BIOQUÍMICA AMBIENTAL

GUIA ACADEMICA ELABORADA POR M.C. TEJEDOR

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

ÍNDICE TEMARIO

DOCENCIA

MAPA

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.

DOCENCIA

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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.

 

 

DOCENCIA

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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.

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DOCENCIA

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.

DOCENCIA

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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.

 

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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.

MATERIALES para la DOCENCIA