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Oxalato de calcio

Micrografía electrónica de barrido de la superficie de un cálculo renal que muestra cristales tetragonales de weddellita (oxalato de calcio dihidrato) que emergen de la parte central amorfa del cálculo (la longitud horizontal de la imagen representa 0,5 mm del original representado)

El oxalato de calcio (en terminología arcaica, oxalato de cal ) es una sal de calcio del ácido oxálico con la fórmula química CaC 2 O 4 o Ca(COO) 2 . Forma hidratos CaC 2 O 4 · n H 2 O , donde n varía de 1 a 3. La forma anhidra y todas las formas hidratadas son incoloras o blancas. El monohidrato CaC 2 O 4 · H 2 O se presenta de forma natural como el mineral whewellita , formando cristales con forma de envoltura, conocidos en las plantas como rafuros . Los dos hidratos más raros son el dihidrato CaC 2 O 4 · 2H 2 O , que se presenta de forma natural como el mineral weddellita , y el trihidrato CaC 2 O 4 · 3H 2 O , que se presenta de forma natural como el mineral caoxita, también se reconocen. Algunos alimentos tienen altas cantidades de oxalatos de calcio y pueden producir llagas y entumecimiento al ingerirlos e incluso pueden ser fatales. Los grupos culturales con dietas que dependen en gran medida de frutas y verduras ricas en oxalato de calcio, como los de Micronesia , reducen el nivel de este hirviéndolas y cocinándolas. [4] [5] Son un componente del 76% de los cálculos renales humanos . [6] El oxalato de calcio también se encuentra en la piedra de cerveza, una incrustación que se forma en los recipientes utilizados en las cervecerías .

Aparición

Muchas plantas acumulan oxalato de calcio, como se ha informado en más de 1000 géneros diferentes de plantas. [7] La ​​acumulación de oxalato de calcio está vinculada a la desintoxicación de calcio ( Ca 2+ ) en la planta. [8] Tras la descomposición, el oxalato de calcio es oxidado por bacterias, hongos o incendios forestales para producir el nutriente del suelo carbonato de calcio . [9]

La planta venenosa Dieffenbachia contiene esta sustancia y, si se ingiere, puede impedir el habla y ser asfixiante. También se encuentra en la acedera , el ruibarbo (en grandes cantidades en las hojas), la canela , la cúrcuma y en especies de Oxalis , Araceae , Arum italicum , taro , kiwi , hojas de té, agaves , parra virgen ( Parthenocissus quinquefolia ) y Alocasia , y en las espinacas en cantidades variables. Las plantas del género Philodendron contienen suficiente oxalato de calcio como para que el consumo de partes de la planta pueda provocar síntomas incómodos. Los cristales insolubles de oxalato de calcio se encuentran en los tallos, raíces y hojas de las plantas y se producen en los idioblastos . Las plantas de vainilla exudan oxalatos de calcio tras la cosecha de las vainas de semillas de las orquídeas y pueden causar dermatitis de contacto .

El oxalato de calcio, también conocido como «piedra de cerveza» , es un precipitado de color marrón que tiende a acumularse en los tanques, barriles y otros recipientes utilizados en la elaboración de cerveza. Si no se elimina en un proceso de limpieza, la piedra de cerveza dejará una superficie insalubre que puede albergar microorganismos. [10] La piedra de cerveza está compuesta de sales de calcio y magnesio y varios compuestos orgánicos que quedan del proceso de elaboración de la cerveza; promueve el crecimiento de microorganismos no deseados que pueden afectar negativamente o incluso arruinar el sabor de un lote de cerveza.

Los cristales de oxalato de calcio en la orina son el componente más común de los cálculos renales humanos , y la formación de cristales de oxalato de calcio también es uno de los efectos tóxicos del envenenamiento por etilenglicol .

Propiedades químicas

El oxalato de calcio es una combinación de iones de calcio y la base conjugada del ácido oxálico , el anión oxalato. Sus soluciones acuosas son ligeramente básicas debido a la basicidad del ion oxalato. La basicidad del oxalato de calcio es más débil que la del oxalato de sodio , debido a su menor solubilidad en agua. El hidrato de oxalato de calcio sólido se ha caracterizado por cristalografía de rayos X. Es un polímero de coordinación que presenta aniones de oxalato planares unidos al calcio, que también tiene ligandos de agua . [1]

Importancia médica

El oxalato de calcio puede producir llagas y entumecimiento al ser ingerido e incluso puede ser mortal.

Morfología y diagnóstico

El monohidrato y el dihidrato se pueden distinguir por la forma de los respectivos cristales.

Cálculos renales

Los cálculos de oxalato de calcio monohidrato pueden ser espiculados, semejando la cabeza de una estrella de la mañana .

Alrededor del 76% de los cálculos renales son parcial o totalmente del tipo oxalato de calcio. [6] Se forman cuando la orina está saturada de forma persistente con calcio y oxalato. Entre el 1% y el 15% de las personas en todo el mundo padecen cálculos renales en algún momento. [13] [14] En 2015, causaron alrededor de 16.000 muertes en todo el mundo. [15]

Parte del oxalato presente en la orina es producido por el organismo. El calcio y el oxalato presentes en la dieta influyen en la formación de cálculos de oxalato de calcio, pero no son los únicos factores que lo afectan. El oxalato de la dieta es un ion orgánico que se encuentra en muchas verduras, frutas y frutos secos. El calcio de los huesos también puede influir en la formación de cálculos renales.

