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¿Cómo aparecen las resistencias en los microorganismos?

21 marzo, 2024/en Académico/por arvensisagro

¿Qué son las resistencias en los microorganismos?

La resistencia es la capacidad del microorganismo a sobrevivir a la exposición a un estímulo externo que de manera habitual lo mataría. Habitualmente y cuando se habla de resistencia, se suele extrapolar a resistencia a antibióticos, pero hay otros tipos de resistencias (como por ejemplo a elevadas temperaturas o a baja cantidad de agua).

La resistencia a los antimicrobianos se produce cuando bacterias, virus, hongos y parásitos cambian a lo largo del tiempo y dejan de responder a los tratamientos, lo que dificulta el tratamiento de infecciones y aumenta el riesgo de propagación de enfermedades y muerte.

¿Cómo se producen las resistencias?

Las resistencias se desarrollan como respuesta a la presión selectiva ejercida por un antibiótico u otro compuesto/condición (como por ejemplo un antiséptico o calor extremo).

Para el desarrollo de una resistencia deben darse 2 condiciones: que el contacto con la condición de selección sea prolongado y que la intensidad de dicha condición permita sobrevivir al microorganismo.

La resistencia a un estímulo particular puede ser una propiedad natural del microorganismo o puede adquirirse mediante un mecanismo:

Intrínseca: el microorganismo no posee la diana sobre la que actúa el estímulo, y por tanto no le afecta (si el antibiótico afecta a la pared celular y el microorganismo no tiene pared, el antibiótico no le afecta).
Adquirida: el microorganismo adquiere el mecanismo para no ser afectado por el estímulo. Estos mecanismos de resistencia adquirida incluyen: la presencia de enzimas que inactivan el estímulo, modificaciones postraduccionales o postranscripcionales de la diana, reducción de la toma del agente antimicrobiano y excreción activa del mismo (en el caso de que el estimulo sea una sustancia).

Hay que tener en cuenta que las dianas de los distintos microorganismos son distintas por su propia naturaleza (una bacteria no es igual que un hongo) y por tanto cada grupo de microorganismos tiene sus propias sustancias antimicrobianas.

Los mecanismos de acción de los agentes antimicrobianos pueden categorizarse en función de la diana de dichos agentes: inhibición de la síntesis de pared celular, de la síntesis de ácidos nucleicos, de la función ribosómica, o de la función de la membrana celular entre otros.

Ejemplos de resistencias en bacterias

Familia antibacteriana	Mecanismo de accion	Mecanismo de resistencia
Beta-lactamicos	Inhiben la producción de la pared celular. Se unen a enzimas que ayudan a formar los peptidoglicanos	Producción de beta-lactmasa. Cambio en las enzimas de la pared celular.
Cefalosporinas	Interfieren en la síntesis de la pared celular	Cefalosporinasas
Inhibidores de beta-lactamasa	Se unen o inhiben a la enzima beta-lactamasa	Beta lactamasas de espectro extendido
Aminoglicósidos	El rRNA se une a la subunidad 30S causando errores de lectura. Inhiben la producción de proteínas Afecta a la permeabilidad de la membrana celular	Fosforilación, adenilación y acetilación de los aminoglicósidos que evitan su unión
Fluoroquinolona	Interrumpe la rotura/reunión del ADN mediante su unión a girasa, topoisomerasa II o topoisomerasa IV	Modificaciones en la DNA girasa en la DNA girasa. Mutaciones que disminuyen la permeabilidad de las porinas de la membrana externa. Bombas de eflujo
Inhibidores de la ruta de folato	Síntesis de purinas para DNA	Mutaciones cromosómicas. Plásmidos. La ruta se bloquea debido a una dihidrofolato-reductasa resistente.
Tetraciclina	El rRNA se une a la subunidad 30S interfiriendo con la transferencia de aminoácidos.	Bomba de eflujo inducible. Cambio del sitio de unión.

