BIOQUÍMICA AMBIENTAL
6. Programa ilustrado
Se presentan los dos programas, el de los contenidos teóricos, que se estudiarán en parte en el aula mediante la clase expositiva y en parte mediante trabajo con ordenador y el de actividades a realizar en el laboratorio. Los epígrafes marcados en rojo son los más adecuados para el trabajo virtual y se definirá su distribución al comienzo del curso.
6.1.- PROGRAMA DE CONTENIDOS TEÓRICOS
Módulo 1. Introducción a la bioquímica ambiental
Tema
1 Introducción
Definición de la Bioquímica Ambiental y conexión con otras
áreas de conocimiento. Composición química y ciclos biogeoquímicos
de la Biosfera. Flujo de materia y energía en la biosfera: organismos
autótrofos y heterótrofos.
Tema 2 Compuestos
químicos xenobióticos
Concepto de xenobiótico. Clasificaciones de xenobióticos. Contaminantes
orgánicos: plaguicidas y compuestos industriales. Contaminantes inorgánicos:
metales pesados y óxidos.
herbicida, producto industrial e insecticida
Módulo 2. Dinámica de los xenobióticos en los organismos
Tema
3 Absorción
Rutas de exposición a xenobióticos y vías de penetración
en los organismos. Absorción a través de membranas biológicas.
Otras vías de absorción. Características químicas
de los xenobióticos que influyen en su absorción. Velocidad y
extensión de la absorción: biodisponibilidad.
Tema
4 Distribución
Distribución de los xenobióticos en los organismos. Factores que
afectan a la distribución y cinética. Interacciones ligando-proteína.
Receptores celulares. Otros factores.
Tema
5 Eliminación
Excreción y eliminación de xenobióticos y sus metabolitos.
Excreción renal y hepática. Efecto del peso molecular, solubilidad
y polaridad sobre la excreción. Otras rutas de eliminación: por
pulmón, ligada al sexo, asociada a la alimentación, etc.. Rutas
oscuras.
Módulo 3. Biotransformaciones de los xenobióticos
Tema
6 Bioactivación y detoxicación
Biotransformaciones: activaciones e inactivaciones. Compuestos biodegradables
y persistentes: bioacumulación y biomagnificación.
Rutas para la biotransformación de xenobióticos. Reacciones de fase I: oxidaciones, reducciones e hidrólisis.
Tema
7 Oxidacciones del citocromo P-450
Monooxigenasas microsomales. Enzimas constituyentes del sistema Cit. P450. Mecanismo
de la reacción. Variaciones isoenzimáticas. Inducción enzimática
por xenobióticos. Polimorfismo genético y biotransformación
de drogas.
Tema
8 Otras oxidaciones, reducciones e hidrólisis
Monooxigenasas que contienen flavina. Oxidaciones no microsomales. Reacciones
de reducción: ejemplos. Deshalogenaciones: DDT-deshidroclorinasa. Reacciones
de hidrólisis: Esterasas.
Tema
9 Reacciones de conjugación
Biotransformaciones de fase II: conjugaciones. Ejemplos. Glutation-S-transferasa
y formación de mercaptúricos. Degradación de fenoles, funguicidas
y herbicidas en plantas.
Tema
10 Factores que afectan a las biotransformaciones
Factores endógenos: desarrollo, edad, género, estado hormonal,
embarazo, enfermedad, ciclos biológicos. Factores exógenos: químicos
y ambientales.
Módulo 4. Alteraciones bioquímicas por xenobióticos
Tema
11 Mecanismos de toxicidad
Mecanismos moleculares de toxicidad. Relación entre estructura química
y actividad biológica: ejemplos. Interacciones químicas: potenciación
y antagonismo. Efectos tóxicos de los metales pesados. Metalotioneinas.
Tema
12 Neurotoxicidad de organofosforados y carbamatos
Mecanismos moleculares de actuación de plaguicidas organofosforados y
carbamatos. Inhibición de la transmisión nerviosa. Agentes preventivos
y terapéuticos.
