Coloides-importancia-uso-clasificación-propiedades[Megapost


Introduccion:


Una sustancia posee un conjunto de propiedades físicas y químicas que no dependen de su historia previa o del método de separación de la misma. Las mezclas pueden variar mucho en su composición química, sus propiedades físicas y químicas varían según la composición y pueden depender de la manera de preparación.

Al hablar de sistemas dispersos o mezclas, se tendrá en cuenta que se denomina así, a los sistemas homogéneos (soluciones) o heterogéneos (dispersiones), formados por mas de una sustancia. Hay sistemas dispersos en los que se distinguen dos medios: la fase dispersante y la fase dispersa.

Las mezclas se caracterizan porque: las componentes de las mezclas conservan sus propiedades, intervienen en proporciones variadas, en ellos hay diferentes clases de moléculas, cuando son homogéneas se pueden fraccionar y cuando son heterogéneas se pueden separar en fases.

Según el grado de división de las partículas los sistemas dispersos se clasifican en:

Dispersiones macroscópicas o groseras: son sistemas heterogéneos, las partículas dispersas se distinguen a simple vista son mayores a 50ðm.

Dispersiones finas: son sistemas heterogéneos visibles al microscopio, las partículas son menores a 50ðm y mayores a 0.1 ðm.

Dispersiones o sistemas coloidales: en estas dispersiones el medio disperso solo es visible con el ultramicroscopio. Si bien son sistemas heterogéneos, marcan un limite entre los sistemas materiales heterogéneos y homogéneos. El tamaño de sus partículas se halla alrededor de 1mðð

Soluciones verdaderas: en estos sistemas las partículas dispersas son moléculas o iones, su tamaño es menor a 0.001ðm. No son visibles ni siquiera con ultramicroscopio, y son sistemas homogéneos.


Nota:
En este trabajo serán estudiadas las dispersiones o sistemas coloidales.



Historia:

El nombre coloide proviene del griego kolas que significa que puede pegarse. Esto nombre hace referencia a la propiedad que tienen los coloides a tender a formar coágulos de forma espontánea.

-Muchas personas estudiaron los coloides, el primero fue Selmi (1843), preparó soluciones coloidales de azufre, azul de Prusia y caseína, realizando numerosos experimentos; llegó a la conclusión de que estas no eran soluciones verdaderas, sino suspensiones en agua de pequeñas partículas.

-En el año 1861 Thomas Graham, estudiando la difusión de las sustancias disueltas, distinguió dos clases de solutos a los que denomino cristaloides y coloides.

En el grupo de cristaloides ubicó a los que se difunden rápidamente en el agua, dializan fácilmente a través de las membranas permeables y, al ser evaporadas las soluciones de que forman parte, quedan como residuo cristalino.

En el grupo de los coloides situó a los que se difunden lentamente, dializan con mucha dificultad o bien no lo hacen y, al ser evaporadas las soluciones de que forman parte, quedan como residuo gomoso.

El trabajo de Graham fue muy importante hasta que se encontró que su diferenciación entre coloides y cristaloides no era del todo correcta, ya que muchos coloides podían ser cristalizados.

-Faraday también hizo importantes descubrimientos acerca de los coloides, preparó soluciones estables de oro coloidal y estudió algunas de sus propiedades ópticas. Observó que un bien definido haz de luz al pasar al pasar a través del sol de oro, al ser observado lateralmente aparecía como una trayectoria blanca; esto era causado por las partículas de oro, que dispersaban la luz. Luego se demostró que este hecho era una característica de los sistemas coloidales.

-Schulze, trabajo en la estabilidad de los coloides, demostrando que estos podían ser precipitados muy fácilmente.

- Freindlich investigó los fenómenos de adsorción y estableció la “Ley de adsorción”, en 1903. Siedentopf y Zsigmondy en 1903 inventaron el ultramicroscopio. Importantes descubrimientos sobre el tamaño y movimiento de las partículas coloidales fueron realizados por Smoluchowsky (1906), Svedberg (1906), Perrin (1908) y Einstein (1908).

-Wo. Ostwald y Von Weirman propusieron la primera clasificación racional de coloides, fue introducida la noción de sistema disperso y el tamaño de la partícula fue tomado como el principal factor en la clasificación y caracterización de los coloides.



Conceptos Generales:


Dispersiones Coloidales:


*Definicion:

Tradicionalmente se define como una suspensión de pequeñas partículas en un medio continuo.
Los coloides son sustancias que consisten en un medio homogéneo y de partículas dispersadas en dicho medio. Estas partículas se caracterizan por ser mayores que las moléculas pero no lo suficientemente grandes como para ser vistas en le microscopio.

El límite superior del de tamaño de las partículas en el estado coloidal se puede tomar como aproximadamente igual al limite inferior de la visibilidad en el microscopio, o sea, 2 x10-5 cm o 0.2ð , mientras que el límite inferior es del orden de 5 x10-7, o 5mðð Esta última cifra es casi igual a la de los diámetros de algunas moléculas complejas de peso molecular elevado.

