Metal Pesado

A UNIVERSI UNIV ERSIDAD DAD NA NACI CION ONAL AL DE I N G E N I E RI A

Facultad de Ingeniería Ambiental

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL

ACCIÓN OLIGODINÁMICA DE LOS METALES PESADOS QUINTO LABORATORIO DEL CURSO MICROBIOLOGÍA MICROBIOLOGÍA SANITARIA SANITARIA SA323

CARREON ROMERO JULIO ALEJANDRO ALEJANDRO – 20161371E

DOCENTE: ING. JORGE TELLO CEBREROS

Lima, Perú 2018

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE I N G E N I E RI A

Facultad de Ingeniería Ambiental INDICE

1. RESUMEN ..............................................Error! Bookmark not defined. 2. INTRODUCCIÓN ................................................................................... 3 3. OBJETIVOS ........................................................................................... 3 4. MARCO TEÓRICO ................................................................................ 4 7. CONCLUSIONES: ................................................................................. 8 8. RECOMENDACIONES: ......................................................................... 9 9. CUESTIONARIO .................................................................................... 9 10. FUENTES DE INFORMACIÓN: ......................................................... 11 11. APENDICE ......................................................................................... 12 12. ANEXOS ............................................................................................ 13

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Facultad de Ingeniería Ambiental 2. INTRODUCCIÓN

Muchas sustancias químicas son capaces de inhibir o matar a los microorganismos .Van desde elementos metálicos pesados, como la plata y el cobre hasta moléculas orgánicas complejas como los compuestos de amonio cuaternario. Las diversas sustancias ejercen su efecto antimicrobiano por diferentes caminos y sobre diferentes grupos de organismos. También varían los efectos que tienen sobre las superficies o los materiales sobre los que se aplican; algunos son compatibles, mientras que otros son destructores. Debido a estas y otras variables, es necesario saber el comportamiento de un agente químico antes de utilizarlo para una aplicación práctica determinada. En el siguiente laboratorio se realizan los procedimientos para caracterizar el cristal violeta y la acción del metal pesado, usados para controlar poblaciones microbianas; vamos a describir sus modos de acción y a indicar sus aplicaciones prácticas. 3. OBJETIVOS 

Demostrar la acción oligodinámica de algunos metales

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Determinar el por qué no presenciamos crecimiento cerca de la moneda pero si lo hubo alrededor, mientras más lejano a la moneda más crecimiento se notara

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Tener bien presente los pasos a seguir ya que cualquier error nos podría llevar a unos resultados erróneos.

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Denotar las diferencias de cada grupo para ver las diferencias y similitudes y así poder saber en qué se equivocó cada grupo.

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Facultad de Ingeniería Ambiental 4. MARCO TEÓRICO

Acción oligodinamica de los metales pesados. Los iones de algunos metales pesados en altas diluciones son capaces de ejercer una acción tóxica sobre las bacterias y otros microorganismos. Si se coloca una moneda o un trozo de cobre debajo o sobre un medio de cultivo sólido recién inoculado con un microorganismo, luego de incubar se puede observar que no hay crecimiento en la zona alrededor del metal. Esta es la zona oligodinámica; con frecuencia las colonias en el borde del halo de inhibición son de mayor tamaño que en el resto de la placa, debido a que tuvieron una mayor disponibilidad de nutrientes que no fueron utilizados en la zona sin crecimiento. Acción oligodinámica, son activos en muy bajas concentraciones (ppm). Inactiva específicamente enzimas claves al reaccionar con grupos SH. Son muy tóxicos y su actividad disminuye con la existencia de fluidos biológicos.

METALES PESADOS Y SUS COMPUESTOS La mayoría de metales pesados, ya sean solos o en ciertos compuestos, causan daño a los microorganismos. Los más efectivos son el mercurio, plata cobre.