Tema
13 Alteraciones biológicas por compuestos organoclorados 
Disponibilidad de ATP y metabolismo. Acción de los plaguicidas organoclorados.
Inhibidores y desacoplantes de la fosforilación oxidativa. Acción
de los herbicidas sobre la fotofosforilación. Disrruptores endocrinos.
Tema
14 Organoclorados y receptor de hidrocarburos aromáticos
Mecanismos bioquímicos de la toxicidad por PCDDs y PCBs. Mecanismo de
acción a través del receptor de hidrocarburos aromáticos.
Tema
15 Daño celular por radicales libres
Mecanismos del daño celular inducido por xenobióticos. Estrés
oxidativo. Daño celular por O2 y sus derivados. Peroxidación de
lípidos. Mecanismos de protección celular contra los oxidantes:
el glutation como agente protector.
Tema
16 Hepatotoxicidad
Biomarcadores e índices de toxicidad. Enzimas marcadoras para la detección
y monitorización de la hepatotoxicidad. Compuestos que causan daño
hepático: drogas, metales, toxinas, etc.. Fármacos hepatoprotectores.
Tema
17 Acción de xenobióticos sobre el ADN
Ciclo celular. La oxidación como causante de daño al ADN. Compuestos
que forman aductos covalentes con el ADN: aminas aromáticas, nitrosaminas,
etc. Métodos de estudio de la genotoxicidad: test de Ames.
Tema
18 Carcinogénesis
Bases bioquímicas de la carcinogénesis. Genes implicados en la
aparición del cáncer. Oncogenes y transformación celular.
Genes supresores de tumores. Carcinógenos físicos y químicos.
Agentes genotóxicos y epigenéticos. Mecanismos de reparación
del ADN.
Tema
19 Respuesta celular y Adaptación
Respuesta y Adaptación a los xenobióticos: mecanismos bioquímicos
responsables. Aspectos evolutivos. Otros mecanismos de respuesta.
Módulo 5. Biorremediación de la contaminación
Tema 20 Restauración ambiental
Tecnologías de remediación. Métodos químicos de
remediación. Métodos biológicos: biorreactores y biofiltros.
Biomarcadores.
Tema
21 Biorrestauración
Biodegradación microbiana de hidrocarburos. Biorremediación de
la contaminación por plaguicidas y metales. Fitorestauración.
Manipulación genética de plantas y de bacterias.
6.2.- PROGRAMA DEL CURSO PRÁCTICO
- Citotoxicidad celular: se estudia la viabilidad de células, mantenidas en condiciones de cultivo e incubadas con concentraciones crecientes de metales pesados y/o antitumorales. Se efectúan recuentos celulares con el ensayo de exclusión con azul de tripano y se estima su capacidad metabólica mediante el ensayo de reducción de sales de tetrazolio. ESTA ACTIVIDAD SE RELACIONA CON el CONTENIDO DEL TEMA 11.
- Respiración celular: se determina el consumo de oxígeno por mitocondrias aisladas de tejidos animales en presencia de diferentes sustratos y xenobióticos con acción inhibidora o desacoplante. ESTA ACTIVIDAD SE RELACIONA CON EL CONTENIDO DEL TEMA 13 .
- Actividad enzimática: valoración de la actividad y cinética de una enzima marcadora de la presencia de xenobióticos. ESTA ACTIVIDAD SE RELACIONA CON LOS CONTENIDOS DE LOS TEMAS 7 Y 20.
Requisitos
y recomendaciones para los alumnos
Estudiantes de la Licenciatura en Química. Recomendaciones.
Para matricularse de esta asignatura, es recomendable estar matriculado o haber
superado la asignatura troncal “Bioquímica”
Estudiantes de otras Licenciaturas. Requisitos. No podrán cursarla los
alumnos que hayan cursado y superado la asignatura “Bioquímica
Ambiental” (código 67303) de la Licenciatura de Ciencias Ambientales.
