Download Año 4 Número 8 2014

FACULTAD DE QUÍMICA
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE
MÉXICO
M. en A. P. Guadalupe Ofelia Santamaría
González
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rector
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Dr. en Ed. Alfredo Barrera Baca
subdirectora académica
secretario de docencia
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coordinador de investigación y estudios avanzados
secretaria de investigación y estudios avanzados
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coordinadora de difusión, extensión y vinculación
M. en D. José Benjamín Bernal Suárez
secretario de rectoría
M. en E. P. y D. Ivett Tinoco García
secretaria de difusión cultural
Año 4, Núm. 8, febrero – julio 2014
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Editor
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ENLACE Químico, Año 4, Núm. 8, febrero – julio 2014, es una publicación semestral editada y publicada por la Universidad Autónoma
del Estado de México a través de la Facultad de Química, Paseo Tollocan esquina Paseo Colón, Col. Universidad, C.P. 50120, Toluca,
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Autor. Responsable de la última actualización de este número, Dirección de Tecnologías de la Información y Comunicaciones, Ing.
Edilberto Lara Sánchez, Cerro de Coatepec s/n, Ciudad Universitaria, C.P. 50110, Toluca, México, fecha de última modificación, 5
de julio de 2014.
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CONTENIDO
EDITORIAL
03
Historia y legislación farmacéuticas: herramientas indispensables
para describir el perfil del qfb
Mariana Ortiz-Reynoso
20
Las famosas estructuras de Lewis y cómo dibujarlas
Iván García-Orozco, Fernando Cortés-Guzmán
20
Proteínas recombinantes, ¿qué son? ¿para qué sirven?
Fernando Sánchez-Mejía, Julieta Castillo-Cadena
30
Fotosíntesis artificial: hacia el aprovechamiento del CO2
Lourdes Hurtado, Reyna Natividad
Influencia de factores ambientales durante el desarrollo embrionario y fetal
Hariz Islas-Flores, Leobardo M. Gómez-Oliván, Mariana Ortiz-Reynoso
40
Detección, diagnóstico y seguimiento
de los padecimientos de etiología genética en la ciudad de Toluca
Julieta Castillo C., Jazmín Hernández V., Hugo Hernández H., Ezequiel Silva N.,
Kenlly Ivonne Cruz R., Jocelyn Elizabeth Arana A., Jazmín Garduño M.,
Diana Nayeli Bautista A.
50
Sin título (fragmento), Leopoldo Flores / Foto: Iván García-Orozco
Sin título (fragmento), Leopoldo Flores / Foto: Iván García-Orozco
EDITORIAL
Este número de ENLACE Químico presenta importantes
contribuciones en el área de química biológica. De ello dan
cuenta temas como la historia y legislación farmacéutica,
proteínas recombinantes, desarrollo embrionario y etiología
genética. Estos artículos muestran la diversidad de temas
que tienen interacción en la carrera de Químico Farmacéutico
Biólogo impartida en nuestra Facultad, con alta incidencia en
aplicaciones que benefician a la sociedad.
Se presenta también un artículo que pretende auxiliar
en el manejo de una herramienta básica en diversas áreas
de la Química, como las estructuras de puntos de Lewis.
Esta representación sencilla y práctica es de gran ayuda en
la explicación y comprensión de mecanismos de reacción,
estructura, reactividad, entre otros.
Como uno de los temas de moda dentro del contexto de
la Química sustentable, se presenta una semblanza de la
fotosíntesis artificial, que propone aprovechar el dióxido de
carbono, como un desecho a nivel industrial de bajo costo y que
puede ser reutilizado en procesos de alto impacto económico
y tecnológico.
ENLACE Químico es una revista de divulgación con temas
de investigación en Química y áreas relacionadas que pretende
dar a conocer, a la población en general, el quehacer de esta
ciencia en México. Estamos en un proceso de renovación, por
lo que solicitamos su importante participación como lectores y
autores. Tenemos una página de internet activa (www.uaemex.
mx/enlacequimico), donde pueden consultar la revista en
formato electrónico. Recuerden enviar cualquier colaboración,
comentario o sugerencia a [email protected].
Gabinetes Universitarios de Física / Foto: Iván García-Orozco
Mariana Ortiz-Reynoso: Historia y legislación farmacéuticas: herramientas indispensables...
HISTORIA Y LEGISLACIÓN FARMACÉUTICAS:
HERRAMIENTAS INDISPENSABLES
PARA DESCRIBIR EL PERFIL DEL qfb
Pharmaceutical history and regulation:
essential tools to describe qfb profile
MARIANA ORTIZ-REYNOSO1
Correo electrónico: [email protected]
Recepción: 15 de enero de 2014.
Aceptación: 1 de febrero de 2014.
Resumen
Abstract
Se analiza la historia de la carrera de qfb y
se discute el valor que tiene la historia de la
ciencia (en particular la historia de la farmacia
mexicana) y la legislación sanitaria, en la
comprensión de la identidad del qfb y en la
elaboración del perfil académico futuro de este
profesional.
In this paper we analyze the history of the
qfb program and we discuss the value of the
history of science (particularly the history of
Mexican pharmacy) and pharmacy legislation
in understanding the identity of the qfb and the
development of the future academic profile of
this professional.
Palabras clave: farmacéutico,
académica.
keywords: history of pharmacy, pharmacist,
academic layout.
qfb,
currícula
Universidad Autónoma del Estado de México, Facultad de Química, Paseo Colón esquina Paseo Tollocan, s/n.
Col. Universidad, C.P. 50120, Toluca, Estado de México, México.
1
8
Universidad Autónoma del Estado de México
Año 4, Núm.8 | febrero - julio 2014 | Págs. 7-12
Introducción
La Farmacia es una profesión con múltiples
vertientes y áreas de especialización que cada
día son más vigentes. En las últimas décadas
han surgido subramas de investigación y
producción farmacéuticas modernas, como
nanotecnología, farmacia molecular, farmacia
clínica o ecofarmacovigilancia, por mencionar
unas cuantas, que son subespecializaciones
farmacéuticas, pero que son de carácter
transdisciplinario.
Dado que es una profesión frontera, desde
sus inicios, la Farmacia ha estado ligada a la
Medicina, la Botánica y la Química. Aunque
comenzó como un oficio no escolarizado,
siempre requirió de altísima especialización y
estuvo presente en prácticamente todas las
culturas desde que se tiene registro histórico.
En la mayoría de ellas, un farmacéutico era y
sigue siendo tan reconocido legal y socialmente
como un médico, situación que es ajena a la
de nuestro país.
El objetivo de este trabajo es estudiar los
orígenes de la profesión farmacéutica en México
y evaluar su desarrollo histórico académico y
legislativo en sus inicios y a lo largo de la existencia
de esta carrera, con especial enfoque en la
Universidad Autónoma del Estado de México. Esto
podría contribuir al establecimiento de las bases
historiográficas necesarias para la definición del
perfil profesional requerido en el futuro.
Utilizamos el método historiográfico, que
implica la localización, selección, análisis e
interpretación de las fuentes documentales,
hemerográficas y bibliográficas. Se consultaron
leyes, decretos y reglamentos sanitarios
expedidos durante el periodo de estudio (1833
a la fecha), así como los planes de estudio
de las carreras de Farmacia de la Escuela
Nacional de Medicina, y Químico Farmacéutico
Biólogo (qfb), de la Facultad de Química de la
uaem; las tesis de Farmacia escritas durante el
siglo xix y las revistas de Farmacia, publicadas
Universidad Autónoma del Estado de México
en los siglos xix y primer tercio del xx. Las
fuentes analizadas se encuentran en el Archivo
Histórico de la Secretaría de Salud, el Fondo
Reservado para la Facultad de Medicina de
la Universidad Nacional Autónoma de México
(unam), el Fondo Reservado de la Hemeroteca
Nacional, así como la colección de planes de
estudios de qfb resguardada por la Secretaría
Académica de la Facultad de Química (fq)
de la Universidad Autónoma del Estado de
México (uaem). Este texto describe la situación de
la profesión farmacéutica en nuestro país y con
ello intenta explicar el papel del qfb hoy en día,
especialmente del egresado de la Facultad de
Química de la uaem, así como su futuro dentro de
los sectores salud y productivo del país.
Origen
de
la
profesión
sistema legal sanitario en
farmacéutica
y
México
Las prácticas farmacéuticas grecoromana y árabe
influenciaron la práctica farmacéutica española,
y ésta a su vez se fundió con el conocimiento
prehispánico del territorio novohispano. Desde
el siglo xvi hasta el xix la práctica farmacéutica
en nuestro país se abocó a la elucidación de
las propiedades terapéuticas de las plantas
indígenas. Primero se trabajó en la descripción
y clasificación botánica de Linneo. En la centuria
decimonónica, la principal línea de investigación
fue el análisis químico de las especies nacionales
y la verificación de su actividad terapéutica [1].
Para esto se utilizaban métodos, instrumentos
y textos mayoriatiamente europeos. El boom
mundial por el aislamiento de los alcaloides se
expresó claramente en el quehacer científico de
los farmacéuticos mexicanos. Este sincretismo,
propio de la cultura mexicana, caracterizó la
identidad de los boticarios mexicanos como
científicos nacionalistas dispuestos a comprobar
los saberes (materia médica y sus usos) de las
culturas prehispánicas utilizando el método de la
ciencia occidental.
9
Mariana Ortiz-Reynoso: Historia y legislación farmacéuticas: herramientas indispensables...
Tan sólo en el siglo xix, los resultados
de estos profesionales fueron apabullantes:
cuatro farmacopeas nacionales, un Instituto
Médico Nacional con la publicación periódica
de los Anales del Instituto Médico Nacional
y la Farmacología Nacional (1913) [2,3].
Sin embargo, en el plano laboral, apartado
de la investigación científica, la profesión
farmacéutica carecía del abrigo legal necesario
para tener la exclusividad del derecho de
regencia de las boticas. La mayoría de las
boticas eran atendidas por gente ajena a la
farmacia escolarizada. La elaboración, venta
y dispensación de los medicamentos fueron
actividades desestimadas por el gobierno, en
detrimento de la población y de los propios
farmacéuticos [4].
El problema de la falta de precisión legal
comenzó al no ejecutarse en nuestro país
las reformas al Protomedicato de 1780, que
dividían a este órgano de regulación sanitaria
en tres audiencias de igual importancia:
Medicina, Farmacia y Cirugía (eso explica, por
ejemplo, por qué en España existen estudios
profesionales de Farmacia con las mismas
prerrogativas que las de Medicina). A pesar
de que en el virreinato de la Nueva España
no se verificó la división del Protomedicato,
en la práctica, el oficio de boticario estaba
más o menos bien diferenciado del resto de
los trabajos y su rol social era reconocido y
respetado, con la salvedad de los charlatanes
que no faltaban en el comercio.
En el México independiente, al fundarse la
Escuela Nacional de Medicina (enm), en 1833,
se inauguró la carrera de Farmacia y con ella la
institucionalización de la profesión. Si bien es
cierto que el programa únicamente se ofertaba
en la Ciudad de México y que eran pocos los
alumnos inscritos, también hay que decir que
la repercusión científica y profesional de los
académicos de la enm alcanzó reconocimiento
mundial.
