UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERIA EN ALIMENTOS
CARRERA INGENIERA BIOQUIMIA
UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATO FACULTAD DE ALIMENTOS
INGENIERIA
CARRERAINGENIERIA BIOQUIMICA
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REVISTA CIENTIFICA AUTOR: JOHNNY NUÑEZ SEMESTRE : PRIMERO BIOQUIMICA “B”
CONTENIDO: 1.-PARAMETROS BIOQUIMICO-ENDOCRINOS DE UTILIDAD EN LA ETAPA DEL CRECIMIENTO Y DESARROLLO DEL OVEJORO ALEMAN Y GRAN DANES…………………………………………………………………… 2.-DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGENO Y POBLACION EN LA SUBCUENCA DEL RIO ZAHUAPAN, TLAXCALA, MEXICO3.ESTUDIO BIOQUIMICO DEL VENENO DE LA SERPIENTE BOTHROPS HYOPRORUS---------------------------------------------3.-DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGENO Y POBLACION EN LA SUBSISTENCIA DEL RIO ZAHUAPAN, TLAXCALA, MEXICO-------------
CREDITOS AUTOR: JOHNNY PAUL NUÑEZ RODRIGUEZ COLABORADORES: PAOLA ELIZABETH VARGAS IPAZMARITZA ELIZABETH BARRAGAN ATEGASANTIAGO ANDRE ROSERO MERO
En el control bioquímico del crecimiento se deben tener en cuenta los aspectos metabólico-fisiológicos que en él intervienen y qué variables son útiles para evaluarlos. Debido a la falta de datos por edad, sexo y raza en la bibliografía se propuso determinar valores de FAS, Ca, Pi, Mg, proteínas totales, albúmina, CPK, T4, T3 y T4 libre. Se trabajó con 800 cachorros (350 ovejeros alemanes, 270 doberman y 180 gran danés) divididos por edad, sexo y raza. El estadístico utilizado fue el análisis de varianza,
La contaminación de los ríos en México es un problema ambiental. Las fuentes de materia orgánica son diversas y entre ellas se encuentran las actividades agrícolas, industriales y las aguas residuales generadas en las zonas urbanas y rurales. Este trabajo tiene como objetivo correlacionar la materia orgánica como demanda bioquímica de oxígeno (DBO) con la población humana que habita en la subcuenca del Río Zahuapan. Se seleccionaron doce puntos donde se realizaron muestreos mensuales, durante un año, de la corriente de agua. Se determinaron once parámetros fisicoquímicos siguiendo las normas mexicanas correspondientes. En la temporada de sequía se midió la sección hidráulica y velocidad de la corriente. La sección hidráulica se calculó con la anchura y profundidad del río en tramos de 20 cm. Con la velocidad de la corriente y la sección hidráulica se calculó el gasto hidráulico del río
La contaminación de los ríos en México es un problema ambiental. Las fuentes de materia orgánica son diversas y entre ellas se encuentran las actividades agrícolas, industriales y las aguas residuales generadas en las zonas urbanas y rurales. Este trabajo tiene como objetivo correlacionar la materia orgánica como demanda bioquímica de oxígeno (DBO) con la población humana que habita en la subcuenca del Río Zahuapan. Se seleccionaron doce puntos donde se realizaron muestreos mensuales, durante un año, de la corriente de agua. Se determinaron once parámetros fisicoquímicos siguiendo las
1.-PARAMETROS BIOQUIMICOENDOCRINOS DE UTILIDAD EN LA ETAPA DEL CRECIMIENTO Y DESARROLLO DEL OVEJORO ALEMAN Y GRAN DANES INTRODUCCION En el control bioquímico del crecimiento se deben tener en cuenta los aspectos metabólico-fisiológicos que en él intervienen y cuáles variables son útiles para evaluarlos. En medicina veterinaria son escasos los datos por edad, sexo y raza de bioquímica general y endocrinos que puedan ser de utilidad diagnóstica en el cachorro (Coles, 1986; Castillo y col., 1994). Las razas grandes son propensas a padecer patologías del crecimiento (alteraciones del metabolismo óseo y fosfocálcico, hipotiroidismo, déficit de hormona de crecimiento, etc.), siendo de frecuente presentación en el ovejero alemán (OA), doberman (Dob) y gran danés (GD) (Chastain y Granjan, 1990; Feldman y Nelson, 1991). Para evaluar el metabolismo óseo y fosfocálcico se deben estudiar la FAS total (fosfatasa alcalina sérica), Ca (calcio), Pi (fósforo inorgánico) y Mg (magnesio) que intervienen en la síntesis del hueso (Krabbe y Christiansen, 1984; Scabbiolo y col., 1994). La FAS es indicadora de osteogénesis, proceso que predomina en los cinco primeros meses de vida (crecimiento longitudinal óseo). Sus valores serán fisiológicamente elevados durante este período. El Mg, Ca y Pi son los principales componentes minerales del hueso (Centrella y Canalis, 1988). Respecto al Pi, es sabida la acción hiperfosfastémica de la hormona de crecimiento (GH) (Hamshire, 1981; Saggese y col., 1993) y, al igual que la FAS, es de esperar niveles elevados en los primeros meses de vida, donde la actividad de la GH y la síntesis ósea es máxima (Krabbe y col., 1982; Job y Pierson, 1990; Chan, 1991; Saggese y col., 1993). Es común la presentación de osteopatías metabólicas (hiperparatiroidismo secundario nutricional,
raquitismo, retención de cartílago bilateral) en la etapa del crecimiento, por lo que es importante conocer qué valores tendrán las variables mencionadas anteriormente. Las hormonas tiroideas, triyodotironina (T3) y tiroxina (T4) inciden en el metabolismo general, la osteogénesis (Harvey y col., 1991; Nieponmiszce, 1993; Salerni y col., 1993) y en la síntesis, liberación y acción periférica de los mediadores (somatomedinas) de la GH (Marek y col., 1981; Eigenmann y col., 1984). Su déficit ocasiona el hipotiroidismo (clínico o subclínico), siendo una enfermedad de presentación frecuente durante el crecimiento (Chastain y Granjan, 1990). Según diversos autores (Ettinger, 1991; Peterson, 1994) sus niveles serían mayores en el cachorro respecto del adulto. El metabolismo general debe ser tenido en cuenta por informar de los estados nutricional e inmunitario y ganancia muscular, debiendo determinarse las proteínas totales (Prot. Tot.), albúmina (Alb.) y CPK (creatinina fosfoquinasa). Por lo expuesto anteriormente, se propuso como objetivo establecer valores de referencia normales que puedan ser de utilidad durante la etapa del crecimiento, tanto para control bioquímico como para orientación diagnóstica.
MATERIAL Y METODOS La población en estudio (n=800) se trató de cachorros de ovejero alemán (OA=350), doberman (D=270) y gran danés (GD=180) provenientes de la ciudad de Buenos Aires y alrededores, obtenidos en forma aleatoria,
que se presentaron a consulta pediátrica en el Hospital Escuela de la Facultad de Ciencias Veterinarias, en consultorios privados y de criaderos. Se los dividió por raza, sexo (50% cada sexo) y edad (44 OA, 34 D y 22 GD por edad) desde un mes (1m) de vida hasta los ocho meses (8m), por ser la bioquímica a partir de esta edad igual que en el adulto (Coles, 1986; Castillo y col., 1994). Debían estar clínicamente sanos, no haber padecido enfermedades infecciosas ni estar parasitados. Todos los cachorros fueron seguidos en el tiempo para evaluar morfológicamente su crecimiento y bioquímica. Se determinó (en ayunas de 4 a 8 horas para evitar variaciones fisiológicas por ayuno prolongado en las hormonas y proteínas) FAS (método cinético), Mg (método giallo alcian) Ca, Pi, Prot. Tot., Alb. y CPK (método enzimático-colorimétrico en espectrofotómetro UV). Las hormonas tiroideas T3-T4 total (unidas a proteínas) y T4L (tiroxina libre) se determinaron por método RIA (radioinmunoanálisis). El estudio estadístico se hizo por análisis de varianza (ANOVA) y comparación de medias por Test de Tukey (entre razas, sexos y edades) y ANOVA-Test de Bonferroni (medias entre edades agrupadas). Se calcularon los percentiles (p) 3, 50 y 97 (valores de corte mínimo, mediano y máximo) para cada variable.
tres a cinco meses y de seis a siete meses por no presentar diferencias significativas (p>0.05) entre ellas. Entre los nuevos grupos se realizó ANOVA y Test de Bonferroni, habiendo una diferencia significativa (p<0.05) entre ellos. Se calcularon los percentiles para 1m, 2m, 3m a 5m, 6m a 7m y 8m con las medias respectivas (cuadro 1). El Pi (gráfico 2) también desciende por edad. Hay diferencias significativas (p<0.05) únicamente entre 1m-2m, 4m-5m y 6m-7m-8m, agrupando los valores de dos a cuatro meses y de cinco a seis meses que no presentaron diferencias significativas (p>0.05). Los nuevos grupos presentaron diferencias significativas (p<0.05) entre ellos por ANOVA-Test de Bonferroni. Los percentiles y las medias respectivas fueron calculados para 1m, 2m a 4m, 5m a 6m, 7m y 8m (cuadro 1). Hay una correlación R= 0.48, p<0.002, entre FAS y Pi. Cuadro 1 Percentiles y promedios por edades agrupadas para fosfatasa alcalina sérica, fósforo inorgánico, calcio y magnesio. Percentiles and average values of age groups for alkaline phosphatase, inorganic phosphorus, calcium and magnesium.
RESULTADOS El análisis de varianza demostró que no hay diferencias significativas (p>0.05) por sexo y raza. Por edad sólo hay diferencias significativas (p<0.05) en la FAS, Pi, Prot. Tot., CPK y T4, no habiéndolo (p>0.05) para el Ca, Mg (cuadro 1), Alb., T3 y T4L (cuadro 2). Sin embargo, se calcularon para estas cinco últimas variables las respectivas medias y percentiles. Al comparar las medias por edad, la FAS (gráfico 1) sólo presentó diferencias significativas (p<0.05) entre 1m-2m-3m, 5m-6m y 7m-8m. Se agruparon los datos de
p<0.05 (Test Bonferroni) entre grupos de edades en FAS y Pi. NS: ANOVA p>0.05 entre edades para Ca y Mg.
Promedio ±DS.
Percentiles and average values for age groups for CPK; Tot. Prot.; Alb.; Tiroxine; Tri-yodotironine and Free Tiroxine.