Metales pesados (acción oligodinámica) La acción oligodinámica es la propiedad que tienen ciertos metales en cantidades sumamente pequeñas, en particular la plata, de ejercer efectos letales sobre las bacterias; el término proviene de dos palabras palabras griegas oligos, que significa pequeño, poco y dynamis, que significa, fuerza, poder. Este fenómeno se demuestra fácilmente en el laboratorio poniendo un pedazo de metal limpio (plata o cobre) sobre una placa de cultivo. Después de la incubación, se verá una zona de inhibición (sin desarrollo) rodeando al metal. La cantidad de metal involucrada en el efecto inhibidor se puede expresar en partes por millón. Se cree que la eficacia de estas pequeñas cantidades de metal se debe a la gran afinidad de que tienen ciertas proteínas celulares por los iones; se acumulan grandes cantidades en las células a partir de las soluciones diluidas.

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Los metales con actividad oligodinámica, particularmente la plata, se han usado en diferentes aplicaciones con el propósito de controlar las poblaciones microbianas como el tratamiento de los suministros de agua, preparación de artículos antisépticos como vendajes y ungüentos, y la impregnación de diferentes tejidos. La acción oligodinámica proporcionará un acercamiento notable para el control de los microorganismos y al parecer se han realizado muchos diseños y artículos tomando como base este fenómeno. Compuestos de metales pesados Muchos compuestos de metales pesados son útiles como germicidas o agentes antisépticos. Los compuestos de metales pesados que más descuellan son los de mercurio, plata y cobre. Los metales pesados y sus compuestos actúan contra los microbios al combinarse con las proteínas celulares y desnaturalizarlas. En el caso del cloruro de mercurio la inhibición es directamente sobre las enzimas que contienen grupos sulfhidrilos. Las sales de los metales pesados también precipitan las proteínas, y a grandes concentraciones estas sales causan la muerte de las células. Sin embargo, la dilución mayor a la cual algunos de estos compuestos muestran su acción bactericida o bacteriostática sugiere interferencias más sutiles con los mecanismos celulares normales. Mecanismo de desinfección mediante ionización cobre- plata Los iones cargados positivamente (Cu 2+) en el agua intentan buscar partículas con polaridad opuesta, como bacterias, virus y hongos. Los iones de cobre cargados positivamente forman compuestos electrostáticos con células de microorganismos que están cargados positivamente. Esto produce daño o interrupción en la permeabilidad de la pared celular y por lo tanto evita la toma de nutrientes. Los iones de cobre penetran en la pared celular creando la entrada de iones de plata (Ag+). Estos penetran en el núcleo de los microorganismos, uniéndose a varias partes de la célula como el ADN y el ARN, proteínas y encimas respiratorias impidiendo el funcionamiento normal de estos sistemas celulares. Como resultado no hay más crecimiento celular o división celular, impidiendo la multiplicación y desarrollo del microorganismo y provocando su muerte. Los iones se mantienen activos hasta que son absorbidos por un microorganismo. Propiedades antimicrobianas de la plata La plata es un antimicrobiano de amplio espectro capaz de destruir bacterias, hongos, virus y protozoos. Neveras, pequeños electrodomésticos, máquinas de hielo, filtros de agua, envases alimentarios y papel para almacenamiento de alimentos, tablas de cortar, cuchillos e incluso una corteza plástica de queso, productos de

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limpieza, interruptores de luz, teclados de ordenador y móviles, ropa futurista y zapatos, sistemas de aire acondicionado, vidrio y materiales de construcción, tuberías y grifos, apósitos y material hospitalario. Todos estos productos tienen en común la utilización de los iones de plata como sistema de tratamiento antimicrobiano. Figura1 Aunque pueda parecer un descubrimiento tecnológico de lo más innovador, lo cierto es que la plata se ha venido usando con fines protectores contra las infecciones desde hace miles de años. Las civilizaciones más antiguas como los egipcios o los fenicios ya construían las cisternas de almacenamiento de agua con plata para reducir las enfermedades causadas por el consumo de aguas contaminadas o para mantenerla en buenas condiciones durante sus largas travesías en barco. Los emperadores chinos utilizaban cubiertos de plata, igual que más tarde lo hicieron las familias acomodadas europeas, como medida preventiva de las plagas. En el año 1000 el Vaticano decretó el uso de cálices de plata para la comunión con el propósito de reducir las frecuentes «indisposiciones» entre sus sacerdotes y feligreses. Las referencias a la plata como protectora contra las infecciones son continuas a lo largo de la historia, aunque no fue hasta 1893 cuando Karl Wilhelm von Nageli, botánico suizo, hizo pública la primera investigación demostrando las características antimicrobianas de la plata. Es el caso de la introducción de monedas de plata en los tanques de agua o leche para evitar su deterioro, así como su temprana utilización en la medicina: limaduras de plata para curar heridas, ungüentos antibióticos y para quemaduras, gotitas en los ojos de los recién nacidos, amalgama dental, incluso la NASA utilizó iones de plata para proteger el agua durante los viajes espaciales

5. RESULTADOS

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Grupo

1

2

3

4

Zonas formadas dentro de la placa Petri por la presencia de la moneda.

