popular es el Udel fabricado por la corporación Union Carbide, este se comporta como los policarbonatos siendo muy resistible y estable en altas temperaturas. El uso más frecuente de este tipo de polímeros es la fabricación de émbolos y filtros de jeringa. Según mencionan (Armas, Bolaños, & et all, 2015) este tipo de polímeros presentan una subunidad aril –SO2-arilo lo que identifica como tal una sulfona. Sin embargo su alto costo hace que tengan usos especializados normalmente para reemplazo superior de policarbonatos, recubrimientos e insumos médicos.

Ilustración 5 En la parte sup. Estructura del polímero poli éter sulfona. En la zona Inf. Se aprecia filtros de jeringa elaborados con dicho polímero. Fuente: (Interempresas, 2012)

Finalmente cabe mencionar con respecto a las poliétersulfonas que son capaces de formar en conjunto verdaderas membranas que industria son reproducibles y controlables con pequeños poros de hasta 40 nanómetros. Se usan para conducir flujos de sustancias en hemodiálisis, recuperación de aguas residuales, procesamiento de alimentos, bebidas y separación de gases; ya que soportan grandes presiones sin gran deformación en sus poros.

Ilustración 6 Recubrimiento de un frente de camión con resina de poliéter fenólico y fibra de vidrio. Fuente: (Mariano N., 2011)

• Poliéteres fenólicos: al igual que los anteriores, estos polioxifenólicos, familia de los éteres; son plásticos resistentes a altas temperaturas con la particularidad de ser muy buenos aislantes térmicos y eléctricos por lo que son muy utilizados en planchas de diversos electrodomésticos y automóviles como muestra la ilustración 6.

7. Éter fenílico: este compuesto presenta alto punto de ebullición a diferencia de otros éteres y no deja de ser estable. Esta característica hace que sea usado como calefactor de fluidos o líquido calefactor en diversas industrias como sustituyente de vapor de agua a presión, principalmente en aquellas donde el vapor de agua puede presentar un riesgo si reacciona con otras sustancias como es el caso de la fabricación de ácidos a escala industrial; dicho de manera simple, cumple la función opuesta a la de un refrigerante, es decir, es un anticongelante. (Armas, Bolaños, & et all, 2015). Se recomienda su almacenamiento en frascos o contenedores plásticos  por evitar su deterioro por la fricción, vibraciones y golpes.

 

8. Según (Vollhardt, 1994) el tetrahidrofurano o THF por sus siglas es un compuesto orgánico heterocíclico, se presenta como un líquido transparente de baja viscosidad, presenta un olor característico parecido al de dietil éter. Se clasifica como éter siendo uno de los más polares de su grupo. El THF es un solvente dipolar aprótico protofílico (capaz de aceptar protones, dados los pares de electrones no compartidos del átomo de oxígeno que le dan características de base de Lewis), con una constante dieléctrica de 7,6 (a 25 °C). El THF es el análogo completamente hidrogenado del compuesto aromático furano.

                   8.1 APLICACIONES Y USOS

• Solvente de polaridad de carácter aprótico.
• Sustituyente del dietil éter cuando se requiere incrementar puntos de ebullición.
• Usado en procesos de hidroboración de alquenos.

Ilustración 7 INF. Una representación 3D del THF, SUP. Se muestra el THF comercial como pegamento de tubos PVC. Fuente: (Pérez, 2011)

• Disolvente para reactivos de Grignard.
• Disolvente del caucho por lo cual es importante en la industria de polímeros.
• Disolvente de resinas, plásticos en tintes, pinturas, barnices, pegamentos, recubrimientos.
• En la industria de alimentos es utilizado en la fabricación de envases.

Ilustración 8 Éter metil ter butílico en gasolinas producidas por Petropar (Paraguay). Fuente: (Grupo AJ Viersi, 2014)

• Éter Metil terc Butílico: muy toxico para los seres humanos y otros seres vivos, sin embargo tiene un poderoso uso industrial mezclándose con isobutileno y metanol desde los años 80`s se ha usado como aditivo sintético para incrementar o mejorar el octanaje de la gasolina sin plomo(Grupo AJ Viersi, 2014).

10. Éter Corona: Son los compuestos orgánicos que tienen varios éteres en su estructura y forman un ciclo. Los éteres corona imitan el comportamiento de las enzimas; estos reconocen los iones alcalinos dependiendo del tamaño de su cavidad oxigenada, que atrae la carga positiva del metal. Esto implica que funciona como un catalizador; hace posible algunas reacciones, e incrementa el rendimiento de otros. Son catalizadores de transferencia de fase. Se usan para transferir compuestos iónicos a una fase orgánica o de una fase orgánica a una fase acuosa, Este éter puede usarse para anestesiar garrapatas antes de eliminarlas de un cuerpo animal o humano. La anestesia relaja a la garrapata y evita que mantenga su boca debajo de la piel. (Daiza, 2016)

Ilustración 9 CALCIMICINA usada para enfermedades parasitarias en ganado vacuno. Fuente: (Aguirre, 2018)

Uso de epóxidos en la industria de los alimentos

La mayoría de las sustancias antimicrobianas en los alimentos tienen un efecto más inhibidor que letal, hay excepciones con los óxidos de etileno y propileno. Los epóxidos son ésteres cíclicos reactivos que destruyen todas las formas de microorganismo, incluyendo esporas y virus, es decir, son esterilizantes químicos usados en alimentos de baja humedad y en los materiales de envasado aséptico, para lograr el contacto directo con los microorganismo son utilizados en estado de vapor; después de una exposición adecuada, el epóxido residual no reaccionante se elimina por medio de una corriente de aire (Puello Cabarca, 2016)

1. Resinas epoxídicas; La polimerización de un epóxido con un dialcohol o difenol produce un poli éter. Las resinas epoxis utilizados en la industria se obtienen por polimerización de la epiclorhidrina en el bisfenol en medio básico. El grado de polimerización (n) depende de la relación epiclorhidrina /bisfenol (con un exceso de epiclorhidrina n aumenta). Con la reacción propuesta en la ilustración 10, se obtiene prepolímeros de PM no muy alto (líquidos viscosos o sólidos) que tienen grupos epoxi terminales y grupos OH en la cadena. Los polímeros se convierten en resinas duras mediante el “curado”. El curado consiste en la polimerización cruzada mediante reactivos bio trifuncionales, llamados endurecedores, que al reaccionar con los grupos epoxi terminales y con los grupos –OH interiores forman puentes entre las cadenas. De este modo se producen, al azar, redes macromoleculares tridimensionales muy resistentes. Los reactivos o endurecedores más utilizados son Dietilentriamina (DETA), Trietilentetraamina (TETA), Anhídrido ftálico.

Ilustración 10  polímeros epóxidos.

