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UNIVERSIDAD DE ORIENTE

NUCLEO DE SUCRE

POSTGRADO EN BIOLOGÍA APLICADA

TOXICOLOGÍA AMBIENTAL

Prof. Leyda Marcano



MECANISMOS BIOQUÍMICOS: METABOLISMO, ADAPTACIÓN, Y TOXICIDAD

LICDA. MERYS CABRERA

C.I. 15.933.007



En este trabajo se discutirá sobre el funcionamiento de cuatro mecanismos bioquímicos que permiten la adaptación de los organismos para hacer frente adistintos factores causantes de stress. Los sistemas son 1) biotransformación, 2) metabolismo de oxigeno activado y stress oxidativo, 3) metabolismo de metales y toxicidad, y 4) respuesta celular al stress. Por otro lado se pretende resaltar la importancia de los mismos en su uso para el monitoreo ambiental y por brindar conocimientos básicos para la biomedicina.


BIOTRANSFORMACIÓN:Reacciones Fase I y Fase II
Este sistema metaboliza o biotransforma una amplia gama de contaminantes orgánicos que tienden a ser lipofilicos, por lo que son acumulados en tejidos ricos en lípidos, por lo que se hace necesario biotransformarlos convirtiéndolos en metabolitos mas solubles en agua, que son no tóxicos, ionizables y más fáciles de eliminar que el compuesto original. Irónicamente, apesar de que este proceso es asociado con un proceso de detoxificación, hay muchos ejemplos en los cuales la toxicidad del compuesto es incrementada como resultado de la transformación enzimática.
La biotransformación consiste en dos fases. La Fase I, es frecuentemente un paso oxidativo, introduciendo un grupo hidroxilo en el contaminante lipofilico haciéndolo mas hidrofilico. Las principalesenzimas oxidativas (o monooxigenasas) son una familia de enzimas conocidas como Citocromo P450 involucrada en el transporte de electrones, catalizando principalmente procesos de hidroxilación, en adición a esta reacción también cataliza epoxidación, dealkilación, deaminación, sulfoxidación, y desulfuración. P450 hace a un químico más o menos toxico. Otra enzima es la Flavin monooxigenasa, quecompite con P450 por algunas moléculas que contengan nitrógeno y/o sulfuro.
En la fase II, los metabolitos producidos en la fase I son covalentemente unidos a compuestos endógenos como derivados de azúcar, aminos ácidos, péptidos y sulfatos los cuales producen metabolitos que incrementan grandemente su solubilidad en agua y generalmente reduce su toxicidad. Esta fase dos por ser biosintética,requiere de energía. Una de las enzimas más importantes de la fase II son la glutatión S-transferasa (conjuga metabolito epóxido de fase I con glutatión), UDP-glucuronsiltransferasa (conjuga metabolito con ácido glucoronico y derivados de glucosa), y sulfotranferasas (conjuga compuesto hidroxi o amino con sulfato). Otra enzima poco considerada en la fase II epóxido hidrolasa la cual inserta unamolécula de agua en un grupo epóxido reduciendo su reactividad.
La biotransformación no solo contribuye cambiando la estructura de un xenobiótico para reducir su toxicidad y fácil excreción, sino también afecta la toxicidad de moléculas extrañas influyendo en la bioacumulación de la misma, ya que para que este sea bioacumulado la tasa de captación debe ser mayor que su tasa de excreción,pero gracias a la rápida metabolización en compuestos hidrofilicos, son excretados eficientemente evitando la bioacumulación.
La biotransformación es generalmente un mecanismo de protección, sin embargo, como se ha mencionado anteriormente existen muchos ejemplos en donde los productos de la detoxificación enzimática es mas toxico que el compuesto original, siendo activados enzimáticamente,convirtiéndose en carcinogénicos u otros como es el caso de benzo pirene, organofosfato e insecticidas.
En lo que respecta al uso de este sistema para el monitoreo ambiental, se ha determinado que luego de exponer a animales a agentes inductores (carcinógenos, drogas y contaminantes ambientales) específicos se evidencia un incremento de varias enzimas que participan en la fase I y II de...
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