El primer plan de estudios de Farmacia
constaba de tres materias y así permaneció
durante 34 años. El espacio en donde estudiaban los boticarios era la Facultad de Medicina,
situación con la que no estaban de acuerdo los
estudiantes. A continuación se muestran los
planes de estudio de la carrera de Farmacia
que se impartieron durante el siglo xix en la
enm. [5]
Tabla 1
Planes de estudio de Farmacia y catedráticos representativos en el siglo xix mexicano
Año
Ciclo
Escolar
1833
1º
Farmacia teórico-práctica
José Vargas
1869
1º
Farmacia teórico-práctica, economía y legislación farmacéutica
José Vargas
José Donaciano Morales
1893
Cátedra
Profesor
2º
Historia Natural de las Drogas
Alfonso Herrera
3º
Análisis Químico
Leopoldo Río de la Loza
Gumesindo Mendoza
1º
Farmacia teórico-práctica
José Donaciano Morales
2º
Historia Natural de las Drogas Simples
Alfonso Herrera
Juan Manuel Noriega
3º
1er. Curso de Análisis Químico General
Víctor Lucio
4º
2do. Curso de Análisis Químico General
Víctor Lucio
Fuente: Tabla tomada de F. Flores y Troncoso [5].
10
Universidad Autónoma del Estado de México
Año 4, Núm.8 | febrero - julio 2014 | Págs. 7-12
En 1841 se estableció el Consejo Superior
de Salubridad, órgano a cargo del control
y vigilancia de las actividades sanitarias,
que estuvo marcado por la incapacidad de
ejecución recrudecida por la insolvencia
económica y la inestabilidad política. [6] Al
expedirse la Constitución Política de los
Estados Unidos Mexicanos de 1857 se desató
una era de indefensión del ejercicio profesional.
Los artículos 3º y 4º del estatuto declararon
que todos los ciudadanos eran libres para
“abrazar” la profesión deseada y que sólo para
ejercer “algunas” profesiones se necesitaba
título oficial. La falta de reglamentación de
los artículos antes indicados dejó brecha libre
para el abrazo de varias profesiones por parte
de personas sin título. Para la Farmacia fue
especialmente desventajoso este hecho.
Durante el siglo xix y las tres primeras
décadas del xx, los farmacéuticos publicaron
innumerables denuncias contra la incertidumbre
legal de la profesión farmacéutica. [7] El Código
Sanitario de 1934 continuó permitiendo el ejercicio
de las profesiones sanitarias sin contar con un
certificado legal, pero se exigió formalmente el
anuncio de esa circunstancia con la leyenda
“Se ejerce sin título”. Casi diez años después,
el Reglamento para droguerías, farmacias,
laboratorios y demás establecimientos similares
clasificó a las farmacias según las operaciones
de importación, preparación, elaboración,
acondicionamiento, almacenamiento, venta,
expendio o suministro, referentes a los
medicamentos, agentes terapéuticos, productos
de tocador y demás similares e indicó que para
el caso de farmacias de primera clase debían
ser farmacéuticos con título registrado ante el
Departamento de Salubridad Pública. [8] Las
de segunda y tercera clase podían regentearlas
personas ajenas al gremio. Esto suponía la
prevalencia de boticarios no escolarizados,
farmacéuticos institucionalizados, tlapaleros,
hierberos y charlatanes compitiendo en la
palestra farmacéutica.
Universidad Autónoma del Estado de México
A esta problemática se sumó la entrada de
especialidades farmacéuticas de patente, cuya
manufactura era extranjera, a gran escala y
con atributos de calidad mayormente medibles
y repetibles. A partir de la segunda mitad de la
centuria decimonónica, el modelo industrial de
Francia, Alemania, Inglaterra y Estados Unidos
influenció nuestra práctica farmacéutica –y la
del resto del globo– para transitar del modu
faciendi al modu fabricare. La industrialización
farmacéutica mexicana no ocurrió sino hasta la
época post-revolucionaria. [9]
En México, esto influenció para que
los farmacéuticos, que venían enseñando,
investigando, aplicando, explotando y difundiendo
la Química de manera institucionalizada desde
1833, decidieran dejar el recinto médico para
alojarse en la Escuela Nacional de Ciencias
Químicas (encq) que se había fundado en 1916.
[10] No lograron, como ellos deseaban, hacerse
de una facultad propia, pero mancomunaron
sus intereses a los de aquella Escuela,
institucionalizándose su vocación química y
farmacéutica.
El apellido de Biólogo se adquirió en 1937
en respuesta a las demandas científicas propias
del quehacer de este profesional. Esto no debe
sorprender, pues desde 1896 los estudiantes
de Farmacia advirtieron la importancia de los
estudios clínicos y solicitaron incluir una cátedra
de Química clínica a su plan de estudios. [11]
En 1965 se funda la Facultad de Química de
la Universidad Nacional Autónoma de México,
heredera de la encq y de los ya entonces
Químicos Farmacéuticos Biólogos.
Los programas de qfb afloraron en todo el
territorio mexicano, debido a la utilidad de su
perfil de egreso. Los egresados encontraron
cabida en los laboratorios clínicos y los
farmacéuticos principalmente. En las farmacias,
el requerimiento de qfb´s se centraba en la
responsabilidad legal mas no en la verdadera
ejecución de sus capacidades. Una farmacia
que no vendía sustancias que contuvieran
11
Mariana Ortiz-Reynoso: Historia y legislación farmacéuticas: herramientas indispensables...
psicótropos o estupefacientes (medicamentos
controlados) podía prescindir de un QFB o
profesional equivalente.
La
carrera de qfb de la uaem
En el Estado de México, en 1970, se creó
el Instituto de Ciencias Químicas, luego
Facultad de Química de la uaem, que ofertó
las licenciaturas en Químico (Q) y Químico
Farmacéutico Biólogo, cuya justificación y
pertinencia social habían sido probadas durante
varias décadas en nuestro país. Desde un
inicio, la carrera de qfb tuvo tres orientaciones
finales: Análisis bioquímico clínico, Farmacia y
Alimentos. El plan de estudios ha tenido (qfb)
modificaciones importantes en 1978, 1990,
2003 y 2006. [12] Quizá la más notable es la
aparición de la orientación ambiental en 1998.
Las competencias que requiere la fuerza
laboral hoy en día son de los ámbitos científico,
técnico, regulatorio y humano, además de
que deben ser universales para aplicarlas
ya sea en una región o en el mundo entero.
[13] Las áreas del conocimiento del qfb de la
uaem son Farmacia (industrial y hospitalaria),
Análisis clínicos y Ciencias ambientales. Tres
orientaciones (o cuatro, en realidad) hacen
difícil la especialización de este profesional y
por tanto su competitividad a nivel nacional. La
carrera, que es ya de por sí compleja, debe
perfilarse cuidadosamente en lo académico
para que pueda mantener la popularidad que
hasta ahora la ha caracterizado entre las
carreras de las ciencias químicas, pero sobre
todo para que sus egresados puedan seguir
dando servicios pertinentes y relevantes al
sector salud. A 44 años de su existencia, es
la que mayor número de egresados tiene en
nuestra Facultad y que mayor porcentaje
de matriculados tiene con respecto a otras
licenciaturas de la Facultad de Química.
12
Otras instituciones han optado por ofrecer
las carreras de Químico Clínico y Químico
Farmacéutico de forma separada; algunas
más ofertan la Licenciatura en Farmacia, que
cada vez tiene mejor aceptación en el mercado
laboral. [14] Esto sin duda corresponde a las
circunstancias laborales y los requerimientos
del mercado.
Discusión
de resultados y conclusiones
Del breve análisis de los primeros programas
académicos y de la legislación sanitaria en
materia de ejercicio farmacéutico puede verse
que los qfb somos producto de las condiciones
políticas y las circunstancias legales que
rodearon a nuestros antecesores, así como
de la astucia propia de los farmacéuticos
que echaron mano de su conocimiento de las
ciencias químicas y biológicas para escindirse
de los médicos, reinventarse y posicionarse
como una de las carreras de las ciencias
químicas de primera elección.
La historia de nuestra profesión muestra
que, aunque los frutos en términos de
productividad científica, industrial y servicios
de salud (análisis clínicos) de los farmacéuticos
han sido cuantiosos y sustanciales, en materia
de farmacia hospitalaria y comunitaria tenemos
pendiente la agenda desde hace más de cien
años.
Tanto las raíces histórico-culturales como
la vanguardia científica que exige la práctica
farmacéutica nos ayudan a comprender la
importancia que tienen los qfb’s en la sociedad.
Hoy es tiempo de definir cuál es el rumbo que
debe tomar la carrera en la uaem. Para ello
es indispensable considerar el sistema legal
sanitario y la oferta del mercado laboral, pero
también los factores históricos que le dieron
origen y forjaron su identidad. ¿Quién, si no
los propios científicos, pueden contar su propia
historia?
Universidad Autónoma del Estado de México
Año 4, Núm.8 | febrero - julio 2014 | Págs. 7-12
Referencias
[1] M. Ortiz (2002), Las tesis de Farmacia del
siglo xix mexicano, Biblioteca Historia de la
Farmacia, t. 4, uam-x/ipn, México.
[2] L. Schifter, J. Puerto; P. Aceves (2009),
“Las Farmacopeas de México y Estados
Unidos en el nuevo milenio: paralelismos y
divergencias”, Anales de la Real Academia
Nacional de Farmacia, No. 4.
[3] A. Sarabia, P. Aceves (2012), “La trayectoria
de Francisco Río de la Loza en la Sección
de Química Analítica del Instituto Médico
Nacional”, Revista Mexicana de Ciencias
Farmacéuticas, vol. 43(4), p. 69-78.
[4] M. Ortiz, J. Puerto, P. Aceves (2008), “La
reglamentación del ejercicio farmacéutico
en México. Parte I (1841-1902)”, Revista
Mexicana de Ciencias Farmacéuticas, vol.
39(1), p. 12.
[5] F. Flores y Troncoso (1982), Historia de la
Medicina en México: desde la época de los
indios hasta la presente, edición facsimilar,
3 vols., México, imss.
[6] Ordenamiento del arreglo de los estudios
médicos, exámenes de profesores y
policía en el ejercicio de las facultades de
medicina, (enero 4, 1841).
[7] Véase por ejemplo: Anónimo (1919), “Ante
el charlatanerismo, la unión se impone”, La
Farmacia NS, vol. II(5).
[8] Reglamento para droguerías, farmacias,
laboratorios y demás establecimientos
similares de 20 de marzo de 1942. Archivo
Histórico de la Secretaría de Salud.
Universidad Autónoma del Estado de México
[9] R. Godínez, P. Aceves (2012), “La
regulación del medicamento industrial en
México (1926-1937)”, Revista Mexicana
de Ciencias Farmacéuticas, vol. 43(1),
p. 49-57.
[10] A. Morales (2011), La transformación de
las profesiones médico-farmacéuticas en
México, del antiguo al nuevo régimen,
Tesis de Doctorado en Ciencias Biológicas
y de la Salud, Universidad Autónoma
Metropolitana – Xochimilco, México.
[11] P. Peniche (1896), Análisis de las aguas
de Culhuacán (Distrito Federal), Tesis de
Farmacia, Escuela de Medicina de México,
México.
[12] Comité Curricular de qfb (2003), Programa
de Estudios de Químico Farmacéutico
Biólogo, Facultad de Química, Universidad
Autónoma del Estado de México, México.
[13] Comité Curricular de qfb (2006), Programa
de Estudios de Químico Farmacéutico
Biólogo, Facultad de Química, Universidad
Autónoma del Estado de México, México.
[14] Véanse por ejemplo los planes de estudios
disponibles en las páginas electrónicas
de la Universidad Autónoma del Estado
de Morelos, la Benemérita Universidad
Autónoma de Puebla, la Facultad de
Estudios Superiores de la unam de
Cuautitlán, la Universidad Autónoma
del Estado de Hidalgo, la Universidad
Veracruzana o la Universidad de Quintana
Roo.