Las propiedades esenciales de las dispersiones coloidales pueden atribuirse al hecho de que la relación entre la superficie y el volumen de las partículas es muy grande. En una solución verdadera, el sistema consiste de una sola fase, y no hay superficie real de separación entre las partículas moleculares del soluto y del solvente. Las dispersiones coloidales son sistemas de dos fases, y para cada partícula existe una superficie definida de separación.



*Fases de un sistema coloidal:

-Fase dispersa: es la fase que forman las partículas, puede ser líquida, sólida o gaseosa.

-Fase o Medio dispersante: es el medio en el cual las partículas se hallan dispersas, este ultimo tambien puede ser líquido, sólido o gaseoso.



Importancia:

*Todos los tejidos vivos son coloidales.
*El suelo en parte está constituido de una materia coloidal.
*Muchos de los alimentos que ingerimos son coloides: el queso, la mantequilla, las sopas claras, las jaleas, la mayonesa, la nata batida, la leche.


En la industria, los cauchos, los plásticos, las pinturas, las lacas y los barnices son coloides. En la fabricación de las cerámicas, los plásticos, los textiles, el papel, las películas fotográficas, las tintas, los cementos, las gomas, los cueros, lubricantes, jabones, insecticidas agrícolas, detergentes y en proceso como blanqueo, purificación y flotación de minerales, dependen de la absorción en la superficie de materia coloidal.


Propiedades:

Movimiento browniano: Se observa en un coloide al ultramicroscopio, y se caracteriza por un movimiento de partículas rápido, caótico y continuo; esto se debe al choque de las partículas dispersas con las del medio.

Efecto de Tyndall Es una propiedad óptica de los coloides y consiste en la difracción de los rayos de luz que pasan a través de un coloide. Esto no ocurre en otras sustancias.

Adsorción : Los coloides son excelentes adsorbentes debido al tamaño pequeño de las partículas y a la superficie grande.
Ejemplo: el carbón activado tiene gran adsorción, por tanto, se usa en los extractores de olores; esta propiedad se usa también en cromatografía.

Carga eléctrica : Las partículas presentan cargas eléctricas positivas o negativas. Si se trasladan al mismo tiempo hacia el polo positivo se denomina anaforesis; si ocurre el movimiento hacia el polo negativo, cataforesis.


Clasificacion:


*Coloides Hidrofilicos:

.Las proteínas, como la hemoglobina, portadora del oxígeno, forman soles hidrofílicos cuando están suspendidas en disoluciones acuosas de los fluidos biológicos como el plasma sanguíneo. En el organismo humano, las grandes moléculas que son sustancias tan importantes como las enzimas y los anticuerpos, se conservan en suspensión por su interacción con las moléculas de agua que las rodean.


*Coloides Hidrofobicos:

Los coloides hidrofóbicos no pueden existir sin la presencia de “agentes emulsionantes” o “sustancias emulsivas” que recubran las partículas de la fase dispersa e impidan la coagulación en una fase separada. La leche y la mayonesa son ejemplos de una fase hidrofóbica que permanece suspendida con ayuda de un agente emulsionante (la grasa de la leche en el primer caso y el aceite vegetal en el segundo).


*Coloides Organicos:

Son coloides moleculares producidos naturalmente en reacciones bioquímicas, menos sencillas, que en su mayoría son liofobicos, debido a que las sustancias son insolubles en agua. Algunas de estas sustancias se disuelven en ácidos pero en tales soluciones cambian químicamente por completo dando lugar a la formación de soluciones verdaderas en lugar de soluciones coloidales y estas ultimas pueden ser obtenidas por métodos de condensación o dispersión.


*Coloides Esfericos Y Laminares:

Los colides esféricos tienen partículas globulares mas o menos compacta, mientras que los colides lineales poseen unidades largas y fibrosas.

La forma de las partículas coloidales influyen su comportamiento aunque solo pueden determinarse de manera aproximada, en la mayoría de los casos puede ser muy compleja. Como primera aproximación se puede reducir a formas relativamente sencillas como la esfera que además representa muchos casos reales. Es la forma que adquieren las partículas esencialmente fluidas, como las gotitas de un líquido dispersas en otro para formar una emulsión.


*Coloides Moleculares y Miselares:

Las partículas de los coloides moleculares son macromoléculas sencillas y su estructura es esencialmente la misma que la de estructuras de pequeñas moléculas, los átomos serán unidos por ligaduras químicas verdaderas, a estos coloides moleculares se los llama verdaderos. A este grupo de coloides moleculares pertenece la mayoría de los coloides orgánicos de nitrocelulosa, almidón, cloruro de polivinilo, caucho. Los esferocoloides también pueden se moleculares.

La estructura de los coloides micelares es distinta, las partículas de estos no son moléculas, sino conglomerados de muchas moléculas pequeñas o grupos de átomos que son mantenidos juntos por valencias secundarias o por fuerzas de cohesión o de Van der. Walls. Muchos coloides inorgánicos, emulsiones, jabones y detergentes, forman coloides micelares.