Ejemplos de resistencias en hongos

Familia fungicida	Mecanismo de accion	Mecanismo de resistencia
Azoles	Los azoles alteran la integridad de la membrana mediante la inhibición de la actividad de la enzima implicada en la biosíntesis de ergosterol (componente lipídico mayoritario de la membrana celular fúngica).	Síntesis de bombas de eflujo que expulsan el fungicida.
Polienos	Se unen al ergosterol, lo cual resulta en la formación de poros que alteran la permeabilidad de la membrana produciendo la muerte celular.	Alteraciones en los lípidos de membrana
Analogos de pirimidina		Las resistencias se deben a una reducción de la acumulación del antifúngico en el interior celular causada por mutaciones puntuales en genes que codifican para permesas y desaminasas
Alilamina, tiocarbamato y morfolina	Desorganizan la membrana celular, en este caso, mediante la inhibición de la escualeno-epoxidasa, implicada en la biosíntesis de ergosterol	Alteraciones en la ruta de biosíntesis del ergosterol.
Equinocandinas	Las equinocandinas inhiben la síntesis de la pared fúngica. Esto resulta en un incremento de la vulnerabilidad a lisis osmótica.	Cambios en la diana de las equinocandinas que disminuyen su afinidad por estas.

Bibliografía y lectura recomendada

1.- Acar J, Röstel B. Antimicrobial resistance: an overview. Rev Sci Tech. 2001 Dec;20(3):797-810. doi:

http://dx.doi.org/10.20506/rst.20.3.1309.309. PMID: 11732423

2.- Dowling, Aideen & O’Dwyer, Jean & Adley, C.. (2017). Antibiotics: Mode of action and mechanisms of resistance.

3.- Boyce, K.J. The Microevolution of Antifungal Drug Resistance in Pathogenic Fungi. Microorganisms 2023, 11, 2757.

https://doi.org/10.3390/microorganisms11112757

4.- Maeda T, Furusawa C. Laboratory Evolution of Antimicrobial Resistance in Bacteria to Develop Rational Treatment Strategies. Antibiotics. 2024; 13(1):94.

https://doi.org/10.3390/antibiotics13010094

5.- Sharma, K., Parmanu, P.K. & Sharma, M. Mechanisms of antifungal resistance and developments in alternative strategies to combat Candida albicans infection. Arch Microbiol 206, 95 (2024).

https://doi.org/10.1007/s00203-023-03824-1

Bioestimulantes: Un avance tecnológico al alcance de los agricultores

4 marzo, 2024/en Productos, Académico/por arvensisagro

En la agricultura moderna, los agricultores están buscando constantemente formas innovadoras y sostenibles de mejorar sus cultivos. Por otro lado, los consumidores cada vez requieren alimentos de mayor calidad nutritiva, más saludables y de residuo cero. Los bioestimulantes nacen para satisfacer a ambos grupos, proporcionan herramientas avanzadas, y, con un buen asesoramiento técnico, proporcionan una agricultura de altísima calidad.

Los bioestimulantes son productos naturales derivados de sustancias y microorganismos que estimulan los procesos fisiológicos de las plantas, mejorando su desarrollo y resistencia. Pero no se limitan sólo a la planta, sino que también mejoran la estructura del suelo y su capacidad de retención de agua, un recurso cada vez más escaso en muchas regiones agrícolas.

Uno de los principales beneficios de los bioestimulantes es su capacidad para “desbloquear” los nutrientes en el suelo, permitiendo a las plantas absorber y utilizar los microelementos de manera más efectiva. Esto no solo mejora el rendimiento de los cultivos, sino que también permite reducir la necesidad de fertilizantes químicos, minimizando así la pérdida de fertilidad y reduciendo el coste para los agricultores.

Además, los bioestimulantes fortalecen la resistencia de las plantas contra enfermedades y condiciones adversas, lo que disminuye la dependencia de los pesticidas y otros productos agroquímicos. Esto no solo protege la salud de los cultivos, sino que también preserva la biodiversidad y la calidad del suelo a largo plazo.

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El secreto de las plantas felices

23 febrero, 2024/en Productos, Académico/por arvensisagro

Desde los campos de cultivo hasta los jardines urbanos, los NPK desempeñan un papel crucial en la salud y el desarrollo de nuestros preciados cultivos y vegetales. Pero, ¿qué hace que estos nutrientes sean tan especiales? ¿Cómo podemos aprovechar al máximo su potencial para obtener cosechas abundantes y jardines exuberantes?

Importancia del equilibro NPK

El equilibrio adecuado de nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K), conocido como NPK, es fundamental para el crecimiento saludable y la productividad de las plantas. Cada uno de estos nutrientes desempeña un papel único y esencial en el desarrollo de las plantas, y su disponibilidad en el suelo influye directamente en su rendimiento y calidad.

