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LA PENICILINA
1. IntroducciónEn este informe hablaremos sobre la penicilina como antibiótico de los más importantes ante cualquier tratamiento antibacteriano. La penicilina es uno de los fármacos más utilizados por el hombre en su combate contra el mundo microscópico de los gérmenes. En este trabajo trataremos el tema de la historia de este maravilloso antibiótico, así como sus propiedades químicas y los tipos que hay.
2. ¿Qué es La Penicilina?La penicilina es un antibiótico que su origen en un hongo denominado Penicillum Notatum. Como antibiótico, la penicilina mata bacterias e impide que éstas continúen con su crecimiento, sin embargo, sólo tiene el poder de combatir a aquellos microorganismos patógenos que se encuentran en crecimiento y multiplicación, y no a esos que aún se encuentran en estado latente.La penicilina es capaz de combatir efectivamente a las bacterias responsables de causar numerosas enfermedades, entre las que podemos encontrar los neumococos, los estreptococos, los gonococos, los meningococos, el clostridium tetani y la espiroqueta. Los dos últimos son los responsables de causar tétanos y sífilis.
3. Historia:
En 1928, el investigador Alexander Fleming descubrió la penicilina, un acontecimiento que cambiaría el curso de la historia de la Medicina. Este hallazgo, que Fleming no dio a conocer hasta 1929, abrió las puertas de la revolución antibiótica. Muchas especialidades médicas no existirían hoy si Fleming no se hubiera encontrado en una placa de su microscopio un hongo bautizado como "Penicillium notatum".
Gran parte de los descubrimientos en el mundo de la investigación se originan de forma casual. Esto mismo pasó con el descubrimiento de la penicilina.
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Fleming estaba trabajando con unas bacterias llamadas estafilococos dorados, casualmente, descubrió que éstas eran destruidas por un hongo muy común originado por la descomposición de ciertas sustancias. Este científico británico descubrió, sin proponérselo, el poder bactericida de este moho llamado Penicillium Notatum, o sea, la penicilina.
Gracias a este casual se descubrió un remedio universal contra muchas enfermedades microbianas. Pero hagamos un poco de historia.
Su nombre era Fleming, un agricultor pobre de Inglaterra. Un día, mientras trataba de ganarse la vida para su familia, escuchó a alguien pidiendo ayuda desde un pantano cercano. Inmediatamente soltó sus herramientas y corrió hacia el pantano.
Allí, enterrado hasta la cintura en el lodo negro, estaba un niño aterrorizado, gritando y luchando tratando de liberarse del lodo. El agricultor Fleming salvó al niño de lo que pudo ser una muerte lenta y terrible.
Al día siguiente, un carruaje muy pomposo llegó hasta los predios del agricultor inglés. Un noble inglés, elegantemente vestido, se bajó del vehículo y se presentó a sí mismo como el padre del niño que Fleming había salvado.
"Yo quiero recompensarlo," dijo el noble inglés. "Usted salvó la vida de mi hijo." “No, yo no puedo aceptar una recompensa por lo que hice" respondió el agricultor inglés, rechazando la oferta.
En ese momento el propio hijo del agricultor salió a la puerta de la casa de la familia.
"Es ese su hijo?", preguntó el noble inglés.
"Sí", respondió el agricultor, lleno de orgullo.
"Le voy a proponer un trato. Déjeme llevarme a su hijo y ofrecerle una buena educación. Si él es parecido a su padre crecerá hasta convertirse en un hombre del cual usted estará muy orgulloso.”
El agricultor aceptó. Con el paso del tiempo, el hijo de Fleming el agricultor se graduó de la Escuela de Medicina de St. Mary's Hospital en Londres, y se convirtió en un personaje conocido a través del mundo, el notorio Sir Alexander Fleming, el descubridor de la Penicilina.
Algunos años después, el hijo del noble inglés cayó enfermo de pulmonía. ¿Qué lo salvó? La Penicilina. El nombre del noble inglés? Randolph Churchill. ¿El nombre de su hijo? Sir Winston Churchill.
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Alguien dijo una vez: Siempre recibimos a cambio lo mismo que ofrecemos. Siempre damos lo mismo que recibimos.
¿Cómo la descubrió?
El bacteriólogo Alexander Fleming, desde la década de los años veinte, se interesó mucho por el tratamiento de las infecciones producidas por las heridas.