*Coloides Intrinsecos:

Son sustancias sólidas que formas dispersiones coloidales al ser puestas en contacto, o calentadas en un medio de dispersión adecuado, y son compuestos de macromoléculas, este tipo de coloides por lo general tiene un carácter liofilo.


*Coloides Extrinsecos:

Se le llama a las dispersiones de pequeñas partículas de materiales insolubles de bajo peso molecular. Este tipo de dispersiones son casi invariablemente soles liofobos y deben ser reparados mediante métodos especiales que produzcan partículas de tamaño adecuado.


Características:


*Coloides Hidrofobos:

-Si en ellos se separa el disolvente por evaporación o enfriamiento no pueden volver a convertirse en coloides. Son irreversibles.

-Las partículas se mueven erráticamente, debido a la colisión entre las mismas. Movimiento Browniano.

-Presentan efecto Tyndall.

-Alta sensibilidad a los electrolitos que influyen sobre la carga eléctrica que rodea a la partícula

-Presentan una gran área superficial al medio de dispersión, lo que determina una conducta especial de estos sistemas.



*Coloides Hidrofilicos:

-Normalmente se trata de dispersiones de macromoléculas fuertemente hidrofílicas debido a la presencia de grupos polares.

-Por perdida de agua pueden formar geles o sólidos que se redispersan al poner de nuevo en contacto con el disolvente. Son reversibles.

-La viscosidad del coloide es muy superior a la del medio dispersante

-Efecto Tyndall poco notable.

-Poca sensibilidad a los electrolitos.

-Más estables con el tiempo.

-Normalmente estos sistemas adquieren consistencia espesa cuando la concentración supera un cierto valor.

-También se les denomina Mucílagos.


Comportamiento eléctrico:


*Electroforesis:

Las micelas están cargadas de electricidad, lo que se puede demostrar introduciendo dos electrodos conectados a una fuente de corriente continua en una dispersión coloidal, en cuyo caso las partículas se mueven según el signo de su carga, sea hacia el ánodo (anaforesis) o hacia el cátodo (cataforesis), originando un fenómeno conocido con el nombre de electroforesis. La velocidad de desplazamiento de las micelas, por unidad de intensidad del campo, es variable y depende de su carga y de la resistencia que le opone el disolvente.


Importancia Industrial de los Sistemas Coloidales


* Áreas Industriales en las que se encuentran sustancias en estado coloidal:


Productos Químicos: Pinturas, pigmentos, adhesivos, agentes espesantes, lubricantes, catalizadores, adsorbentes, emulsiones fotográficas, papel, tintas de impresión, etc.
Industria Farmacéutica: Emulsiones, microemulsiones, cremas, ungüentos, materiales adsorbentes, etc.

Suelos: Estabilización de suelos, permeabilidad, adsorción, procesos de intercambio iónico, etc.

Medio Ambiente: Contaminación atmosférica, aerosoles, espumas, purificación de agua, lodos, pesticidas, etc.

Productos de consumo doméstico y alimentación: Leche, mantequilla, productos lácteos, bebidas, cosméticos, agentes de limpieza, aditivos alimentarios, etc.


* Usos Industriales de los Sistemas Coloidales de Importancia Práctica:


Sílica Gel: Se usa como agente espesante en pinturas, productos farmacéuticos, y en otros tipos de dispersiones, tanto acuosas como no acuosas.

Óxidos e Hidróxidos: De titanio, como pigmento, de Aluminio como abrasivo, pasta dentífrica, papel, com relleno en materiales plásticos y en pinturas, de Hiero en las cintas magnéticas y en la fabricación de ferritas.

Sulfuros: Vulcanización y como fungicida en la viticultura y fruticultura.

Arcillas: Industria Cerámica.

Coloides Hidrófilos: Agentes espesantes o como emulgentes en productos farmacéuticos, cosméticos y alimentos (ejemplos son gelatina, pecticas, alginatos, proteínas, etc).



Base Molecular de la Formación de Coloides:


-La agregación de moléculas para formar partículas de tamaño.

-coloidal obedece a las fuerzas intermoleculares.

-Atracciones electrostáticas (Coulomb).

-Puentes de hidrógeno.

-Atracciones de dipolos permanentes (van der Waals).

-Atracciones de dipolos inducidos (London).



Preparación de Coloides:


aplicaciones



Purificación de coloides:


(Separación de sustancias en solución verdadera de las soluciones coloidales o separación de las partículas coloidales del medio dispersante)

-Diálisis /Electrodiálisis

-Ultrafiltración

-Intercambio iónico

-Adsorción competitiva

-Sedimentación y centrifugación



Aplicacion de los Coloides


*En la Medicina:

La plata coloidal es un coloide de las partículas de plata en agua. Tiene algunas características antimicrobianas, y es demandada por alguno ser un suplemento alimenticio beneficioso. La ingestión de la plata coloidal en cantidades o excedente grandes al período del tiempo largo puede causar el argyria de la condición que se descolora, en el cual la piel da vuelta azul-gris.


