jueves, 10 de marzo de 2011

Vacas y acné





Esta entrada participa en la III edición del Carnaval de Química, organizada por César en su blog Experientia docet, cuyo tema es: "la química de todos los día"


¿Qué tienen en común la producción de leche y carne con el acné? ¿En qué se diferencian?

Podríamos decir que la diferencia es básicamente la que existe entre el comensalismo y el mutualismo. Y el punto común son las bacterias fermentativas.
Aunque son muchas las bacterias y también unos cuantos los derivados fermentativos de estos, vamos a centrarnos en un género para ilustrar el caso del acné y de ahí llegaremos a los rumiantes.

Propionibacterium acnes es un bacilo Gram positivo, de crecimiento lento, no formador de esporas y aerotolerante-microaerobio. Se incluye en la microbiota normal de la piel, boca, tracto urinario e intestino. Recibe este nombre por la capacidad de producir ácido propionico como producto de la fermentación.

Molécula de ácido propílico, cortesía de Edgar 181

El ácido propílico o propionico es un ácido graso volatil que tiene la capacidad de impedir el crecimiento de una buena cantidad de microorganismos (mohos, bacterias...) así quizás se establece una relación comensalista por la cual P. acnes se alimenta e impide el desarrollo de microorganismos patógenos.

Folículo piloso autor: National Institutes for Health (http://www.nih.gov/).

Durante el desarrollo humano, el cambio hormonal aumenta la producción de sebo, lo que convierte a los poros en lugares ricos en nutrientes. Las bacterias proliferan en ellos con mucha facilidad, cuando uno de estos poros queda bloqueado se produce una situación de anoxia que provoca un incremento en la producción de ácidos orgánicos y enzimas degradativas como por ejemplo las lipasas, que degradan el sebo en ácidos grasos que bajan el pH.
La acidificación del medio y la actuación de lipasas afecta a la pared interna del poro dañándola y activando un proceso inflamatorio; y la actuación del sistema inmune lo cual desemboca en la aparición de un "grano"
Lesions caused by the accumulation of P. acnes in plugged follicles. From NIAMS


Es un proceso de lo más común entre los jóvenes de todo el mundo, pero no es sólo la causa del incomodo acné. La producción de ácidos grasos volátiles es parte fundamental para el otro tema del que hablábamos, la producción de leche, carnes...y cualquier derivado que venga de los rumiantes.

En el rumen de las vacas se da una situación de anoxia que obliga a los microorganimos fermentadores a producir estos mismos ácidos grasos, la diferencia fundamental es que en el caso de los rumiantes el sistema está totalmente preparado para esta situación.

Los epitelios que lo recubren tienen grandes prolongaciones que aumentan la superficie total del mismo, además están especializados en absorber ácidos grasos evitando así que el líquido del rumen se acidifique demasiado y se vuelva peligroso.

Degradación de celulosa y hemocelulósa por simbiontes del rumen Fuente: UNAM



Las bacterias fermentadoras degradan mediante enzimas que funcionan en condiciones ácidas los productos derivados de la dieta herbívora, tras convertirlos en productos asimilables por las bacterias, estos se fermentan casi tal como ocurre en un grano produciendo ácidos grasos volátiles.
Estos pasan al torrente sanguíneo desde el que llegan al hígado donde tras un proceso de glucogénesis se convierten en la principal fuente de energía del animal, constituyendo el 70% de la energia total.

Producción de AGV por parte de bacterias fermentadoras Fuente: UNAM

El ácido propanoico es fundamental, ya que constituye el principal sustrato para la producción de glucosa, debido a la ineficacia del intestino delgado para captar la misma.

Metabolismo fermentativo de AGV, con mención de las bacterias metanógenas que mejoran la renta energética del sistema Fuente: UNAM

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