Las resinas epoxi tienen propiedades técnicas muy valiosas: resistencia química, térmica y mecánica y son buenos aislantes eléctricos. Se utilizan para lacas y esmaltes, para recubrimiento de metales y de pisos de laboratorio y fábricas químicas; por colada, se fabrican piezas eléctricas, y algunas compañías las utilizan, con rellenos de sílice, en sustitución de la porcelana para los aisladores de líneas eléctricas; también se usan para fabricar láminas para circuitos impresos y placas reforzadas con fibras de vidrio. Además, son el adhesivo más eficaz para cerámica, vidrio, metales,etc. (Araldit) y por ello se usan en la construcción y en pequeños dosificadores, en el hogar; en general, el prepolímero y el endurecedor se venden separados y se mezclan en el momento de su aplicación. Es un producto caro y su uso se limita a casos de especial exigencia. Algunas Industrias utilizan tetrabromo-bisfenol como copolímero para obtener resinas epoxi resistentes al fuego. (Yúfera, 1996)

2. Los alcoholes alílicos se convierten en epóxidos por oxidación con hidroperóxido de terc butilo en presencia de ciertos metales de transición. El aspecto más importante de esta reacción, que se llama epoxidación de Sharpless, es su alta enantioselectividad cuando se hace usando una combinación de hidroperóxido de ter-butilo, isopropóxido de titanio(IV) y tartrato de dietilo. La epoxidación Sharpless se ha adaptado para la preparación, en gran escala, de la hormona sexual (+)-disparlure, que se usa para controlar infestaciones de polilla, y de (R)-glicidol, intermediario en la síntesis de fármacos con actividad cardiovascular, llamados beta-bloqueadores. (Carey, 1997)
3. En la actualidad en relación con los epóxidos existen diversos estudios que proponen extraer epóxidos de ciertas semillas que contienen estas sustancias para el uso industrial, no precisamente en el campo alimenticio. Por ejemplo la producción de epóxidos provenientes de la soya común con ácido per acético generado in situ mediante procesos de catálisis homogénea. Esta investigación indexada publicada en 2010 propone el uso de aceites vegetales que se ha convertido en una excelente alternativa para la sustitución de productos de origen petroquímico. Los epóxidos obtenidos a partir de estos aceites se utilizan ampliamente como plastificantes y estabilizantes del PVC y como materia prima en la síntesis de polioles para la industria del poliuretano. Este trabajo presenta la obtención del epóxido de soya utilizando un catalizador homogéneo en un reactor agitado mecánicamente, a condiciones isotérmicas. Se obtiene como mejor resultado un contenido máximo de oxígeno oxirano de 6,4 %, usando concentraciones de peróxido de hidrógeno (25%de exceso molar), ácido acético (5% p/p) y ácido sulfúrico (2% p/p) a 80°C.(Boyacá & Beltrán, 2010)

Ilustración 11 Epóxidos recuperados de la soya. Imagen tomada de (Boyacá & Beltrán, 2010)

Aplicaciones industriales de compuestos sulfurados (Tioéteres)

Ilustración 12 Composición química del vino. Fuente: (DeVinoenVino, 2016)

• Adsorción de azufrados del petróleo utilizando nanopartículas de oro soportadas en fique: de manera general se sabe que el petróleo presenta rachas de azufre presentado en diversas estructuras dado su polimorfismo que representa un 0% a 2% de su composición total en peso, sin embargo su presencia causa verdaderos problemas en las refinerías por lo que se requiere sean retirados previamente a la refinación petrolera para cumplir con los estándares ambientales requeridos (Armas, Bolaños , & et all, 2015). Los Mercaptanos (H-SR), sulfuros (R-S-R) y polisulfuros (R-S-S-R) son capaces de eliminar rachas de azufre presentes en el petróleo, y su estabilidad permite extraerlos fácilmente por fraccionamiento he hidrotratamiento.

2. Compuestos azufrados volátiles en vino: estos compuestos azufrados tienen un papel importante en la industria vinícola, debido a que son quienes le dan aroma característico a la sustancia, siempre y cuando sean ligeros por eso se exceptúa el DMS por su nivel tóxico, éstos son simplemente vectores de defectos organolépticos que al superar el umbral de la detección olfativa

Ilustración 13 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996917308864

• confieren notas olfativas agradables al ser humano. (Armas, Bolaños , & et all, 2015). En la ilustración 12 se puede apreciar la composición del vino donde efectivamente se demuestra la existencia de azufre en el vino cuya utilidad es dar su particular aroma, especial los tioles varietales ya que aportan al frescor del vino al contrario el DMS es indicador de mal sabor y reducirlo es el propósito de las vinícolas. Y entornos al costo elevado de vinos sofisticados puede deberse al tratamiento de H₂S que se le dé, porque dicho sulfuro de hidrógeno puede tener dos orígenes uno sintetizado en laboratorio no recomendado para vinícolas por costos en comparación a una forma más tradicional de obtención de sulfuro de hidrógeno que es por medio de cepas de levaduras Advantage, Platinum Distinction; mismas que hacen del vino un producto más artesanal y fino; aunque no precisamente más barato; las levaduras forman dicho compuesto a través de procesos metabólicos que transforman compuestos inorgánicos como sulfatos y sulfitos e incluso orgánicos como la cisteína y el glutatión de la uva.(Armas, Bolaños , & et all, 2015)

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Datos curiosos de la química (Parte III. 16-30)

Las personas conocemos muchas sustancias químicas por sus nombres comunes o comerciales, a otras sustancias las conocemos por sus usos prácticos así por ejemplo:

16.- El bicarbonato de sodio (NaHCO₃) lo conocemos como polvo para hornear en todo lo que tiene que ver con panificación y repostería sin embargo  y como un tip, puede ser utilizado para eliminar malos olores de su refrigerador!

17.-  La sal común que utilizamos en la comida a diario es el Cloruro de Sodio (NaCl) y a su vez el azúcar es ni más ni menos que la sacarosa (C₁₂H₂₂O₁₁).

18.- El vinagre es el ácido acético (CH₃COOH), y su uso es universal en la cocina, ya que sirve de aderezo para ensaladas, sin embargo, se sabe que suele ser empleado para ciertas practicas de aseo y limpieza.

Ácido acético o etanoico.

19.- La “Cal Viva”, es el óxido de calcio (CaO), que se utiliza para blanquear las fachadas y para la elaboración del cemento…etc.

20.- Los elastómeros se caracterizan por su elasticidad y resistencia a los agentes químicos y al calor. Las fuerzas intermoleculares suelen ser débiles. Por su semejanza estructural con el caucho natural se denominan cauchos sintéticos.

21.- Las Fibras, utilizadas como material textil reemplazando o complementando a las fibras naturales como el algodón, lana o seda. Se caracterizan por tener buenas propiedades que no todas las fibras naturales son capaces de conceder, por ejemplo presentan mayor resistencia a la tracción y a la formación de arrugas así como resisten con mayor eficiencia el desgaste, pueden presentar mayor ligereza, poca absorción de la humedad… entre otras más.

22.- la mezcla de gasolina y aire constituye el inicio de una importante reacción de combustión capaz de producir energía para la movilidad de vehículos principalmente, esta mezcla debe comprimirse en el motor antes que una chispa de la bujía provoque su explosión. Si la combustión explota en el interior del cilindro antes de que los pistones hayan acabado  su recorrido, se dice que se ha detonado. Esto origina una pérdida de potencia y es muy perjudicial para el motor.

23.- La química orgánica estudia los compuestos que contienen carbono. Lo curioso: hoy en día se conocen alrededor de unos 2 MILLONES  de compuestos frente a unos 123 MILLONES que NO CONTIENEN CARBONO.

24.- Con respecto a algunos alquinos, pueden encontrarse en algunos medicamentos, los llamados “citostáticos” y suelen ser empleados en personas que sufren de cáncer.

25.- CRAQUEO: este procedimiento, de gran importancia en la industria petroleoquímica consiste en transformar los alcanos superiores en alquenos y alcanos de menos masa molecular.

26.- Los alquinos pueden utilizarse en la síntesis de polímeros, semiconductores,  con propiedades parecidas al silicio, pero elásticos.

27.- Los cicloalquenos se utilizan para la generación de polímeros en medicina y odontología como materiales de relleno de las piezas dentales.