*En la Industria Alimentaria:

Las soluciones coloidales se clasifican de acuerdo con el estado de agregación en que se presentan el soluto y el solvente y, corno los estados de la materia son tres, de sus posibles combinaciones se podrían obtener 9 tipos de soluciones coloidales. Si no fuera porque la novena posibilidad (de gas en gas) es imposible de realizar por cuanto los gases no pueden existir uno junto a otro sin mezclarse. Por ello los tipos de dispersiones coloidales son ocho y se resumen en el cuadro.

usos



Tipos de Coloides:


1.-Emulsiones:

Se llama emulsión a una dispersión coloidal de un líquido en otro inmiscible con él, y puede prepararse agitando una mezcla de los dos líquidos ó, preferentemente, pasando la muestra por un molino coloidal llamado homogeneizador. Tales emulsiones no suelen ser estables y tienen a asentarse en reposo, para impedirlo, durante su preparación se añaden pequeñas cantidades de sustancias llamadas agentes emulsificantes ó emulsionantes, que sirven para estabilizarlo. Estas son generalmente jabones de varias clases, sulfatos y ácidos sulfúricos de cadena larga o coloides liófilos.


2.-Soles:

Las soluciones coloidales con un medio de dispersión líquido se dividen en dos clases: soles liófobos (que repelen los líquidos), y soles liófilos (que atraen a los líquidos). Si el agua es el medio, se emplean los términos hidrófobo ó hidrófilo. Los soles liófobos son relativamente inestables (o metaestables); a menudo basta una pequeña cantidad de electrólito ó una elevación de la temperatura para producir la coagulación y la precipitación de las partículas dispersadas. Los liófilos tienen una estabilidad considerable. Al evaporar un sistema liófobo, se obtiene un sólido que no puede convertirse de nuevo en sol por adición del disolvente; pero los soles liófilos siguen siendo en esencia sistemas moleculares dispersados, son reversibles en este respecto. Son ejemplos típicos de soles liófobos los de metales, azufre, sulfuros metálicos y otras sales. Los soles de gomas, almidones, proteínas y muchos polímeros sintéticos elevados son de índice liófila.

No es posible trazar una línea de separación entre los soles liófilos y liófobos, así por ejemplo, las soluciones coloidales de varios hidróxidos metálicos y sílice hidratada (sólidos de ácido sílico) poseen propiedades intermedias. En esos casos, la fase dispersa tiene probablemente una estructura molecular análoga a la de un polímero elevado.

De algunos soles liófilos o liófobos puede obtenerse un gel, sistema que tiene ciertas propiedades elásticas o incluso rígidos.


3.-Aerosoles:

Los aerosoles fueron definidos antes como sistemas coloidales que consistían en las partículas líquidas o sólidas muy finalmente subdivididas dispersadas en un gas. Hoy el aerosol del término, en uso general, ha llegado a ser sinónimo con un paquete presurizado.

Los aerosoles de Superficie capa producen un aerosol grueso o mojado y se utilizan cubrir superficies con una película residual. Los propulsores usados en aerosoles están de dos tipos principales: gases licuados y gases comprimidos. Lo anterior consisten en fácilmente los gases licuados tales como hidrocarburos halogenos. Cuando éstos se sellan en el envase, el sistema se separa en un líquido y una fase del vapor y pronto alcanza un equilibrio. La presión del vapor empuja la fase líquida encima de la columna de alimentación y contra la válvula. Cuando la válvula es abierta apretando, la fase líquida se expele en el aire en la presión atmosférica y se vaporiza inmediatamente. La presión dentro del envase se mantiene en un valor constante mientras que más líquido cambia en el vapor. Los aerosoles farmacéuticos incluyen soluciones, suspensiones, emulsiones, polvos, y preparaciones semisolidas.


4.-Geles:

*Formación de los geles (gelación):

Cuando se enfrían algunos soles liófilos por ejemplo, gelatinas, pectinas, o una solución medianamente concentrada de jabón o cuando se agregan electrólitos, en condiciones adecuadas, a ciertos soles liófobos, por ejemplo: óxido férrico hidratado, óxido alumínico hidratado ó sílice, todo el sistema se cuaja formando una jalea aparentemente homogénea que recibe el nombre de gel. Se forman geles cuando se intentan preparar soluciones relativamente concentradas de grandes polímeros lineales. La formación de los geles se llama gelación . En general, la transición de sol a gel es un proceso gradual. Por supuesto, la gelación va acompañada por un aumento de viscosidad , que no es repentino sino gradual.
Tipos de Geles.

Hay geles de muchos tipos y no es posible una clasificación sencilla. En general, se dividen en: elásticos o no elásticos ó rígidos. En realidad, todos los geles poseen elasticidad apreciable, y la división citada se refiere más particularmente a la propiedad del producto obtenido cuando se seca el gel. La deshidratación parcial de un gel elástico, como un gel de gelatina, conduce a la formación de un sólido elástico, por medio del cual puede regenerarse el sol original añadiéndole el disolvente éstos sólidos secos o semisecos se llaman xerogeles .