Nitrógeno (N): Es fundamental para el crecimiento vegetativo de las plantas, ya que es un componente esencial de las proteínas, enzimas y clorofila. Una deficiencia de nitrógeno puede resultar en un crecimiento lento, hojas amarillentas y una menor capacidad de la planta para resistir enfermedades y plagas.
Fósforo (P): Es crucial para el desarrollo de raíces fuertes, la floración y la producción de frutos. El fósforo facilita la transferencia de energía dentro de la planta y promueve la formación de flores y semillas. Una deficiencia de fósforo puede provocar un crecimiento deficiente de las raíces, retraso en la floración y una menor producción de frutos.
Potasio (K): Contribuye a la resistencia de las plantas al estrés y las enfermedades, así como a la regulación del equilibrio hídrico y la apertura y cierre de los estomas. El potasio también es vital para la síntesis de proteínas y carbohidratos. Una deficiencia de potasio puede resultar en hojas marchitas, debilidad de tallos y menor resistencia a condiciones adversas.

El desequilibrio en la disponibilidad de estos nutrientes puede tener consecuencias negativas en el crecimiento y la salud de las plantas. Por ejemplo, un exceso de nitrógeno puede favorecer un crecimiento vegetativo exuberante a expensas de la formación de flores y frutos, mientras que un exceso de fósforo puede interferir con la absorción de otros nutrientes y provocar la acumulación de sales tóxicas en el suelo.

Por lo tanto, es crucial mantener un equilibrio óptimo de NPK en el suelo para asegurar un crecimiento saludable de las plantas y una producción agrícola sostenible a largo plazo. Esto puede lograrse mediante la aplicación cuidadosa de fertilizantes y enmiendas orgánicas, así como mediante prácticas de manejo del suelo que promuevan la retención de nutrientes y la salud del microbioma del suelo.

NPK y sostenibilidad

La relación entre NPK y la sostenibilidad agrícola es fundamental para comprender cómo podemos cultivar alimentos de manera eficiente y responsable, minimizando los impactos ambientales y preservando los recursos naturales para las generaciones futuras. Aquí se exploran algunos aspectos clave de esta relación:

Uso Eficiente de los Recursos: El equilibrio adecuado de NPK en el suelo es esencial para maximizar la eficiencia en el uso de los recursos agrícolas. Al proporcionar a las plantas los nutrientes necesarios en las cantidades adecuadas, se reduce el desperdicio de fertilizantes y se optimiza la absorción de nutrientes por parte de las plantas, lo que se traduce en una mayor eficiencia en el uso del agua y la energía.
Reducción de la Contaminación y la Erosión del Suelo: La gestión adecuada de los fertilizantes NPK puede ayudar a reducir la contaminación del agua y la erosión del suelo, dos problemas ambientales importantes asociados con la agricultura intensiva. Al evitar la aplicación excesiva de fertilizantes y adoptar prácticas de conservación del suelo, como la siembra directa y la rotación de cultivos, se puede minimizar el riesgo de escorrentía de nutrientes y pérdida de suelo.

Promoción de la Biodiversidad y la Salud del Suelo: Mantener un equilibrio saludable de nutrientes en el suelo es fundamental para promover la biodiversidad y la salud del suelo. Los nutrientes proporcionan la base para el crecimiento de microorganismos beneficiosos, como bacterias y hongos, que desempeñan un papel clave en la descomposición de la materia orgánica, la fijación de nitrógeno y la disponibilidad de nutrientes para las plantas.
Resiliencia ante el Cambio Climático: Los sistemas agrícolas sostenibles, que incorporan prácticas como la agricultura de conservación y la gestión integrada de plagas, son más resilientes ante los impactos del cambio climático. El equilibrio adecuado de NPK en el suelo es una parte importante de esta resiliencia, ya que ayuda a las plantas a resistir el estrés ambiental y a mantener su productividad en condiciones climáticas variables.
Sostenibilidad Económica y Social: La sostenibilidad agrícola también tiene dimensiones económicas y sociales importantes. La gestión eficiente de los nutrientes NPK puede ayudar a reducir los costos de producción y mejorar la rentabilidad de los agricultores a largo plazo. Además, fomenta la equidad social al promover prácticas agrícolas que respetan los derechos de los trabajadores y las comunidades locales.

¿Cómo puedo potenciar el rendimiento de mis cultivos?