28.- El acetileno se emplea como materia  prima para la obtención de ácido acético y fabricación de monómeros que suelen ser utilizados en el proceso de fabricación de cauchos sintéticos y plásticos.

29.- El grado alcohólico de algunas bebidas populares oscila en los siguientes rangos:

TIPO DE BEBIDA	CONCENTRACIÓN ALCOHÓLICA
TEQUILA	50-60%
WHISKY Y VODKA	40-50%
AGUARDIENTE	25-35%
VINO	8-12%
CERVEZA COMÚN (NACIONAL E IMPORTADA)	4-14%

30.- Debido al par de electrones libres del nitrógeno, las aminas tienen alta reactividad. También forman parte de diversos sistemas bioquímicos formando aminoácidos, proteínas, alcaloides y vitaminas. Son utilizados en la industria farmacéutica para la síntesis de analgésicos locales. Un derivado de las aminas es la penicilina.

Generación de Hidrógeno a partir de residuos de Banano

Objetivo General.-

Generar fuentes ilimitadas de energía, dando valor agregado a nuestros recursos naturales, a partir de la biomasa proveniente de los residuos del banano.

Objetivos Específicos.-

-Evaluar la actividad del hidrógeno y sus efectos en la naturaleza.

-Caracterizar los residuos de banano evaluando su composición nutricional.

RESUMEN

Las bananas son una fuente importante de ingresos para más de cien países. Pero por cada tonelada que se cosecha, se producen diez toneladas de desperdicios. Una investigación de la Universidad de Cuenca en Ecuador busca crear hidrógeno a partir de los residuos de la fruta.

El proyecto consiste en optimizar la biomasa proveniente de los residuos de las plantas de banano sometiéndolos en agua a una temperatura súper crítica, es decir a temperaturas mayores a los 374 grados Celsius y a una presión mayor a los 22,1 mega pascales y luego estos residuos pasan a través de un catalizador que permitirá gasificar el hidrógeno. La importancia del hidrógeno radica en la versatilidad de este elemento como medio de almacenamiento y transporte de energía.

La obtención de hidrógeno significa la generación del producto energético del futuro, que reemplazará los combustibles provenientes del contaminante petróleo responsable del cambio climático y el calentamiento global. Generar fuentes ilimitadas de energía, dando valor agregado a los recursos naturales, es un gran aporte para el cambio de la matriz productiva de cualquier país.

No es la primera vez que investigadores desarrollan técnicas para obtener combustible a partir de los residuos de banano, por ejemplo investigadores ingleses proponen usarlo como sustituto de la madera. Un grupo de agricultores frutícolas de Australia busca convertir los residuos de banano en electricidad o combustible. Alex Livingstone, gerente de Growcom, entidad desarrolladora del proyecto, señala que “si el producto es ampliamente comercializado, éste podría reducir los costos de operación y beneficiar a los países productores de banano en vía de desarrollo.”

Estructura y características del hidrógeno:

El hidrógeno es la forma más simple de un átomo y se cree que el más abundante, ya desde los primeros momentos después del Big Bang. Descubierto en el año 1766, por el físico-químico británico Henry Cavendish, fue nombrado a partir del griego Hydro (agua) y Gen (generador), pues como todos sabemos, al combinarse con oxígeno forman agua. Se trata de un elemento químico incoloro, inodoro, de tipo gaseoso y no metálico, además, su masa atómica es tan ligera (1,00797) que no existe ningún otro elemento químico más liviano que el hidrógeno.

Además de representar las tres cuartas partes de la materia del universo, se estima que el hidrógeno reŕesenta más del 90% de los átomos de nuestro planeta. El hidrógeno juega un papel fundamental en la alimentación del universo, tanto a través de la reacción protón-protón como en el ciclo carbono-nitrógeno. En los procesos de fusión de hidrógeno estelar, se liberan cantidades masivas de energía a través de la combinación del hidrógeno para formar helio.

Júpiter, al igual que muchos otros planetas gaseosos de gran tamaño, están compuestos mayoritaria y especialmente por hidrógeno. A una profundidad determinada, en el interior del planeta, la presión es tan grande que el hidrógeno molecular sólido se convierte en hidrógeno metálico sólido. Aunque el hidrógeno en estado puro es un gas sumamente liviano, hay un poco de éste en la atmósfera, éste es tan ligero que si no se combina, alcanza en sus colisiones las velocidades suficientes como para ser expulsadas de la atmósfera fácilmente.

Las estrellas, al nacer, se componen de hidrógeno en forma de plasma , pero éste es muy escaso en nuestro planeta. Aquí en la Tierra, el hidrógeno es producido principalmente a partir de la combinación de oxígeno en el agua, aunque también puede estar presente en distintos tipos de materia orgánica, como en plantas, petróleo y carbón.

Otros datos:

• Número atómico: 1
• Peso atómico: 1,00794
• Símbolo atómico: H
• Punto de fusión:-259,34° C
• Punto de ebullición: -252,87° C

 

PROPIEDADES DEL PLÁTANO

• El plátano contiene hidratos de carbono saludables, fáciles de digerir y es nulo el contenido de grasas.
• Es muy energético y está lleno de nutrientes que calman y levantan el ánimo.
• Los plátanos reducen la fatiga y el síndrome pre-mensual.
• Alivian la irritabilidad, reduce la depresión y fomenta el sueño.
• Protege contra la hipertensión arterial y la retención de líquido.
• Ayuda en caso de diarrea en que se haya perdido potasio.
• Tiene un alto contenido de triptófano, aminoácido que el organismo transforma en serotonina, neurotransmisor que mejora el estado de ánimo y estimula la relajación. (licata, 2012)

COMPONENTES DEL PLÁTANO

Como fuente nutricional el plátano aporta de la siguiente manera:

FUNCIÓN DEL HIDRÓGENO EN EL PLÁTANO

El hidrógeno es un elemento esencial para la fertilidad de suelos y nutrición mineral del cultivo de banano.

HIDRÓGENO. Componente de carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.  El hidrógeno (H) principalmente forma parte de la composición del agua. El agua es un componente imprescindible en la reacción química de la fotosíntesis. Constituye también el medio necesario para que se puedan disolver los elementos químicos del suelo que  las plantas deben utilizar para construir sus tejidos.  El hidrógeno, a través de los llamados puentes de hidrógeno, sirve también para unir las distintas fibras (celulosa) de la pared celular.

La producción de un sistema agrícola, en este caso específico sobre el cultivo del banano, depende de la interacción intrínseca de tres componentes: suelo-planta-clima. En vista que el suelo es un factor importante en la producción del cultivo, merece toda la atención de nuestra parte para conocer a fondo y en forma detallada el estado de su fertilidad, es decir la disponibilidad promedio que presenta para cada uno de los nutrientes esenciales que el cultivo requiere

OBTENCIÓN DEL HIDRÓGENO A PARTIR DE BIOMASA DE LOS RESIDUOS DE PLÁTANO

El proceso consiste en tomar bananos dañados o sus tallos y romper los hidratos de carbono en ausencia de aire, produciendo una mezcla de metano y dióxido de carbono. El biogás obtenido del proceso, resultó ser un sustituto adecuado para el combustible diesel en motores de combustión, con 40% de metano y pequeñas cantidades de sulfuro de hidrógeno y otros contaminantes. Growcom se dio a la tarea de aplicar estos resultados en la granja de una manera práctica y funcional a través de un digestor, procurando el uso de materiales bastante fáciles de obtener, y sin ningún tipo de control científico en su funcionamiento.