En un estudio sobre moduladores de la cristalización del oxalato de calcio en la orina, se demostró que el citrato de magnesio y álcali inhibe la cristalización de CaO x (oxalato de calcio), “probablemente a través de las acciones del citrato, pero no del Mg”. Esto se hizo en comparación con el magnesio, el citrato y el citrato de magnesio. Actualmente, la preparación de citrato de magnesio y potasio que se utilizó en un estudio positivo no está disponible en los Estados Unidos. [16]

Aplicaciones industriales

El oxalato de calcio se utiliza en la fabricación de esmaltes cerámicos . [17]

Véase también

Referencias

  1. ^ ab S. Deganello (1981). "La estructura de la whewellita, CaC 2 O 4 . H 2 O, a 328 K". Acta Crystallogr. B . 37 (4): 826–829. doi :10.1107/S056774088100441X.
  2. ^ Haynes, W., ed. (2015–2016). Manual de química y física (96.ª ed.). CRC Press. pág. 4-55.
  3. ^ Euler. «Tabla Kps: Constantes del producto de solubilidad cerca de 25 °C». chm.uri.edu . Consultado el 10 de junio de 2021 .
  4. ^ Arnold, Michael A. (2014). "Pandanus tectorius S. Parkinson" (PDF) . Aggie Horticulture . Universidad Texas A&M. Archivado desde el original (PDF) el 31 de agosto de 2021. Consultado el 30 de septiembre de 2020 .
  5. ^ Editorial de WebMD. «Alimentos ricos en oxalatos». WebMD . Consultado el 30 de enero de 2022 .
  6. ^ ab Singh, Prince; Enders, Felicity T.; Vaughan, Lisa E.; Bergstralh, Eric J.; Knoedler, John J.; Krambeck, Amy E.; Lieske, John C.; Rule, Andrew D. (octubre de 2015). "Composición de los cálculos entre los formadores de cálculos renales sintomáticos por primera vez en la comunidad". Mayo Clinic Proceedings . 90 (10): 1356–1365. doi :10.1016/j.mayocp.2015.07.016. PMC 4593754 . PMID  26349951. 
  7. ^ Francesci, VR; Nakata (2005). "Oxalato de calcio en plantas: formación y función". Annu Rev Plant Biol . 56 (56): 41–71. doi :10.1146/annurev.arplant.56.032604.144106. PMID  15862089.
  8. ^ Martin, G; Matteo Guggiari; Daniel Bravo; Jakob Zopfi; Guillaume Cailleau; Michel Aragno; Daniel Job; Eric Verrecchia; Pilar Junier (2012). "Hongos, bacterias y pH del suelo: la vía oxalato-carbonato como modelo para la interacción metabólica". Microbiología ambiental . 14 (11): 2960–2970. doi :10.1111/j.1462-2920.2012.02862.x. PMID  22928486.[ enlace muerto permanente ]
  9. ^ Parsons, Robert F.; Attiwill, Peter M.; Uren, Nicholas C.; Kopittke, Peter M. (1 de abril de 2022). "Oxalato de calcio y ciclo del calcio en ecosistemas forestales". Árboles . 36 (2): 531–536. doi :10.1007/s00468-021-02226-4. S2CID  239543937.
  10. ^ Ryan, James (27 de mayo de 2018). «Qué es la piedra de cerveza (y cómo eliminarla)» . Consultado el 28 de mayo de 2018 .
  11. ^ "Cristales en la orina". ahdc.vet.cornell.edu/ . Universidad de Cornell . Consultado el 12 de julio de 2014 .
  12. ^ Imagen de Mikael Häggström, MD.
    - Referencia para asociación benigna/LCIS: Hind Warzecha, MD "Microcalcificaciones". Esquemas de patología .Última actualización del autor: 1 de junio de 2010
  13. ^ Morgan, Monica SC; Pearle, Margaret S (2016). "Manejo médico de los cálculos renales". BMJ . 352 : i52. doi :10.1136/bmj.i52. ISSN  1756-1833. PMID  26977089. S2CID  28313474.
  14. ^ Abufaraj, Mohammad; Xu, Tianlin; Cao, Chao; Waldhoeer, Thomas; Seitz, cristiano; d'Andrea, David; Siyam, Abdelmuez; Tarawneh, Rand; Fajkovic, Harun; Schernhammer, Eva; Yang, Lin; Shariat, Shahrokh F. (6 de septiembre de 2020). "Prevalencia y tendencias de cálculos renales entre adultos en los EE. UU.: análisis de los datos de la encuesta nacional de examen de salud y nutrición 2007-2018". Enfoque europeo de urología . 7 (6): 1468-1475. doi : 10.1016/j.euf.2020.08.011 . ISSN  2405-4569. PMID  32900675. S2CID  221572651.
  15. ^ Vos T, Allen C, Arora M, Barber RM, Bhutta ZA, Brown A, et al. (GBD 2015 Disease and Injury Incidence and Prevalence Collaborators) (octubre de 2016). "Esperanza de vida global, regional y nacional, mortalidad por todas las causas y mortalidad por causas específicas para 249 causas de muerte, 1980-2015: un análisis sistemático para el Estudio de la Carga Global de Enfermedades 2015". Lancet . 388 (10053): 1459–1544. doi :10.1016/s0140-6736(16)31012-1. PMC 5388903 . PMID  27733281. 
  16. ^ Schwille, PO; Schmiedl, A.; Herrmann, U.; Fan, J.; Gottlieb, D.; Manoharan, M.; Wipplinger, J. (1 de mayo de 1999). "Magnesio, citrato, citrato de magnesio y citrato de magnesio-álcali como moduladores de la cristalización de oxalato de calcio en orina: observaciones en pacientes con urolitiasis cálcica idiopática recurrente". Investigación urológica . 27 (2): 117–126. doi :10.1007/s002400050097. ISSN  1434-0879. PMID  10424393. S2CID  1506052.
  17. ^ "Hoja de datos de oxalato de calcio". Hummel Croton Inc. Consultado el 23 de abril de 2017 .