Gráfico 1. Fosfatasa alcalina sérica por edad. p<0.05 (Test de Tukey) entre edades. *, ** Diferencias no significativas (p>0.05) entre 3 a 5 meses y entre 6 a 7 meses. Valores expresados en promedio ±DS. Serum alkaline phosphatase according to age. p<0.05 (Tukey test) between ages. *, ** p>0.05 (not significant) between 3 to 5 months and between 6 to 7 months. Values expressed in average ±SD.
Las Prot. Tot. (gráfico 4) aumentan con la edad del cachorro, hallándose sólo diferencias significativas (p<0.05) entre 1m2m, 2m-3m y 4m-5m. De tres a cuatro meses y de cinco a ocho meses no hay diferencias significativas (p>0.05), siendo agrupados sus datos y, realizando ANOVA y Test de Bonferroni, se encuentran diferencias significativas (p<0.05) entre ellos. Los percentiles y medias se calcularon para 1m, 2m, 3m a 4m y 5m a 8m (cuadro 2). La T4 total sólo presenta diferencias significativas (p<0.05) entre 5m y 6m, siendo agrupados los datos comprendidos entre uno y cinco meses y entre seis y ocho meses por no presentar diferencias significativas (p>0.05). Realizados ANOVA y Test de Bonferroni, hubo diferencias significativas (p<0.05) entre los nuevos grupos (cuadro 2). Cuadro 2 Percentiles y promedios por edades agrupadas para CPK; Prot. Tot.; Alb.; Tiroxina; Triyodotironina y Tiroxina libre.
p<0.05 (Test Bonferroni) entre grupos de edades en CPK, proteínas totales y tiroxina. NS: ANOVA p>0.05 entre edades para albúmina, triyodotironina y tiroxina libre. Promedio ±DS.
DISCUSION Los resultados obtenidos indican que el comportamiento bioquímico-endocrino es semejante en las tres razas sometidas aestudio. Sólo hay diferencias significativas por edad (excepto el Ca, Mg, Alb., T3 y T4L), que sería atribuible a los distintos requerimientos metabólicos durante el crecimiento. A partir de los seis meses se produce un descenso marcado (menos las Prot. Tot. que aumentan) de las variables estudiadas. Esto estaría señalando dos períodos metabólicos bien diferenciados: una primera etapa que abarca desde el mes de edad hasta los cinco meses y una segunda etapa que va desde los seis meses en adelante. La primera es la de mayores requerimientos metabólicos (Job y Pierson, 1990; Ettinger, 1991) y por lo tanto la más susceptible a desbalances minerales u hormonales (Feldman y Nelson, 1991).
Gráfico 2. Fósforo inorgánico por p<0.05 (Test de Tukey) entre *, ** p>0.05 (no significativo) entre meses y entre 5 a 6 Valores expresados en promedio Inorganic phosphorus according to p<0.05 (Tukey test) between *, ** p>0.05 (not significant) 2 to 4 months between 5 to 6 Values expressed in average ±SD.
edad. edades. 2 a meses. ±DS. age. ages. between and months.
Gráfico 3. Creatinin fosfokinasa por edad. *, ** p<0.05 (Test de Tukey) entre 4 y 5 meses y entre 7 y 8 meses. Diferencias no significativas (p>0.05) entre 1 a 4 meses y entre 5 a 7 meses. Valores expresados en promedio ±DS. Creatinine phosphokinase according to age. *, ** p<0.05 (Tukey test) between 4 and 5 months and between 7 and 8 months. Not significant (p>0.05) between 1 to 4 months and between 5 to 7 months. Values expressed in average ±SD.
Gráfico 4. Proteínas totales por edad. p<0.05 (Test de Tukey) entre 1 a 3 meses y entre 4 y 5 meses. *, ** p>0.05 (no significativo) entre 3 y 4 meses y entre 5 a 8 meses. Valores expresados en promedio ±DS. Total proteins according to age. p<0.05 (Tukey test) between 1 to 3 months and between 4 and 5 months. *, ** p>0.05 (not significant) between 3 and 4 months and between 5 to 8 months. Values expressed in average ±SD.
Realizando el análisis en particular de cada una de ellas se ve que la FAS y el Pi (gráficos 1 y 2) tienen un comportamiento parejo, coincidiendo con los valores publicados por Coles (1986). Sus valores disminuyen conforme avanza la edad y altos niveles de FAS y Pi (Krabbe y col., 1982; Thrall, 1988; Castillo y col., 1995). El incremento del Pi a los seis meses se debería a la descarga de GH durante la etapa prepuberal y puberal (Ettinger, 1991; Belgorosky y Rivarola, 1993) que se sitúa, en las razas estudiadas, entre los cinco y siete meses. La estabilidad de la calcemia y magnesemia es atribuible a las importantes funciones que cumplen, tanto en la formación de hueso como en la conducción nerviosa (Codevilla y col., 1990; Wendelaar y Pang, 1991). El Ca es necesario para conocer el balance mineral junto con el Pi (Guitelman y Aspiz, 1992). Los valores elevados de CPK (gráfico 3) en los cuatro primeros meses, en concordancia con el crecimiento longitudinal del hueso, se explican por el estiramiento de fibras musculares en
finaliza el crecimiento. En los cuatro primeros meses de vida la osteosíntesis es máxima, debido a la formación de los núcleos de osificación, crecimiento en largo y maduración del hueso, reflejándose en los esta etapa (Turner y Benencia, 1993). El aumento de las Prot. Tot. (gráfico 4) es producto del incremento de inmunoglobulinas. Su determinación debe realizarse junto con la Alb. Esta fracción proteica es necesaria para la correcta evaluación de la calcemia (Ca corregido por Alb.), estado eutiroideo (recordar que las hormonas tiroideas se unen a una fracción de la Alb.), nutricional, y disproteinemias (Coles, 1986; Guitelman y Aspisz, 1992). La T4 (cuadro 2) presenta una diferencia bien marcada en los dos períodos mencionados, siendo altos en el primero (etapa de mayor crecimiento y máximos requerimientos metabólicos), disminuyendo en el segundo, igualándose a los niveles del adulto (Turner y Benencia, 1993; Sartorio y Guillén, 1994). La T4L (fracción biodisponible) mantiene sus concentraciones constantes al margen
las actividades agrícolas, industriales y las aguas residuales generadas en las zonas urbanas y rurales. Este trabajo tiene como objetivo correlacionar la materia orgánica como demanda bioquímica de oxígeno (DBO) con la población humana que habita en la subcuenca del Río Zahuapan. Se seleccionaron doce puntos donde se realizaron muestreos mensuales, durante un año, de la corriente de agua. Se determinaron once parámetros fisicoquímicos siguiendo las normas mexicanas correspondientes. En la temporada de sequía se midió la sección hidráulica y velocidad de la corriente. La sección hidráulica se calculó con la anchura y profundidad del río en tramos de 20 cm. Con la velocidad de la corriente y la sección hidráulica se calculó el gasto hidráulico del río. La carga de la DBO (gs–1) se estimó multiplicando la concentración de DBO por el gasto del río. Por medio del programa TAS se definieron las microcuencas de los puntos de muestreo. Las localidades pertenecientes a cada microcuenca se agruparon de acuerdo con el tamaño de su población y su distancia de la línea del cauce del río. Se encontraron correlaciones con valores de r2 > 0.8 en las microcuencas con escasa actividad industrial y agrícola. La correlación entre DBO y DQO resultó la más alta, con un valor de r2 = 0.733. En la subcuenca del Río Zahuapan viven aproximadamente 523 830 personas, que representan 59 % de los habitantes del estado de Tlaxcala. 67 % de la población que habita en el área de influencia de los puntos de muestreo está concentrada en localidades de 1001–5000 y de 20 001–50 000 habitantes. Se encontró que la DBO es explicada por la población asentada hasta 20 km de la línea del cauce del río.
de las variaciones fisiológicas de las proteínas (Belgorosky y Rivarola, 1993; Márquez y col., 1994), manteniendo sus valores sin modificarse por edad. Los cambios que presenta la T4 total reflejan la producción glandular (mayor en los primeros meses de vida), y al estar unida a proteínas queda como reserva pasando a hormona libre según las necesidades metabólicas (Calandra y De Nicola, 1987). La T3 no sería de mucha utilidad por estar influenciada por factores externos (ayuno, calor, etc.). Sí lo son ambas fracciones de la tiroxina por indicar producción glandular y biodisponibilidad (Gauna y col., 1995.). Como conclusión final se deberían considerar de utilidad a la FAS, Pi, Ca, Alb. junto a Prot. Tot., T4 y T4L, siendo la T3 un complemento del estudio endocrino. La CPK sería de utilidad en el caso de evaluar patología muscular en el cachorro. El conocimiento de sus valores por edad ayudará a realizar una correcta profilaxis y/o diagnóstico precoz de las patologías que afectan el período de crecimiento.
BIBLIOGRAFIA BELGOROSKY, A., M. RIVAROLA. 1993. Modificaciones hormonales de la prepubertad a la pubertad, Rev. Arg. End. y Metab. 30: 67. [ Links ] 2.-DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGENO Y POBLACION EN LA SUBCUENCA DEL RIO ZAHUAPAN, TLAXCALA, MEXICO3.-ESTUDIO BIOQUIMICO DEL VENENO DE LA SERPIENTE BOTHROPS HYOPRORUS RESUMEN
Palabras clave: contaminación, microcuencas, correlación. 3.-DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGENO Y POBLACION EN LA SUBSISTENCIA DEL RIO ZAHUAPAN, TLAXCALA, MEXICO
La contaminación de los ríos en México es un problema ambiental. Las fuentes de materia orgánica son diversas y entre ellas se encuentran
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calculated BOD load is explained by populations located within 20 km radium from the river. Key words: pollution, microbasin, correlation.
INTRODUCCIÓN Aunque la tendencia del mejoramiento de la calidad del agua está en aumento por lo menos en cuanto a demanda bioquímica de oxígeno (DBO), demanda química de oxígeno (DQO) y sólidos suspendidos totales (CONAGUA 2008), la contaminación de los ríos es un problema ambiental grave en la República Mexicana. Las fuentes de materia orgánica son diversas y entre ellas se encuentran las actividades agrícolas, industriales y las aguas residuales generadas en zonas urbanas y rurales.