13
Ivan García-Orozco, Fernando Cortés-Guzmán: Las famosas estructuras de Lewis y como dibujarlas
LAS FAMOSAS ESTRUCTURAS
DE LEWIS Y CÓMO DIBUJARLAS
The Lewis Structures and
how to draw them
IVÁN GARCÍA-OROZCO*1, FERNANDO CORTÉS-GUZMÁN2
*
Correo electrónico del contacto: [email protected]
Recepción: 20 de noviembre de 2013.
Aceptación: 1 de febrero de 2014.
Resumen
Abstract
Dentro de la Química general existen
herramientas que nos brindan las teorías
de enlace, las cuales resultan importantes
para el entendimiento de varios fenómenos
de diferentes áreas y en la explicación de la
reactividad de las moléculas. Tal es el caso
de los Diagramas de Lewis. Sin embargo,
alrededor de las estructuras de Lewis existe
desconocimiento de cómo representarlas de
manera adecuada. Ese es nuestro objetivo:
ayudar a dibujar de mejor manera las estructuras
de Lewis y a partir de ellas, relacionar conceptos
importantes para la Química como resonancia,
número de oxidación, carga formal, etcétera.
In General Chemistry, there are many tools from
Bonding Theories in the understanding and
explanation of molecular reactivity, one of them
is the Lewis Structure. However, some problems
come from the suitable representation of Lewis
structure. The aim of the present is to present
the rules to draw Lewis structure of molecules
and the concepts around them: resonance,
oxidation number, formal charge, etc.
Palabras clave: estructura de Lewis, diagrama
de puntos, estructura de las moléculas.
Keywords: Lewis Structure, Dot Diagrams,
Molecule Structure.
Universidad Autónoma del Estado de México, Centro Conjunto de Investigación en Química Sustentable uaem-unam,
Carretera Toluca-Atlacomulco Km 14.5, Unidad San Cayetano, CP 50200, Toluca, Estado de México, México.
2
Universidad Nacional Autónoma de México, Centro Conjunto de Investigación en Química Sustentable uaem-unam,
Carretera Toluca-Atlacomulco Km 14.5, Unidad San Cayetano, CP 50200, Toluca, Estado de México, México.
1
14
Universidad Autónoma del Estado de México
Año 4, Núm.8 | febrero - julio 2014 | Págs. 13-15
Representación de las moléculas
Química: el modelo de Lewis
en
la
La Química se apoya de modelos para poder
entender, explicar y predecir el comportamiento
de la materia. Es común escuchar sobre la
teoría enlace-valencia, orbitales moleculares,
campo cristalino, etc. Todas ellas intentan dar
una explicación del comportamiento de las
moléculas desde sus formas de unión entre
los átomos. La Teoría enlace-valencia surge
con el modelo atómico cúbico de Lewis [1], el
cual también dio origen a la tan conocida regla
del octeto: todos los átomos tienden a tener
ocho electrones en su capa de valencia (igual
al número de aristas de un cubo). En caso de
no tener ocho electrones, los átomos pueden
compartir vértices, aristas o caras, lo cual
significa compartir 1, 2 o hasta 4 electrones de
su capa de valencia.
Fuente: creación del autor.
Las moléculas se pueden representar
utilizando esta última forma del modelo: los
símbolos representan los átomos y los puntos
sus electrones. Pero en la molécula hay que
distinguir aquellos electrones que interaccionan
para formar un enlace covalente de los que no
interaccionan. Para ello se ha definido una línea
como la representación de un enlace covalente
(que considera dos electrones) y los puntos
restantes son electrones de no enlace. Para
los elementos del segundo periodo de la tabla
periódica, se deben contar ocho electrones a su
alrededor, cumpliendo la regla del octeto. Para
el caso del agua, el oxígeno cumple con los
ocho electrones: dos pares de no enlace y dos
enlaces sencillos con los átomos de hidrógeno.
Fuente: creación del autor.
Cómo
Fuente: creación del autor.
Dibujar cubos para un elemento significa
mucho tiempo y habilidad, por lo que una forma
de representarlo de forma más fácil y rápida,
por el símbolo del elemento, es dibujando
alrededor de éste los electrones que tiene en
su capa de valencia, utilizando puntos en los
cuatro lados del elemento. Cada punto es un
electrón en la capa de valencia.
Universidad Autónoma del Estado de México
dibujar una estructura de
Lewis
Este tipo de representaciones suponen
problemas en su dibujo, pues no son bien
conocidas las reglas formales para su
representación, lo cual queda en la habilidad y
experiencia de las personas para representarlas.
Sin embargo, se ha propuesto un método
sencillo que sigue unas reglas específicas para
dibujar una estructura de Lewis [2]:
1. Determina el número total de electrones
de valencia a partir de la fórmula del
compuesto, considerando la carga
presente en el mismo.
2. Determina los números de oxidación de
cada átomo en el compuesto. Su valor
15
Ivan García-Orozco, Fernando Cortés-Guzmán: Las famosas estructuras de Lewis y como dibujarlas
absoluto es la valencia del elemento en
dicho compuesto.
3. Coloca los átomos en sus posiciones
relativas. Los átomos de valencia más
alta van al centro y los de menor se van
acomodando subsecuentemente.
4. Dibuja una línea entre átomos cercanos,
representando la unión entre ellos.
5. Coloca los electrones de valencia de cada
átomo por pares, contando uno por cada
línea ya dibujada.
6. Si alguno de los átomos exteriores tiene
un electrón desapareado (no en par),
aparearlo con un electrón del ion central, si
éste tiene electrones de no enlace. Debido
a ello se debe dibujar una línea entre
ambos átomos.
7. Contar el número de electrones de la
especie. Cada línea vale dos electrones.
Si no coincide con el total de electrones
de valencia determinados en el punto 1,
poner o quitar de donde sea más factible
para aparear electrones solos o por
electronegatividad.
8. Determinar la carga formal de cada átomo,
colocándola en los átomos cuando sea
diferente de cero. Cada carga negativa
ocupará el mismo lugar que un par de
electrones.
En la figura se ilustra paso a paso este
procedimiento, para mayor claridad.
¿Para qué puede ser útil una estructura de
Lewis?
Las estructuras de Lewis nos permiten conocer
información útil de las moléculas. Aplicando
una serie de reglas podemos conocer la forma
que pueden tener las moléculas, la carga formal
y el número de oxidación de cada átomo, la
presencia de estructuras resonantes, los sitios
ácidos o básicos de Lewis, etc. Todo ello ayuda
a conocer, de manera teórica, la reactividad
del compuesto en estudio, así como su posible
mecanismo de reacción.
A manera de conclusión, presentamos
en el presente trabajo un método que,
aplicado paso a paso, nos permitirá dibujar
la estructura de Lewis de forma sistemática y
efectiva, mejorando nuestras habilidades en la
interesante área de la Química.
Referencias
[1] G.N., Lewis (1916), “The atom and the
molecule”, Journal of the American
Chemical Society, 38, 762.
[2] J.E., Packer, SD Woodgate (1991), “Lewis
structures, formal charge, and oxidation
numbres”, Journal of Chemical Education,
68, 456.
Fuente: creación del autor.
16
Universidad Autónoma del Estado de México
Evolución médica (fragmento), Ramiro Romo Estrada / Foto: Iván García-Orozco
Fernando Sánchez-Mejía, Julieta Castillo-Cadena: Proteínas recomendables, ¿qué son? ¿para qué sirven?
PROTEÍNAS RECOMBINANTES,
¿QUÉ SON? ¿PARA QUÉ SIRVEN?
What are recombinant
proteins and what is their use?
FERNANDO SÁNCHEZ-MEJÍA1, JULIETA CASTILLO-CADENA*1
*Correo electrónico del contacto: [email protected].
Recepción: 8 de mayo de 2013.
Aceptación: 20 de agosto de 2013.
Resumen
Abstract
Las proteínas recombinantes se obtienen a partir
de líneas celulares distintas a las originales. Su
expresión se logra por la transferencia del gen
de un organismo a otro. La aplicación en la
industria permite generar proteínas en grandes
cantidades, mejorar la actividad y un alto grado
de pureza, a diferencia de las proteínas de
origen natural. La elección del microorganismo
para expresar la proteína depende en gran
medida de las características fisicoquímicas de
éstas. Los sistemas de expresión procariontes
(bacterias) expresan proteínas solubles o en
forma de agregados, sin plegamiento, mientras
que los sistemas eucariontes como levaduras,
hongos, células animales y plantas, realizan
modificaciones postraduccionales. El proceso
de producción de estas proteínas, es optimizado
por la aplicación de tecnologías de vanguardia
en ingeniería genética. En este documento,
se presentan los vectores y sistemas de
expresión más comunes, así como las proteínas
recombinantes más empleadas.
Recombinant proteins are obtained from cell
lines different to the original. Recombination is
achieved by transferring the expressed gene
from one organism to another. The industrial
application of these systems has produced large
quantities of protein with better activity, high
purity, little immune reactions and low costs.
The physicochemical properties of the produced
proteins greatly depend on choosing a suitable
microorganism for expression. Prokaryotic
systems (bacteria) express soluble proteins as
aggregates without folding, while eukaryotic
systems (yeasts, fungi, animal and plant cells)
perform post-translational modifications such
as glycosylation, amination, phosphorylation,
elimination of initial methionine, among
others. Production of recombinant proteins is
optimized by advanced technologies such as
artificial chromosomes and microarrays, among
others. The most usual vectors and expression
systems as well as best known recombinant
proteins are presented in this contribution.
Palabras claves: proteínas recombinantes,
vectores, enzimas industriales.
Key words: Recombinant proteins, vectors,
industrial enzymes.
Universidad Autónoma del Estado de México, Facultad de Química, Paseo Colón esquina Paseo Tollocan s/n,
CP 50180, Toluca, Estado de México, México.
1
18
Universidad Autónoma del Estado de México
Año 4, Núm.8 | febrero - julio 2014 | Págs. 17-20
¿Qué
son las proteínas recombinantes?
Desde el descubrimiento del modelo del
adn, por Watson y Crick en el año 1953, se
ha avanzado mucho en su manipulación y
aplicaciones. Numerosas investigaciones han
permitido comprender cómo la información
genética porta y transmite el adn y otras moléculas.
A mediados de 1970 se inició el desarrollo de
la ingeniería genética basada en la tecnología
de adn recombinante, mediante la cual ha
sido posible modificar genéticamente diversos
tipos de células que actúan como “reactores
biológicos” capaces de sintetizar proteínas
[1]. Las proteínas recombinantes son aquellas
que se obtienen a partir de una especie o una
línea celular distinta a la célula original, su
expresión se logra mediante la clonación y
transferencia del gen que expresa la proteína
de interés, de una célula a otra. Este proceso
ha resultado ser una herramienta muy útil
tanto en investigación como en industrias
farmacéuticas, ya que es posible obtener altas
cantidades de proteína con un alto grado de
pureza y mínimas reacciones inmunológicas y
con costos de producción moderados [2].
De manera general, la producción de una
proteína recombinante abarca dos fases, la
primera es conocida como “upstream” (río
arriba), que implica la selección del vector y
el sistema de expresión. La segunda fase
“downstream” (río abajo) se enfoca en el
proceso de purificación y verificación de la
funcionalidad de la proteína.
Las proteínas recombinantes se producen en
diferentes sistemas como: bacterias, levaduras,
hongos filamentosos, células de insectos,
células de mamíferos y plantas. Actualmente,
más de la mitad de las enzimas industriales son
hechas por levaduras y hongos, mientras que en
bacterias aproximadamente el 30%, en sistemas
animales el 8% y en plantas un 4% [3,4].