16 febrero, 2024/en Académico, Productos/por arvensisagro

Los fitosanitarios, fungicidas y correctores de carencias son productos que nos ayudan a solventar o mejorar de nuestros cultivos en el momento que se nos plantea una necesidad durante las distintas etapas por las que pasan las plantas. Es importante tener en cuenta en que etapa del crecimiento se encuentra o qué necesidades tiene ya sea por los factores tanto externos como internos que puedan afectarle a la planta. Por eso, asesorarse acerca de las mejores soluciones puede ser muchas veces una forma de anticiparnos y obtener en la etapa final un rendimiento mucho mayor al esperado.

El uso de bioestimulantes y otro tipo de productos que nos permiten mejorar el rendimiento de nuestros cultivos es un método clave donde podemos aportar nutrientes que mejoren la planta o corregir las carencias del mismo.

Un factor muy importante en cuanto a la efectividad de este tipo de productos se debe a la aplicación del mismo. Según el I Simposio Internacional sobre mejora de la calidad de la aplicación fitosanitaria de 2011 hasta un 70% de la eficacia del tratamiento se debe a la aplicación.

Máximo rendimiento. Resultados óptimos.

Desde Arvensis Agro hemos planteado una solución para mejorar el rendimiento de los productos eficazmente mediante un potenciador de fitosanitarios llamado Lumik, el cual nos permite obtener unos resultados superiores respecto a la aplicación del producto en solitario incrementando notablemente la eficacia.

Beneficios de potenciar los productos

Reducción del tamaño de la gota

Lumik favorece la formación de gotas pequeñas que facilitan un reparto uniforme y homogéneo del tratamiento.

Efecto solubilizante y dispersante

La naturaleza bipolar de Lumik garantiza una disolución uniforme de los compuestos en todo el volumen de caldo y permite encapsular moléculas insolubles en agua.

Efecto penetrante

El ácido glucónico de Lumik compleja y facilita la entrada de nutrientes esenciales a través de la epidermis vegetal. Además los adyuvantes lipofílicos favorecen la penetración a través de la cutícula de los productos.

¿Obtendré una mejora visible?

Cada proceso y cada cultivo lleva una temporalidad diferente pero a los pocos días se deberían de empezar a mostrar las primeras mejoras. El uso de Lumik ayuda durante los primeros días al refuerzo del tratamiento aplicado como puede ser mediante la potenciación de un herbicida o mejorando los resultados de productos para evitar el rajado de los frutos como puede ser la Glibetina.

Naturaleza vulnerable. El estrés abiótico en las plantas.

9 febrero, 2024/en Académico/por arvensisagro

En el mundo natural, las plantas enfrentan un conjunto diverso de desafíos que van más allá de nuestra percepción superficial. Desde la sequía implacable hasta las temperaturas extremas, estas formas de vida silenciosas luchan constantemente contra los elementos no vivos de su entorno, un desafío conocido como estrés abiótico.

¿En qué consiste el estrés abiótico?

El estrés abiótico en las plantas es un fenómeno complejo que surge como resultado de condiciones ambientales adversas, pero no biológicas. Estas condiciones pueden variar desde la sequía y la salinidad del suelo hasta las altas temperaturas, las heladas, la radiación ultravioleta, la contaminación del aire y del suelo, entre otros factores. A diferencia del estrés biótico, que implica la interacción de las plantas con organismos vivos como patógenos y herbívoros, el estrés abiótico se relaciona con elementos no vivos del entorno.

Factores desencadenantes del estrés abiótico

Sequía: La falta de agua disponible en el suelo puede ser uno de los desafíos más significativos para las plantas. La sequía provoca una disminución en la turgencia celular, afectando la capacidad de la planta para absorber nutrientes y realizar la fotosíntesis.
Salinidad del Suelo: La acumulación de sales en el suelo puede causar desequilibrios iónicos en las plantas, lo que interfiere con su capacidad para regular el flujo de agua y nutrientes. Las plantas pueden experimentar toxicidad por iones como el sodio, lo que afecta negativamente su crecimiento y desarrollo.
Altas Temperaturas: El estrés por calor puede desencadenar respuestas fisiológicas en las plantas, como el cierre estomático para conservar agua, pero también puede provocar daño en las proteínas y membranas celulares si las temperaturas son extremadamente altas.
Heladas: Las bajas temperaturas durante la noche o en estaciones frías pueden congelar los tejidos de las plantas, causando daño físico y deshidratación celular.
Radiación Ultravioleta (UV): La radiación UV puede dañar el ADN y las proteínas de las plantas, afectando su capacidad para realizar funciones vitales como la fotosíntesis y la reproducción.
Contaminación del Aire y del Suelo: La presencia de contaminantes atmosféricos como gases tóxicos y partículas en suspensión puede afectar la salud de las plantas al interferir con los procesos metabólicos y la absorción de luz.