Resulta importante que el sistema opere en un entorno agrícola, por lo que se construyó un digestor, se colocó materia prima en él, y se produjo metano; el metano a su vez es utilizado para alimentar un generador bastante considerable y también para alimentar algunos vehículos.

El producto era un digestor anaeróbico de 460.000 litros con la capacidad para procesar 2.500 toneladas de banano por año, produciendo 85.000 metros cúbicos de metano. Growcom estima que con este nivel de producción de biogás, se podría generar continuamente 35kw de poder o satisfacer las necesidades de combustible de 100 vehículos convertidos a gas.

Livngstone comenta que “los beneficios son altos para el desarrollo de las naciones, ya que la tecnología también reduce los gases de efecto invernadero, normalmente, la materia prima se lanza de nuevo en el campo y se deja descomponer, así que esto reduciría los gases de efecto invernadero y permitiría ahorro de energía. También se puede usar el agua del digestor para fertilizar, obteniendo los nutrientes de vuelta en el suelo, pero de una manera muy controlada”. Esta nueva técnica para el manejo de residuos, puede ser una idea de negocio para muchos empresarios productores y exportadores de banano. El disponer de opciones para la producción que relacionen la disminución de costos con manejo de residuos, sin duda contribuye con la percepción que puede tener la demanda internacional de los productos. Por lo anterior, el empresario debe estar siempre a la vanguardia de los procesos tecnológicos que contribuyen con las mejoras en sus procesos productivos y energéticos, más aún si estos son para la generación de combustibles amigables con al ambiente.

La industria bananera nacional produce un significativo volumen de biomasa como desecho, generada a partir del banano que no cumple los requerimientos internacionales para su exportación; este banano denominado de “rechazo”, se ha convertido en una problemática medioambiental de grandes proporciones. A pesar que una considerable parte de este banano se utiliza para suplir la demanda interna, la cantidad remanente es tal (6.5-10.8 ton/año*ha) que se ha recurrido a los procesos de compostaje para su disposición final.

En este banano de rechazo, rico en almidón, puede ser utilizado como sustrato para procesos fermentativos que permitan el máximo aprovechamiento energético, a través de la generación de etanol y/o metano. La transformación de residuos en sustratos reutilizables resulta ser una apropiada alternativa para el manejo medioambiental de desechos, favoreciendo así la producción masiva de energía, el mejoramiento de suelos y el aprovechamiento final de estos residuos, cerrando el ciclo productivo.

Adicionalmente les comparto este video, que les explicará cómo aprovechar los residuos orgánicos con la finalidad de producción del biogás:

 

HIDRÓGENO COMO COMBUSTIBLE

¿Por qué?

Primero por prevención ante el posible agotamiento del petróleo, donde el hidrógeno destaca por sus propiedades específicas. Donde se observa que el hidrógeno posee tan solo un protón y un electrón, y son los más abundantes porque en el Universo se halla compuesto por cerca del 73.9% según Escalante, Carigi y Gasque (2011) en su artículo el origen de los elementos en tres actos. Además el hidrógeno no es una fuente de energía primaria, sino solo un vector energético (sustancias que almacenan energía para posteriormente liberar de manera controlada) y su principal ventaja es que al combustionar produce agua, lo que significa evitar la emisión de gases de efecto invernadero (CO2, CH4, Clorofluorocarbonos, N2O).

Una de sus propiedades importantes es la energía específica de su combustión. Su valor es de 120 mega julios por kg en comparación con 50 MJ/kg del gas natural o con 44,6 MJ/kg del petróleo. Esto se contrapone a la baja densidad que presenta tanto como gas como licuado y a las dificultades de almacenamiento para sus aplicaciones al transporte.

El hidrógeno es el primer elemento en la tabla periódica y posee el carácter de ser el elemento más liviano, es difícil encontrarlo en su forma pura de H2 y el principal carácter es el calor de la combustión que le permite al hidrógeno actuar como combustible.

Usos potenciales

Los motores de vehículos y hornos pueden adaptarse para utilizar hidrógeno como combustible.

Uso de celdas de combustible que tiene una eficiencia 2,5 veces mayor que si se quema hidrógeno en un motor térmico. Es un sistema electroquímico que convierte directamente la energía química del hidrógeno al reaccionar con oxígeno en electricidad. El modelo más sencillo de pila consta de dos electrodos, un ánodo, negativo, y un cátodo, positivo, ambos con platino como catalizador separados por un electrolito. El hidrógeno entra en la pila por el ánodo y allí se disocia en iones hidrógeno y electrones. Los iones hidrógeno pasan a través del electrolito hasta el cátodo. Los electrones del ánodo emigran por un circuito exterior hasta el cátodo donde reaccionan con los iones hidrógeno y el oxígeno para dar agua.

Conclusiones y recomendaciones.-

La obtención de hidrógeno para el país significa la generación del producto energético del futuro, que reemplazará los combustibles provenientes de las reservas de petróleo. Con este método vamos a tener un mejor manejo económico es decir menos costos y el combustible va a estar en menor porcentaje de contaminación

No desechar por completo los residuos de banano, ni de ningún residuo orgánico sino guardarlos para posteriormente reutilizarlos para la elaboración de biogás y fertilizantes orgánicos.

Bibliografía

Licata, m. (25 de septiembre de 2012). zonadiet.com. Obtenido de http://www.zonadiet.com/comida/platano.htm

Américo, H. (s.f). Univesidad Nacional de la Plata. Obtenido de http://www.inifta.unlp.edu.ar/extension/Hidrogeno.pdf

Escalante, S., Carigi, L., & Gasque, L. (2011). Universidad Autonoma de Mexico. Obtenido de http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Elorigendeloselementosentresactos_30104.pdf

Gutiérrez, L. (2005). EL HIDRÓGENO, COMBUSTIBLE DEL FUTURO. Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, 49-67.

Precursores de la Medicina Latinoamericana (Parte II: José Mutis y Bosio)

     Continuando con la recopilación histórica realizada por el Dr. Plutarco Naranjo (✞), es el turno para un ilustre personaje representante de la hermana República de Colombia, el español José Celestino Mutis y Bosio, un importante médico que entregó su tiempo y pasión científica al entonces Reino de la Nueva Granada, y cuyo esfuerzo trascendió a lo que hoy constituye la República de Colombia, si dudarlo su trabajo llena de orgullo al país cafetero; adicionalmente quisiera compartir con ustedes el documental que detalla su obra en concreto, espero que lo disfruten tanto como yo.

José Celestino Mutis y Bosio

(1732-1808)

José Celestino Mutis y Bosio nace en Cádiz – España de una noble familia, su vida y obra, que hasta cierto punto puede considerarse “ad honorem”,  hoy en día se entiende como uno de los mayores aportes realizados al ámbito de la ciencia generada desde aquí, desde Latinoamérica, entregada al mundo entero, sea por su contexto histórico, el valor científico que posee o simplemente la enorme valía artística que se plasma en cada una de las láminas que componen la totalidad de su obra.

Precisamente por ello y con justo homenaje, el escritor y científico colombiano,  Luis López de Mesa, quien fuera Ministro de Relaciones Exteriores de Colombia del entonces presidente Eduardo Santos; se refiere a Mutis en muchas de sus obras como “Maestro protomédico y protomártir por la  libertad americana” (1944).