ABSTRACT River pollution is an environmental concern in Mexico. The sources of organic material are diverse, and include agricultural and industrial activity, as well as urban and rural wastewater. The aim of this study was to examine the correlation between organic material (biochemical oxygen demand, BOD) and human population in the Zahuapan river subbasin. Twelve points were selected for monthly river stream sampling, for a period of one year. Eleven physicochemical properties based on the corresponding official Mexican standards were measured. Speed, width and depth of the stream were measured every 20 cm during the dry season, in order to calculate the hydraulic cross section and hydraulic load of the river. The microbasins of the sampling points were defined using the TAS software. The towns in each microbasin were grouped by population and distance from the watercourse. Correlations of r2 > 0.8 were found in microbasins with little industrial or agricultural activity. The correlation between BOD and chemical oxygen demand (COD) was the highest, with r2 = 0.733. The population living in the Zahuapan river subbasin is approximately 523 830, which represents 59 % of Tlaxcala's state population. Of the population living in the influence area of the sampling points, 67 % live in towns with a population 1001–5000 or 20 001–50 000 inhabitants. A considerable proportion of the
Existen múltiples estudios en torno a la identificación de fuentes de contaminación de ríos. Noss (1984) realizó una revisión para identificar el origen y los principales contribuyentes de la contaminación del agua en Estados Unidos de América (EUA). Dimitrova et al. (1998) establecieron el grado de contaminación de los ríos y fuentes de contaminación en la región de Devnya, Bulgaria, donde hay una importante actividad industrial. Chen y Chang (1998) utilizaron un algoritmo genético como técnica de optimización para identificar la mejor estrategia de control de la contaminación del río Tseng–Wen en Taiwan. Nagy y Jung (2005) estudiaron el impacto antrópico sobre el ambiente acuático de la cuenca Mogyoród–Brook en Hungría. McDonald et al. (2006) desarrollaron un método bacteriológico para identificar las fuentes de contaminación fecal. Alexander et al. (2008) realizaron un estudio de las corrientes de las subcuencas de los tributarios del río Mississipi, para encontrar las fuentes
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de nitrógeno y fósforo en dicha cuenca. Li et al. (2007) examinaron la calidad del agua de diez lagos de la Provincia de Yunnan, China, e hicieron correlaciones entre las variables para identificar las fuentes de contaminación. Rivera–Vázquez et al. (2007) estudiaron las descargas a las microcuencas de los ríos Texcoco, Chapingo y San Bernardino para determinar su grado de contaminación por coliformes y helmintos. Kingsbury et al. (2008) caracterizaron la ocurrencia de 258 compuestos orgánicos antrópicos (plaguicidas, hidrocarburos, solventes de uso personal y doméstico) en nueve comunidades de EUA por medio de muestreos durante doce meses. Johnsonet al. (2009) utilizaron los métodos paramétrico y no paramétrico para evaluar las tendencias de la contaminación del río Minnesota.
administrativos por la Comisión Nacional del Agua en 37 regiones hidrológicas (CONAGUA 2008). La región hidrológica 18 (RH 18) escurre hacia el Océano Pacífico, formando el río Balsas. En ella habitan más de diez millones de personas, tiene una extensión de 118 268 km2, la precipitación normal es de 949.7 mm, su volumen de escurrimiento es de 17 057 hm3 año–1 y está conformada por quince cuencas hidrológicas (CONAGUA 2008). Una de estas cuencas forma el río Atoyac, que a su vez tiene como tributario al río Zahuapan. La subcuenca de este río se encuentra en la parte alta de la cuenca del Atoyac, dentro de la Faja Volcánica Transmexicana y es una de las cabeceras de la cuenca del río Balsas. La mayor parte de la subcuenca del río Zahuapan se encuentra en el Estado de Tlaxcala. La altura sobre el nivel del mar del río Zahuapan se encuentra entre 3380 y 2178 metros, por lo que se puede clasificar como alto y a la subcuenca como grande debido a su área de captación de 1725 km2 (DOCE 2000). Su red de drenaje es compleja puesto que la roca de la Faja Volcánica Transmexicana, y por lo tanto de la subcuenca, tiene una composición química poco típica de los cinturones volcánicos asociados a los límites convergentes de placas. La abundancia de óxidos de sodio y potasio con respecto a la de óxidos de silicio es normalmente menor en los cinturones volcánicos asociados a los límites convergentes de placas (Martínez et al. 2007).
En el estado de Tlaxcala, la mayoría de los centros poblacionales, vierten sus aguas residuales sin tratamiento al cauce de ríos o barrancas (observaciones realizadas en campo por los autores). Esto se debe principalmente a que carecen o no operan los sistemas de tratamiento correspondientes, ya sea por motivos políticos, económicos o de otra índole. Debido a lo anterior, es urgente realizar estudios que contribuyan al saneamiento de los cuerpos de agua. El objetivo de este trabajo es determinar las magnitudes de las correlaciones entre parámetros fisicoquímicos y la correlación entre la carga orgánica presente en la corriente del río Zahuapan con la población asentada en la subcuenca, usando como indicador a la DBO.
El río Zahuapan está dividido en dos segmentos por la presa de Atlangatepec. El segmento que descarga a la presa tiene una longitud de 23 km y la que se une al río Atoyac es de 75 km. La dirección de la corriente es de norte a sur y tiene una pendiente media de 0.011. La anchura y profundidad del río es variable a lo largo de su trayectoria. La precipitación media anual es de aproximadamente 700 mm. En el norte de la subcuenca, la actividad
MATERIALES Y MÉTODOS Área de estudio Las 1471 cuencas hidrográficas que existen en la República Mexicana han sido agrupadas para fines
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económica predominante es la agricultura de temporal; en el sur hay una combinación de actividades agrícola (de riego y de temporal) e industrial. La población se encuentra concentrada en el centro–sur de la subcuenca, con densidades poblacionales en algunas áreas urbanas a 1000 hab km–2.
velocidad de la corriente se realizaron con un sensor electromagnético portátil Marsh–McBirney Flo–Mate™ Modelo 2000. Con los datos de profundidad se dibujó el polígono de la sección hidráulica en el software ArcView® y se calculó el área. Multiplicando la velocidad de la corriente por el área de la sección hidráulica, se obtuvo el gasto hidráulico del río Zahuapan. En esta temporada del año la corriente se debe principalmente a las descargas de agua residuales, por lo que la medición del gasto es representativa para medir este parámetro.
Puntos de muestreo La selección de los puntos de muestreo de la corriente del río se realizó empleando ortofotos (INEGI 1999a) y recorridos a pie en la ribera; se definieron once puntos donde se une el tributario al río. Se eligió otro punto cerca del nacimiento del río como testigo. El muestreo del agua se realizó mensualmente de septiembre de 2006 a agosto de 2007, siguiendo los lineamientos de la NMX–AA–003– 1980 (SECOFI 1980). La recolección de las muestras se hizo del punto de nacimiento del río al último tributario. Las muestras se transportaron al laboratorio de Análisis de Agua de la Coordinación General de Ecología, Gobierno del Estado de Tlaxcala. Se realizaron las determinaciones analíticas con base en las Normas Mexicanas respectivas de turbiedad (Turb), sólidos totales (ST), sólidos totales flotantes (STF), sólidos totales volátiles (STV), cloruros (Cl –), sulfatos (SO42–), oxígeno disuelto (OD), demanda bioquímica de oxígeno (DBO5), demanda química de oxígeno (DQO), nitrógeno total (NT), nitrógeno amoniacal (NH3), nitrógeno orgánico (Norg), nitratos (NO3–), fosfatos (PO43–), grasas y aceites (GyA), sustancias activas al azul de metileno (SAAM) y coliformes fecales (CF). El análisis de resultados en este trabajo se centra en la DBO.
Se estableció como criterio que los puntos de muestreo seleccionados fueran salidas de las microcuencas. Empleando el software de dominio público Terrain Analysis System (TAS), versión 2.0.9 (Lindsay 2005), se generaron polígonos que definen el parteaguas de cada microcuenca y por lo tanto las áreas de captación. El modelo digital de elevación (MDE) es el insumo base que utiliza TAS; éste se creó en ArcView® a partir de los vectoriales de las curvas de nivel a cada 10 metros, publicados por INEGI (1999b). El censo de población realizado por el Instituto Nacional de Estadística Geografía e Informática (INEGI 2005) reporta que el estado de Tlaxcala tiene una población de 1 068 207 habitantes, ubicadas en 1239 localidades. Se utilizó un archivo shapefile de las localidades (INEGI 1999c) y se actualizó la base de datos de población con información del último censo. Las localidades se agruparon tomando en cuenta su tamaño: 1–100, 101–1000, 1001– 5000, 5001–10 000, 10 001–15 000, 15 001–20 000 y 20 001–50 000 habitantes. La CONAGUA (2008) clasifica a las localidades mayores de 2500 habitantes como zonas urbanas y a las menores como rurales.
La carga de la DBO (gL–1) definida como el producto de la concentración y el gasto hidráulico del río se estimó de la siguiente manera. Durante la temporada de sequía se midió la velocidad de la corriente, la anchura y la profundidad, ésta última cada 20 cm, para calcular el área de la sección hidráulica del río. Las mediciones de
La estadística básica se realizó con el programa Statistica®, usando los datos de los parámetros fisicoquímicos; los resultados se
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compararon con los límites establecidos en la NOM–001– SEMARNAT–1996 (SEMARNAT 2003) y en los criterios ecológicos de calidad del agua CE–CCA–001/89 (SEDUE 1989). Las relaciones entre los parámetros fisicoquímicos considerados en este trabajo y la relación del número de habitantes de cada microcuenca con la DBO se midieron mediante el coeficiente de determinación r2. Para esta última relación se empleó la carga de la DBO (g L–1) estimado como se ha descrito anteriormente. La carga de DBO en el punto de muestreo representa la suma de las aportaciones de cada localidad que está conectada hidrológicamente a este punto.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Se graficó el gasto de DBO calculado para cada punto de muestreo contra el número acumulado de habitantes de las localidades ubicadas a las siguientes distancias (km): <1, 1–5, 5–10, 10–15, 15–20, 20–25, 25–30 y >30. La pertenencia de las localidades a un punto de muestreo dado se definió empleando los polígonos de las microcuencas generados con TAS. Para el cálculo de las distancias se empleó ArcView®, ortofotos digitales y los archivos shapefile de las localidades (INEGI 1999a,c). Cada localidad que descarga sus aguas residuales se unió por medio de una línea al punto de muestreo, trazada siguiendo la trayectoria de los barrancos y de canales en las ortofotos.