En 1929 Fleming, después de haber vuelto de unas vacaciones de 3 semanas, se percató de que en una pila de placas olvidadas antes de su marcha, donde había estado cultivando una bacteria, Staphylococcus aureus, había crecido también un hongo en el lugar donde se había inhibido el crecimiento de la bacteria (el hongo contaminaba el cultivo y probablemente procedía del piso superior donde había un laboratorio en el que los científicos investigaban alergias) . Resultó que el hongo "fabricaba" una sustancia que producía la muerte de la bacteria; como el hongo pertenecía a la especie Penicillium, Fleming estableció que la sustancia que producía sería denominada "penicilina".
En realidad, la penicilina inició la era de los antibióticos, sustancias que han permitido aumentar los índices de esperanza de vida en prácticamente todo el mundo. De hecho, el modelo de preparación de los antibióticos proviene de la penicilina. De la misma manera, la relativa simplicidad del núcleo de la estructura de esta sustancia, así como la facilidad de las sustituciones en sus radicales extremos, han permitido que, en la actualidad, se encuentren numerosas penicilinas semisintéticas o sintéticas.
4. Estructura Química Y Clasificación De Las Penicilinas
Las penicilinas constituyen a una familia de compuestos químicos con una estructura química peculiar que le confiere una actividad característica contra un grupo determinado de bacterias. A pesar de que existen diferentes variantes, la estructura química de la penicilina fue descubierta por Dorothy Crowfoot Hodgkin entre los años 1942 y 1945. La mayoría de las penicilinas poseen como núcleo químico el anillo 6-aminopenicilánico.
El anillo de tiazolidina sirve para proteger al anillo betalactámico. Sus modificaciones puede dar lugar a cambios en las propiedades farmacocinéticas y antibacterianas. El anillo betalactámico es el responsable de la acción antibacteriana. Es muy lábil frente a las betalactamasas bacterianas y cuando se rompe el antibiótico pierde su efecto. La cadena lateral es variable y determina las propiedades farmacológicas de cada penicilina, en gran medida el espectro antibacteriano, la suceptibilidad a las betalactamasas y la potencia que caracteriza a las distintas penicilinas.
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Las penicilinas naturales son aquellas generadas sin intervención biotecnológica. Entre ellas destacan la bencilpenicilina, como producto final de interés terapéutico, y los intermediarios aislables como la isopenicilina N o la penicilina N. Las biosintéticas, en cambio, se producen mediante adición de determinados compuestos en el medio de cultivo del biorreactor empleado durante su producción.
La bencilpenicilina, conocida como penicilina G, es el estándar de las penicilinas. Por lo general se administra por intravenosa, intratecal o intramuscular, porque tiende a perder estabilidad con el jugo gástrico del estómago. Las ventajas de la penicilina G son su bajo costo, su fácil administración, su excelente penetración en los tejidos y su índice terapéutico favorable.
La bencilpenicilina procaína, también conocida como penicilina G procaína, es una combinación de la penicilina G con un anestésico local, la procaína. Tras la administración de una inyección intramuscular, el fármaco se absorbe lentamente en la circulación y se hidroliza a bencilpenicilina. También es utilizada para las infecciones locales que son graves.
La fenoximetilpenicilina, también llamada penicilina V, es la única penicilina activa por vía oral. Con la penicilina oral V, el espectro es prácticamente igual al de la penicilina G: estreptococos, neumococos y Neisseria, algunos anaerobios y estafilococos no productores de penicilinasa.
Las penicilinas semisintéticas son aquellas generadas mediante el aislamiento de un intermediario estable durante una producción microbiológica industrial continuada por la modificación química o enzimática del compuesto aislado. Se dividen según su acción antibacteriana en cinco grupos: resistentes a B-lactamasas, aminopenicilinas, antipseudomonas, amidinopenicilinas y resistentes a B-lactamasas (Gram negativas).
Resistentes a B-lactamasas su uso es principalmente en infecciones por estafilococos productores de B-lactamasas, como el Staphylococcus aureus. También presentan actividad, aunque reducida, frente a estreptococos, pero carecen de ella frente a enterococos.
Aminopenicilinas su espectro de acción es muy grande, pero son sensibles a las B-lactamasas. Se administran en casos de infecciones respiratorias de las vías altas por estreptococos y por cepas de Haemophilus influenza e infecciones urinarias por ciertas enterobacterias.
Antipseudomónicas estas penicilinas son de amplio espectro porque su cobertura de acción comprende Gram positivos, Gram negativos y anaerobios. Dentro de este grupo existen dos subgrupos, las carboxipenicilinas y las ureidopenicilinas, atendiendo a su eficacia frente a pseudomonas.