Médico, botánico, físico, catedrático, matemático y sacerdote eran parte de lo que constituía formación científica y teológica de Mutis; desde jóven se reveló como un hombre de inteligencia y con amplias capacidades muy por fuera de lo común todo ello emparejado con una severidad de carácter inigualable que encajaba perfectamente con su disciplina y amplio sentido de realizar sus actividades con profunda excelencia.  Sus estudios superiores los realizó en las Universidades de Cádiz y Madrid, siendo esta última en donde terminara su doctorado en 1754.

Don Pedro Mesía de la Cerda, capitán del Glorioso.

En muy poco tiempo logró hacerse de un importante prestigio y notoriedad en el aspecto profesional como médico a tal punto que fue solicitado para formar parte de la Real Comitiva que acompañaría al nuevo Virrey, don Pedro Messía de la Cerda,  hasta Santa Fe de Bogotá.

Finalmente Mutis llega hasta Nueva Granada en 1760, en calidad de médico del Virrey Carlos III, sin imaginar que esa tierra que lo acogiera entonces se convertiría en el foco central de todos sus sueños y a la que dedicaría el resto de su prolífica vida.

Como era común en la entonces Colonial de  Bogotá, había mucho por hacerse, para convertirla en un verdadero tesoro de la corona Española, Mutis lo sabía y empezó a ejecutar las nuevas orientaciones de la medicina y se dedicó en concreto a renovar la enseñanza de la ciencia de Esculapio. Sus primeros esfuerzos se centraron en crear y organizar la cátedra de medicina en el entonces célebre Colegio de Nuestra Señora del Rosario, cuna de los primeros médicos colombianos, sin embargo y ante la necesidad extrema de docentes, Mutis quien era todo un académico, sustentó también las cátedras de matemáticas física y astronomía.

Sin embargo, las cuatro paredes que rodean un aula de clases no era el destino que depararía la suerte de Mutis, ya que desde su llegada no pudo dejar de notar la abundancia de la flora del Reino de la Nueva Granada y es en esas selvas y páramos rodeados de exuberante vegetación que construyó su sueño, las plantas notoriamente eran su tentación y soñó con poder describir en detalle todas las especies que comprendían el  reino de la Nueva Granada con el fín de poder difundir sus  usos como aporte para la corona.

Conforme fue desarrollando la observación y colecta de las especies, no tardó en entrar en correspondencia con el renombrado Botánico sueco Carlos Linneo, mismo que quedó maravillado con su trabajo, dado que Mutis no hablaba sueco, ni Linneo español, la correspondencia se realizó en Latín, entorno a ellos se recreó una atmósfera de admiración mutua que cruzó el océano Atlántico; Mutis entre la inmensa variedad de plantas que descubrió quedó muy sorprendido por una en especial y no pudo resistirse en enviar una representación pictográfica a Linneo con el afán de poder clasificarla y nombrarla, esa especie representa toda la obra de Mutis, Linneo por su parte y al tratarse de una especie tan extraña aún para él, dado a que se asemejaba a un verdadero rompecabezas biológico, ya que por un lado presentaba hojas compuestas y por otro compartía rasgos que ponían en tela de duda la familia a la que se le clasificaría, finalmente Linneo rinde homenaje a Mutis bautizándola como Mutisia clematis L. f. representada por Salvador Rizo  a continuación:

 Mutisia clematis. Salvador Rizo fue (Pintor de la Expedición de Mutis)

 

 

Mutisia clematis L.f. (Asteraceae) Colección: Díaz-Granados, Mauricio – 4153

Tiempo, fue un factor que siempre le faltó a José Celestino Mutis para realizar sus trabajos e investigaciones; en mi corta experiencia con botánicos en el Ecuador me atrevo a decir que el tiempo definitivamente es un factor que a todo botánico apasionado le hace falta; sin embargo entorno a Mutis el aspecto social y cortesano siempre fue algo que le repugnó a tal punto que jamás abandonó los hábitos sino más bien encontró una interesante armonía entre la medicina, la meditación y la botánica.

Ya entrado el año 1783, el Virrey Carlos III, cumple el anhelo de Mutis, nombrandolo mediante Cédula Real como Director de la Real Expedición Botánica al Nuevo Reino de Granada, a su cargo estaba el detallar pictográficamente las especies vegetales. Sin escatimar tiempo, esfuerzo, sacrificio; sin extenuación alguna producto de las largas jornadas que él y su equipo de colaboradores realizaban para la colecta de las especies, impertérrito ante el hambre, sed o el sol abrasador del trópico, Mutis trabajó de forma incansable innovando constantemente sus técnicas y las de sus pintores, basándose en técnicas y publicaciones europeas. Dado que Mutis era muy precavido ordenó realizar suficientes copias en tinta china con tal de no permitirse la pérdida de ningún espécimen; el campamento se centró en Santa Fe de Bogotá. La expedición recorrió casi todo el territorio de la Nueva Granada.

En el territorio explorado, realizó investigaciones mineralógicas encontrando minas de oro y plata además colectó miles de plantas (aproximadamente 20.000 especies) mismas que se distribuyen en al menos 50 géneros; así como unas 7000 muestras zoológicas. Por la magnitud de su trabajo el Virrey Carlos III ordenó fiscalizar la obra nombrando como veedor al pintor Francisco Martínez del virreinato de Nueva España, quien conocía las técnicas que requerían las pinturas de Mutis; al examinarlas, quedó asombrado y dió lustre a su trabajo elogiándolo a él y a sus pintores ante el virrey, de esta manera se garantizó apoyo total por parte de la corona ya que el mismo, superaba de por sí el valor científico e incluso artístico por la perfección con la que se estaban realizando las representaciones, afirmando que dicho trabajo sería de mucha ayuda al mundo de la ciencia.

El taller-campamento de Mutis no tardó en convertirse en toda una escuela de grandes referentes de la pintura, por ella desfilaron grandes personalidades que enaltecieron su trabajo, por ejemplo Alexander Von Humboldt,  al enterarse de la expedición decide hacer una parada en Santa Fe de Bogotá con el afán de observar de cerca el trabajo que se estaba realizando donde calificó a Mutis como “el mejor ilustrador botánico del mundo”. La expedición comprendía varias disciplinas, Mutis tenia principal interés por describir diversos usos medicinales de las diferentes especies que colectaba, las que tenían una especial relevancia incluso trasladó y replantó en un Jardín que construyó en el recinto; a la expedición se unió el joven Francisco José de Caldas, científico, botánico y especialmente astrónomo al sentir gran admiración por el trabajo de Mutis decide contribuir desde la parte geográfica, se le nombra responsable de extender la expedición hasta los límites con el Reino de Quito, en Ibarra se reúne con Alexander Von Humboldt y descubren  que compartían en común ciertos métodos de medida para montes, montañas y cerros, su técnica barométrica era muy precisa y a la vez era compartida por Humboldt, gracias a ello adicionalmente Caldas aportó con su hipótesis de que las especies vegetales y su crecimiento depende directamente de la altitud en la que se encuentran, lo que fue de importante ayuda en el trabajo de Mutis.

Ruinas de la casa y jardín botánico del sabio Mutis

La expedición duró 30 años y el gran pecado de Mutis fue no publicar su obra, quizá porque esperaba publicarla en su totalidad, aunque de por sí ya era monumental y tomaría muchísimo tiempo, y es precisamente el tanto tiempo de espera lo que generó ciertas inquinas con la Corte Española por lo que tuvo que publicar una  muy pequeña parte de su obra. Entre tales publicaciones se destacan: “El garcano de la quina” (1793), donde describe los usos del árbol de quina, especie descubierta en Ecuador con la finalidad de curar la malaria (Para mayor información sobre este descubrimiento: Precursores de la Medicina Latinoamericana (PARTE I: Pedro Leiva)), y “Memorias sobre las palmas del Nuevo Reino de Granada” donde hace especial énfasis sobre los diversos usos de aceites esenciales provenientes de palmas así como usos alimenticios, sin embargo la vida  no le alcanzó para ver su obra.