Consecuencias en el desempeño de la planta

El estrés abiótico, con su amplio abanico de desafíos ambientales, ejerce un impacto significativo en el rendimiento y la salud de las plantas. Estos factores adversos pueden alterar los procesos fisiológicos y metabólicos fundamentales, llevando a consecuencias que van desde la disminución del crecimiento hasta la reducción en la producción de frutos y semillas.

1. Reducción del Crecimiento y Desarrollo:

Las condiciones estresantes pueden desencadenar respuestas fisiológicas que comprometen el crecimiento y desarrollo normales de las plantas. Por ejemplo, en situaciones de sequía, las plantas pueden experimentar una disminución en la elongación celular y la división, lo que resulta en un crecimiento más lento y una menor estatura.

2. Disminución de la Fotosíntesis:

El estrés abiótico puede afectar negativamente la capacidad de las plantas para realizar la fotosíntesis, el proceso vital mediante el cual convierten la luz solar en energía química. Altas temperaturas, sequía y salinidad del suelo pueden causar cierres estomáticos, limitando la entrada de CO2 y, por lo tanto, reduciendo la tasa fotosintética.

3. Alteración del Metabolismo y Acumulación de Metabolitos Tóxicos:

Bajo condiciones estresantes, las plantas pueden experimentar cambios en su metabolismo primario y secundario. Por ejemplo, la acumulación de compuestos tóxicos como el peróxido de hidrógeno y los radicales libres debido al estrés oxidativo puede dañar las estructuras celulares y comprometer la viabilidad de la planta.

4. Disminución de la Producción de Frutos y Semillas:

El estrés abiótico puede afectar directamente la producción de frutos y semillas, lo que tiene consecuencias significativas para la agricultura y la seguridad alimentaria. Las condiciones estresantes durante la floración y la formación del fruto pueden llevar a una menor cuajado de frutos, así como a una disminución en el tamaño y la calidad de los mismos.

5. Vulnerabilidad a Enfermedades y Plagas:

Las plantas sometidas a estrés abiótico pueden volverse más susceptibles a enfermedades y plagas. El debilitamiento del sistema inmunológico vegetal y la alteración de las respuestas de defensa pueden permitir que patógenos y herbívoros causen daños adicionales, exacerbando aún más los efectos negativos del estrés.

Bioestimulantes y protectores para prevenir y combatir el estrés abiótico

Ante el desafío del estrés abiótico en las plantas, los bioestimulantes y protectores emergen como aliados valiosos en la lucha por su bienestar. Los bioestimulantes, compuestos por ingredientes naturales como aminoácidos, ácidos húmicos, extractos de algas marinas y microorganismos beneficiosos, fortalecen el sistema radicular, mejoran la absorción de nutrientes y aumentan la resistencia al estrés. Estos productos no solo promueven el crecimiento vegetal, sino que también estimulan respuestas fisiológicas que mejoran la tolerancia de las plantas a condiciones adversas.

Por otro lado, los protectores ofrecen una defensa adicional contra los efectos nocivos del estrés abiótico. Los protectores solares, por ejemplo, proporcionan una barrera contra la radiación ultravioleta, reduciendo el riesgo de daño en las hojas y tallos. Asimismo, los protectores contra la sequía ayudan a retener la humedad en el suelo, manteniendo un ambiente propicio para el desarrollo radicular y la absorción de agua. Además, las prácticas de manejo del suelo, como la aplicación de mantillo y la rotación de cultivos, contribuyen a mejorar la estructura del suelo y conservar la humedad, reduciendo así la susceptibilidad de las plantas al estrés hídrico.

En conjunto, el uso estratégico de bioestimulantes, protectores y prácticas de manejo del suelo ofrece un enfoque integral para prevenir y combatir el estrés abiótico en las plantas. Al fortalecer la resistencia de las plantas y proporcionarles las herramientas necesarias para enfrentar condiciones adversas, estos recursos desempeñan un papel fundamental en el fomento de la salud vegetal y la promoción de una agricultura más sostenible y resiliente.

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