Universidad Autónoma del Estado de México
Selección
y elaboración del vector
Los vectores son moléculas de adn con
capacidad de autoreplicarse, pueden ser
episomales o integrativos y de origen
bacteriano, viral o ambos. La elección del vector
utilizado depende del tamaño del gen, mientras
que el sistema de expresión se selecciona con
base en las características fisicoquímicas de la
proteína, ya que si la proteína no cuenta con
éstas y no alcanza su estado nativo, no tendría
actividad y en consecuencia no llevaría a cabo
su función. Los sistemas procariontes expresan
proteínas solubles o en forma de agregados,
pero sin plegamiento. Mientras que los
sistemas eucariontes realizan modificaciones
postraduccionales
como
glicosilaciones,
aminaciones, fosforilaciones, y eliminación de
la metionina inicial, entre otras [5].
Figura 1
Comparación de glicosilaciones de proteínas
recombinantes producidas en diferentes sistemas de
expresión
Fuente: creación del autor.
19
Fernando Sánchez-Mejía, Julieta Castillo-Cadena: Proteínas recomendables, ¿qué son? ¿para qué sirven?
Existe una gran diversidad de plásmidos para
bacterias, plantas, levaduras, células de insecto
y células de mamífero. La conformación de cada
plásmido proporciona diferentes estrategias
de expresión y selección de las células
recombinantes. La selección de estas células
se basa en el uso de genes reporteros (Proteína
Verde Fluorescente, Beta galactosidasa, entre
otros), genes de resistencia a antibióticos
(ampicilina, tetraciclina o kanamicina) y
genes antimetabolitos. Mientras que para la
expresión normalmente se utiliza un promotor
de sobreexpresión, para obtener una mayor
cantidad de proteína. En la figura 2 se presenta
el esquema general de un vector.
Figura 2
Estructura general de un vector de expresión
Fuente: creación del autor.
La inserción del gen de la proteína de interés
al vector de expresión se lleva a cabo en dos
pasos: 1) digestión con enzimas de restricción
del vector y del fragmento de adn que contenga
el gen y, 2) ligamiento del gen con el vector, con
el uso del adn ligasa. Los vehículos empleados
para transformar bacterias o transfectar células
eucariontes pueden ser de dos tipos: virales y
no virales, adenovirus, virus adenoasociados
y retrovirus son los vehículos virales más
empleados, mientras que en los no virales se
pueden utilizar liposomas, sales de calcio,
biobalística, electroporación o choque térmico.
20
Sistemas
de expresión
En la producción de proteínas recombinantes
terapéuticas se emplean diferentes sistemas
de expresión, entre los más comunes
encontramos: Escherichia coli (bacterias),
Saccharomyces cerevisiae (levadura) y líneas
celulares de mamíferos, cho (Chinese Hamster
Ovary) y bhk (Baby Hamster Kidney).
Para la expresión de proteínas no
glicosiladas recombinantes suele emplearse
E. coli. A escala industrial el cultivo de E. coli
en medios sintéticos facilitan el aislamiento y
purificación del producto y reducen el costo
de su producción. Generalmente, los vectores
de clonación para E. coli contienen el gen que
codifica la proteína de interés, un origen de
replicación, un gen de resistencia a antibióticos,
un promotor que regula la transcripción del
gen insertado y un gen de terminación de
transcripción. La insulina, ecokinasa, IFNα−2b, IFN-β-1a y TNF-α son algunas proteínas
expresadas en este sistema.
Otro sistema de expresión se lleva cabo
en levaduras, utilizando a Pichia pastoris y
Saccharomyces cerevisiae. En el genoma
de P. pastoris existen dos genes de alcohol
oxidasa, denominados AOX1 y AOX2, dado
que las proteínas producidas en este sistema
suelen plegarse correctamente y se secretan
al medio, esto nos proporciona una excelente
alternativa sobre otros sistemas de expresión.
Los vectores usan como marcador de selección
el gen HIS4 (Proteína de Biosíntesis de
Histidina), cuenta con uno de los promotores
AOX1 o AOX2, un gen de resistencia a
antibiótico y el gen de interés. La hirudina,
insulina y la vacuna cuádruple contra difteria,
tétanos, tosferina y hepatitis, se expresan en
levadura [3,6].
En mamíferos se emplean las líneas
celulares bhk, hek293 y cho. Los vectores
de expresión más comunes para células
eucariontes, son los que derivan del virus
Universidad Autónoma del Estado de México
Año 4, Núm.8 | febrero - julio 2014 | Págs. 17-20
SV40, pueden estar conformados por un
promotor, un sitio de clonación, una secuencia
de poliadenilación, origen de replicación y un
gen de selección, usando frecuentemente
un antimetabolito como el metotrexato (mtx).
En la actualidad cerca de un 50 a 60% de
proteínas humanas se producen en células
cho, obteniendo una amplia gama de proteínas
terapéuticas que incluyen: factor IX, tirotropina
alfa, epo, ifn-β-1a. Con la línea bhk se ha
obtenido el factor viia y viii.
¿Para
qué sirven?
Comparando la producción de proteínas de
origen natural, la aplicación en la industria de
estos sistemas de expresión ha sido un gran
apoyo para poder generar proteínas en grandes
cantidades, mejoramiento de la actividad y un
alto nivel de su bioseguridad. A diferencia de
las proteínas de origen natural, esta producción
está siendo optimizada por la aplicación de
tecnologías de vanguardia como son la síntesis
de cromosomas artificiales, microarreglos y el
diseño de estrategias de ingeniería de proteínas
enfocadas a la regulación de rutas de glicosilación.
Universidad Autónoma del Estado de México
Referencias
[1] S. M. E. Drago, E. T. R. Sainz (2006),
“Sistemas de expresión para proteínas
terapéuticas recombinantes”, Revista
Mexicana de Ciencias Farmacéuticas,
37, 38.
[2] K. Graumann,A. Premstaller (2006),
“Manufacturing
of
recombinant
therapeutic proteins in microbial systems”,
Biotechnology Journal, 1, 164.
[3] V. Balamurugan, G. R. Reddy, V. V.
Suryanarayana (2007), “Pichia pastoris:
A notable heterologous expression system
for the production of foreign proteins
vaccines”, Indian Journal of Biotechnology,
6, 175.
[4] Romanos, “ Advances in the use of Pichia
pastoris for high-level gene expression”,
Current Opinion in Biotechnology, 6, 527.
[5] L. M. Houdebine (2009), “Production of
pharmaceutical proteins by transgenic
animals.Comparative
Immunology”,
Microbiology and Infectious Diseases,
32, 107.
[6] R. H. Córdoba, E. N. Algecira, P. R. Poutou,
A. L. A. Barrera (2003), “Pichiapastoris,
una alternativa para la producción de
glicoproteínas humanas de uso terapéutico.
Estrategias de fermentación”, Revista
Colombiana de Biotecnología, 5, 73.
21
Lourdes Hurtado, Reyna Natividad: Fotosintesís artificial: hacia el aprovechamiento...
FOTOSÍNTESIS ARTIFICIAL:
HACIA EL APROVECHAMIENTO DEL CO2
Artificial photosynthesis: toward CO2 utilization
LOURDES HURTADO1, REYNA NATIVIDAD*1
*Correo electrónico: [email protected]
Recepción: 27 de agosto de 2013.
Aceptación: 20 de noviembre de 2013.
Resumen
Abstract
La fotosíntesis artificial es un proceso emergente
que busca convertirse en una alternativa
energética mediante el aprovechamiento del CO2
atmosférico, transformándolo en hidrocarburos e
hidrógeno, con reactivos de amplia disponibilidad
como agua y luz solar. Se ha evidenciado su
viabilidad desde el punto de vista técnico y es
por ello que existe un interés creciente a nivel
mundial por profundizar en el tema y ofrecer una
solución integral a la problemática generada
por la elevada concentración de este gas en la
atmósfera. Aunque la investigación realizada
hasta el momento en este ámbito marca una
tendencia favorable a la producción de químicos
con valor comercial, aún es posible optimizar
el proceso, comprendiendo cada etapa del
proceso de fotosíntesis natural para transferir
exitosamente lo esencial al proceso artificial.
El tema de fotosíntesis artificial es vasto y se
presentan solamente generalidades y áreas de
oportunidad para la mejora de dicho proceso.
Artificial photosynthesis is an emerging process
which is called to become a clean energetic
alternative by approaching atmospheric CO2
and its transformation to hydrocarbons and
hydrogen using water and sunlight as reagents
given its wide availability. The viability of this
process has been technically proven and
nowadays there is a growing interest in the study
of this field because of its important contribution
as component of an integral solution against
global warming. Exists evidence about the
positive tendency in the production of highvalue chemicals by using this technology but
research still be focused in the comprehensive
study of steps of natural photosynthesis in order
to transfer successfully the essential features
to artificial process. This subject is vast and
therefore this work aims to summarize general
aspects and some current issues related to
artificial photosynthesis process.
Palabras claves: calentamiento global, dióxido
de carbono, fotocatálisis.
Key words: Global warming, carbon dioxide,
photocatalysis.
Universidad Autónoma del Estado de México, Centro Conjunto de Investigación en Química Sustentable UAEMUNAM, Km.14.5 Carretera Toluca-Atlacomulco, CP 50200, Toluca, Estado de México, México.
1
22
Universidad Autónoma del Estado de México
Año 4, Núm.8 | febrero - julio 2014 | Págs. 21-25
Introducción
Los efectos del calentamiento global son
evidentes en nuestra vida diaria. Sequías,
inundaciones, alteración de los ciclos de lluvia,
afectación de cultivos y extinción de especies
por daño a su hábitat, constituyen una serie
de eventos que amenazan el bienestar de la
humanidad y que encuentran su origen en el
daño irreversible que las actividades humanas
han provocado al equilibrio ambiental. Es bien
sabido y aceptado que los gases de efecto
invernadero y su persistencia en la atmósfera
son la mayor contribución al cambio climático.
Así, el dióxido de carbono (CO2) producto de
actividades antropogénicas es entre los gases
de efecto invernadero el que representa la
mayor contribución a este fenómeno. La principal
fuente de emisiones de CO2 es la quema de
combustibles de origen fósil, además de aquellas
producto del transporte e industrialización.
Informes recientes han permitido conocer que la
concentración atmosférica de CO2 ha alcanzado
niveles cercanos a las 400 ppm mostrando un
incremento constante en los últimos 200 años [1].
Aunque los efectos negativos del cambio
climático son evidentes, no puede dejarse de
mencionar que por extraño que pueda parecer,
esta situación ha traído beneficios para
determinadas poblaciones del planeta. Un
claro ejemplo es el desarrollo de la agricultura
y ganadería en lugares típicamente inhóspitos
como por ejemplo, Groenlandia, que en cuatro
años ha duplicado el volumen de cultivos de
papas alcanzando 100 toneladas en 2012,
disminuyendo su dependencia alimentaria
de Dinamarca. El ejemplo anterior es ya una
realidad y actualmente se encuentran en
desarrollo propuestas que modificarían el
curso de las actividades económicas a nivel
mundial, como la apertura de rutas marítimas a
través del Ártico, la explotación de yacimientos
petrolíferos y mineros en zonas anteriormente
gélidas y el desarrollo de actividades turísticas
Universidad Autónoma del Estado de México
en lugares típicamente fríos. Aunque el
panorama luce alentador para ciertas regiones,
lo cierto es que a nivel global los efectos
negativos cobran mayor notoriedad día con
día y por ello su mitigación ha sido objeto de
estudio y discusión, de donde han emanado
conclusiones de amplia aceptación como las
formuladas por The Intergovernmental Panel
on Climate Change (ipcc), The Berkeley Earth
Surface Temperature (best) project y el informe
Stern, entre otros.