Entre los descubrimientos más importantes fueron encontrar especies de quina en el territorio ya descrito, descubrió el denominado té de Bogotá, describió propiedades diversas del bejuco, procesos de aclimatación para cultivar canela, anís y nuez moscada.

Entre sus colegas y colaboradores estuvo el presbítero Juan Eloy Valenzuela cuya función era ayudar en la colecta y transportación de los especímenes así como informar sobre el consumo del material en calidad de administrativo fue nombrado como subdirector de la expedición; en calidad de oficial de pluma el dibujante Pedro Antonio García y Salvador Rizo, Francisco Javier Matiz figuró como dibujante a lápiz, con el tiempo ganó gran habilidad y se convirtió en pintor; Sinforoso Mutis Consuegra, sobrino de José C. Mutis, quien tiempo después le sucedieran en su obra también colaboró en el aspecto botánico; Francisco Antonio Zea, quien no tenía nada que ver con la botánica por ser periodista, se encargó de la crónica y documentación escrita de la expedición junto a Jorge Manuel Restrepo; Jorge Tadeo Lozano importante naturalista hizo parte en especies de animales y finalmente, el antes mencionado Francisco José de Caldas quien anhelaba sucederle tras su muerte sin embargo se dedicó exclusivamente a aspectos geográficos y astronómicos.

El Gobierno de Colombia imprimió billetes de 20 pesos con la efigie de Francisco José Caldas

Con el tiempo el campamento dejó de ser solo un lugar con fines biológicos, ya que al tener en sus instalaciones, mismas que tiempo después pasaron a bautizarse como  la Fundación del Observatorio Astronómico de Santa Fe de Bogotá, en la que diversos proyectos científicos se crearon, como la Sociedad de Científicos Amigos, a la que pertenecieron los personajes que antes se detalló, allí se empezaron a debatir diversas ideas de la coyuntura política de la Colonia y los distintos acontecimientos que se venían dando en España, haciendo que el observatorio se vuelva una verdadera cuna de próceres para lo que el 20 de julio de 1810 se plantearía como un primer intento de independencia total de España, que no terminó nada bien, puesto que entre 1815-1816, tras diversas guerras civiles se diera la reconquista terminando por fusilar a Caldas y Lozano en el patíbulo.

Por orden de Pablo Morillo y Morillo las más de 6000 láminas terminadas de Mutis más otras 1000 sin terminar que pretendían realizar “La Flora de Bogotá” fueron empaquetadas y enviadas al Real Jardín Botánico de Madrid donde han permanecido hasta la actualidad, por más de un siglo permaneció inerte hasta que gracias al botánico Santiago Díaz Piedrahita (✞), y gracias a un pacto de cooperación entre el gobierno de la República de Colombia y España es que se logró la publicación de 33 volúmenes del trabajo de Mutis con un aproximado de 60-80 láminas por volumen, lo que constituye una de las más grandes y monumentales publicaciones científicas que posee el país cafetalero. Por esta razón Mutis se constituye como un importante personaje colombiano que logró instaurar los inicios de la medicina en Colombia gracias a todos los discípulos que vieron en su sombra paternal la inspiración para tan noble profesión así como botánicos y científicos. Pero también gracias a él crecieron los patriotas y próceres de la independencia, en especial de la manos de Caldas, cuyas últimas palabras antes de su ejecución servirán para terminar este artículo, esperando que sirva para rescatar la memoria de nuestra patria grande, quien dijo:

“España no necesita sabios” Francisco José de Caldas.

BIBLIOGRAFÍA

• Naranjo Plutarco. (1978) Precursores de la Medicina Latinoamericana. Academia de Medicina del Ecuador. Editorial Universitaria. Quito-Ecuador.

 

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Desarrollo histórico de la microbiología

Autores: Johanna Yupangui G. (1) & Alejandro Aguirre F. (2)

(1) Nivelación Académica-UCE : Facultad de Filosofía Ciencias y Letras

(2) Química de Alimentos: Facultad de Ciencias Químicas-UCE

 

     El aparecimiento de los microorganismos data de hace 4000 millones de años, estos han tenido un papel fundamental en la evolución del planeta Tierra; sin embargo, el ser humano apenas lleva alrededor de 300 años de descubrirlos desde la primera vez que fueron observados, por tanto, el estudio de los microorganismos se considera relativamente una ciencia joven que requiere mayor estudio y comprensión, el presente ensayo tiene por finalidad sintetizar el desarrollo histórico del estudio de la microbiología desde su aparecimiento, como parte de las ciencias biológicas partiendo de un enfoque generalista que buscar dar a conocer la importancia de esta ciencia para el desarrollo de la sociedad humana y el ambiente.

Etimológicamente la palabra microbiología proviene de tres raíces griegas que otorgan su significado, la primera “Mikros” que quiere decir pequeño, la segunda “bios” que significa vida y la tercera “logos” que quiere decir ciencia, por lo tanto, la microbiología comprende el estudio de la vida microscópica, sus orígenes se remontan hasta el siglo XVII cuando por primera vez una célula es observada, este acontecimiento marca el inicio de toda una ciencia que comprende a aquello que no podemos ver a simple vista, este hito es atribuido al matemático ingles Robert Hooke (1635-1703) quien en 1665 publica su más importante obra denominada “Macrographia” donde describe 50 observaciones microscópicas apoyando mediante gráficas sus investigaciones, quizá la observación que lo catapultó al reconocimiento científico de la época, fueron las células que observó al realizar un corte en forma de lámina de un corcho, dándose cuenta que existían una especie de celdas entre sí a manera de un panal, a estas cavidades Hook denominó “Células”, sin embargo no logró determinar lo que estas celdas significaban en torno a los seres vivos así lo menciona (Terán, 2016).

 Años más tarde, el holandés Antoni van Leeuwenhoek siendo tan solo un fabricante de lentes demuestra en el año 1684 la existencia de pequeños microorganismos vivientes a quienes bautizó como animálculos o animáculos, Leeuwenhoek observó por primera vez espermatozoides, células sanguíneas y baterías; por este hecho es considerado el descubridor del mundo microbiano, sus observaciones se debieron a que él construyó sus propias lentes biconvexas en platinas de latón como muestra la ilustración 2, las muestras eran colocadas sobre la cabeza de un alfiler y sus lentes conseguían un aumento de hasta 300 veces el objetivo así lo afirma (Terán, 2016). Por otro lado, Leeuwenhoek se dedicó a observar el agua de lluvia, mar y ríos, así como también la saliva humana entre otras sustancias convirtiéndolo en un pionero en el descubrimiento de protozoos, glóbulos rojos, capilares, bacterias en agua y diversas formas de espermatozoides de animales, insectos y seres humanos. Parte del trabajo que desarrolló Leeuwenhoek fue demostrar la existencia de los huevos de gorgojo y pulgas en el maíz entre otras gramíneas, es importante mencionar que en el siglo XVII la idea de que los gorgojos aparecieran en harinas y granos era un fenómeno que se atribuía a un acto puramente espontáneo propio del grano. Adicionalmente describió también el ciclo vital de las hormigas demostrando gracias a su microscopio que larvas (pupas) de hormiga provenían de huevos. Dentro del contexto microbiológico Leeuwenhoek clasifica tres tipos de bacterias: Bacilos, Cocos y Espirilos. Su trabajo puede ser estudiado gracias a su mas importante obra el “ARCANA NATURAE DETECTA” (1695).