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Carboxipenicilinas fueron desarrolladas para ampliar el espectro de bacterias Gram negativas cubiertas por penicilinas, tales como infecciones nosocomiales causadas por Pseudomonas aeruginosa.
Ureidopenicilinas se crearon derivadas de la molécula de ampicilina para ampliar aún más el espectro contra las bacterias Gram negativas y las Pseudomonas. Al igual que las carboxipenicilinas, están asociadas a hipopotasemia, hipernatremia y disfunción plaquetaria. En este grupo de penicilinas están la mezlocilina, azlocilina y la piperacilina.
CARBONO 14
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1. Introducción
En octubre de 1988 se publica una noticia que distorsiona a la sociedad de aquellos años: Después del análisis del carbono-14 al legendario “Sudario de Cristo”, éste se data entre los años 1260 y 1390.
-¿Cómo es posible?- se podrían preguntar aquellas gentes ante la comunicación insuperable, sabia y sencilla, anunciada por el mismísimo arzobispo de Turín, el cardenal Sr. Anastasio Ballesteros. Cientos de publicaciones han visto la luz después de aquella proclamación tan precisa. Algunos autores, caso de O. Petrosillo y E. Marivelli (1991), argumentan y se preguntan: “¿Puede ser la reliquia más preciada de la cristiandad el mayor fraude de todos los tiempos?”. La respuesta es muy compleja, pero intentaremos dar cabida en estas líneas.
Lo cierto es que, y volviendo al comienzo de nuestro tema, tres prestigiosos laboratorios de ciudades tan dispares como Oxford, Tucson y Zurich, tras someter la tela a la prueba del radiocarbono, ésta resultó ser tejida en un período de tiempo comprendido entre finales de siglo XIII y XIV. Por tanto, aquella sábana, que según la tradición cristiana envolvió el cuerpo de Cristo tras su muerte en la cruz, no tuvo nada que ver con Jesús de Nazaret y sí con un experto artesano medieval.
2. El C14 y la prueba del radiocarbono
En resumen, el método radiométrico propuesto por W.F. Libby (1945-1946) se basa en el hecho físico de que los átomos de ciertos elementos químicos son inestables, es decir, con el tiempo sufren un proceso de desintegración radiactiva en virtud del cual un elemento o un isótopo (átomos de un mismo elemento que poseen idéntico número de protones pero distinto número de neutrones) se transforman en otro. Estos cambios se producen a velocidades muy constantes y conocidas. Así pues, conociendo la cantidad de isótopos que quedan en la muestra y la cantidad de elementos estables originados en la misma, es posible estimar el tiempo que ha durado el proceso de desintegración y, con ello, la edad en la que se ha formado un determinado elemento.
La materia viva está basada en el carbono. Las plantas, algas y algunas bacterias pueden incorporar el carbono atmosférico (dióxido de carbono) a la materia viva; proceso conocido por todos con el nombre de fotosíntesis. Pero, ¿dónde está el carbono-14? El átomo de carbono, por lo general tiene en su núcleo atómico 6 protones y 6 neutrones. No obstante, en la naturaleza también puede presentarse un isótopo muy reactivo del mismo, denominado carbono 14 (en su núcleo presenta 6 protones y 8 neutrones). Sin entrar en mucho detalle, ya que no es la finalidad de esta comunicación, les diré que el origen de este C14 deriva de la incidencia nuclear de la radiación cósmica que impacta diariamente sobre la Tierra y, más concretamente, sobre el nitrógeno atmosférico (Fig. 2). Éste, tras el impacto de un neutrón, es capaz de perder un protón de su núcleo y transformarse en un átomo de C14.
Este carbono 14, junto con el carbono 12 típico, son capaces de combinarse con el átomo de oxígeno y constituir la molécula de dióxido de carbono (CO2). Por lo tanto, una “población molecular” de dióxido de carbono tendrá C12 y otra C14. Las plantas, algas y bacterias no son capaces de discriminar entre estas dos poblaciones de gases, por lo tanto, un porcentaje importante de C14 pasará a la materia viva.
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Se conoce perfectamente el tiempo de desintegración de este C14 pasando de nuevo a su forma estable de origen, el nitrógeno-14. Por lo tanto, calculando el porcentaje de radiactividad de C14 en una muestra, podremos conocer con sumo cuidado su edad (aunque siempre puede existir error experimental).
Como podemos comprobar, la teoría de la técnica es muy compleja, como complejo es todo el instrumental necesario. Por tanto, un dato obtenido de este “aparataje” es preciso y, para muchos, indiscutible.