Los precipitados gelatinosos de los óxidos metálicos hidratados no tienen en realidad una estructura diferente de la de los geles no elásticos correspondientes. La diferencia esencial es en que éstos tienen todo el liquido de dispersión incluido en la estructura semisólida, lo cual no ocurre en el precipitado gelatinoso. Si las condiciones son tales que las partículas coloidales se juntan lentamente, es posible que se forme un gel, pero la coagulación rápida irá acompañada por la formación de un precipitado.

Se ha propuesto otra clasificación de los geles basados en el efecto del calor. Si el cambio producido calentando es invertido por enfriamiento se dice que el gel es térmicamente reversible; en el caso contrario, el gel es térmicamente irreversible. Pertenecen al primer grupo la nitrocelulosa en diversos líquidos orgánicos y la gelatina en agua; en el segundo están los sistemas albúmina de huevo y sílice hidratada en agua. La diferencia entre los dos tipos se debe indudablemente a cambios químicos, como la formación del enlace de hidrogeno que se produce cuando se calientan geles térmicamente irreversibles.


Soluciones Coloidales:

Las soluciones coloidales contienen partículas en suspensión de alto peso molecular que no atraviesan las membranas capilares, de forma que son capaces de aumentar la presión osmótica plasmática y retener agua en el espacio intravascular. Así pues, las soluciones coloidales incrementan la presión oncótica y la efectividad del movimiento de fluídos desde el compartimento intersticial al compartimento plasmático deficiente. Es lo que se conoce como agente expansor plasmático. Producen efectos hemodinámicos más rápidos y sostenidos que las soluciones cristaloides, precisándose menos volumen que las soluciones cristaloides, aunque su coste es mayor.


Caracteristicas:

1. Tener la capacidad de mantener la presión osmótica coloidal durante algunas horas.

2.-Ausencia de otras acciones farmacológicas.

3. Ausencia de efectos antigénicos, alergénicos o pirogénicos.

4. Ausencia de interferencias con la tipificación o compatibilización de la sangre.

5. Estabilidad durante períodos prolongados de almacenamiento y bajo amplias variaciones de temperatura ambiente.

6. Facilidad de esterilizacion.

7. Viscosidad adecuada para la infusión.


Clasificación de Soluciones Coloidales:

1) Soluciones coloidales naturales
2) Soluciones coloidales artificiales


Hay cuatro tipos de coloides disponibles para uso clínico, y han sido desarrollados y utilizados con mas entendimiento desde la década de los setenta como expansores del espacio intravascular, basado en la compresión de la Ley de Starling.


*Soluciones Coloidales Naturales

1. Albúmina

Es la proteína predominante del plasma y aporta cerca del 75 al 80% de la presión coloido-osmótica. Su uso como el primer coloide natural data de antes de la primera guerra mundial y se mantiene como el agente coloide estándar para comparación. La albúmina es una solución monodispersa, con un peso molecular promedio de 69.000 Daltons y pH fisiológico.

La función de la albúmina en la sangre consiste en mantener la presión oncótica normal, transportar distintas sustancias, inactivar pequeños grupos de compuestos (disulfirán, lípidos, eicosanoides, etc.), actuar como tampón plasmático, mantener la integridad microvascular y poseer acción antioxidante puesto que inhiben la formación de radicales libres de oxigeno de los polimorfonucleares.

Es la sustancia coloidal o expansora del plasma que se usa como estándar de comparación. Puede ser isooncótica (5%) o hiperoncótica (25%). La solución al 5% proporciona un aumento del volumen intravascular similar al volumen infundido. Es sorprendente que el volumen intersticial aumente de forma sustancial después de la administración de albúmina, y su magnitud sea proporcionalmente equivalente al incremento del volumen plasmático. Algunos autores piensan que la albúmina provoca una translocación de líquido desde el espacio intracelular al intersticial en los pacientes sépticos.

La concentración de electrolitos que posee esta en rango fisiológico, asemejándose en este sentido a las soluciones salinas isotónicas. Además, la albúmina al 5% produce una presión oncótica próxima a la del plasma. Su permanencia en el espacio vascular es de 24 horas. Aproximadamente 10% de la albúmina es destruida en el organismo diariamente, aunque se desconoce el lugar de este metabolismo se piensa que puede ser el sistema reticuloendotelia.

La solución al 5% tiene una presión osmótica de 19 mmHg y suministra un aumento del volumen intravascular igual al volumen infundido. La solución al 25% tiene una presión oncótica de 100 mmHg y produce un aumento de 300 a 500 cc por cada 100 cc de solución infundida. El efecto puede ser variable y se ve afectado por el déficit de volumen, presión oncótica inicial y la permeabilidad vascular. La expansión del volumen plasmático depende de la cantidad de albúmina suministrada y no de la concentración de la solución. Un gramo de albúmina atrae alrededor de 18 cc de agua1.