Durante cientos de años la sociedad humana atribuía el aparecimiento de ciertas plagas a factores divinos, de hecho, hasta finales del siglo XVII, se consideraba como cierta la teoría de “Generación espontánea” que trata de dar explicación al origen de la vida, esta teoría defiende que la vida compleja sea animal o vegetal puede surgir de forma espontanea a partir de materia orgánica o inorgánica; esta teoría fue descrita por Aristóteles (384-322 a.C.) arraigándola hasta el siglo XVII. Sin embargo y a finales de ese siglo la controversia sobre lo espontáneo empieza a acrecentarse, primero en 1667 el sacerdote belga, Van Helmont, en su afán de demostrar como cierta, la teoría de la espontaneidad decide hacer un “experimento”, este consistía en reunir en una caja un cúmulo de granos y telas viejas en un determinado sitio, al cabo de 21 días exactos al regresar al sitio encontraba allí ratones. Lo cierto es que jamás cerró la caja y el lugar en donde realizó su experimento no fue hermético, por lo tanto, no era irrefutable su experiencia con respecto a la generación espontánea, un año más tarde en 1668 el italiano Francesco Redi (1626–1697) decide refutar y debatir la teoría de la espontaneidad diseñando un nuevo experimento que puso fin a la creencia ya mencionada, este consistió en colocar trozos de carne en tres contenedores iguales al primero lo dejó descubierto, el segundo lo tapó con corcho y el tercero lo cubrió con un pedazo de tela bien atada, al cabo de algunos días observó que en el primero aparecieron moscas y que habían crecido larvas, en los contenedores 2 y 3 no descubrió larvas ni mocas pero si un olor desagradable por tanto determinó que la carne descompuesta puede anidar larvas de mosca pero al no permitirse el contacto con la misma entre insectos y la muestra ésta no se contamina de larvas ya que no se le permite a la mosca colocar sus huevos en ella. De este modo queda rechazada la teoría de la generación espontánea.

Según mención Terán, ya en el siglo XIX y de la mano del brillante francés Luis Pasteur es que la microbiología encuentra sus inicios, este químico y biólogo comenzó investigando procesos de fermentación en vino y cerveza donde determinó que para dicho proceso intervienen irremediablemente bacterias que contribuyen con su metabolismo a la degradación de azúcares permitiendo que estas bebidas se conviertan en alcohólicas como por ejemplo la presencia de la bacteria Saccharomyces cerevisiae,

Saccharomyces cerevisiae

quien es la bacteria responsable de la fermentación de la cerveza. Por otro lado su aporte fundamental para la microbiología fue desarrollar una teoría que defiende que todo ser vivo proviene de otro existente bautizando su teoría como “Teoría de los gérmenes” por otro lado la lista de sus investigaciones es grande siendo de entre lo más destacado sus estudios del crecimiento microbiano de levaduras en 1881 introduciendo por primera vez términos como aerobio y anaerobio al mundo de la biología, desarrollo diversas vacunas, en sí es considerado como inventor de las vacunas, estas salvaron incontables vidas, sus vacunas enfrentaron problemas como el ántrax, cólera, gripe aviar y la más importante y famosa de todas la vacuna contra la rabia. Esta ultima tuvo lugar en su propio Instituto Luis Pasteur en Francia (1888) cuando logra identificar a la batería Rhabdoviridae, del niño Joseph Meister de 9 años salvándose con ella su vida. Introduce finalmente terminología como esterilización mediante diversos trabajos y experimentos que conllevan al desarrollo de procesos como la pasteurización de la leche y finalmente aniquila la idea de la teoría de la espontaneidad con su experimento del “matraz de cuello de cisne”. Por todos estos aportes es que a Luis Pasteur se conoce como el padre de la microbiología (2016).

 

Es importante también mencionar que antes de Pasteur en el año 1798 existe un pequeño evento importante como antecedente a las vacunas y es el descubrimiento de la vacuna contra la viruela desarrollada por Edward Jenner. Posteriormente y gracias a Pasteur diversos médicos en el mundo empezaron a leer sus publicaciones y comenzaron a comprender la importancia de la asepsia en procedimientos médicos y es en 1867 que Joseph Lister quien describe por primera vez principios antisépticos en la cirugía médica. En 1872 gracias al polaco-judío Ferdinand Julius Cohn (1828-1898) es que se propone por primera vez la clasificación de las bacterias por género, especie y variedades, este importante hecho permite que los estudios que se iban dando en la época permitieran tener una primera base de datos sobre las infecciones que podían producirse por géneros y familias de bacterias, adicionalmente aporta describiendo microorganismos patógenos transmitidos por el agua contaminada y su mayor aporte fue el descubrimiento de bacterias resistentes al calor formadoras de endosporas del género bacillus.

En 1881 al simultáneo que Pasteur trabaja con levaduras el alemán Robert Koch se inmiscuye en descubrir métodos de cultivo puros para bacterias. Su legado mas importante son los postulados que llevan su mismo nombre que de manera general sostiene que solo se puede aislar bacterias de individuos contaminados hacia un cultivo puro y que nunca se puede aislar bacterias desde un individuo sano, sin embargo, si se puede contaminar a un individuo sano desde un individuo contagiado, esta práctica la realizó con ratones. Desarrollo el cultivo de bacterias en medios sólidos “agares”, y tinciones para el estudio de bacterias  adicionalmente descubrió el carbunco o ántrax enfermedad proveniente de una bacteria ésta última ha utilizada como arma biológica, en 1882 descubre el bacilar de la tuberculosis y es el primer microbiólogo en lograr aislar dicha bacteria siendo así en 1905 gana el premio Nobel de Medicina (Terán, 2016).

Un factor preponderante de los medios de cultivo es que básicamente ya se habían desarrollado pero no existía un instrumento adecuado para los cultivos así es como en 1877 Richard Petri diseña por primera vez cajas de cristal en forma de circunferencia que permitan realizar los cultivos modificando el cultivo en láminas que desarrolló Koch, de forma conjunta y gracias a sus esposa  Walter Hesse en el mismo año es que se decide emplear el agar de origen vegetal para solidificar medios de cultivo reemplazando las gelatinas de origen animal.

Walter y Fanny Hesse

En 1884 se desarrolla un nuevo hito importante y es la tinción coloreada, desarrollada por Christian Gram que consiste en dar colorantes de contraste para identificar bacterias del tipo Gram + o Gram – siendo estas últimas las nocivas, a esta técnica se la denomina en su honor como “Tinción Gram”.  en 1886 Ernest Haeckel (1834-1919) da origen al taxón Monera clasificándolas de acuerdo a su núcleo así nacen dos divisiones: procariotas y eucariotas, ubicando a las bacterias por carecer de núcleo en la división de las procariotas. En 1959 se realiza la división de los 5 reinos vigentes de los seres vivos de la mano del norteamericano Robert Whittaker (1920-1980).

Finalmente, y de manera conjunta a todos los hechos mencionados anteriormente comienza la microbiología a conformarse como una nueva ciencia dedicada a la comprensión del reino monera, posterior a estos hechos se descubrieron muchas más evidencias microbiológicas así es como en 1889 Martinus Beijerinck introduce el concepto de virus, permitiendo a la microbiología ahondar en un el estudio de la genética microbiana este último científico en 1901 descubre cómo enriquecer medios de cultivo. De este modo la microbiología se convierte en una potente arma contra las enfermedades al servicio de la humanidad y es gracias a ella que en 1901 Karl Landsteiner describe por primera vez la clasificación de los grupos sanguíneos, o que después de 10 años, es decir, en 1911 se descubra por primera vez el cáncer viral determinado por Francis Rous.

