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domingo, 14 de junio de 2015

QUITOSANO

Es un resumen del trabajo de 

Chitosan in Plant Protection


El Quitosano exhibe una variedad de actividades antimicrobianas, que dependen del tipo de quitosano (nativo o modificado), su grado de polimerización, el anfitrión, el producto químico y / o composición de nutrientes de los sustratos, y las condiciones ambientales. En algunos estudios, se ha informado de quitosanos oligoméricos (pentámeros y heptameros) para exhibir una mejor actividad antifúngica que en las unidades más grandes. En otros, la actividad antimicrobiana se incrementó con el aumento en el peso molecular quitosano, y parece ser más rápido en hongos y algas que en las bacterias.

Contra las bacterias

 El quitosano inhibe el crecimiento de una amplia gama de bacterias.  Las concentraciones inhibidoras mínimas de crecimiento varían entre las especies de 10-1.000 ppm.
 Las sales de amonio cuaternario del quitosano, tales como N, N, N-trimetilquitosano, N-propil-N, N-dimetilquitosano mostraron ser eficaces en la inhibición del crecimiento y desarrollo de Escherichia coli, especialmente en medios ácidos.
 Del mismo modo, varios derivados de quitina y quitosano se muestran para inhibir la E. coli, Staphylococcus aureus.

Contra hongos

La actividad fungicida del quitosano se ha documentado contra diversas especies de hongos. Las concentraciones inhibidoras mínimas de crecimiento variaron entre 10 y 5000 ppm . La máxima actividad antifúngica del quitosano se observa a menudo alrededor de su pKa (pH 6,0).

Recientemente, dos investigadores Palma y Guerrero demostraron que el quitosano es capaz de permeabilizar la membrana plasmática de Neurospora crassa y mata a las células de una manera dependiente de la energía.

En general, el quitosano, aplicado a una tasa de 1 mg / ml, es capaz de reducir el crecimiento in vitro de un gran número de hongos, que tienen al quitosano como un componente de sus paredes celulares. Otra categoría de hongos que parece ser resistente al efecto antifúngico del quitosano, son los hongos entomopatógenos nematopatógenos que poseen actividad extracelular quitosanolitica

 Contra insectos

A medida que más y más derivados de quitosano (es decir, N-alquilo, N-bencilquitosano) están disponibles a través de síntesis química, sus actividades insecticidas se reportan . Veinticuatro nuevos derivados mostraron tener actividad insecticida significativa cuando se administra a una velocidad de 5 g · kg-1 en una dieta artificial.
 El derivado más activo, N- (2-cloro-6-fluorobencil) quitosano, causó 100% de mortalidad de las larvas y su LC50 se estimó en 0,32 g.kg-1.

  
Aunque el mecanismo de acción del quitosano en la reducción de enfermedades de las plantas no esta determinado con exactitud, hay evidencia que muestra su acción de quelación de nutrientes y minerales de los patógenos.

 Debido a sus propiedades de biopolímero, este compuesto también puede formar barreras físicas alrededor de los sitios de penetración de patógenos, evitando que se propague a los tejidos sanos.

Sus derivados bioactivos puede activar H + -ATPasas, despolarizante membranas biológicas y la inducción de otra serie de eventos.


El quitosano se sabe que inducen reacciones a nivel local y sistémico,  unas cascadas de señalizaciones, activación y acumulación de compuestos y proteínas antimicrobianas relacionados con la defensa.


 Actividad directa contra los patógenos

  La actividad directa de quitosano contra los virus y los viroides se demostro que varía según el peso molecular. Sin embargo, ninguno de los estudios que investigaron este efecto ha demostrado claramente la capacidad de quitosano en la inactivación de virus o viroides

  La mayoría informó sobre la inactivación de la replicación, que conduce a la interrupción de la multiplicación y propagación. Esto podría estar relacionado con el hecho de que tras la penetración en los tejidos vegetales, las nanopartículas de quitosano se unen fuertemente a los ácidos nucleicos y causan una variedad de daños e inhibiciones selectivas.

 Contra bacterias, hongos y otras plagas, es probable que el quitosano pueda operar indirectamente a través de otros medios tales como la mejora de la resistencia del huésped. Sin embargo, un número de estudios han demostrado que el quitosano, a concentraciones definidas, presenta propiedades antimicrobianas.

 El quitosano se utiliza a menudo en el control de enfermedades de las plantas como un elicitor potente en lugar de un agente antimicrobiano o tóxico directo. Su toxicidad directa sigue dependiendo de las propiedades tales como la concentración aplicada, el peso molecular, el grado de acetilación, disolvente, pH y viscosidad.


 El grado de acetilación define los sitios con los cuales  los grupos nucleófilos podrían reaccionar y la viscosidad proporciona un ambiente que podría extender la duración y la intensidad de las reacciones.


  Barrera física alrededor de los sitios de penetración de patógenos

 El quitosano cuando se aplica en los tejidos de las plantas, a menudo se aglutina alrededor de los sitios de penetración y tiene dos efectos importantes.

 El primero es el aislamiento del sitio de penetración a través de la formación de una barrera física para la prevención de la propagación de patógenos e invadir otros tejidos sanos. Este fenómeno se asemeja a las zonas de abscisión observadas a menudo en las hojas que impiden que varios patógenos necrotróficos se propaguen más.


 Quelación de nutrientes y minerales

 Los quitosanos son muy utilizados en el proceso de purificación de agua dulce y salada como quelantes de minerales y metales. Estas habilidades también son estudiadas cuando se aplica quitosano a las plantas para prevenir las enfermedades, ya que pueden secuestrar nutrientes y minerales de organismo patógenos (por ejemplo, Fe, Cu).

 También se informó que estas moléculas de polisacáridos ligan micotoxinas, lo que puede reducir el daño de los tejidos del huésped debido a las toxinas.

 Efecto sobre la Bomba (H +)-ATPasa y la despolarización de las membranas biológicas

Amborabé y colaboradores informaron sobre los primeros eventos que ocurren durante la estimulación de las defensas vegetales utilizando quitosano. Ellos mostraron que esta molécula era capaz de desencadenar, de una manera dependiente de la dosis, una despolarización rápida y transitoria de las membranas plasmáticas de células motoras. Estas modificaciones también fueron acompañadas por un aumento transitorio en el pH.

 El uso de vesículas de membrana de plasmáticas le permitieron a los autores determinar que este polisacárido tiene un efecto inhibitorio sobre la bomba ( H +) -ATPasa observado en el bombeo de protones y la actividad catalítica de la enzima.

 Se demostró que el quitosano también altera muchos otros procesos mediados por H +.
 Por ejemplo, la absorción de ciertos hidratos de carbono y aminoácidos fue alterado a causa de su dependencia de contransporte con los protones.


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