Por décadas se ha utilizado de forma segura por que posee muy bajo riesgo de transmisión de enfermedades, sin embargo es controvertido debido al riesgo teórico de transmitir nuevas variantes de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob. Al ser un derivado sanguíneo, puede causar reacciones anafilactoides en un 0.012%. Puede provocar reacciones similares a las de la transfusión sanguínea, escalofríos, fiebre, urticaria y vasodilatación. Otra complicación importante es la hipocalcemia debido a la unión con el calcio iónico, que puede terminar en depresión miocárdica1.

Un estudio en pacientes quemados reanimados con albúmina al 25% encontró una disminución de la tasa de filtración glomerular a pesar de aumentar en 40% el volumen plasmático. Estos hallazgos sugieren que no ocurre un aumento del gasto urinario asociado con la expansión plasmática por coloides, debido a la disminución de la tasa de filtración glomerular. Aunque el mecanismo no se conoce con claridad, podría ser explicado por incremento de la presión oncótica de los vasos peritubulares causando disminución de la excreción de sodio y agua.

Las soluciones de albúmina contienen pequeñas cantidades de aluminio que deben ser tenidas en cuenta cuando se usa en prematuros y en pacientes que reciben a largo plazo Nutrición Parenteral para evitar el riesgo de toxicidad por aluminio1.

La albúmina posee propiedades anticoagulantes, inhiben la agregación plaquetaria y aumentan la inhibición del factor Xa por la antitrombina III. Esta actividad anticoagulante resulta indeseable en aquellos pacientes en estado crítico por hipovolemia hemorrágica. Además, la albúmina que fuga a través de la membrana capilar alterada atrae agua hacia el espacio extravascular facilitando y potenciando la formación de edemas1.

Las revisiones sistemáticas no solo no han descubierto una menor mortalidad con el uso de coloides frente a los cristaloides sino que incluso la administración de albúmina puede aumentar la mortalidad9.

El gran inconveniente del uso de los expansores proteicos es su alto costo económico, la diferencia de costos entre coloides/cristaloides puede ser de 100:1. Pueden almacenarse a temperatura ambiente, pero no deben excederse los 30ºC.



2. Fracciones Proteicas de Plasma Humano:

Las fracciones proteicas del plasma, al igual que la albúmina, se obtiene por fraccionamientos seriados del plasma humano. La fracción proteica debe contener al menos 83 % de albúmina y no más de un 1 % de g-globulina, el resto estará formado por a y b-globulinas. Esta solución de fracciones proteicas está disponible como solución al 5 % en suero fisiológico y estabilizado con caprilato y acetiltrifosfanato sódico. Y al igual que la albúmina, estas soluciones son pasteurizadas a 60ºC durante 10 horas.
Esta solución de fracciones proteicas tiene propiedades similares a la albúmina. La principal ventaja de esta solución consiste en su fácil manufacturación y la gran cantidad de proteínas aportadas. Sin embargo es más antigénica que la albúmina, ya que algunos preparados comerciales contienen concentraciones bajas de activadores de la precalicreína (fragmentos del factor de Hageman), que pueden ejercer una acción hipotensora capaz de agravar la condición por la cual se administran estas proteínas plasmáticas.



*Soluciones Coloidales Artificiales:

1. Dextranos

Son polímeros ramificados de distintas longitudes que contienen alrededor de 200.000 unidades de glucosa, producidos del metabolismo bacteriano de la sacarosa. Es el primer coloide sintetizado artificialmente en 1943, cuya solución es polidispersa. Las soluciones disponibles comercialmente son Dextrano 40 y Dextrano 70 y difieren del peso molecular promedio del soluto (40.000 y 70.000 Daltons respectivamente). El Dextrano 40 se presenta como una solución al 10% en salina normal, mientras que el Dextrano 70 esta disponible en una solución al 6% en salina normal. Puede ser almacenada a temperatura ambiente entre 15 y 30 grados centígrados.

El efecto coloido-osmótico del dextrano 40 es superior al dextrano 70, debido a que existen más partículas por unidad de peso. Ambos dextranos inicialmente producen expansión del volumen intravascular debido a la carga osmótica aumentada. La dosis recomendada es de 10 a 15 mL/k/24 horas de dextrano 40 y promueve una ganancia de volumen intravascular igual o doble al volumen de dextrano infundido, sin embargo el 50% es eliminado después de tres horas y del dextrano 70, el aclaramiento del 35% se produce en 12 horas. Un gramo de Dextrano retiene 20 a 25 mL de agua comparado con 13 mL por gramo de proteína1,15. Por este motivo (poder oncótico) el uso de los dextranos se limita a la expansión del volumen intravascular, para promover una mejoría en la microcirculación cuando las condiciones reológicas de la sangre están alteradas y finalmente por sus efectos antitrombóticos.

El dextrano 40 ocasiona disminución de la viscosidad debido a su propiedad de reducir la agregación eritrocitaria, la adhesividad agregación plaquetaria y la concentración de glóbulos rojos por hemodilución. Sin embargo el dextrano 70 favorece la agregación de los hematíes.