La microbiología aportó a la superación de múltiples enfermedades como infecciones que pueden ser combatidas gracias a la penicilina descubierta por Alexander Van Fleming (1929) posterior a ello la microbiología no se detuvo y aportó  significativamente a múltiples áreas del conocimiento permitiéndonos comprender a la vida en macro desde una perspectiva en micro en la actualidad la microbiología apunta al nacimiento de áreas más especializadas en miras a la clonación de proteínas y el desarrollo de enzimas especialidad que comprende la biotecnología  y se encamina también hacia el desarrollo de proyectos más visionarios comprendidos desde la nanotecnología, en resumen esta ciencia promete ser la respuesta las múltiples interrogantes y retos que plantea la sociedad humana del futuro sea desde la biorremediación, la medina, la alimentación o incluso la docencia una docencia que tenga por fin educar a las generaciones futuras sobre la importancia de comprender todo aquello que nos rodea y lograr así modificar patrones culturales que afectan la salud y pueden atentar contra la vida.

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Referencias

Terán, R. (2016). Raíces históricas de la Microbiología. En R. Terán, Naturaleza de la microbiología y del mundo microbiano. (págs. 13-32). Quito: Editorial Universitaria .

 

El ser pensante

 Autor:  Dr. José Héctor Contreras

josehectorcontreras@arnet.com.ar

martes, 05 de junio de 2018 11:15

Copyright 05 de junio de 2018. Todos los Derechos Reservados.

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     Hablar de cerebro se me ocurre el nombre del sabio español Ramón y Cajal, Humberto Fracassi, todas las neuronas al servicio de la humanidad. Dijo Sherrington C.S (premio Nobel de medicina) el sistema nerviosos es un “aparato de integración”, siguió de algún modo el sistema holístico vitalista. Laín Entralgo nos dice al principio, que la biología del hombre no es sín más, de un mero organismo viviente, a la manera de la ameba o el chimpancé. Mientras que Xavier Zubiri nos habla de la formalización, es decir que el sistema nervioso, es el creador de la variedad de situaciones que las cosas otorgan al hombre, luego  se logra la Telencefalización que a su vez culmina en la Corticalización de la función, en dónde la persona como ser pensante se pregunta p.e. “cogito ergo sum”. Descartes en el “Discurso del Método” y asocio de inmediato los servos mecanismos de autorregulación cibernética del matemático Norbert Wiener y me pregunto ¿Y el arte? Nos responde el máximo genio de la lengua alemana Juan Wolfgang Goethe (C.I. de 230), “los artistas me parecen a menudo padres y madres que engendran criaturas muy bonitas, sin saber cómo”. El Leonardo da Vinci <<La Gioconda que de su país Italia fue a Francia y se la vendió al Rey de ésa época; la Santa Cena, etc. >>”La pintura parece una cosa milagrosa al volver palpable lo impalpable y en relieve lo que es plano”; al crear es feliz, creando se asemeja a Dios y el Señor lo hizo a su semejanza. Y uno se pregunta ¿Y el poligrama? aplicado para generar obras artísticas, creadas por el intelecto humano, y nos hablan de que todo es un devenir “déjà “vu”, según Heráclito de Efeso es el paso del ser a ser otro, todo está concatenado con la constancia, equilibrio y cambio, y me viene a la mente la sabiduría china con Lin Yutang “la Importancia de Comprender” y menciono a Gotaza el Buda , Confucio, Gandhi el “Alma grande”, el yoga Patañjali en el nivel de A. Hatha y enlazo con su capacidad de enlaces verbales lógico matemáticos, la axiología y su juicio equilibrado para discernir sobre los ¿por qué? “De la vida” y su existir. Me acerco sigilosamente a la Biocibernética o Biónica que se inicia con Heinz von Foerster, Jack Steele y nos tratarán de explicarnos ¿Cómo pensamos? Y se me antoja referirme al origen de la vida, plasmado en el ADN o DNA codificado y se descubrió más de 4.000 enfermedades de origen genético, la mayoría de las heredodegenerativas p.e. esclerosis lateral amiotrofiaca y la asocio al genio de éste siglo recientemente fallecido Stephen Hawking  “A simétricos agujeros negros, existen simétricos agujeros blancos”, la NASA está cerca de enviar a astronautas terrestre a otros planetas en “segundos” a través de éstos agujeros negros, ¿será viable, posible?; y hoy se conoce gracias a físicos modernos que cambiaron de paradigma, lo de Newton Isaac “Ley de la gravitación Universal, etc., por lo de Max Planck “teoría de los quantums”, “mecánica cuántica”; “teoría de las cuerdas” y el enorme avance de los elementos subatómicos p.e. “túnel del electrón” ; resonancia paramagnética cuántica, resonancia del espín electrónico (REE), trapping del espín, entrecruzamiento cuántico, etcétera y mucho más. Voy a retomar a Zubiri y dice que, ubica al hombre como “un animal de realidades”, que en él perdura la estructura del sentir animal-sistema límbico- y en virtud de la inteligencia aparece un nuevo tipo de psiquismo y con ello un nuevo tipo de sustantividad, concepto antropológico del autor. La inteligencia sería la capacidad de aprender las cosas, no como puro estímulo sino como realidades. Laín Entralgo va más allá y nos habla del ser humano como persona, realidad personal y Ferrater Mora sostiene que el hombre es un “relativo absoluto” por esto la realidad de la persona humana debe oscilar continuamente entre la “absoluta propiedad” y la “absoluta entrega”. Según Dahrendorf R. et al. La persona es “libre” “dueña de su ser” y Friedrich Nietzsche et al. Nos dice de la importancia de lo auténtico “Así hablaba Zaratustra” (anticristo total). Y me pregunto desde el aspecto emocional y humano ¿en que era estamos? Si va de la mano las vivencias actuales, en el camino correcto o equivocado, de la realidad por donde transitamos, así acertadamente Eric Fromm que veía con claridad que se presenta “la duda de lo que pasará”, siendo éste el problema básico del hombre moderno, del hombre en el Cósmo, y se encuentra con la tremenda verdad que no adquiere la “capacidad de pensar por sí mismo” y remata con “de locos es intentar comprender”. Ya nos decía el genio ruso Iván Petrovich Pavlov a través de sus escritos de la “tozuda realidad” quién nos legó tanta enseñanza fisiológica “los perros condicionados” que es un ejemplo de tesón, perseverancia y altruismo. No puedo dejar de recordar a una sabia de la naturaleza, que nos dejo impregnado en el mundo, su amor por la vida, Hellen Keller <<ciega sordomuda>> que aprendió mediante el tacto un lenguaje de signos, a comunicarse con el ambiente, logrando así salir del ostracismo. Y digo que para comprender la verdad final la tiene aquél que dijo “Yo soy la luz, el camino, la verdad y la vida” (Juan art. 14, versículo 6), y sostengo que “el hombre es un simple instrumento de Dios”. Suerte y Felicidad. Nos estamos comunicando. Dr. José Héctor Contreras, Dr. Ciencia de la Salud, Investigador Senior.

Difundir conocimientos científicos, son útiles a todas las comunidades. Cordialmente. José