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Los objetivos específicos del presente proyecto fueron los de estudiar las perturbaciones
estructurales y funcionales que especies químicas de relevancia biológica tales como cationes
y aniones inorgánicos, drogas terapéuticas y extractos vegetales producen a membranas
celulares. Las membranas celulares son las barreras naturales que poseen las células con las
que los agentes tóxicos necesariamente deben interaccionar; por lo tanto, sus estructuras y
funciones son susceptibles de ser alteradas como consecuencia de dichas interacciones. Con
este fin, diferentes concentraciones de especies químicas se hicieron interaccionar con
eritrocitos humanos intactos, sus membranas aisladas no selladas (IUM) y modelos
moleculares de las membranas. Los modelos moleculares consistieron en bicapas de los
fosfolípidos dimiristoilfosfatidilcolina (DMPC) y dimiristoilfosfatidiletanolamina (DMPE), que
representan clases de lípidos que se ubican respectivamente en la monocapa externa e
interna de membranas celulares, y vesículas grandes unilamelares (LUV) de DMPC. Las
técnicas utilizadas fueron: a) microscopia electrónica de barrido (SEM) y de contraste de
fases para la observación de eritrocitos humanos intactos; b) difracción de rayos X para
multicapas de DMPC y DMPE; c) calorimetría diferencial de barrido para LUV de DMPC y
DMPE; d) espectroscopia de fluorescencia para LUV de DMPC e IUM e) estudios de viabilidad
en neuroblastoma humanos. Los resultados obtenidos y las publicaciones generadas son las
siguientes.
Iii. CATIONES Y ANIONES INORGÁNICOS.
11.1.1. Arsénico.
El arsénico es un metaloide de una alta reactividad química. La forma principal en la que se
encuentra en el medio ambiente es como arsénico inorgánico, siendo el agua su mayor
medio de transporte. Los compuestos arsenicales inorgánicos solubles en agua como el
arsenito y arseniato de sodio presentan una conocida toxicidad, siendo también considerados
como potentes cancerígenos humanos. Los efectos estructurales de los siguientes
compuestos arsenicales sobre membranas celulares fueron estudiados mediante sus
interacciones con eritrocitos humanos, sus membranas y modelos moleculares: arsenito de
sodio (NaAsO 2 ), arsenato de sodio (Na 2 HA5O 4), monometilarsonato disodico (MMA(V),
Na 2 CH 3AS0 3 ,) y dimetilarsinato de sodio (DMA(V), cacodilato de sodio, Na(CH 3 ) 2As0 2 ). Se
encontró que bajas concentraciones de estos compuestos afectan la fluidez de bicapas
ipídicas de dimiristoilfosfatidilcolina (DMPC) y dimiristoilfosfatidiletanolamina (DMPE), y
alteraron la forma bicóncava normal de eritrocitos humanos formando equinocitos. El
máximo efecto fue producido por el arsenito (As(III)) mientras que el DMA indujo los
menores efectos. Por otra parte, se demostró que la mutilación de compuestos arsenicales
inorgánicos no constituye un proceso de detoxificación dado a que el MMA resultó ser más
tóxico que el compuesto no metilado. A juzgar por estos resultados se confirmó que
compuestos arsenicales interaccionan con las membranas de eritrocitos humanos,
ubicándose en forma preferencial en sus monocapas externas.
Publicaciones:
- Arsenite interactions with phospholipids bilayers as molecular models for the human
erythrocyte membrane, M. Suwalsky, C. Rivera, F. Villena, C.P. Sotomayor, M. Jemiola-
Rzeminska, K. Strzalka, Biophys. Chem. 127(2007) 28-35
- Sodium arsenite, affects Na transport in the isolated skin of the toad Pleurodema thaul, M.
Suwalsky, C. Rivera, B. Norris, H. Cárdenas, Comp. Biochem. Phys. 146(2007) 138-146
- Interaction of arsenic compounds with model phospholipid membranes, M. Jemiola-
Rzeminska, C. Rivera, M. Suwalsky, K. Strzalka, Thermochim. Acta 458(2007) 132-137
- Monomethylarsonate (MMAV) exerts stronger effects than arsenate on the structure and
thermotropic properties of phospholipids bilayers, M. Suwalsky, C. Rivera, C.P.
Sotomayor, M. Jemiola-Rzeminska, K. Strzalka, Biophys. Chem. 132 (2008) 1-8
11.1.2. Cromo.
El cromo se considera un elemento esencial en la nutrición de animales y humanos,
influyendo en carbohidratos, lípidos, proteínas y en la acción metabólica de la insulina. Este
elemento tiende a la formación de complejos antígeno-anticuerpo entre las proteínas, lo que
explicaría la dermatitis producida por el contacto de los iones con la piel. Los estudios se
efectuaron con compuestos de Cr(III) y Cr(VI), a la forma de CrCI 3 y K2CrO4
respectivamente. Los resultados obtenidos indicaron que los iones Cr(III) inducen la