Los doce puntos de muestreo se indican de acuerdo con su posición en el río: El Pardo, Tlaxco, Atlangatepec, Muñoz, Xaltocan, San Benito, Amaxac, Dos Arroyos, Jardín Botánico, Trébol, Texoloc y Zacatelco. Por otra parte, se obtuvieron datos de dos muestras de agua residual obtenidas directamente del tubo de drenaje que colecta el agua residual de una parte de la localidad de San Bernardino Contla. La temperatura más baja del agua fue de 11.5 ºC en El Pardo y la más alta de 23.2 ºC en el Trébol. El pH se encontró entre 7.1 y 8.2. Los valores de conductividad eléctrica oscilaron entre 12.7 y 3696 µS. En el cuadro I se muestra la media, el mínimo, el máximo y la desviación estándar de los datos correspondientes a diecisiete parámetros fisicoquímicos. En el cuadro II se presentan los porcentajes de datos que están fuera de la norma NOM–001–SEMARNAT–
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1996 y de los criterios ecológicos CE– CCA–001/89. Los porcentajes de datos de CF son iguales en ambas referencias. Dos Arroyos y Zacatelco tuvieron los valores más altos de CF, incluso mayores a los obtenidos por Rivera–Vázquez et al. (2007). En los puntos de muestreo Dos Arroyos y Trébol, 60 y 50 % de los datos superaron los 15 mgL–1 de GyA, que es el límite establecido en la norma para uso en riego agrícola. En Tlaxco, Muñoz, San Benito y Dos Arroyos 100 % de las muestras sobrepasaron el límite de 0.05 mgL–1 de fosfatos. La actividad predominante en estas microcuencas es la agricultura y la ganadería principalmente de toros de lidia (observaciones de campo de los autores). Alexander et al. (2008) encontraron que el estiércol depositado por los animales en las áreas de pastoreo es el principal contribuyente de fósforo en el Golfo de México por el Río Mississippi. Respecto a la DBO, 20 % de los datos de Dos Arroyos y Zacatelco excedieron el límite de 150 mg L– 1 establecido en la norma. Una muestra del Jardín Botánico que representa el 11 % de los datos tuvo una concentración de NT mayor de 40 mg L–1. Los promedios más altos de NT se obtuvieron en Muñoz, Xaltocan y Zacatelco, mismos que son varias veces mayores a 1.34 y 0.95 mg L–1, reportados por Hayakawa et al. (2006) en un estudio realizado en corrientes de dos cuencas. Con relación al nitrógeno amoniacal y a los sulfatos, el 100 % de los datos de los doce puntos superaron valores de 0.06 y de 0.005 mgL–1, que son los límites máximos establecidos para estos parámetros en los criterios ecológicos de calidad del agua. El límite máximo de cloruros en los CE– CCA–001/89 igual a 250 mg L–1 fue excedido sólo en una muestra de Texoloc; también en este punto el 100 % de las muestras sobrepasaron 0.1 mg L–1 de SAAM. El Pardo y Atlangatepec mostraron los promedios más altos de OD, siendo para el primero de 8.09 y para el segundo de 6.18 mg L–1. Con base en los criterios ecológicos, en Dos Arroyos y
Zacatelco 100 % de los datos son menores al valor mínimo de 5.0 mg L–1 de OD. El valor de oxígeno disuelto a saturación teórica a una temperatura del agua de 11.5 ºC (temperatura más baja medida en EL Pardo) es de 7.70 mg L–1 para El Pardo a una altura sobre el nivel del mar (asnm) de 2680 m y de 7.96 mg L–1 para Atlangatepec a una asnm de 2482 m. El punto de muestreo El Pardo está en una microcuenca sin asentamientos humanos, es decir no es agua residual y tuvo los valores más bajos de DBO. El punto de muestreo Atlangatepec se encuentra a dos kilómetros corriente abajo de la cortina de la presa con el mismo nombre, donde hay plantas acuáticas en el cauce del río que introducen oxígeno al agua por fotosíntesis. Estas condiciones pueden favorecer concentraciones de OD mayores a los límites teóricos, como los máximos encontrados de aproximadamente 11.00 mg L–1. En el cuadro III se indican los pares de parámetros fisicoquímicos que tuvieron valor de r2 > 0.8. El par DBO–DQO mostró valores de r2 > 0.8 en seis de los doce puntos de muestreo. La r2 de estos dos parámetros, obtenida con una gráfica elaborada con los datos de todos los puntos de muestreo, es igual a 0.733. Este valor es a su vez el mayor que se encontró de las r2 de todos los pares posibles de los parámetros considerados; coincide con el valor de 0.741 obtenido por Li et al. (2007). Se encontraron valores altos de r2 en algunos pares y para ciertos puntos de muestreo. Se obtuvo un valor mayor a 0.8 de este estadístico con el par Turb–Cl en Texoloc. Para Cl, ésta es la única relación significativa que se cuantificó por este método y criterio de análisis, lo cual significa que su presencia no tiene relación con los otros parámetros fisicoquímicos. En las muestras de Tlaxco, Xaltocan y Amaxac no se encontraron pares de parámetros o casos donde existan valores de r2 > 0.8; en San Benito y Texoloc se encontró un caso, en Atlangatepec y en Muñoz dos casos;
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en Dos Arroyos, Jardín Botánico, Zacatelco, El Pardo y Trébol se encontraron 3, 4, 5, 7 y 8 casos, respectivamente. Estos dos últimos puntos de muestreo son las salidas de pequeñas microcuencas donde no hay actividad industrial ni agrícola a gran escala. La microcuenca de El Pardo está inalterada y conserva sus condiciones naturales. Por el contrario, en la microcuenca Amaxac, donde no se obtuvo ningún valor de r2 > 0.8, se concentra la mayor actividad industrial y agrícola, por lo que los compuestos fisicoquímicos presentes tienen diferentes fuentes. Los resultados obtenidos en este trabajo revelan que los compuestos químicos presentes en los puntos de muestreo se relacionan de manera compleja.
Contla (SBC), municipio de Juan Cuamatzi, el valor de r2 es igual a 1 (Cuadro IV). Este mismo valor se obtiene al graficar los datos de DQO contra DBO de diferentes tipos de industrias publicados en la página 319 del libro de Hammer y Hammer (2001). Las líneas de ajuste de regresión lineal de DQO contra la DBO para cada punto de muestreo se encuentran en la figura 1. La línea horizontal indica el límite máximo de la NOM–001–SEMARNAT–1996 para DBO. La línea punteada corresponde a dos muestras tomadas en el punto de descarga del drenaje de SBC. La pendiente de esta línea es igual a 0.8483, la más alta comparada con las otras líneas (Cuadro IV) e indica que la materia orgánica presente es en gran medida biodegradable. Una línea de regresión entre la DBO y DQO con pendiente cercana a 1 es teóricamente indicadoras de que la materia presente es de tipo orgánico biodegradable, como ocurre en las aguas residuales crudas de origen municipal, por ejemplo las muestras de SBC. Las líneas de regresión de El Pardo, Atlangatepec y Trébol presentaron las menores pendientes, lo cual indica que la materia orgánica biodegradable es menor o ya ha sido transformada al llegar al punto de muestreo.
Los valores de r2 de todos los puntos de muestreo, obtenidos al graficar la DQO contra la DBO, se encuentran entre 0.87 en San Benito y 0.40 en Xaltocan. Para las muestras tomadas en el drenaje de San Bernardino
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Los polígonos de las microcuencas y los doce puntos de muestro se presentan en la figura 2. El programa TAS define el área que se encuentra pendiente arriba de un punto dado y un parteaguas cuando esta tendencia cambia pendiente abajo de un punto a otro. Se observa que el parteaguas de la microcuenca de Zacatelco se encuentra más allá del límite político administrativo del estado de Tlaxcala, lo cual no tiene efecto en la contabilización de las localidades pertenecientes a la microcuenca porque las poblaciones están incluidas en el conteo.
En el cuadro V se presenta la agrupación en clases de las localidades y en el cuadro VI el número de habitantes pertenecientes a las áreas de captación definidas por los puntos de muestreo. Se observa que predominan las localidades entre 1 y 100 habitantes, con 57 %, en éstas habitan un total de 2923 personas. Las tres clases de localidades con poblaciones entre 5000 y 50 000 representan el 7 %, en ellas habitan 287 455 personas. Las microcuencas de Amaxac, Zacatelco y Texoloc son las que tienen más localidades pequeñas (con menos de 100 habitantes). Las poblaciones que tienen entre cien y mil habitantes representan 16 % y en ellas habitan 23 095 personas. En el grupo de localidades de mil a cinco mil habitantes se asientan 160 898 habitantes; éste es el grupo más poblado de todos. Hay cinco localidades entre 20 000 y 50 000 habitantes, donde en total viven 156 727 personas (33 %). 67 % de la población que habita en el área de influencia de los puntos de muestreo está concentrada en localidades de
En la figura 3 se presentan los tributarios donde se obtuvieron las muestras de agua y las localidades que tienen conexión hidrológica con los puntos de muestreo. En total hay 295 localidades en la subcuenca del río Zahuapan, donde viven aproximadamente 523 830 personas (59 % de los habitantes del estado de Tlaxcala).
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1001–5000 y 20 001–50 000 habitantes.
La figura 4 muestra los valores de r2 obtenidos al graficar la carga de la DBO (masa por unidad de tiempo que fluye en el río) contra la población acumulada que habita a distancias definidas del río Zahuapan. Se puede observar que r2 alcanza su máximo valor cuando se relaciona la carga de la DBO con la población que habita a 20 km de la línea del cauce del río. Esto significa que la carga de la DBO cuantificada en este trabajo se explica por la población que habita a esta distancia del río. Dicho de otra manera, la carga de DBO del río se debe principalmente a los habitantes que viven a una distancia de 20 km del río. Esto es relevante porque con este resultado se detecta el punto palanca que hay que accionar para el saneamiento del río Zahuapan. Las acciones que se realicen en localidades con poblaciones mayores a 1000 habitantes dentro de esta área de influencia tendrán un mayor efecto sobre el saneamiento del río.
Con respecto al número de localidades y puntos de muestreo, se observa en el cuadro V que en Amaxac se concentra el mayor porcentaje de localidades (41 %); le siguen Zacatelco y Texoloc, con 20 y 16 %, respectivamente. Los demás puntos de muestreo tienen porcentajes menores de 10 %. En términos de número de habitantes, en Amaxac se observa el valor más alto, con 161 273 (34 %), seguido de Zacatelco, Jardín Botánico y Texoloc con 129 772 (27 %), 65 549 (14 %) y 43 999 (9 %), respectivamente. La ciudad de Apizaco descarga sus aguas residuales a los puntos de muestreo San Benito y Amaxac. Por otra parte, la localidad de la cabecera municipal de Contla de Juan Cuamatzi las descarga a otros puntos no considerados en este trabajo. Las 81 localidades con poblaciones mayores a mil habitantes que tienen relación con los puntos de muestreo, suman 449 421 personas, lo que representa 95.3 % de la población considerada (Fig. 3 y Cuadro VII). Los valores subrayados indican que la población de Apizaco es contabilizada en dos puntos de muestreo. El mayor porcentaje de la población de la subcuenca se encuentra a una distancia de 5 a 10 km, conectada hidrológicamente a los puntos de muestreo por medio de barrancos o canales. Al comparar los cuadros VI y VII se observa que la segregación de las localidades con poblaciones menores a 1000 habitantes no tiene efecto en la distribución de porcentajes de población asentada en las microcuencas. En el cuadro VII no se encuentra el número de habitantes de la microcuenca de muestreo Xaltocan, que es menor a 1000 personas. Esta localidad es considerada en este estudio porque su descarga de aguas residuales al río se define por un canal.