La característica de los dextranos en alterar la viscosidad sanguínea, es dependiente del peso molecular. Los dextranos con peso molecular alrededor de los 60.000 Daltons tienden a agregar células rojas in vitro, no obstante, por debajo de este peso, la tendencia es contraria. La principal ventaja de los dextranos sobre los otros coloides es su beneficio probado en la prevención de la trombosis venosa profunda y en la disminución de la viscosidad sanguínea. Disminuye la adhesividad de los leucocitos circulantes en los tejidos hipoperfundidos, con lo que mejora el flujo microvascular, de este modo disminuye la injuria por reperfusión y por radiación. La administración de dextranos esta asociada con coagulopatía dilucional, reducción del factor VIII complejo Von Willebrand, además de interferir en la tipificación sanguínea, especialmente con el dextrano 70. Altera también el sistema fibrinolítico, acelerando la conversión de fibrinógeno en fibrina así como su degradación por parte de la plasmina.

Las reacciones alérgicas descritas con ambos dextranos es de 1.1% y son del tipo anafilactoide con los dextranos de alto peso molecular con ramificaciones múltiples, y son reacciones alérgicas verdaderas con formación de anticuerpos. Su excreción renal puede provocar un aumento de la viscosidad urinaria con potencial desarrollo de nefropatía obstructiva. El riesgo para las reacciones anafilácticas puede ser disminuido y tratado con dextrano-hapteno monovalente, el cual se une a los anticuerpos, de esta manera la tasa de reacciones pasa de 1.1% a 0.1%.



2. Almidon Hidroxietilico(AHE):

Su molécula es similar al glucógeno, lo que reduce de forma importante la posibilidad de liberación de histamina y de reacciones anafilácticas.

Es una solución polidispersa de amilopectina etoxilada, producida de la hidrólisis parcial de amilopectina insoluble, seguida de la substitución de grupos hidroxietilos en las posiciones C2, C3 y C6 de las moléculas de glucosa, a mayor número de substituciones, mayor solubilidad. La sustitución molar es el número de sustituciones por molécula de glucosa. Aunque el máximo posible es 3, la sustitución molar de los almidones hidroxietílicos utilizados en la práctica varía entre 0.5 y 0.7. El peso molecular promedio es de 450.000 Daltons con un rango entre 1.000 y 3'000.000 lo que hace que su eliminación sea muy lenta. Pueden ser almacenados a temperatura ambiente hasta 40°C. La solución al 6% genera una presión osmótica de 28 mmHg, similar a la albúmina y provoca un incremento de volumen intravascular similar a la cantidad de volumen administrado. Posee una vida media de 17 días en el 90%, teniendo el 10% restante una vida media de 42 días. La vida media de los almidones hidroxietílicos en el espacio plasmático es mayor, disminuyendo después de 24 a 36 horas por excreción renal de las moléculas pequeñas y por acción de la amilasa. Los grupos de alcohol agregados previenen la degradación enzimática, por eso los productos varían en su vida media dependiendo del número de grupos alcohol presentes. Su capacidad de expansión es similar o mayor que la dextrano 70, con menos afectación de la coagulación, sin embargo puede dificultar la interpretación del grupo sanguíneo y de anticuerpos.

La administración de los almidones hidroxietílicos se ha asociado con reacciones alérgicas (incidencia de 0.085%) y alteraciones de la hemostasia. Aumento en el Tiempo de Protrombina, Tiempo Parcial de Tromboplastina y Tiempo de Sangría, además de disminución de niveles de factor VIII. Los almidones hidroxietílicos alteran inicialmente la coagulación por hemodilución, y luego acelerando la conversión de fibrina en fibrinógeno causando formación de trombo menos estable, reduciendo la actividad del factor VIII y alterando la agregación plaquetaria. La dosis máxima diaria recomendada para adultos es de 1.500 cc y para niños 20 mL/Kg.



3. Pentaalmidón:

El pentaalmidón es un preparado con formulación semejante al hetaalmidón, pero con un peso molecular de 280.000 daltons y un número molecular medio de 120.000 daltons, por lo que también puede ser llamado hetaalmidón de bajo peso molecular. Se comercializa en solución al 10 %. El 90 % del producto es aclarado en unas 24 horas y prácticamente se hace indetectable a los 3 días. Su efecto expansor de volumen viene a durar unas 12 horas. Debido a su elevada presión oncótica, alrededor de 40 mm Hg, produce una de expansión de volumen superior a la que pudieran producir la albúmina al 5% o el hetaalmidón al 6%. Provoca un aumento de volumen de hasta 1.5 veces el volumen infundido.

El pentaalmidón es más rápidamente degradado por la amilasa debido a la menor cantidad de hidroxietil sustituciones que posee. Las vías de degradación y metabolización son semejantes a las implicadas en la metabolización del hetaalmidón.