El informe Stern sobre la economía del
cambio climático es un estudio realizado
por el economista Sir Nicholas Stern que
evalúa el impacto del cambio climático y
calentamiento global sobre la economía a
través de una perspectiva internacional. En
dicho informe se advierte sobre el peligro
que representa para la población mundial
el incremento en la temperatura del planeta
además de la grave problemática económica
y social que representará para los gobiernos
de todo el mundo si no se toman acciones
contundentes desde ahora. Entre las acciones
recomendadas en su informe, Stern menciona
que para brindar una respuesta efectiva
a la reducción de emisiones, las políticas
instauradas deben tomar en cuenta tres
elementos: 1) Precio del carbono, a través
de impuestos a la población y la instauración
de un esquema de bonos de emisiones de
carbono; 2) Política tecnológica orientada al
desarrollo y uso a gran escala de productos
de alta eficiencia con reducción de niveles
de carbono; 3) Cooperación internacional
para la integración de políticas de desarrollo,
intercambio de información regional y sobre el
impacto del cambio climático, donde además,
los países ricos deberían facilitar asistencia
a aquellos en vías de desarrollo. El informe
también refiere que la no mitigación del cambio
climático actualmente cuesta a la sociedad al
menos 5% del pib y si las predicciones más
dramáticas se cumplen, este costo podría
23
Lourdes Hurtado, Reyna Natividad: Fotosintesís artificial: hacia el aprovechamiento...
alcanzar el 20% del pib. Según su estudio, si
se destinase anualmente el 1% del pib a la
reducción de emisiones, podría estabilizarse
el nivel de CO2 atmosférico alrededor de 550
ppm para el año 2050, evitando así daños
catastróficos en un futuro. De acuerdo con sus
estimaciones, si la sociedad a nivel mundial
participara en acciones de mitigación de
reducción de emisiones, la economía obtendría
un beneficio de alrededor de $2.5 trillones de
dólares anualmente.
La reducción de emisiones, captura y
transformación de CO2 a productos con valor
comercial son temas de gran relevancia y que
ya han sido estudiados con anterioridad. En el
primer caso, con la instauración del protocolo
de Kioto en 1997 se buscó comprometer a los
países firmantes a llevar a cabo acciones que
regularan la emisión del gas a la atmósfera.
En cuanto a la captura de dióxido de carbono
hay avances significativos y actualmente las
técnicas de adsorción, absorción, separación
por membranas y procesos criogénicos
están disponibles para tal fin. Finalmente,
la transformación de dióxido de carbono
a productos químicos de amplia demanda
requiere de mayor investigación y desarrollo, y
es así como surge el interés por incursionar en
el proceso conocido como fotosíntesis artificial.
Este proceso ha sido estudiado desde finales
del siglo pasado con la promesa del desarrollo
de no sólo una alternativa energética, sino de
una estrategia de remediación ambiental. Por lo
tanto, en este documento se pretende plasmar
generalidades y áreas de oportunidad de mejora
del proceso de fotosíntesis artificial.
Fotosíntesis
artificial
La fotosíntesis artificial se refiere a la serie de
etapas mediante las que el dióxido de carbono
puede transformarse en productos con valor
comercial empleando energía luminosa, agua
24
y un catalizador, generando en un proceso
atractivo desde el punto de vista técnico y
económico. Este proceso se ha nombrado
“fotosíntesis artificial” debido a la similitud
que guarda con el proceso mediante el cual
las plantas transforman el CO2 atmosférico
a glucosa y otros carbohidratos, aunado a
la liberación de oxígeno molecular para el
aprovechamiento del ser humano.
El proceso de fotosíntesis natural se
desarrolla en dos fases: luminosa y oscura.
En la fase luminosa el proceso inicia con la
absorción de luz proveniente del sol a través de
pigmentos, entre ellos, la clorofila. Enseguida,
se da paso a una serie de reacciones inducidas
por la luz en la transferencia de electrones
que da lugar a la formación de especies
que almacenan la energía absorbida como
el adenin trifosfato (ATP) y la nicotinamida
adenina dinucleotido fosfato (NADPH) así
como a la oxidación de la molécula de agua y la
consiguiente liberación de oxígeno molecular.
En la fase oscura de la fotosíntesis, el CO2
se reduce con el ATP y el NADPH formando
los enlaces covalentes C-C de glucosa y
otros carbohidratos. Las células de las algas
obtienen el CO2 directamente del agua que las
rodea y en las plantas, el gas llega a las células
a través de los estomas, ubicados en las hojas
y tallos verdes. La fotosíntesis natural ocurre
de acuerdo con la siguiente reacción [2]:
Eq. (1)
La intención de la fotosíntesis artificial es
precisamente mimetizar el proceso natural
y de forma asistida aprovechar el exceso de
CO2 para su transformación a hidrocarburos y
su eventual aplicación como combustibles. En
este entendido, el proceso artificial inicia con
la absorción de luz por el catalizador empleado
dando origen a los pares electrón-hueco cuya
principal función es la transferencia de cargas
y el almacenamiento de energía. Enseguida,
Universidad Autónoma del Estado de México
Año 4, Núm.8 | febrero - julio 2014 | Págs. 21-25
la interacción de la molécula de agua con los
huecos presentes conlleva a la descomposición
de la molécula de agua y la liberación de
oxígeno. Aquí, si el producto deseado es
hidrógeno, la oxidación de iones H+ dará lugar a
la formación de H2. En contraparte, si el objetivo
es sintetizar hidrocarburos, el CO2 será reducido
con las condiciones de reacción ácida-base
que aseguren la mayor selectividad hacia el
producto deseado. Así, el proceso artificial para
producción de hidrógeno (Eq. 2) y metano (Eq.
3), por mencionar algunos posibles productos,
se describe de acuerdo con [3]:
Eq. (2)
Eq. (3)
Resumiendo, en ambos procesos de síntesis
es posible identificar tres etapas, en primera
instancia la absorción de luz o también llamado
“arreglo antena” seguido por la formación de
complejos de reacción y por último la reducción
de CO2. La figura 1 resume las características
esenciales de cada proceso:
Figura 1
Analogía entre los procesos de fotosíntesis
natural y artificial
Fuente: creación del autor.
Cabe mencionar que la selección del
catalizador es un punto clave del éxito del
proceso de fotosíntesis artificial pues mientras
Universidad Autónoma del Estado de México
las plantas contienen una serie de pigmentos
que en conjunto permiten absorber la totalidad
del espectro de la luz solar (~350-900 nm.), un
gran porcentaje de investigación en procesos
fotocatalíticos se ha centrado en aquellos
basados en TiO2 que, aunque es ambientalmente
benigno y químicamente estable, únicamente
absorbe energía con longitud de onda menor
a 400 nm. A pesar de que hay innumerables
investigaciones con respecto al dopaje del
TiO2 para extender su intervalo de absorción,
la síntesis de un catalizador que supere el
desempeño del TiO2 sigue representando un
área de oportunidad para este proceso. En
particular, en nuestro país, Conacyt a finales
de año pasado consideró a la fotosíntesis
artificial como una iniciativa de energía
renovable y hoy en día la investigación en el
país se centra principalmente en el desarrollo
de nanomateriales para su utilización como
fotocatalizadores más eficientes.
Sin embargo, de acuerdo con la literatura
especializada, el reactor y la forma de poner
en contacto los reactivos también impacta
de manera importante el rendimiento y la
selectividad del proceso. En la investigación
efectuada predomina la configuración del
reactor de flujo continuo donde la fase gaseosa
y el agente reductor se ponen en contacto con el
catalizador, generalmente en suspensión. Con
estos elementos los máximos rendimientos
alcanzados para producción de metano son
menores a 10 μmol tras 65 horas de reacción.
Por lo tanto, resulta importante explorar otras
opciones de configuraciones de reactor como
lo son los reactores capilares. En este sentido,
el único reporte de fotosíntesis de CH4 a partir
de la reducción de CO2 en micro-reactores es
la investigación de Alxneit [4] donde se empleó
al vapor de agua como agente reductor con
TiO2 depositado sobre una ventana de zafiro
bajo irradiación de una lámpara de Hg/Xe. La
producción reportada de CH4 fue 20 μmol•gcat
después de 250 minutos.
25
Lourdes Hurtado, Reyna Natividad: Fotosintesís artificial: hacia el aprovechamiento...
Finalmente, se puede concluir que el
proceso de fotosíntesis artificial es viable y
su mejora depende tanto del desarrollo de
fotocatalizadores eficientes así como del
desarrollo de reactores que permitan el uso
óptimo de dichos catalizadores. Actualmente
este problema está siendo abordado por el grupo
de Ingeniería Química del Centro Conjunto de
Investigación en Química Sustentable UAEMUNAM. Aunque en el presente análisis se ha
abordado el desarrollo de una alternativa para
mitigar los efectos del CO2 atmosférico, es
claro que la problemática debe ser manejada
de forma integral y multidisciplinaria, pues
es indispensable una mayor responsabilidad
social para cumplir con acciones que fomenten
la sustentabilidad en nuestras actividades
cotidianas.
26
Referencias
[1] IPCC (2007), Fourth Assessment Report:
Climate Change, 18.
[2] Kalyanasundaram K, Graetzel M. (2010),
“Artificial
photosynthesis:
biomimetic
approaches to solar energy conversion and
storage”, Current Opinion in Biotechnology,
21, 298-310.
[3] Koci K., Obalova L., Lacny Z. (2008),
“Photocatalytic reduction of CO2 over TiO2
based catalysts”, Chemical Papers. 62,
1-9.
[4] Alxneit I., Corboz M. (1999), “Influence of
photoadsorbed O2 on the photoreduction
of CO2 with H2O at the surface of TiO2”, J
Phys IV France, 295-299.
Universidad Autónoma del Estado de México
Laguna del Sol, Nevado de Toluca / Foto: Rosa M. Gómez-Espinosa
Hariz Islas-Flores, Leobardo M. Gómez-Oliván, Mariana Ortiz-Reynoso: Influencia de factores ambientales...
INFLUENCIA DE FACTORES
AMBIENTALES DURANTE
EL DESARROLLO EMBRIONARIO Y FETAL
Influence of environmental factors
during embryonic and fetal development
HARIZ ISLAS-FLORES*1, LEOBARDO M. GÓMEZ-OLIVÁN1, MARIANA ORTIZ-REYNOSO1
*Correo electrónico del contacto: [email protected]
Recepción: 15 de enero de 2014.
Aceptación: 1 de febrero de 2014.
Resumen
Abstract
Desde el desastre de la talidomida, es conocido
que las malformaciones congénitas pueden producirse en los embriones como resultado de la
exposición de las madres a agentes físicos o químicos, llamados agentes teratogénicos, durante
el embarazo, produciendo errores en el desarrollo
por mecanismos específicos en tejidos embrionarios. Estos agentes pueden ser de diferente índole
y se definen como cualquier factor ambiental que
puede producir una anormalidad permanente en
la estructura o función, restricción del crecimiento o muerte del embrión o feto; entre ellos se encuentran la radiación, agentes infecciosos, disrupciones térmicas, metales pesados, además de
condiciones de la madre como obesidad, diabetes
mellitus, hipo e hipertiroidismo, entre otros. En los
fármacos, la prevalencia de malformaciones es
baja, sin embargo la prescripción de éstos durante
el embarazo es elevada, lo que convierte a los estudios de teratogénesis de suma importancia para
evitar su toxicidad en el desarrollo.