Presente

Zona Oligodinámica

.

Zona de estimulación

.

Zona de crecimiento

.

Zona Oligodinámica

.


.

Zona de crecimiento

.

Zona Oligodinámica

.


.

Zona de crecimiento

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Zona Oligodinámica

.


.

Zona de crecimiento Zona Oligodinámica 5

Zona de estimulación Zona de crecimiento

6. DISCUSION DE RESULTADOS:

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.

Ausente


Facultad de Ingeniería Ambiental 

Se observa la acción oligodinámica de los metales pesados, ya que se nota que el crecimiento de microorganismos en un cultivo, es afectado por la presencia de metales pesados. por lo que se logra diferenciar tres zonas: la zona oligodinámica, zona de estimulación y de crecimiento normal.

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Se pudo notar un crecimiento de bacterias pero alejados de la moneda de diez céntimos en las zonas de estimulación y de crecimiento normal

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Se diferencian tres zonas: la zona oligodinámica (que es una zona despejada donde no aparecen colonias), zona de estimulación (zona angosta donde se presenta un crecimiento abundante) y la zona de crecimiento normal (se presenta en todo el resto del agar).debido a eso las cantidades diminutas de iones metálicos estimulan el crecimiento mientras que concentraciones mayores producen inhibición.

7. CONCLUSIONES: 

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Las colonias en el borde del halo de la zona de inhibición (zona oligodinámica) son de mayor tamaño que en el resto de la placa, debido a que tuvieron una mayor disponibilidad de nutrientes que no fueron utilizados en la zona sin crecimiento. El que no sea visible las diferentes zonas de crecimiento en la placa donde está la moneda, puede deberse a que no se eliminó por completo las impurezas de la moneda. La acción oligodinámica se debe a que los iones metálicos se combinan con los grupos sulfhídricos de ciertas proteínas que poseen los microorganismos, produciendo la desnaturalización de las proteínas presentes en ellos, por tanto evitando el crecimiento de los microorganismos. Los metales pesados son activos en muy bajas concentraciones.


Facultad de Ingeniería Ambiental 

La actividad antibacteriana de los metales pesados se reduce fuertemente en presencia de suero y de proteínas tisulares.

8. RECOMENDACIONES:

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Tener cuidado cuando desinfectamos la moneda, ya que la placa esta al aire libre y se pude contaminar por agentes externos. Agar la moneda con una pinza luego de desinfectarla, en este caso no estaban desinfectadas y así agarramos la moneda de diez céntimos.

9. CUESTIONARIO

1. Acción oligodinámica: Ciertos metales pesados o sus combinaciones químicas ejercen efecto antimicrobiano a concentraciones muy bajas (1 parte en 20 millones), esta acción recibe el nombre de acción oligodinámica; los más activos son el mercurio, la plata y el cobre. Los mercuriales poseen propiedad antiséptica y desinfectante. Su actividad antibacteriana se reduce fuertemente en presencia de suero y de

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proteínas tisulares. Los organomercuriales son menos tóxicos y cáusticos que las sales inorgánicas.

