FUNDAMENTOS DE LA INGENIERÍA BIOQUIMÍCA XENOBIÓTICOS

FUNDAMENTOS DE LA INGENIERÍA BIOQUIMÍCA
M. C. JAVIER ARAIZA ARVILLA

ALUMNO:
JOSÉ EDUARDO RODRÍGUEZ GÓMEZ.

CARRERA:
INGENIERÍA BIOQUÍMICA.

SEMESTRE: 1° GRUPO: "A"

TRABAJO:
"XENOBIÓTICOS".

ENTREGA:
27 DE OCTUBRE DEL 2014.
XENOBIÓTICOS:
Por su raíz etimólgica dicha palabra proviene de la combinación de xeno ("extraño) y bio ("vida"); por ende se le asigna la siguiente definición: "Todo aquel compuesto químico que no forme parte de la composición de un ser vivo".
Su presencia suele presentarse debido a contaminantes consecuentes de factores como lo son: urbanos, accidentales, intencionados, por la minería, etc.; que con el constante contacto e indefinida estancia en el ambiente han causado un problema de tipo toxicológico, e incluso se ha comenzado a degradar el medio ambiente y ha empezado a causar problemas a los habitantes que le conforman.
El concepto de la palabra tóxico puede definirse como: "una sustancia cualquiera que conlleve a estimular efectos adversos a los organismos vivos afectados, en donde dichos efectos se denotan por la relación dosis-respuesta". Por ende se puede distinguir que se está tocando un tema en lo particular preocupante y serio que requiere de un amplio criterio y estudio para su resolución. Partiendo de la definición anterior, puede retomarse el concepto "Xenobiótico", entonces se definen como: "sustancias químicas ajenas a un organismo vivo que por sus efectos toxicológicos alteran el equilibrio e integridad biológica de su población afectada".
La toxicidad de una sustancia puede ser aguda (dosis letal 50) ó crónica (tumores, úlceras, irritaciones, etc.), además está íntimamente ligado a factores que influyen de manera externa, tales como: alimentación, medio ambiente, forma de administración, etc. y factores directos, como por ejemplo: edad, sexo, condiciones fisiológicas y genéticas).
Entre los "Xenobióticos" más importantes (dada su perjuicialidad en los organismos vivos) se pueden encontrar: los metales pesados y las sustancias orgánicas (plaguicidas, hidrocarburos halogenados y no halogenados, PCBs, DBF y DBD, residuos químicos tóxicos, etc.

Dichos contaminantes pueden clasificarse en:
Por su origen (desechos, intencionados, accidentales, explotaciones mineras, explotaciones agrícolas, de procedencia variada: tabaco, conservantes, plaguicidas, accidentes industriales, etc.).
Por sus aplicaciones (medicamentos, productos de uso doméstico e industrial, locomoción, usos agrícolas, etc.).
Por su acción intrínseca (fármacos, antibióticos, antineoplásicos, tóxicos de acción local, tóxicos de acción sistémica, etc.).
Por su acción bioquímica (mutagénicos, carcinogénicos, biocidas, teratogénicos, inhibidores, activadores e inductores de encimas, agentes desacoplantes, etc.).
Por su reactividad metabólica (bioacumulativos, bioactivables, biodegradables, biopersistentes, etc.).
Por su naturaleza (física, química y biológica).
Física: tintes, turbidez en minas e industrias, calor de centrales nucleares y térmicas, radiaciones en la naturaleza, sustancias volátiles olorosas, etc.
Química: orgánicos (plaguicidas y compuestos industriales) e inorgánicos (metales pesados, ácidos, álcalis, óxidos, ozono y radicales libres).
Biológica: seres vivos o compuestos procedentes de: bacterias, virus, hongos, protozoos, materia orgánica, residuos (vegetales, urbanos, fecales, de mataderos, etc.).
Los "Xenobióticos" se han convertido en un problema agravante para la sociedad, dado que su riesgo radica en la bioacumulación de los mismos, además de que no se han podido remover del todo, tanto del ambiente como de los seres que ahí yacen cumpliendo su función en la cadena alimenticia, afectando indirectamente a organismos más complejos. Por ello es importante que su relevancia en el campo de la biomédica sea minuciosamente estudiada y comprendida, así como también conocer los mecanismos de degradación de los mismos (foto degradación por radiaciones solares, los procesos de oxidación y reducción química, biodegradación por microorganismos).
DESESTABILIZADORES ENDÓCRINOS:
Son sustancias químicas que son ajenas al organismo afectado (cuerpo humano ó especie animal), capaz de alterar el equilibrio hormonal de los organismos de una especie. Es capaz de generar la interrupción de algunos procesos fisiológicos controlados previamente por hormonas, o de generar una respuesta de mayor o menor intensidad que lo que usualmente se realiza.
Existe una inmensa variedad de ellos y poseen estructuras muy variadas y particulares que los caracterizan. Pueden obtenerse natural o artificialmente. Son capaces de actuar a dosis muy bajas sobre un gran número de biodiversidad.
Usualmente se entiende como desestabilizador endócrino la siguiente definición: "sustancias contaminantes que pueden provocar infertilidad o incluso cambio de sexo en peces e invertebrados". Por otro lado, en los seres humanos no existe un efecto consecuente tan atroz, pero también puede afectar la fertilidad, e incluso causar pequeñas deformaciones en el área genital.
Los mecanismos de acción de dichas sustancias son los siguientes:
Algunas sustancias imitan la acción de las hormonas, confundiendo así a sus receptores celulares. Ejemplos: el DDT, PCB, PBB y algunos estrógenos vegetales; alterando así las conductas sexuales y reproductivas.
Otras sustancias actúan como antagonistas de hormonas del cuerpo. Ejemplo: anti estrógenos.
Modifican la síntesis y metabolismo de hormonas naturales, por lo que son capaces de controlar e interferir en los niveles fisiológicos, elevando o disminuyendo sus concentraciones. Ejemplo: fitoestrógenos (flavonas, isoflavonas, cumestanos, lignanos, etc.) que favorecen la aparición de glándulas mamarias en machos.
Modifican los niveles de los receptores de hormonas.