CONCLUSIONES En el 100 % de las muestras, las concentraciones de nitrógeno amoniacal, sulfatos y coliformes fecales, evaluadas en este trabajo sobrepasaron el límite establecido en los criterios ecológicos de calidad del
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agua. El OD, SAAM y fosfatos lo excedieron en un 70 %, mientras que la DBO, NT y cloruros presentaron porcentajes menores a 5 %. La correlación entre la DBO y la DQO mostró los valores más altos de r2; de manera general se obtuvo un valor de 0.733. En las microcuencas donde no hay actividad industrial ni agrícola a gran escala, se encontró el mayor número de coeficientes de determinación > 0.8 entre pares de parámetros fisicoquímicos. Por el contrario, en las microcuencas con actividad industrial y agrícola no se encontraron coeficientes de determinación con valor mayor a 0.8 entre los parámetros fisicoquímicos. En total hay 295 localidades en la subcuenca del río Zahuapan, con una población aproximada de 523 830 personas, que representa 59 % de los habitantes del estado de Tlaxcala. 67 % de la población asentada en el área de influencia de los puntos de muestreo está concentrada en localidades de 1001–5000 y de 20 001–50 000 habitantes.
Profesor Principal, Sección farmacología, Depto. Ciencias Fisiológicas, Facultad de Ciencias y Filosofía, Universidad Peruana Cayetano Heredia, A. P. 5045, Lima 100, Perú.
RESUMEN: Se describe la purificación parcial de la enzima Fosfolipasa A del veneno de Bothrops hyoprorus y la caracterización de sus actividades hemolítica y citotóxica. La actividad fosfolipásica se detectó en dos fracciones de 23 y 12 Kd por cromatografía en Sephadex G-100 y G-50. Las actividades fosfolipásica y hemolítica fueron detectadas en las mismas fracciones. Los ensayos de Western-blot, sugieren que la fracción con 12 Kd es un producto de degradación, in-vitro, del polipéptido mayor. La actividad citotóxica de la fracción fue evidente sólo a elevadas concentraciones, sugiriéndose que moléculas diferentes a Fosfolipasa A serián responsables del efecto citotóxico del veneno.
El mayor porcentaje de la población de la subcuenca se encuentra a una distancia entre 5 y 10 km, conectada hidrológicamente a los puntos de muestreo por medio de barrancos o canales. Se encontró que la r2 alcanza su máximo valor cuando se relaciona la carga al gasto de la DBO con la población que habita hasta 20 km de la línea del cauce del río. Esto significa que la carga de la DBO cuantificado en este trabajo es explicado por la población que habita a esta distancia del río.
Palabras claves: Veneno, serpiente, Bothrops hyoprorus, Fosfolipasa, hemolisis, citotoxicidad
ABSTRACT We describe the partial purification of the enzyme phospholipase A of the venom of Bothrops hyoprorus and the characyerization of its hemolytic and cytotoxic activities. Phospholipasic activity was detected in two fractions of 23 and 12 Kd through chromatography in Sephadex G-100 and G-50. Both phospholipasic and
Biólogo, Master en Bioquímica. Centro Nacional de Control de Calidad, Instituto Nacional de Salud. Lima, Perú. 2 Médico Cirujano, Doctor en Farmacología, Director General, Centro Nacional de Control de Calidad Instituto Nacional de Salud. Lima, Perú. 1
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hemolytic activities were detected in the described fractions. Western blot essays suggest that the 12 Kbd fraction is an in vitro degradation product of the larger polypeptide. Cytotoxic activity of the fraction was evident only at high concentrations, this suggesting that molecules other than phospholipase A are responsible for the venoms cytotoxic effect.
La hemólisis in vivo postulada en la década de los 40 para los venenos, en el género Bothrops, es poco frecuente. Los estudios efectuados con venenos de otras especies han mostrado la existencia de factores líticos directos en los venenos de elápidos pero no en venenos de vipéridos de los géneros Bothrops y Lachesis 16,17,18. La hemólisis in vitro (indirecta) es reportada en muchos venenos ofídicos. El factor responsable (factor lítico indirecto) ha sido asociado a la presencia de la enzima Fosfolipasa A2 (EC.3.1.1.4.) en el veneno, la que actúa sobre una fuente exógena de lecitina y genera lisofosfátidos con acción lítica sobre los etitrocitos2,19-24.
Key words: Venom, snake, Bothrops hyoprorus, phospholipase, haemolysis, citotoxicity.
En este estudio se evalúan las actividades: hemolítica, citotóxica y se caracteriza la actividad fosfolipásica del veneno cristalizado de Bothrops hyoprorus, y sus fracciones obtenidas mediante filtración en el Sephadex. Se obtiene una fracción purificada (FIIa1).
INTRODUCCIÓN Las serpientes venenosas del género Bothrops, son responsables de la mayoría de los accidentes ofídicos registrados anualmente en el Perú, los que se caracterizan por presentar hemorragia y necrosis local, sangrado por coagulopatía de consumo, hipotensión, shock, y muerte 1,2,3. El accidente ocurre principalmente en áreas rurales donde la cobertura de salud es deficitaria 4,5,6,7,8. Bothrops hyoprorus "jergón" es una serpiente reportada en selva baja (Loreto), que alcanza a medir 100 cm, sindicada corno responsable de casos de envenenamiento en humanos, careciéndose de estudios sobre la bioquímica y farmacología de su veneno 9.
MATERIAL
Recientemente se ha relacionado la actividad de Fosfolipasa A con la miotoxicidad 11, la neurotoxicidad y la letalidad del veneno 10,12,13.14, obteniéndose técnicas para la estandarización de antivenenos comerciales a través de la medición de la actividad de la Fosfolipasa A. Asimismo, se ha correlacionado la potencia antiletal de los sueros con la inhibición específica de dicha actividad 1,15.
Y
METODOS
VENENO OFÍDICO. Se utilizó veneno desecado cristalizado obtenido en el serpentario del Instituto Nacional de Salud en Lima, a partir de ejemplares adultos de B. hyoprorus (Loreto, Perú). DETERMINACIÓN DE PROTEÍNAS. El contenido proteico del veneno fue estimado por el método de Lowry
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modificado por Stauffer 25 usando como estándar albúmina sérica bovina (BSA) (1 mg/mL = 0,66 Abs 280 nm).
Sigma), Anhidrasa Carbónica (29 Kd, Sigma), Citocromo C (12,4 Kd, Sigma) y Aprotinina (6,5 Kd, Sigma).
FRACCIONAMIENTO DEL VENENO.
b) Electroforesis en gel de Poliacrilamida en condiciones desnaturalizantes 26 (SDS-PAGE). Se empleó geles verticales de SDS-PAGE al 14% en buffer Tris-Glicina (0,25M1,92M, SDS 1%) bajo corriente constante de 13 mA durante 5 horas. Se utilizó estándares similares a los descritos para la técnica de filtración en gel.
Para los ensayos, el veneno cristalizado fue reconstituido con una solución de acetato de sodio 50 mM pH 3, centrifugándolo por 10 minutos a 3000 r.p.m. antes de su uso. 100 mg de veneno cristalizado de B. hyoprorus fueron diluídos en 1 mL de solución de acetato de sodio 50 mM pH 3, centrifugado por 10 minutos a 3000 r.p.m. y aplicado a una columna de 90 x 1,8 cm de gel Sephadex G100 Super fino (Pharmacia, Suecia), calibrada y eluída a temperatura ambiente con buffer acetato de amonio 0,2M pH 8,4, a flujo constante de 6,3 mL/ hora. Las fracciones eluidas (2,1 mL/tubo) se colectaron en un colector de fracciones y la absorbancia a 280 nm fue registrada espectrofotométricamente.
ISOELECTRO ENFOQUE Para la determinación del punto isoeléctrico de las fracciones se utilizó la metodología empleada por Berheimer, Weinstein y Linder 27. Para detectar la presencia de la actividad de Fosfolipasa y su punto isoeléctrico se vertió sobre el gel una suspensión de agarosa - yema de huevo la cual se gelifica y luego se incuba la placa a 50 ºC. El aclaramiento de la suspensión de yema de huevo, confirma la presencia de Fosfolipasa.
La filtración en Sephadex G-50 Fino se realizó en una columna de 100 x 1,0 cm de gel Sephadex G-50 Fino (Pharmacia, Suecia), calibrada y eluída a temperatura ambiente con buffer bicarbonato de amonio 200 mM pH 8,4, a flujo constante de 6,0 mL/ hora. Las fracciones eluidas (2,0 mL/tubo) se recogieron en un colector de fracciones, registrandose su absorbancia a 280 nm. DETERMINACIÓN DEL MOLECULAR APARENTE
ACTIVIDAD HEMOLITICA
16,28
La actividad hemolítica del veneno fue ensayada en eritrocitos humanos lavados obtenidos de donadores O Rh positivos y mantenidos en suspensión con tampón glicina -NaCl (glicina 0, 1 M en cloruro de sodio al 0,6%) a pH 5,8. La actividad hemolítica directa e indirecta fue evaluada en tubo y en placa respectivamente, por los métodos siguientes:
PESO
El peso molecular aparente de las fracciones fue estimado mediante filtración en gel Sephadex y electroforesis en gel de poliacrilamida:
a) Hemólisis en tubo, en forma similar al utilizado por Martínez, Bonilla & Zavaleta (1989) para veneno de B. barnetti, determinando la cantidad de hemoglobina liberada mediante la técnica de la cianometahemoglobina que emplea el reactivo de Drabkin. La actividad hemolítica se expresó como Unidad Específica de Hemólisis Directa (U.E.H.D.) o Indirecta (U.E.H.I.) según sea el caso:
a) Luego de la filtración en columna de gel Sephadex G- 100 s.f. se gráfica el logaritmo del peso molecular de las fracciones eluídas versus la constante de distribución (Kav=vi/vo) de las fracciones y estándares proteicos de peso molecular conocido: Azul de dextrano (2000 Kd, Pharmacia), Albúmina Sérica Bovina (66 Kd,
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UEHD= %
de Hemólisis mg Proteína
UEHI= %
de Hemólisis mg Proteína
%
directa
DIFCO de alta electroendósmosis al 1% preparados en buffer acetato de sodio 0,05 M a pH 7,5 y adicionando 2 mL de eritrocitos lavados a 40ºC. Luego de homogenizar la mezcla, se reparte en placas de vidrio de 10x10cm, y luego de la gelificación se practican agujeros de 3 mm de diámetro en el gel para adicionar el veneno (9,4 - 94 ug/mL). Las placas conteniendo veneno y control salino, se incubaron a 37ºC, por períodos variables de tiempo (0 - 120 minutos), midiéndose a continuación el diámetro (mm) del halo producido con un Vernier.