Este producto actualmente no es aconsejado para utilizarlo como fluído de resucitación, únicamente es aprovechable en la leucoferesis. Entre sus posibles efectos adversos, se incluyen defectos de la coagulación secundarios a la hemodilución similares a los visto con el hetaalmidón, pero generalmente menos importantes.



4. Gelatinas:

Son derivados de la hidrólisis del colágeno bovino, son isooncóticas y ejercen un efecto osmótico inicial muy importante, pero rápidamente desaparece de la circulación por filtración glomerular. Su peso molecular es de 35.000 Daltons, lo que hace que su vida media intravascular sea de 2 a 4 horas en sujetos normales, pero en pacientes con sepsis esta acortada; a pesar de ello es destacable su buena capacidad como expansor. Se eliminan por el riñón sin causar insuficiencia renal y favorecen la diuresis osmótica. No afectan a la determinación del grupo sanguíneo, la coagulación o la adhesividad plaquetaria. La gelatina unida a urea tiene mucha mayor concentración de calcio (6.26 mmol/L) y potasio (5.1 mmol/L) que la gelatina succinato (0.4 mmol/L para ambos electrolitos), esta concentración elevada de calcio puede llevar a formación de coagulo cuando se administra simultáneamente con sangre.

La administración simultanea de sangre y gelatina unida a urea puede provocar la formación de coágulos. Produce reacciones anafilácticas en un 0.15%. Son los expansores del plasma más económicos.

La hidrólisis del colágeno es la vía común para la producción de los tipos de gelatina existentes. Las diferencias en el procesamiento de la molécula matriz resultan en tres diferentes compuestos:

- Poligelina
- Gelatina fluida modificada
- Oxipogelatina

A continuación se hace una descripción sobre las características de cada uno de los tipos de gelatinas existentes.



4.a. Poligelina

Es creada por un proceso de unión de varios polipéptidos derivados de la gelatina. A la proteína de gelatina se le agrega un álcali fuerte, de tal forma que se produce degradación a proteínas de peso molecular entre12.000 y 15.000 Daltons, llamadas también Gelatina Altamente Degradada. Estas cadenas peptídicas no tienen poder osmótico suficiente debido a su peso molecular tan bajo por lo que surge la necesidad de unirlas. Son procesadas con hexametil di-isocianato, con lo que se une un grupo carboxilo libre a un grupo amino libre, resultando en una unión peptídica llamada puente de urea y liberación de agua. Esta unión confiere un peso promedio de 35.000 Daltons. El tipo de unión se da entre las dos cadenas peptídicas y la distribución de pesos moleculares es polidispersa (rango de dispersión 5.000 y 50.000 Daltons).

La solución se encuentra disponible al 3,5%, disuelta en agua con iones a una concentración similar al plasma, ver (Tabla 2). Presenta una osmolaridad de 300 mOsm/L, viscosidad relativa de 1,7 y pH de 7,3 +/- 0,3.


propiedades



4.b. Gelatina fluida modificada

En el proceso de degradación del colágeno, se agrega un álcali no tan fuerte, produciéndose una división de la molécula en proteínas de peso molecular de aproximadamente 23.000 Daltons, a las cuales se les denomina Gelatina Degradada. Esta gelatina es procesada con Ácido Succínico Anhidro, el cual sin realizar uniones cruzadas, modifica la molécula, reemplazando un grupo NH2 básico por un grupo COOH ácido, aumentando la carga negativa. El incremento en la carga negativa resulta en disminución del enroscamiento y aumento del tamaño de la molécula.

El peso molecular que se obtiene en este proceso es de alrededor de 30.000 Daltons, con rango de 10.000 a 140.000 Daltons. La solución presenta un agregado de electrolitos similar al plasma. Tienen una viscosidad relativa de 1.7 y pH de 7,0. Su osmolaridad es de 240 mOsm/L.


importancia


4.c. Oxipogelatina


Se forma mediante un proceso de despolimerización de la gelatina. Inicialmente se realiza un proceso de condensación con Glyoxal utilizando entre 5 y 50 mg por gramo de gelatina, posteriormente se degrada la condensación por medio de oxidación con peróxido de Hidrógeno. De este proceso se obtienen proteínas de configuración globular, y peso molecular promedio de 30.000 Daltons, con rango de 6.200 a 72.000 Daltons.

La solución se halla disponible al 5,5%, con una viscosidad relativa de 2,1, pH de 7,4 y con agregado de electrolitos.


Fisicas



Cybergrafia:



-http://www.textoscientificos.com/quimica/coloide

-http://www.scielo.org.co/scielo.php?pid=S0120-33472005000200007&script=sci_arttext

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Blibliografia:



-Burns, Ralpha; FUNDAMENTOS QUIMICOS. IV edición, Pearson Educación, México. 2003

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-Slabaugh, H. Wendell. Parson, D. Theran. QUICA GENERAL, I edición, Editorial Limusa Wiley S.A. 1968.

-Jackson, W.M. ENCICLOPEDIA DE CONOCIMIENTOS: EL NUEVO TESORO DE LA JUVENTUD, I Edición, Grolier internacional, Inc., 1970, tomo VI.

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