PLAGUICIDAS:
Son sustancias químicas empleadas por el hombre, empleadas con la finalidad de controlar y/o combatir algunos grupos de seres vivos que desde un punto de vista económico-social se les consideran como plagas, esto es debido a que la híper abundancia de un organismo vivo puede ser un factor que contribuya a pérdidas de cultivos, etc.
Los plaguicidas se pueden clasificar de la siguiente manera:
Por su actividad biológica (insecticidas, acaricidas, nematicidas, fungicidas, antibióticos, herbicidas, rodenticidas, avicidas, molusquicidas, atrayentes o repelentes de insectos, etc.).
Por su naturaleza química (órgano clorados, órgano fosforados, carbamatos, derivados de la urea, compuestos heterocíclicos, compuestos inorgánicos, etc.).
Por su toxicidad (súper tóxicos, extremadamente tóxicos, muy tóxicos, moderadamente tóxicos, ligeramente tóxicos y prácticamente no tóxicos).
Por su persistencia (muy persistente, moderadamente persistente, no persistentes).

Un ejemplo de los insecticidas de tipo organoclorado es el DDT (Dicloro Difenil Tricloroetano) cuya fórmula molecular es (ClC6H4)2CH(CCl3), es una sustancia incolora, muy liposoluble y totalmente insoluble en agua. Tiene un peso molecular de 354 gr/mol. Fue descubierto en 1948 por un químico llamado Hermann Müller, que años después usará este insecticida para controlar la malaria, fiebre amarilla, fiebre tifoidea y muchas otras más infecciones causadas por insectos vectores. Años después se prohibió su uso debido a represalias por contaminación de alimentos.


Otro ejemplo de pesticidas son los piretroides, los cuales son artificiales y fueron desarrollados con la finalidad de controlar preponderadamente las poblaciones de insectos que eran consideradas como plagas. La creación de estos grupos fue inspirada al tratar de imitar los efectos insecticidas de las piretrinas naturales, tales como: el crisantemo. Su mecanismo de acción al igual que la mayoría de los insecticidas es hasta el nivel del sistema nervioso central, generando así una alteración de la transmisión del impulso nervioso.
Por otro lado los plaguicidas artificiales llamados organofosforados son aplicados para controlar las poblaciones plagas de insectos.
Los organofosforados son sustancias orgánicas de síntesis, conformadas por un átomo de fósforo unido a 4 átomos de oxígeno o en algunas sustancias a 3 de oxígeno y uno de azufre. Una de las uniones fósforo-oxígeno es bastante lábil y el fósforo liberado de este "grupo libre" se asocia a la acetilcolinesterasa inhibiendo la transmisión nerviosa y provocando la muerte. Sus características principales son su alta toxicidad, su baja estabilidad química y su nula acumulación en los tejidos.

También podemos encontrar a los herbicidas que ayudan a las personas a eliminar a plantas indeseadas en un lugar determinado. Algunos actúan interviniendo directamente con el crecimiento de hierbas malas basándose en un mecanismo de acción de hormonas. Pueden clasificarse en las siguientes consignas:

Por su persistencia (residuales, no residuales).
Por su movilidad dentro de la planta (sistémicos, de contacto).
Por su acción sobre las plantas (selectivos, no selectivos).
Por el momento en que deben aplicarse (preemergencia, postemergencia).





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