indirecta
Hemólisis = HTx 100
HL
Donde : HL = Hb liberada por tratamiento HT = Hb Total (con Tritón X- 100)
a.1) Hemólisis directa en tubos conteniendo 0,2 mL de eritrocitos lavados y 1,6 mL de buffer glicina NaCl a los que se adicionó en un ensayo típico, 0,2 mL de solución de veneno (9,4 - 564 ug/mL), y se incubó por 20 minutos a 37ºC, luego de los cuales se procedió a centrifugar la suspensión a 1000 r.p.m. durante 20 minutos, cuantificándose la hemoglobina liberada en el sobrenadante. El efecto del tiempo de incubación sobre la hemólisis directa fue estudiado para tiempos de incubación de hasta 2 horas.
b.2) Hemólisis indirecta en placa: Se empleó el método de agar yema de huevo-eritocitos modificado por Da Silva19, preparada agregando 1 mL de suspensión de yema de huevo al 85% en acetato de amonio 100 mM pH 7,4 al agar base a 50ºC y luego de llevar a temperatura de 45ºC se agregó 1 mL de eritrocitos lavados. Procediéndose a homogenizar la mezcla, y repartirla en placas de vidrio de 10x10cm. Se deja gelificar y se practicaron agujeros de 3 mm de diámetro en el gel, para adicionar el veneno (9,4 - 94 ug/mL). Las placas conteniendo veneno y control salino, se incubaron a 37ºC, por períodos variables de tiempo (15 - 120 minutos), midiéndose a continuación con un Vernier, el diámetro (mm) del halo.
a.2) Hemólisis indirecta (método de Grassmann y Hanning,16). Una mezcla de veneno (0,5 mL, 18,8 - 94 ug/mL) y 0,5mL de suspensión de yema de huevo al 6,4% en buffer Tris-HCl 50 mM pH 7,5 se preincuban a 37ºC durante 30 minutos, 0,2 mL del hidrolizado obtenido es ensayado en el sistema de hemólisis indirecta, incubando la mezcla a 37ºC por 1 hora, al cabo de los cuales se centrifuga la mezcla y se mide la hemoglobina liberada en el sobrenadante. El efecto del tiempo de incubación sobre la hemólisis indirecta fue estudiado para tiempos de incubación de 30 minutos a 2 horas.
La actividad hemolítica directa e indirecta en placa se expresa como Unidad Hemolítica Directa (UHD) ó Indirecta (UHI) según sea el caso:
UHD= Diámetro de Hemólisis directa (mm) hora x mg Proteína UEHI= Diámetro de Hemólisis indirecta (mm) hora x mg Proteína
b) Hemólisis en placa de agar. b.1) Hemólisis directa en placa: Las placas se preparan mezclando partes iguales de agar SIGMA tipo 1 de baja electroendósmosis al 1% y agar
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ACTIVIDAD DE FOSFOLIPASA A2.
las placas. Después de la gelificación se practican agujeros de 3 mm de diámetro para adicionar el veneno (9,4 - 94 ug/mL) o salino como control.
La actividad es determinada por la disminución de la turbidez de una suspensión de yema de huevo por acción de la Fosfolipasa sobre la lecitina de la yema, cuantificada a 925 nm.
Las placas conteniendo veneno y control salino, se incubaron a 37ºC por períodos variables de tiempo (15120 minutos), midiéndose a continuación con un Vernier, el diámetro (mm) del halo. La enzima Fosfolipasa A de Páncreas Porcino (SIGMA P-6534) con actividad de 14500 unidades/mL (Una unidad hidroliza 1uM de L-α-fosfatidilcolina de soya hasta L-α-lisofosfatidilcolina y ácido graso por minuto a pH 8,0 y 37ºC fue empleada como estándar.
La actividad fosfolipásica se evaluó en dos sistemas: en tubo y en placa. a) En tubo (método turbidimétrico de Marinetti 29. Se incubó 100 uL de veneno (18,8 - 94 ug/mL) con 200 uL de una suspensión de yema de huevo al 5% (60 a 70% de lecitina correspondientes a 0,6 unidades de absorbancia a 925 nm) en buffer TrisHCI 50 mM a pH 7,5 y 800 uL de NaCl 0,85%. Se estudió el efecto del tiempo de incubación (0 a 2 horas), sobre la actividad fosfolipásica del veneno. Una Unidad de actividad específica de Fosfolipasa (UEF), se expresa como la cantidad de enzima capaz de producir la disminución de la turbidez de la mezcla en una miliunidad de absorbancia a 925 nm, por minuto.
UEF
= mg de Proteína
Para la evaluación de los resultados en placa se aplicó análisis de regresión lineal, considerándose como válidas aquellas concentraciones en donde el coeficiente de regresión r fue igual o superior a 0,99. Una unidad de actividad fosfolipásica (UF) en placa se expresa como la cantidad de proteína capaz de lisar 1 mm de gel en 1 hora de incubación y se determinó mediante la fórmula:
UF
UHD= Diámetro de Hidrólisis (mm) x hora mg Proteína
Siendo: UF. = (Abs. 0´- Abs. 10´) x 1000 tiempo (10 minutos) UF corresponde Fosfolipasa.
a
unidades
ENSAYOS DE AUTODIGESTIÓN:
de
Para evaluar la estabilidad de las fracciones, estas se sometieron a autodigestión incubándolas durante 18 horas a 23ºC y luego cromatografíandolas según lo descrito para filtración en Sephadex.
b) En placa, se empleó el método de Habermann y Hardt 30 que mide la formación de un halo claro producto de la hidrólisis de la lecitina por la Fosfolipasa. La placa de agar yema de huevo es preparada agregando 1 mL de suspensión de yema de huevo al 85% en acetato de amonio 100mM pH 7,4, al agar base a 50ºC. Luego se homogeniza la mezcla y se reparte en
CITOTOXICIDAD La acción citotóxica del veneno de B. hyoprorus se estudió en macrófagos peritoneales de ratón de la cepa BALB/c extraídos inoculando 3mL de MEM (Medio Esencial Mínimo) en la
14
cavidad peritoneal. El líquido peritoneal es extraído y los macrófagos se adhieren en laminillas cubreobjetos las que son posteriormente mantenidas en MEM con Suero Fetal Bovino al 13% e incubadas en atmósfera húmeda a 37ºC y 5% de CO, hasta su uso. El efecto citotóxico, se determinó observando al microscopio de fluorescencia las laminillas previamente tratadas con 3mL de NaCl 0,85% conteniendo 10 ug/mL de diacetato de Fluoresceina, 120 ug/mL de Bromuro de etidio y 20 ug/mL de Naranja de acridina, a 24ºC. Las células vivas se colorean de verde y las muertas lo hacen de color rojo, tomándose como parámetro cualitativo de observación: Leve (redondeo celular, +), Moderado (desprendimiento celular, ++) y Severo, (muerte celular, +++).
hyoprorus y sus fracciones en conejos.
Para la evaluación de la citotoxicidad directa, se incubaron durante 15 minutos los macrófagos con MEM conteniendo veneno o fracción(50 100 ug/mL), y para la citotoxicidad mediada por sustrato, se incubaron por 15 minutos en MEM los macrófagos, el veneno o fracción(50100 ug/mL) y 0,5 mL de suspensión de yema de huevo al 6% en NaCl 0,85%.
En el pozo central se colocó el suero obtenido experimentalmente ó el suero comercial antibotrópico polivalente nacional 32 (INS/MINSA, Perú) y en los restantes, el veneno control y las fracciones obtenidas de la purificación dejándose difundir las muestras durante 48 horas a 4ºC. A continuación las placas se tiñieron con 0,1 % Coomassie Blue 250-R (Sigma), y se decoloró en una solución 5:5:2 (v/v) de metanol, agua destilada y ácido acético glacial.
La presencia o ausencia de anticuerpos en el suero de conejo inoculado con veneno fue evaluada empleando la técnica de inmunodifusión radial en gel de Ouchterlony 31. Para la inmunodifusión se ernpleó Agarosa Tipo II-Low (Sigma) al 1 % en buffer barbital (Sigma) a pH 8,6 con un diseño de un pozo central y 6 periféricos equidistantes.
Para la evaluación de la citotoxicidad indirecta, se preincubó MEM conteniendo veneno o fracción (50 100 ug/mL) y 0,5 mL de suspención de yema de huevo al 6% en NaCl, 85% por 30 minutos a 50ºC; Luego la mezcla fue agregada a los macrófagos e incubados por 15 minutos.
TITULACIÓN DEL SUERO POR DOTELISA Se empleó como antígeno, 1 ul de veneno o fracción equivalente a 2 ug de proteína, embebidos en círculos de papel de nitrocelulosa colocados en el fondo de los pocitos de placas de microtitulación; el suero experimental, un suero anticonejo obtenido en cabra 1/250 conjugado con fosfatasa alcalina. Como sustrato, Br-4-Cl-Indolilfosfato; como solución de bloqueo, PBS conteniendo Tween20 al 0,05% y leche deshidratada de vaca al 8% se empleó como sustrato, 3,75 mg de NBT (Nitroblue tetrazolium, SIGMA) 1,8 mg de
INMUNIZACIÓN EN CONEJOS. Se inmunizaron dos conejos Nueva Zelanda (machos de 1,5 Kg), empleando dosis de 0,1 mL de veneno (10 mg/mL), según el esquema mostrado en la Tabla 1.
Tabla N° 1 Esquema de inmunización para veneno de B.
15
RESULTADOS
BCIP(5-Br-4-Cl-Indolylfosfato, SIGMA) diluidos en 37ul de N-Ndimetilformamida y disueltos en 7,5mL de buffer fosfato alcalino33,34. Se ensayaron diluciones de 1/50 a 1/12800.
CONTENIDO PROTEICO El contenido proteico del veneno cristalizado fue estimado en 94,3% por el m6todo de Lowry.