3. Posibles fallos en la técnica
La técnica del C14 es muy útil cuando el material a analizar no ha sufrido percance alguno y es tomado directamente del lugar donde se encontró. Por el contrario, el procedimiento de análisis es erróneo cuando se trabaja con materiales que han sido contaminados por materia viva. Es decir, la relación C14 inicial presente en el material de estudio puede verse incrementada por un nuevo C14 procedente de hongos, bacterias o incluso el propio epitelio (descamación de la piel) del investigador que toca la muestra a analizar.
La Sábana Santa ha sufrido multitud de contrariedades a lo largo de toda su historia, entre las que se encuentra el agua o el mismísimo fuego
(como podremos comprobar en otros textos), e incluso tocada por infinidad de fieles. Por tanto, es un material portador de una extraordinaria contaminación exógena.
Otro punto de vista a tener presente, es que la propia técnica del radiocarbono necesita una cantidad mínima de tela para su examen. Es decir, destrozar la reliquia para llevar a cabo el procedimiento físico de análisis es un verdadero disparate; siendo del mismo modo una propuesta incorrecta, el cortar un trozo insuficiente de tejido para el estudio.
La toma de muestra de la Síndone para el análisis por radiocarbono llevó a cabo un procedimiento a seguir muy discutido (Fig. 3). Finalmente, la muestra seleccionada fue un fragmento de dimensiones 8.1×1.6 cm situado en uno de los bordes de la tela. A nuestro parecer, ¡esto puede ser el inicio de una batería de errores en la datación!.
Durante las ostensiones medievales, los Obispos mostraban a los fieles la Sábana agarrándola con sus manos por los bordes. El por qué los científicos tomaron la tela en esta posición es un tema a discutir, más aún sabiendo los problemas de contaminación exógena de la muestra para el análisis mediante radiocarbono y, siendo esta zona de corte un posible marcador de contagio. Lógicamente, no se tomó del centro del lienzo para no destrozar la imagen.
4. Conclusión
El carbono-14 es un radioisótopo del carbono descubierto el 27 de febrero de 1940 por Martin Kamen y Sam Ruben.
Se utiliza para determinar la edad de los fósiles o de los restos arqueológicos que contengan material orgánico: restos de seres vivos u objetos fabricados con materias primas naturales como madera.
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El método de datación por radiocarbono es la técnica más fiable para conocer la edad de muestras orgánicas de menos de 60 000 años.
La masa del isótopo 14C de cualquier espécimen disminuye a un ritmo exponencial, que es conocido: a los 5.730 años de la muerte de un ser vivo la cantidad de 14C en sus restos se ha reducido a la mitad.
Así pues, al medir la cantidad de radiactividad en una muestra de origen orgánico se calcula la cantidad de 14C que aún queda en el material. Así puede datarse el momento de la muerte del organismo correspondiente.
¿Por qué se dice que los glúcidos pertenecen a la serie D?
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Todos los monosacáridos con excepción de la dihidroxiacetona (una cetotriosa) son compuestos quirales, es decir, poseen uno o más átomos de carbono asimétricos (unidos a 4 sustituyentes distintos), y por lo tanto pueden aparecer en diferentes formas estereoisómerasópticamente activas. La aldosa más simple, el gliceraldehído, tiene un átomo de carbono asimétrico, y presenta por lo tanto dos formas estereoisómeras que son imágenes especulares no superponibles una de la otra, es decir, dos enantiómeros (Figura 7.2). Para representar sobre el papel las estructuras tridimensionales de los monosacáridos se suelen emplear las llamadas fórmulas en proyección de Fisher tales como las que aparecen en la parte superior de la Figura 7.2. Por convenio se establece que el estereoisómero que, en la proyección de Fisher, presenta el grupo hidroxilo unido al átomo de carbono asimétrico hacia la derecha es el D-gliceraldehído, y el que lo presenta hacia la izquierda es el L-gliceraldehído.
Los estereoisómeros de los monosacáridos de cada una de las diferentes longitudes de cadena se pueden dividir en dos grupos o series atendiendo a la configuración (D o L) del átomo de carbono asimétrico más alejado del átomo de carbono carbonílico. Si ésta es como la del Dgliceraldehído (grupo OH hacia la derecha) el monosacárido pertenece a la serie D; si es como la del L-gliceraldehído pertenece a la serie L. Con muy pocas excepciones, los monosacáridos presentes en la naturaleza pertenecen a la serie D. En la Figura 7.3 se representan las fórmulas estructurales en proyección de Fisher de las aldosas de la serie D que tienen entre 3 y 6 átomos de carbono y en la Figura 7.4 las de las cetosas análogas.
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