Since the thalidomide disaster is known that
congenital malformations can be produced in
embryos as a result of exposure of mothers
to physical or chemical agents, commonly
called teratogenic agents, during pregnancy
and each produces developmental errors by
specific mechanisms on particular embryonic
tissues. These agents may be of different
types and are defined as any environmental
factor that can cause a permanent abnormality
in the structure or function, growth restriction
or death of the embryo or fetus, these include
radiation, infectious agents, thermodisruptions,
heavy metals, in addition to maternal conditions
such as obesity, diabetes mellitus, hypo and
hyperthyroidism, among others. With regard
to drugs, the prevalence of malformations is
low, however the prescription of these during
pregnancy is high, which makes teratogenicity
studies of paramount importance to prevent
developmental toxicity.
Palabras clave: teratogénesis, organogénesis,
ambiente.
keywords:
teratogenesis,
environment.
organogenesis,
Universidad Autónoma del Estado de México, Facultad de Química, Paseo Colón esquina Paseo Tollocan, s/n.
Col. Universidad, C.P. 50120, Toluca, Estado de México, México.
1
28
Universidad Autónoma del Estado de México
Año 4, Núm.8 | febrero - julio 2014 | Págs. 27-31
El
desastre de la talidomida
En octubre de 1957 fue lanzada por el
laboratorio alemán Grünenthal la talidomida,
decían: “un medicamento maravilla” para el
insomnio, dolores de cabeza, tos y resfriado,
eficaz como tranquilizante, calmante y
antiemético, por lo que fue preescrito para
miles de mujeres emabarazadas para aliviar
sus síntomas. En esa época, se creía que la
placenta era una barrera que protegía al feto
de los efectos adversos de los fármacos, sin
embargo, esto quedó en duda cuando en 1960
en Alemania Occidental se registró un aumento
de recién nacidos con malformaciones
infrecuentes de las extremidades como
amelia (ausencia de una extremidad) y
focomelia (reducción de huesos largos de
las extremidades), además de cardiopatías
congénitas, anomalías oculares, intestinales y
renales; y malformaciones del oído externo e
interno. En 1961, el pediatra alemán Widukind
Lenz demostró que estas anormalidades se
debían a un enantiómero de la talidomida y el
medicamento fue retirado del mercado, dejando
en este país un saldo aproximado de 2 500
bebés con malformaciones congénitas. Como
consecuencia de esta catástrofe, en 1962, el
Congreso de Estados Unidos promulgó leyes
que establecen como requisito pruebas de
seguridad durante el embarazo antes de que
un fármaco pueda recibir aprobación para su
venta en los Estados Unidos; posteriormente
otros países promulgaron leyes similares y la
talidomida no fue prescrita durante décadas.
En 1998, la FDA (por sus siglas en inglés: Food
and Drug Administration) aprobó su uso para
el tratamiento de las lesiones asociadas con
eritema nodoso leprosum y su distribución sólo
fue permitida bajo condiciones estrictamente
controladas; en 2006, este mismo organismo
aprobó la talidomida en combinación con
dexametasona para el tratamiento de pacientes
diagnosticados con mieloma múltiple [1,2,3,5].
Universidad Autónoma del Estado de México
Desarrollo
embrionario y fetal
Las funciones biológicas que conforman los
procesos de reproducción y organogénesis
son variados en su naturaleza y en su
susceptibilidad
a
factores
ambientales
negativos [3]. Durante la gametogénesis se
forman las células germinales haploides: el
óvulo y el espermatozoide, estos gametos se
fusionan durante la fecundación para formar
el cigoto diploide, el cual desciende para
implantarse en la pared del útero, por lo general
la exposición a agentes teratogénicos antes de
la implantación no influye sobre el crecimiento,
o provoca la muerte a través de un daño
irremediable o del fracaso de la implantación.
Después de la implantación el embrión sufre
la gastrulación, proceso en el cual se forman
las tres capas germinativas: ectodermo,
mesodermo y endodermo, periodo que es muy
sensible a los teratógenos. La formación de la
placa neural en el ectodermo señala el comienzo
de la organogénesis, siendo un periodo de
gran susceptibilidad a las malformaciones.
Los rápidos cambios de la organogénesis
se logran
mediante proliferación celular,
migración celular, relaciones intercelulares
y remodelación morfólogica de los tejidos,
durante la organogénesis, cada estructura
de formación tiene su momento de mayor
susceptibilidad como se puede observar en la
figura 1. El final de la organogénesis coincide
con el comienzo del periodo fetal, caracterizado
por la diferenciación, crecimiento y maduración
fisiológica de los tejidos, la exposición a
teratógenos afectará sobre todo al crecimiento
y a la maduración funcional (trastornos de la
conducta, deficiencias cognitivas y motoras,
disminución de la fecundidad, entre otras). Por
lo tanto, los principales efectos de la exposición
prenatal observados en estudios de toxicidad
del desarrollo son la muerte intrauterina, las
malformaciones congénitas y el retraso del
crecimiento [2].
29
Hariz Islas-Flores, Leobardo M. Gómez-Oliván, Mariana Ortiz-Reynoso: Influencia de factores ambientales...
Figura 1
Representación esquemática del desarrollo humano
Los periodos más sensibles a malformaciones se marcan en gris oscuro, en gris claro se encuentran las áreas menos sensibles a
agentes teratogénicos (Modificado de Harbison, 1978).
Teratogénesis
Se conoce como teratogénesis o dismorfogénesis a la alteración bioquímica, morfológica o
funcional inducida durante el embarazo, que es
detectada durante la gestación, el nacimiento o
posteriormente, y la gran mayoría se debe a la
interacción de factores genéticos y a la influencia ambiental [5]. Un teratógeno se define como
cualquier factor ambiental que puede producir
una anormalidad permanente en la estructura
o función, restricción del crecimiento o muerte
del embrión o feto, el cual debe ser demostrado
mediante una relación dosis-respuesta en animales en la que se observe que mientras mayor
sea la exposición en el embarazo, se presenten
efectos fenotípicos más severos en el feto [3],
en el cuadro 1 se indica la cronología del desarrollo embrionario y fetal comparando etapas
clave entre seres humanos y animales de laboratorio útiles para estos estudios.
30
La relación de dosis teratogénica en
animales a humanos varía ampliamente de
un teratógeno a otro y de una especie a otra,
por ejemplo, la dosis de cortisona que se
requiere para producir el paladar hendido en el
ratón es aproximadamente 400 veces la dosis
terapéutica en el hombre, para el conejo la
relación es aproximadamente 20. Es por esto
que los resultados de los procedimientos para
detectar propiedades teratogénicas de nuevos
fármacos en animales de laboratorio no pueden
extrapolarse al hombre, sin embargo, indican
algunos de los posibles peligros, al mismo
tiempo que la imposibilidad de demostrar
que un fármcao produce malformaciones en
estos estudios, no es garantía de que será
inofensivo para todos los embriones humanos,
sin embargo, un fármaco que resultó ser no
teratogénico en animales puede considerarse
menos preocupante que uno que sí lo era [1].
Universidad Autónoma del Estado de México
Año 4, Núm.8 | febrero - julio 2014 | Págs. 27-31
Tabla 1
Comparación del desarrollo gestacional de diferentes mamíferos
Humano
Rata
Ratón
Conejo
Hámster
Periodo de
implantación
6.5 días
8 días
5 días
9 días
7 días
13 a 20
segmentos
27 días
11 días
9 días
10 días
9 días
12 – 14 semanas
14 días
13 días
11 días
10 días
20 semanas
17 días
17 días
15 días
14 días
Desarrollo fetal
20 – 34 semanas
18 – 22 días
18 – 20 días
16 – 32 días
15 – 16 días
Parto
36 – 40 semanas
21 días
19 días
32 días
15 días
Fin del periodo
embrionario
Fin de la
metamorfosis
Datos tomados de Harbison, 1978.
El efecto en el embrión o el feto depende de la
naturaleza química o física del agente teratogénico
y de otros factores como son: dosis, vía y duración
de la exposición, etapa del desarrollo a la que
ocurre la exposición, susceptibilidad genética
de la madre y del embrión o feto, y presencia en
el ambiente de exposiciones concurrentes [3].
Entre los principales teratógenos documentados
se encuentran:
puede ocasionar cicatrización o calcificación, lo
que causa más daños al interferir con histogénesis. Entre los agentes infecciosos que producen efectos sobre el desarrollo se encuentra:
varicela, influenza, parvovirus, sífilis, toxoplasmosis, entre otros; mientras que las infecciones
que no dan lugar a malformaciones congénitas,
pero que causan la muerte fetal o neonatal incluyen enterovirus (Coxsackie, poliovirus, echovirus),
hepatitis, viruela, y los virus de paperas [2,3].
Radiación
Disrupciones
La radiación ionizante puede dañar el embrión
en desarrollo debido a muerte celular o
daño cromosómico, el periodo de exposición
más crítica es 8-15 semanas después de la
fertilización en el humano, mientras que el
retraso permanente en el crecimiento es más
severo si la exposición se lleva a cabo después
de la mitad de gestación [2,3].
Agentes
infecciosos
Los efectos letales o sobre el desarrollo de los
agentes infecciosos son el resultado de la inhibición de la mitosis, efectos citotóxicos directos,
o un evento disruptivo vascular en el embrión
o el feto. Además, un proceso de reparación
Universidad Autónoma del Estado de México
térmicas
La hipertermia, temperatura corporal de al
menos 38.9 oC, es un teratógeno antimitótico
después de una exposición entre las semanas
4 y 14 de gestación en humanos asociándose
con ella deficiencia mental grave, convulsiones
en la infancia, hipoplasia del tercio medio facial
y anomalías en las extremidades distales.
Estudios embrionarios en cobayos y ratas
han reportado anomalías en el crecimiento
del cerebro debido a temperaturas elevadas.
Mientras que la hipotermia, temperatura
corporal central menor de 35 oC, se asocia con
una tasa de mortalidad fetal de un 16 a 33%
y con defectos graves del cerebro y médula
espinal distal [3].
31
Hariz Islas-Flores, Leobardo M. Gómez-Oliván, Mariana Ortiz-Reynoso: Influencia de factores ambientales...
Metales
Plomo. Niveles de Pb en sangre ≥ 10 mg / dl se
consideran elevados, pero no peligrosamente
altos. El término “envenenamiento por plomo” se
refiere a niveles de Pb ≥ 50 mg / dl en sangre,
no se han demostrado efectos perjudiciales por
exposición a plomo en concentraciones ≤ 20
g / dl en sangre. El plomo puede atravesar la
placenta en la semana 12 a 14 de gestación y se
acumula en el tejido fetal. Los efectos adversos
del plomo incluyen el aborto espontáneo y
muerte fetal, además se ha asociado con
un pequeño pero significativo aumento en
las malformaciones menores, incluyendo los
hemangiomas, linfangiomas [2,3].
1.Mercurio. Se han encontrado efectos
tempranos de toxicidad en niveles de Hg
superiores a 3 g / dl. El metilmercurio, la
forma orgánica más tóxica del mercurio,
causa daño cerebral severo, atrofia de la
capa granular del cerebelo y ablandamiento
en la corteza visual y otras áreas corticales
del cerebro, además también se puede
presentar polineuritis [2,3].