WESTERN-BLOT
FILTRACIÓN EN GEL SEPHADEX
La electroforesis en poliacrilamida al 10% (PAGE), del veneno, sus funciones y estándares se realizó según el método antes indicado. Se empleó marcadores precoloreados de alto peso molecular (SIGMA MW-SDSBlue): Triosa fosfato Isomerasa (26,6 Kd), Deshidrogenasa láctica (36,5 Kd), Fumarasa(48,5 Kd). Piruvato quinasa (58 Kd), Fructuosa-6-fosfato quinasa (84 Kd,), βGalactosidasa(116 Kd) y α 2Macroglobulina (180 Kd); marcadores de bajo peso molecular (SIGMA MWSDS-70): Lisozima (14,3 Kd), βLactoglobulina (18,4 Kd), Tripsinógeno (24 Kd), Pepsina (34,7 Kd), Albúmina de huevo (45 Kd), Albúmina bovina (66 Kd). Las muestras fueron distribuidas en dos mitades del gel, manteniendo la ubicación, una mitad del gel fue coloreado con Coomassie blue G-250 en ácido perclórico al 5%. La otra mitad fue empleada para ]a transferencia electroforética utilizando papel de nitrocelulosa de 0,2 micras de poro como membrana de transferencia y Tris 25 mM-glicina 5,5% en metanol al 20%, como buffer de transferencia. Para la transferencia se aplicó 0,2 miliamperios/ placa durante 18 horas.
El veneno fraccionado en Sephadex G-100 s.f. (Figura 1) eluyó en tres fracciones (FI, FII y FIII). Las actividades hemolítica indirecta (Vi/Vo = 1,77-2,14) y fosfolipásica (Vi/Vo = 1,542 - 2,28) eluyeron conjuntamente en la fracción FII. La fracci6n FII fue reunida, concentrada mediante liofilización y recromatografiada bajo las mismas condiciones, obteniéndose la fracción FIIa con Vi/Vo muy similar a FII (1,88 - 2,0 para la actividad hemolítica y 1,41 - 2,25 para la actividad fosfolipásica) (Figura 2). Luego de la filtración en Sephadex G100 s.f. se logró una purificación de 2,11 veces para la actividad de Fosfolipasa. (Tabla 2) La fracción FIIa fue concentrada y filtrada en Sephadex G-50f eluyendo en dos picos mayores de los cuales solo en el primero de ellos, FIIa 1, se detectó la actividad fosfolipásica. (Figura 3)
La membrana de nitrocelulosa inmunotransferida fue cortada en tiras siguiendo los rastros de la corrida, se coloreó con tinta china las tiras de los patrones de peso molecular, mientras que las tiras con el veneno y las fracciones fueron tratadas con coomasie blue en forma similar a la inmunodifusión, preincubándolas por 45 minutos con el suero experimental (titulo no menor a 1/5000) antes de la conjugación.
Fig. 1: Filtración en gel Shepadex G-100 s.f del veneno de B. hyoprorus. 100 mg de veneno diluido se aplicaron a una columna de 90 x 1.8 cm de gel Shepadex G100 S.f y se eluyeron a temperatura ambiente (22-25°) con buffer acetato de amonio 0.2M
16
pH 8.4, a un flojo de 6.3 mL/hora. Las fracciones eluidas (2.1 mL/tubo) se colectaron en un colector de fracciones. La barra horizzontal muestra el pool de tubos, la Actividad Fosfolipásica y Hemolítica Indirecta. Se detecto en la fracción FII.
200 mM pH 8.4, a flujo constante de 6.0 mL/hora. Se colectaron fracciones de 2.0 mL/tubo. La barra horizontal muestra el poll de tubos con Actividad Fosfolipásica y Hemolítica Indirecta /fracción FIIa1).
Fig. 2: Filtración en gel Shepadex G-100 s.f de la fracción FII del veneno de B. hyoprorus. Las condiciones experimentales fueron similares a las descritas en la figura 1. La barra horizontal muestra el pool de tubos cpn Actividad Fosfolipásica y Hemolítica Indirecta (fracción FIIa1).
Fig. 4: Esquema de SDS-PAGE del veneno cristalizado de B. hyoprorus y de las fracciones aisladas: FII, FIIa y FIIa1, estándares de peso molecular (BSA=66 Kd, Anhidrasa carbónica=29Kd, Citocromo C=12.4 Kd y Aprotinina=6.5 Kd).
Tabla N° 2 Fraccionamiento del veneno de B. hyoprorus en gel Shepadex G-100 s.f y actividad fosfolipásica.
Fig. 3: Filtración en gel Shrapadex G-50 f de la fracción FIIa del veneno de B. hyoprorus. 20 mg de la fracciónFIIa fueron aplicados a una columna de 100 x 1.0cm de Gel Shepadex G-50 F y eluidas a temperatura ambiente con buffer bicarbonato de amonio
DETERMINACIÓN DEL MOLECULAR APARENTE
PESO
El peso molecular aparente para las fracciones con actividad hemolítica
17
indirecta y fosfolipásica fue estimado en 12 ± 0,5 Kd en la fracción de mayor actividad, mientras que la fracción con menor actividad fosfolipásica presentó dos picos de actividad máxima con pesos moleculares de 12 y 23 Kd respectivamente. Por SDS-PAGE desnaturalizante et. veneno presenta ocho bandas proteicas con pesos moleculares de 73, 59, 55, 40, 38, 35, 23 ± 0,5 y 12 ± 0,5 Kd (Figura 4). El patrón electroforético de las fracciones FII y FIIa mostró dos bandas a 23 ± 0,5 y 12 ± 0,5 Kd coincidiendo con lo hallado en la filtración en Sephadex. La fracción FIIa1 mostró una sola banda de 23 ± 0,5 Kd. No se apreciaron bandas menores. (figura 4) DETERMINACIÓN ISOELÉCTRIC0 (PI)
DEL
Fig. 6: Estabilidad de la fracción FIIa1. Filtración en gel de Shepadex G50 fino de la fracción FIIa1 sometidad a autodigestión. Las condiciones de cromatografía fueron similares a las descritas en la figura 3. La barra horizontal muestra el pool de tubos con Actividad Fosfolipásica y la flecha, el pico de máxima Actividad Específica en la fracción FIIa1 original.
PUNTO
La fracción FIIa1 con actividad fosfolipásica se visualizó a pH 8,35. (figura 5)
Fig. 7: Análisis de Western Blot de veneno de B. hyoprorus y sus fracciones FIIa y FIIa dig. En (A) se muestra el diagrama de la corrida electroforética (PAGESDS al 10%) donde V = veneno crudo, fracciones FIIa1 y FIIa1 dig. Marcadores de alto peso molecular precoloreados: Triosafosfato isomerasa (26.6 Kd), Deshidrogenasa láctica (36.5 Kd), Fumarasa (48.5 Kd), Piruvato quinasa (58 Kd), fructosa-6-fosfato quinasa (84 Kd), b-
Fig. 5: Esquema de Isoelectro- enfoque del veneno cristalizado deB. hyoprorus y de sus fracciones parcialmente purificadas. Las flechas indican el pH de secciones de 1cm del gel así como la ubicación del lugar del revelado de la Fosfolipasa A correspondiente al punto isoeléctrico de 8.35. F = fracción FIIa1, V = veneno crudo; ambos a 10 mg/mL.
18
galactosidasa (116 Kd), y alfa macroglobulina (180 Kd). Marcadores de bajo peso molecular: Lisozima (14.3 Kd), blactoglobulina (18.4 Kd), Tripsinógeno (24 Kd), pepsina (34.7 Kd), albúmina de huevo (45 Kd) y albúmina bovina (66 Kd). Rn (B) se muestran las tiras de nitrocelulosa incubadas con antisuero de conejo e inmunocoloreadas.
DETERMINACIÓN DE LA ESTABILIDAD DE LA FRACCIÓN FOSFOLIPASICA La fracción FIIa1 (23 Kd) fue sometida a autodigestión y cromatografiada en Sephadex G-50, eluyendo en cinco picos de proteína. En el tercero de ellos se ubicó a la actividad de Fosfolipasa, denominándola Fracción FIIa1 dig (digerida) con un volumen de elución mayor al de FIIa1 sugiriendo un peso molecular aparente menor. (Figura 6) INMUNODIFUSIÓN RADIAL TITULACIÓN POR DOT-ELISA
Y
Al enfrentar el veneno cristalizado con el antisuero equino antibotrópico polivalente se observan siete bandas de precipitación, mientras que la fracción FIIa1 presentó solo dos bandas con el mismo antisuero. Al enfrentar el suero experimental con el veneno completo se visualizó dos bandas de precipitación con un título superior a 1/12800 por Dot-ELISA. Al enfrentar el suero experimental con la fracción FIIa1, no se formaron bandas a pesar de tener un título superior a 1/12000 por Dot-ELISA con el mismo antisuero.
19
casa tiene 5 m de alto. Ya hemos dicho que: la temperatura que nos mide el termómetro es una medida de la energía térmica del objeto y, por tanto, directamente relacionada con el grado de movimiento de sus “CLASES DE REACCIONES QUIMICAS” Jhonny Nuñez, Ing. Ignacio Echeverría, Edga. Jesica Chamorro Primero “B” Bioquímica FACULTAD DE CIENCIA E INGENIERIA EN ALIMENTOS (FCIAL). UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO (UTA). Ciudadela Huachi, Casilla 18-01-0334, E-mail: fcial@uta.edu.ec AMBATO-ECUADOR partículas. Calor y temperatura Cuando se ponen en contacto dos sustancias a distinta temperatura, evolucionan de forma que el cuerpo a mayor temperatura la disminuye y
“CALOR Y TEMPERATURA”
el que tenía menor temperatura la aumenta hasta que al final los dos
INTRODUCCION :
tienen la misma temperatura, igual Calor y Temperatura
que al echar un cubito de hielo a un refresco, que el refresco se enfría
En el lenguaje cotidiano solemos
y el cubito de hielo se calienta y
confundir los términos calor y
termina convirtiéndose en agua.
temperatura. Así, cuando hablamos
Decimos que la sustancia a mayor
del calor que hace en el verano o lo
temperatura ha cedido calor a la
mal que saben los refrescos
sustancia que tenía menor
calientes, realmente nos referimos
temperatura.
a la temperatura, a la mayor o menor temperatura del aire o los
EL CALOR: es la transferencia de
refrescos. La temperatura es una
energía de una parte a otra de un
magnitud física que nos permite
cuerpo, o entre diferentes cuerpos.
definir el estado de una sustancia,
En virtud de una diferencia de
lo mismo que cuando decimos que un
temperatura, el calor es energía
coche circula a 90 km/h o que una
en tránsito.