2. Aplicaciones: En las aplicaciones y productos más propensos al desarrollo microbiano, la incorporación de agentes antimicrobianos como los iones de plata en el material matriz del producto o en el recubrimiento del mismo para inhibir la proliferación de microbios supone una eficaz medida de precaución complementaria a la limpieza periódica con desinfectantes químicos. En el ámbito alimentario, el tratamiento por iones de plata se está aplicando actualmente a neveras domésticas, máquinas de hielo, papeles y envases alimentarios, tablas y cuchillos, superficies, cintas transportadoras y maquinaria de la industria agroalimentaria, jabones líquidos para el lavado de manos a base de óxido de plata, productos de limpieza profesional junto con el agua oxigenada. Todas estas aplicaciones están relacionadas con los alimentos, e impiden que los microorganismos crezcan y se desarrollen, por lo que son un factor más para tener en cuenta en el cada día más exigente campo de la seguridad alimentaria. Se están haciendo estudios sobre un cepillo de dientes con una parte del cepillo que presenta un portacerdas y unas cerdas es el mismo, con la particularidad de que la parte del cepillo está provista de componentes a base de un material de acción olidobinámica (capa plateada). Los más efectivos son mercurio, plata cobre y zinc. Actúan por la combinación ion metálico con proteínas y enzimas del microorganismo, dañando así su sistema. La capacidad que tienen los metales pesados para ejercer actividad antimicrobiana se denomina acción oligodinámica. Todos los compuestos de mercurio se usan como antisépticos y son pincipalmente microbiostáticos. Los compuestos de mercurio más comunes son el mercurocromo, el metafen y el mertiolato. Los fungicidas mercuriales para hongos fitopatógenos están prohibidos por sus efectos dañinos en el ambiente, el hombre y los animales. Entre los compuestos de plata utilizados como antisépticos está el nitrato de plata (AgNO3) que en solución al 1% se ha utilizado para prevenir infecciones gonocócicas en los ojos de los recién nacidos aunque actualmente se está reemplazando por antibióticos como la penicilina.

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Un pocillo de plata puede desinfectar el agua y una medalla inhibir el crecimiento bacteriano en el laboratorio. Entre los compuestos de cobre se encuentra el sulfato de cobre (CuSO4) que se utiliza como algicida en los recipientes abiertos que contienen agua. También es fungicida por lo que se utiliza para controlar las infecciones fúngicas de plantas (Mezcla Bordelesa). Los compuestos de zinc también son fungicidas por lo que se utilizan para tratar el pie de atleta.

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FUENTES

DE

INFORMACIÓN: Bacteriología general- principios y prácticas de laboratorio. Evelyn Rodriguez Cavallini, Maria del Mar Gamboa Coronado, Francisco Hernandez Chavarría, Jorge Danilo García Hidalgo. Pág. 371. Microbiología Estomatología- fundamentos y guía práctica. 2ª Edición. Negroni. Pág. 114. http://docencia.udea.edu.co/bacteriologia/MicrobiologiaAmbiental/micro biologia_2.pdf ... Factores de crecimiento microbiológico. Extraído: 9/05/2018 http://bc.inter.edu/facultad/yserrano/factoresfisicosqui.htm ... Factores de crecimiento microbiológico. . Extraído: 9/05/2018 http://www.edeca.una.ac.cr/files/carlosmicrobiologia/Clases%20Laborat orio%20Microbiologia/Manual%20Laboratorio%20Microbiologia.pdf Acción bacteriostática del cristal violeta. . Extraído: 9/05/2018 http://www.edeca.una.ac.cr/files/carlosmicrobiologia/Clases%20Laborat orio%20Microbiologia/Manual%20Laboratorio%20Microbiologia.pdf Acción oligodinámica de metales pesados. …

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11. APENDICE COMPOSICIÓN DE LA MONEDA DE DIEZ CÉNTIMOS:

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12. ANEXOS Procedimiento

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1. Limpiamos la laminilla sumergiéndola dentro de una solución 10% de ácido nítrico. 2. Lavar bien la moneda con agua para quitarle lo acido 3. Colocar la moneda en el centro de la placa petri 4. Tomar un tubo con agar nutritivo fundido del baño maria mantenido a 45°c 5. Inocular el tubo con agar con una gotita del cultivo, de Escherichia coli tomada con el asa del inoculador. 6. Rotar el tubo entre las palmas de las manos para obtener una distribución uniforme de los organismos. 7. Vertir el agar inoculado dentro de la placa de Petri que con tiene la laminilla. 8. Dejar que solidifique el agar. 9. Invertir la placa e incubarla a 37° C por 48 horas. 10. Presentar un informe explicando a que se debe esta acción y que aplicación practica puede tener. Fuente: Hoja proporcionada en la hora de clase

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