2.Litio. Éste se usa como tratamiento del
trastorno bipolar, las altas concentraciones
de litio en el parto están asociados con
complicaciones perinatales, malformaciones
cardiovasculares,
particularmente
la
anomalía de Ebstein, malformaciones del
sistema nervioso central, del oído y uréter,
tiroides y función cardiaca alterada, además
de bocio congénito [2,3].
Fármacos
Existen fármacos de uso médico que se conocen
como teratogénicos en animales, incluyendo la
adrenalina, andrógenos, agentes antileucémicos, corticosteroides, estrógenos, insulina, penicilina/estreptomicina, progestinas, salicilatos,
oxitetraciclina, tetraciclina, talidomida y tolbuta32
mina, de éstos, los agentes antileucémicos (husulfan, aminopterina), estrógenos, andrógenos,
progestinas y talidomida son conocidos teratogénos en el hombre [1].
Condiciones
maternas
En éstas se engloban condiciones como
la obesidad durante el embarazo que está
relacionada con muerte fetal e incremento del
riesgo de defectos de nacimiento, la diabetes
mellitus asociada con retardo del crecimiento así
como defectos del tubo neural craneal y caudal,
consumo de alcohol que produce retardo del
crecimiento, anormalidades faciales y disfunción
del sistema nervioso central, fumar tabaco provoca
retardo del crecimiento intrauterino y aumento del
riesgo de muerte perinatal, aborto espontáneo,
así como partos prematuros, consumo de drogas
como mariguana y lsd que están asociados con
retraso del crecimiento y diversas malformaciones,
especialmente si se consumen durante el primer
trimestre del embarazo [2,3].
Referencias
[1] F.C.
Fraser
(1962),
“Drug-Induced
Teratogenesis”,
Canadian
Medical
Association Journal, 87(13): 683.
[2] C.D. Klaassen; J.B., Watkins III (2006),
Fundamentos de toxicología, McGraw-Hill
Interamericana, México, 1ª edición, p. 153.
[3] E., Gilbert-Barness (2010), “Teratogenic
Causes of Malformations”, Annals of
Clinical & Laboratory Science, 40: 99.
[4] R.D. Harbison (1978), “Chemical-Biological
Reactions Common to Teratogenesis
and Mutagenesis”, Environmental Health
Perspectives, 24:87.
[5] A., Pérez-Landeiro; M.A., Allende-Bandrés;
M.J., Agustín-Fernández; P., Palomo-Palomo
(2002), “Teratogénesis: clasificaciones”,
Farmacia hospitalaria, 26(3): 171.
Universidad Autónoma del Estado de México
Gabinetes universitarios de Física, Química y Medicina de la uaem / Foto: Iván García-Orozco
Julieta Castillo C. et al.,: Detención, diagnóstico y seguimiento de los padecimientos...
DETECCIÓN, DIAGNÓSTICO Y SEGUIMIENTO
DE LOS PADECIMIENTOS DE ETIOLOGÍA
GENÉTICA EN LA CIUDAD DE TOLUCA
Detection, diagnosis and monitoring
of genetic etiology ailing in Toluca
JULIETA CASTILLO C.1*, JAZMÍN HERNÁNDEZ V.,1 HUGO HERNÁNDEZ H.,1
EZEQUIEL SILVA N.,1 KENLLY IVONNE CRUZ R.,1 JOCELYN ELIZABETH ARANA A.,1
JAZMÍN GARDUÑO M.,1 DIANA NAYELI BAUTISTA A.1
*Correo electrónico del contacto: [email protected]
Recepción: 15 de julio de 2011.
Aceptación: 20 de octubre de 2011.
Resumen
Abstract
El presente trabajo tuvo como objetivo documentar la prevención, diagnóstico y seguimiento de enfermedades genéticas. Se aplicó un
cuestionario a 105 médicos especialistas en la
ciudad de Toluca. Como resultado se encontró
la limitación al diagnóstico clínico, debido principalmente a la falta de infraestructura y compromiso por parte de los especialistas y por falta de
información y recursos económicos del paciente. Evidenciando la necesidad de un profesional
de la salud con conocimientos en el área de genética clínica que dé respuesta a las demandas
de la comunidad, como es un químico farmacéutico biólogo.
The present work had as objective to analyze
the prevention, the diagnostic and monitoring
of Genetic diseases in the institutions of health
in this city. A questionnaire was applied to 105
medical specialists in the community of Toluca.
As consequence of the previous, the limitation of
a diagnostic is presented, without giving a solution
to the patient’ needs mainly because the lack of
special infrastructure and engagement just as the
patient disinformation and low economic resources.
Justify the need for a professional of health with
knowledge about clinical genetics to response the
community demands, such as a pharmaceutical
chemist biologist.
Palabras clave: Diagnostico; Padecimientos
etiología genética; Toluca.
key words: Diagnosis; Genetics illness etiology;
Toluca.
Universidad Autónoma del Estado de México, Facultad de Química, Paseo Tollocan esquina Paseo Colón s/n,
Col. Universidad, CP 50120, Toluca, Estado de México, México.
1
34
Universidad Autónoma del Estado de México
Año 4, Núm.8 | febrero - julio 2014 | Págs. 33-38
Introducción
Las enfermedades genéticas presentan
diferentes grados de gravedad, desde las
que son mortales antes del nacimiento hasta
las que requieren un tratamiento continuo y
pueden manifestarse en cualquier etapa de la
vida: desde la lactancia hasta la vejez. Ahora
bien, las que se manifiestan ya en el momento
del nacimiento son especialmente gravosas,
porque pueden provocar una muerte prematura
o un estado de morbilidad crónica a lo largo
de toda la vida. A nivel mundial, al menos
7.6 millones de niños nacen cada año con
malformaciones genéticas o congénitas graves
y el 90% de esos niños nacen en países en vías
de desarrollo. Es difícil reunir datos precisos
sobre la prevalencia, sobre todo en los países
en desarrollo, debido a la gran diversidad
de enfermedades ya que muchos casos no
llegan a diagnosticarse. Según las estadísticas
sanitarias mundiales de 2008, unas 260 000
defunciones neonatales en el mundo se deben
a anomalías congénitas (7% de todas las
defunciones), así como al menos el 10% de
las defunciones infantiles [2]. Los tecnológicos
y descubrimientos en el área de la salud, han
permitido la identificación de la etiología de un
mayor número de enfermedades, para brindar
al paciente el beneficio de ese conocimiento
[1].
El manejo del paciente con malformaciones
y padecimientos de etiología genética, así como
su frecuencia en la ciudad de Toluca en las
instituciones de salud pública y privada, es un
tema de interés fundamental para la toma de
decisiones en relación con las políticas de salud
establecidas en la ciudad, ya que a pesar de que
existen manuales que forman parte del Sistema
Nacional de Vigilancia Epidemiológica, en el que
tienen su sustento normativo y operacional, no
se realizan las acciones en salud pertinentes [5].
Como alumnos del programa educativo
de Químico Farmacéutico Biólogo que cursan
Universidad Autónoma del Estado de México
la unidad de aprendizaje Genética Humana y
como una interrogante generada durante el
curso, decidimos realizar una investigación de
campo, para detectar el campo de aplicación
de nuestros conocimientos, enfocados al
manejo de estos padecimientos. Para ello, se
llevó a cabo la elaboración de un cuestionario
que responde a las inquietudes surgidas a
raíz de la falta de información sobre esta área
de la salud. Esta herramienta se aplicó a los
especialistas del área como son médicos
perinatólogos, ginecobstetras y pediatras que
laboran en dichas instituciones, ya que ellos
son en su mayoría los primeros responsables
en la detección, diagnóstico, tratamiento y
seguimiento de los pacientes.
Se recabaron datos que, desde nuestro
punto de vista como estudiantes, son
importantes profesional y éticamente, puesto
que nuestra formación nos involucra en este
equipo de trabajo y es esencial mantenernos
actualizados y comunicados con todos los
integrantes del área de la salud, además que el
estudio ofrece una visión de lo que la sociedad
exige hoy en día a un Químico Farmacéutico
Biólogo con énfasis en el área clínica.
Métodología
Se realizó un estudio de campo, que consistió
en la aplicación de un cuestionario que
considera el diagnóstico, manejo y seguimiento
de pacientes con padecimientos de etiología
genética en instituciones de salud, tanto
públicas como privadas de la ciudad de Toluca.
Los aspectos considerados para el cuestionario
se agruparon en cuatro categorías:
1. Datos generales: la institución en la que
labora el especialista y el tiempo que ha
ejercido, es lo que nos da una perspectiva
de la experiencia en el manejo de estos
padecimientos
dentro
del
ejercicio
profesional.
35
Julieta Castillo C. et al.,: Detención, diagnóstico y seguimiento de los padecimientos...
2.Diagnóstico:
¿han
establecido
el
diagnóstico de padecimientos genéticos?,
¿cómo lo han hecho?,
¿cuál es la
frecuencia de estos padecimientos? ¿Con
qué otros profesionistas se involucra el
especialista? y ¿qué limitaciones observan
para realizar estas actividades?, todo
ello nos permite obtener una panorama
general de la situación para la realización
del diagnóstico, así como la perspectiva
del especialista respecto al área.
3. Manejo de los resultados: el registro y
la atención brindada, nos orienta sobre la
visión de los especialistas, la importancia
que se da y el compromiso que tienen con
sus pacientes.
4. Seguimiento del paciente: conocimiento
de instituciones que brinden apoyo,
evidenciando el compromiso de los
especialistas por ofrecerles todo lo posible
a sus pacientes.
Los hospitales públicos en los que se llevó
a cabo dicho estudio fueron: Hospital de
Ginecobstetricia Clínica 221 (imss), Hospital
Materno Perinatal “Mónica Pretellini” (isem),
Instituto de Seguridad y Servicios Sociales de
los Trabajadores del Estado (issste), Hospital
del Niño (dif), Hospital Materno Infantil del
Instituto de Seguridad Social del Estado
de México y Municipios (issemym); y en las
siguientes instituciones privadas: Sanatorio
Florencia, Sanatorio Venecia y Centro Médico
Metepec. El número de médicos participantes
por institución pública fueron 15, mientras que
en las privadas fueron de 8, debido al tamaño
de la comunidad de especialistas que laboran
en cada institución.
36
Resultados
y discusión
Los resultados obtenidos fueron los siguientes:
la población participante estuvo constituida
por 105 especialistas: 64% ginecólogos, 28%
pediatras, 1% perinatólogos y 7% neonatólogos;
de los cuales el 50% tuvo entre 5-10 años de
antigüedad laboral, el 21% menos de 5 años y
el 29% mayor a 10 años.
La mayoría de los especialistas entrevistados
(72%) han establecido algún diagnóstico
de un padecimiento de origen genético y lo
hacen mediante: una exploración física (50%),
apoyado con estudios de laboratorio (39%),
utilizando ambos recursos (10%) y el resto
no sabe cómo realizarlo (1%). Sin embargo,
en el área privada todos los especialistas han
detectado por lo menos una patología de esta
naturaleza, a diferencia del sector público, que
sólo el 60% lo ha hecho.
Las malformaciones diagnosticadas con
mayor incidencia fueron: labio y/o paladar
hendido (lph), seguido por polidactilia,
implantación baja de pabellones auriculares
(ibpa), luxación congénita de cadera (lcc),
ano imperforado, defectos del cierre del tubo
neural (dctn), poliotias, sindactilia y pie en varo.
En un menor número han detectado dientes
neonatales (dn) macroglosia y ambigüedad de
genitales (ag). Los síndromes identificados con
mayor frecuencia fueron el de Down y de Turner
y el menos frecuente Cri du chat. En las figuras
1 y 2 se muestra el detalle de los datos.