20
LA TEMPERATURA: es una propiedad de los sistemas que determinan si
Determinar cuál y como se producen las distintas llamas.
están en equilibrio térmico. Este concepto de temperatura se deriva
de la idea de medir calor o frío.
Analizar cuidadosamente las zonas
DIFERENCIA ENTRE CALOR Y
específicas
de
las
cuales comprende una llama.
TEMPERATURA: la diferencia es que la temperatura es una propiedad de
3
MATERIALES Y REACTIVOS
un cuerpo y el calor es un flujo de energía entre dos cuerpos y
MATERIALES
diferentes temperaturas, el calor es energía residual presente en
Capsula de porcelana
todas las formas de energía en
tránsito. El calor es lo que hace que la temperatura aumenta o disminuya. si añadimos calor la temperatura
Termómetro Trípode Malla metálica Mechero de bunsen
aumenta y si quitamos calor la temperatura disminuye. (Carmona A REACTIVOS
2011 )
Hierro Aluminio
Magnesio
Zinc
1. OBJETIVOS PROCEDIMIENTO
2. General Aprender el correcto uso, manejo y funcionamiento
del
mechero
de
Bunsen; mediante una explicación e indicaciones poder
pertinentes,
diferenciar
los
para
tipos
de
llamas y sus distintas zonas.
Específicos
21
CALOR Y TEMPERATURA
CALOR
DETERMINAR
TEMPERATURA
FUNCIONAMIENT
EXPLICAR
NORMAS DE USO
O
PARTES DEL
DESCRIBIR
MECHERO LLLAMA
VALVULAS
ENFATIZAR
COMPLETA
PRACTICA
LLAMA INCOMPLETA
DESARROLLAR
MATERIALES
OBSERVAR
LLAMAS
REACCION DE METALES
APUNTAR
CAMBIO
DESCRIBIMOS
QUIMICO
3.
DATOS OBTENIDOS
Tabla 1. Registro de los metales sometidos a una llama completa. LLAMA COMPLETA
ZONAS
ZONA
ZONA
ZONA
OXIDANTE
REDUCTORA
FRIA
METALES
22
Demoro ciertos
Cambia a
segundos
a su
rojizo-
llegar
ALUMINIO
Regreso
color
en
anaranjado
al punto
al instante.
de rojo vivo.
estado original. (-)
(+)
(+) Llego a
LAMINA DE
MAGNESIO
METAL
un
Llego al
aparente
instante y a
punto de
un
fusión,
aproximado
color
de la fusión.
rojizo.
No se observó ninguna reacción. (-)
(+)
(+) Se
Se
encien de a mane ra de POL VO
unas chisp as en cuesti ón de segun
Se enciende
No se
al
obtuvo
instante
ninguna
con una
reacción
explosión
.
de chispas
COBRE
Demor
enciende
o 2s
al
en
instante
poner
pero no
se al
pero no
rojo
llega a un
vivo.
punto de
(+)
(-)
dos. Se (+)
fundió ALUMI
Se
ZINC
Cambio de
No se da
eció y
tonalidad
ninguna
cambi
y su
reacción
o de
forma.
.(T baja)
(-)
(-)
color.
existen alteraci ones. (-)
fusión. (-)
(-)
enroj
No
NIO
el metal . (+)
Se fundió, con responsab ilidad, respecto y agrónomo.
No existió razón. (-)
(+)
Elaborado por: JoHNNY NUÑEZ Fuente: Laboratorio de QUIMICA Básica
(-)
Tabla 2. Registro de los metales sometidos a una llama incompleta.
23
Se
LLAMA INCOMPLETA
encie nde
ZONAS
METALES
ZONA
ZONA
OXIDA
REDUCT
NTE
ORA
apen
ZONA
as la
FRIA
ZINC
punti ta de la
ALUMINIO
Alca
plati
nzo
na.
un
Se
apro
aceler
ximad
ó el
o
proceso
punto
de
de
fusión.
fusió n
(+)
No ron
Se
altera
encen
ciones.
dió form
(-)
ando COBRE
tonal idade s
LA
A DE ME MAG NESI
(rojo-
Se
obscu
encie
encend
sucedió
er pero
absolu
no lo
tament
consigu
e nada.
ió.
(-)
(-)
Paso inmedia tament e, al rojo vivo.
No pasó
con
s
nada.
(+)
(+)
(-)
Elaborado por: JOHNNY NUÑEZ
ez.
pasa nada. (-)
ro)
Tardo 5
rapid
No
(-)
nde
TA L
No
(-)
existie
(+)
MIN
Se intentó
Fuente:
(+)
Laboratorio
de
QUIMICA
Básica
O 2 seg. Tardo
No pasó
POL
en
nada en
VO
fundi
5s.
rse.
(-)
4.
No pasó
DISCUSIÓN
nada La discrepancia que existe entre la
(-)
temperatura y el calor es solo
(+)
cuestión de analizar y resaltar cada uno de estos. Dado el caso de la temperatura; es una propiedad de un cuerpo mientras que el calor es un flujo de energía entre dos cuerpos y diferentes temperaturas, energía residual presente en todas las formas de energía en tránsito; mientras que el calor es lo que hace que la temperatura aumenta o
24
media. El calor depende de la velocidad de las partículas, su número, su tamaño y su tipo. El calor es lo que hace que la temperatura aumente o disminuya. Si añadimos calor, la temperatura aumenta. Si quitamos calor, la temperatura disminuye.
disminuya. Si añadimos calor la temperatura aumenta y si quitamos calor la temperatura disminuye.
Todos
sabemos
calentamos
que
un
cuando
objeto
su
temperatura aumenta. A menudo pensamos que calor y temperatura
Consultar
son lo mismo. Sin embargo, esto no es
en
tablas
los
así. El calor y la temperatura
puntos de fusión de los metales
están relacionadas entre sí, pero
utilizados con su referencia y
son
conceptos
diferentes.
Por
con su referencia reportar las
ejemplo, si hacemos hervir agua en dos
recipientes
tamaño,
la
de
temperaturas de las zonas de
diferente
temperatura
la llama.
alcanzada es la misma para los dos, 100° C, pero el que tiene más agua
posee
mayor
cantidad
de
calor.
Por otro lado se relata que para UnA MAYOR “LLAMA” COn Más viEnTO tiene la capacidad de hacerse más efectiva así como se demostró en la Tabla3. Fusión de los metales.
práctica
PUNTOS DE FUSION DE LOS METALES También se pudo observar que las reacciones de cada metal, seda gracias al material de los cuales están elaborados el compuesto con los que están elaborados.
. 5.
CUESTIONARIO Con
sus
propias
METALES
FUsiOn (˚C)
ALUMINIO
660
COBRE
1083
MAGNESIO
650
HIERRO
1536
ZINC
419
palaras
establezca la diferencia entre calor y temperatura.
Elaborado por: Johnny Nuñez Fuente: Salvat, E. 2000
El calor es la energía total del movimiento molecular en una sustancia, mientras temperatura es una medida de la energía molecular
25
Químicamente
como
Color azulado
está
Se
compuesto el aire.
abren
las
ventanas
El aire es una mezcla de gases
(incrementa por entrada de
invisibles,
aire)
Está
inodoros
formado
en
e un
incoloros. 78,08%
Más caliente
de
Nitrógeno, 20,94% de Oxígeno, 0,93%
Más óptimo
de Argón, 0,0318% de Dióxido de
Tiene
carbono, 0,00005% de Hidrógeno y un 0,00177%
de
otros
3
zonas
(oxidante,
reductora, fría)
gases.
Esta es una combustión completa.
PARTINGTON, J.R. (1945),
Que sucedió con la capsula de porcelana? Al
momento
de
entrar
en
combustión el gas del mechero se
Características 2:
convierte en parte en dióxido de carbono y una pequeña parte no se quema totalmente entonces queda en forma de carbón, eso es lo que se deposita
en
tu
capsula.
Si le cerramos a la entrada de aire
Humea
Coloración amarilla
No es tan caliente.
Más fría
Ventanas de aire cerradas (Disminuye por la entrada de
en la parte de abajo de tu mechero
aire)
veras que se produce más hollín, es
Esta es una combustión
porque no se quema bien el gas y
incompleta.
mucho queda en forma de carbón.
Describa las características más importantes de la llama e indique
si ellas cambian al
Mediante un gráfico. explique los tres tipos de conos de la
incrementar la corriente de
combustión completa
gas A demás indique el tipo de combustión que se da en cada una de estas llamas.
Características 1:
26
humeaba y por supuesto necesitaba la entrada de aire se la denomino llama completa debido a su alto nivel de calor que libera.
Se
analizó
y
se
pudo
distinguir cuidadosamente las 3 zonas de las cuales comprende ZONA REDUCTORA
tales
FUENTE: Salvat, E. 2000
una
como:
llama;
zona
fría,
zona reductora y zona
ZONA OXIDANTE
oxidante.
6. CONCLUSIONES
Se
estableció
correcta
la 7. BIBLIOGRAFIA
manipulación,
funcionamiento y usos del PARTINGTON,
(1945), Historia de la química, Madrid, Espasa-Calpe, 397 p. OBTENIDO EL (28/05/2014)
mechero de Bunsen para posteriormente
poder
diferenciar los tipos de combustiones zonas
de
y
las
las
3 PARTINGTON, J.R. (1961-70), A History of Chemistry, London, Macmillan, 4 vols.OBTENIDO.EL(28/05/2014)
cuales
comprende una llama.
Se determinó que la llama cuyo
colorido
amarillenta denominaba
ROSMORDUC,
J. (1993), Una història de la física i de la química, Barcelona, La
es
se
J.R.
la
Magrana. OBTENIDO (28/05/2014)
llama
EL
incompleta; debido a que esta
humeaba
y
no
WEEKS,
aire por la ventana del
otra cuyo color era un claro,
(1954),
A. Sanromá, Barcelona, Manuel Marín, 523 + 117 p. OBTENIDO EL (28/05/2014)
mechero. Por otro lado a
azulado
M.E.
Descubrimientos y conquistas de la química, traducido por
necesitaba la entrada de
Angelini, M del C. Bulwik, M.
no
27
Peidro Martinez J. Química General en cuestiones con respuestas múltiples. Editorial Alambra. 1era. Edición. 1988. OBTENIDO EL (28/05/2014)
Lastres Flores, L. Sileo, M. V. Baumgartner, H. Temas de Química General. Manuales de Eudeba. 3era. Edición (y posteriores en 3 fascículos). 1988. OBTENIDO EL (28/05/2014)
ANEXOS:
Anexo 1 Grafico 4
Anexo 2
Anexo 3
28
1