Universidad Autónoma del Estado de México
Año 4, Núm.8 | febrero - julio 2014 | Págs. 33-38
Figura 1
Frecuencia de malformaciones congénitas detectadas en los hospitales de la ciudad de Toluca
Fuente: elaboración propia.
Figura 2
Frecuencia de síndromes de etiología genética detectados en los hospitales de la ciudad de Toluca.
Fuente: elaboración propia.
La mayoría de los profesionales eligen
canalizar a los pacientes (58%); al laboratorio
de genética (43%); a rehabilitación (14%); a
psicología (27%) y a otras instancias (16%).
Los aspectos que faltan para un buen
diagnóstico, de acuerdo con los especialistas,
son la escasez de estudios pertinentes
(32%), la insuficiencia de infraestructura e
Universidad Autónoma del Estado de México
instalaciones (27%), la carencia de recurso
humano capacitado (25%), seguido por los
recursos económicos (15%), y otros (1%).
Por otro lado, 70% de los especialistas
tienen un registro de la incidencia de estos
padecimientos, siendo 62% de tipo institucional
y 8% a nivel personal; 30% restante no cuenta
con algún tipo de registro. En relación con el
37
Julieta Castillo C. et al.,: Detención, diagnóstico y seguimiento de los padecimientos...
seguimiento del paciente después de detectada
la patología, 43% de los especialistas confía
en que el paciente regrese a la consulta;
27% investigan la evolución; 14% busca al
paciente y 15% refiere otras actividades.
Asimismo, 97% explica la patología a los
familiares y lo canaliza con los especialistas
dependiendo del padecimiento, entre otras
actividades como se muestra en la figura 5.
Sólo 3% de los pacientes deja de asistir a
consulta. Es importante recalcar que 90% de
los especialistas no conocen instituciones
gubernamentales y/o civiles donde se brinde
apoyo a dichos pacientes.
Figura 3
Seguimiento que los especialistas les dan a sus
pacientes
Fuente: elaboración propia.
Los resultados obtenidos nos muestran
primeramente, que un gran porcentaje de
nuestra población en estudio tiene entre 5 y 10
años laborando. Encontrándose en este grupo
especialistas con menor experiencia laboral,
quienes expresaron tener al menos un paciente
con diagnóstico de alguna patología de etiología
genética. En el caso de los especialistas que
no han establecido algún diagnóstico de este
tipo de patología, posiblemente se deba a
los pocos años de experiencia laboral o al
enfoque tan limitado de su especialidad, esto se
presentó más en gineco-obstetras, ya que ellos
principalmente se centran en el parto y no en el
38
seguimiento del recién nacido. Cabe resaltar que
el total de los especialistas del sector privado sí
han establecido este tipo de patologías.
En el sector público las deficiencias en
infraestructura, recursos y personal calificado
al parecer son factores determinantes para
que posterior al diagnóstico, el seguimiento
y tratamiento del paciente se vea truncado y
de esta manera la sociedad vea disminuida
la calidad de los servicios, sin darse cuenta
que existen asociaciones que pueden
ayudar a la mejora de la calidad de vida de
los pacientes, así como grupos de expertos
que atienden y manejan sus necesidades
básicas. Los especialistas del sector público
sólo se enfocan al tratamiento inmediato al
nacimiento y no le dan un seguimiento a lo
largo de la sobrevida del paciente. Por otro
lado, el sector privado, ofrece más servicios
a los pacientes, tomando en cuenta que los
usuarios cuentan con los recursos para cubrir
los gastos y que los pacientes acuden por
propia decisión, en búsqueda de una mejor
calidad en el servicio, tanto en información
como en atención y un seguimiento que
pueda mejorar su sobrevida. Sin embargo, los
especialistas encuestados, coinciden en la falta
de laboratorios especializados, así como en el
desconocimiento de técnicas citogenéticas
y moleculares que les permitiesen hacer el
diagnóstico preciso de la patología.
Conclusiones
Existe una indiferencia muy clara en los
especialistas sobre el manejo de las enfermedades
de etiología genética. La mayoría sólo se enfoca
a un diagnóstico clínico y no en dar soluciones
a sus necesidades. Sin embargo, notamos que
gran parte de esta falta de información se debe
a la escasez de recursos, interés y compromiso
con sus actividades. Otro factor, es la falta de
formación de estos especialistas, pues a pesar
Universidad Autónoma del Estado de México
Año 4, Núm.8 | febrero - julio 2014 | Págs. 33-38
de tener poca experiencia laboral en estas
instituciones, no manejan un conocimiento básico
para las actividades que realizan.
El diagnóstico precoz y preciso es esencial
en el manejo de las enfermedades genéticas,
pues de él dependen las medidas preventivas y
terapéuticas posteriores. La sospecha de una
enfermedad genética proviene en la mayoría de
los casos, de un médico general con base en
signos y síntomas y/o historia familiar, por ejemplo
defectos congénitos, retardo mental, trastornos
de crecimiento y/o diferenciación sexual,
signos característicos de alguna enfermedad
genética conocida, etc. El diagnóstico genético
específico está a cargo del genetista clínico.
Las herramientas diagnósticas básicas son la
genética clínica (examen físico clínico-genético
especializado), exámenes auxiliares (laboratorio
clínico, radiología, etc.) orientados por la clínica e
interconsultas con otros especialistas, neurólogos,
oftalmólogos y hematólogos, entre otros [4].
Como en muchos de los problemas
presentados en nuestro país, la educación
es de gran importancia para
solucionar
esta problemática, ya que el correcto
asesoramiento puede erradicar muchas de
las situaciones que se presentan en nuestra
comunidad relacionadas con el diagnóstico de
enfermedades genéticas.
Mediante esta investigación fue posible
determinar que los especialistas del área de
la salud en la ciudad de Toluca que están
involucrados en el manejo de patologías de
origen genético, no proporcionan la información
adecuada al paciente para darle un correcto
seguimiento. Por esta razón, los estudiantes
de octavo semestre del curso de genética
humana, hallamos esto como una inquietud
que nos motiva a crear conciencia para que
en un futuro, cuando estemos involucrados
con este tipo de padecimientos, realicemos un
diagnóstico en conjunto con otros especialistas
Universidad Autónoma del Estado de México
y aportemos opciones a los pacientes y con
esto llevar un adecuado tratamiento.
Las enfermedades genéticas son casi
siempre graves, incurables y muy pocas tienen
un tratamiento satisfactorio. Así, en la situación
actual, los medios más efectivos de prevención
siguen siendo el asesoramiento genético, con
el diagnóstico prenatal, cuando es posible, a
través de los servicios de salud [2].
Es importante para los autores declarar
que el propósito de esta investigación no
fue evidenciar el servicio prestado por los
especialistas, sino, compartir por este medio,
la necesidad de la comunidad para promover
la participación del Químico Farmacéutico
Biólogo de forma más activa y productiva en
los servicios del sector salud, particularmente
en Genética.
Referencias
[1] R. Alvarenga (1997), El pediatra y la
genética médica, Honduras Pediátrica. Vol.
XVIII, Núm. 1, enero–marzo, Honduras.
[2] A. Lantigua (2004), Introducción a la
genética médica. Editorial Ciencias
Médicas, La Habana.
[3] Organización Mundial de la Salud (oms)
(2005), “Control de las enfermedades
genéticas”. http://apps.who.int/gb/ebwha/
pdf_files/EB116/B116_3-sp.pdf
[4] V., Penchaszadeh, “Servicios de genética
médica”, Artículo de Mailman School of
Public Health, Columbia University, New
York y Organización Panamericana de la
Salud, 2008. Buenos Aires. http://www.bvs.
org.ar/genetica/pdf/servicios_genetica.pdf
(16 de mayo de 2009).
[5] Secretaría de Salud (SSA) (1999), “Manual
para vigilancia epidemiológica de los
defectos del tubo neural”, OPS, México.
39
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Las colaboraciones deben abordar temas
de actualidad y relevancia, redactadas de
manera clara y precisa, en un lenguaje
pensado para ser leído por un público con
estudios de nivel superior.
Los artículos estarán escritos en idioma
español en su totalidad; además, deberán
enviar el título y el abstract en idioma inglés.
El manuscrito deberá tener una extensión
no menor a tres y no mayor a cinco
cuartillas incluyendo texto, tablas y figuras.
La contribución debe enviarse en un
procesador de textos, en tipo de letra
Times de 12 puntos, con un espaciado de
1.5 líneas.
f. Los elementos que debe contener el documento son los siguientes:
• Título claro y breve, en español y en inglés, en mayúsculas y minúsculas.
• Autores (nombre y apellidos) en
mayúsculas, indicando con un asterisco
(*) el autor principal del trabajo. Se
aceptará únicamente un máximo de
cuatro autores por artículo.
• Adscripción de los autores (institución y
país).
• Correo electrónico de contacto, únicamente del autor responsable de la publicación.
• Resúmenes en español y en inglés (abstract), con un máximo de 150 palabras
cada uno.
• Incluir de tres a cinco palabras clave en
español y en inglés.
• El texto principal del trabajo puede contener tantas secciones como sean necesarias. Las referencias deben señalarse
dentro del texto con números arábigos
entre corchetes [1] de forma continua.
Las tablas, esquemas y figuras deberán
nombrarse como números consecutivos
y deben ir ubicadas inmediatamente después de su referencia en el texto. Las leyendas de tablas, cuadros, esquemas y
figuras deberán estar en la parte superior
de éstos. El cuerpo general de las tablas
deberá estar en tamaño nueve. Las tablas, cuadros, esquemas y figuras que
no sean propias, deben incluir la fuente
de donde se tomaron. Para cada una de
las imágenes y fotografías debe indicar-
se la fuente de la misma y la atribución
autoral.
• Cada artículo debe contener al menos
tres imágenes (fotografías, esquemas
y figuras), que deben estar insertadas
en el lugar adecuado del texto y enviarse por separados como un archivo de
imagen en formato JPG o TIF. La resolución mínima aceptada es de 300 ppp
(puntos por pulgada o dpi) en un tamaño
de 20x15 cm. La revista se publica en
blanco y negro, por lo que las imágenes,
cuadros, gráficas, etc. deben turnarse en
escala de grises.
• El manuscrito debe considerar máximo
diez referencias bibliográficas, en tamaño ocho, que deben seguir el formato de
la American Chemical Society (ACS citation style), incluyéndose al final del manuscrito en la sección de Referencias.
Como una guía para la preparación de
los artículos, los autores pueden solicitar
a la dirección de correo enlacequimico@
uaemex.mx los formatos arriba especificados
o visitar la página de la revista ENLACE
Químico
www.uaemex.mx/enlacequimico,
donde lo encontrarán en las instrucciones
para colaboradores. El manuscrito en algún
procesador de textos, así como las imágenes
en formato .JPG o .TIF, deberán enviarse por
correo electrónico a enlacequimico@uaemex.
mx. La recepción de contribuciones podrá ser
en cualquier momento del año.
Una vez recibido el manuscrito, la mesa
editorial evaluará el cumplimiento del formato
solicitado, y en caso de ser aprobado,
será turnado a revisión por pares en la
modalidad doble ciego a dos evaluadores
que determinarán sobre la calidad del escrito
en función del lenguaje y contenido. En caso
de discrepancia entre ambos resultados, el
texto será enviado a un tercer árbitro cuya
decisión definirá la publicación del artículo.
De requerir modificaciones, el manuscrito
será turnado al autor principal para cumplir
con las observaciones de los revisores. Una
vez cubiertas, se procederá a una revisión de
estilo y edición de cada manuscrito, para su
publicación final.