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metilmercurio

Estructuras de dos tipos principales de complejos formados por metilmercurio. X − = anión, L = base de Lewis neutra .

El metilmercurio (a veces metilmercurio ) es un catión organometálico con la fórmula [ CH3Hg ] + . Es el compuesto organomercurio más simple . El metilmercurio es extremadamente tóxico y sus derivados son la principal fuente de mercurio orgánico para los humanos. Es un tóxico ambiental bioacumulativo con una vida media de 50 días. [1] [ se necesita aclaración ] El metilmercurio es el agente causante de la infame enfermedad de Minamata .

Estructura y química

"Metilmercurio" es una abreviatura del hipotético "catión metilmercurio", a veces escrito catión metilmercurio(1+) o catión metilmercurio(II) . Este grupo funcional está compuesto por un grupo metilo unido a un átomo de mercurio . Su fórmula química es CH 3 Hg + (a veces escrito como MeHg + ). El compuesto de metilmercurio tiene una carga total de +1, con Hg en el estado de oxidación +2 . El metilmercurio existe como sustituyente en muchos complejos del tipo [MeHgL] + (L = base de Lewis) y MeHgX (X = anión). [2]

Como ion cargado positivamente, se combina fácilmente con aniones como cloruro ( Cl − ), hidróxido ( OH − ) y nitrato ( NO−3). Tiene una afinidad particular por los aniones que contienen azufre , particularmente los tioles ( RS − ). Los tioles se generan cuando el aminoácido cisteína y el péptido glutatión forman complejos fuertes con el metilmercurio: [3]

[MeHg] + + RSH → MeHg−SR + H +

Fuentes

Fuentes ambientales

Estructura del complejo de metilmercurio y cisteína. [4] Código de color: azul oscuro = Hg, amarillo = S.

El metilmercurio se forma a partir de mercurio inorgánico por la acción de microbios que viven en sistemas acuáticos, incluidos lagos , ríos , humedales , sedimentos , suelos y mar abierto . [5] Esta producción de metilmercurio se ha atribuido principalmente a las bacterias anaeróbicas en el sedimento. [6] Las bacterias capaces de metilar el mercurio son principalmente las bacterias reductoras de sulfuro (SRB) [7] [8] , las bacterias reductoras de hierro (FeRB) [9] y los metanógenos [10] [11] . Las concentraciones significativas de metilmercurio en las columnas de agua del océano [12] están fuertemente asociadas con la remineralización de nutrientes y materia orgánica , lo que indica que la remineralización puede contribuir a la producción de metilmercurio. [13] También se han observado mediciones directas de la producción de metilmercurio utilizando isótopos estables de mercurio en aguas marinas, [14] [15] pero aún se desconocen los microbios involucrados. Se han detectado mayores concentraciones de metilmercurio en el agua y los peces después de inundaciones de suelos asociadas con la creación de embalses (por ejemplo, para la generación de energía hidroeléctrica) y en humedales termokarst que se forman después del deshielo del permafrost . [14] [16] [17] El aumento de la concentración de metilmercurio se debe a su capacidad de bioacumularse y biomagnificarse en las redes alimentarias acuáticas. [18]

Existen varias fuentes de mercurio inorgánico que pueden contribuir indirectamente a la producción de metilmercurio a partir de microbios en el medio ambiente. Las fuentes naturales de mercurio liberado a la atmósfera incluyen volcanes , incendios forestales , volatilización del océano [19] y erosión de rocas que contienen mercurio . [20] Las fuentes antropogénicas de mercurio incluyen la quema de desechos que contienen mercurio inorgánico y la quema de combustibles fósiles , particularmente carbón . Aunque el mercurio inorgánico es sólo un componente traza de dichos combustibles, su combustión a gran escala en calderas de servicios públicos y comerciales/industriales tan solo en los Estados Unidos produce la liberación de unas 80,2 toneladas (73 toneladas métricas ) de mercurio elemental a la atmósfera cada año, de de emisiones antropogénicas totales de mercurio en los Estados Unidos de 158 toneladas (144 toneladas métricas)/año. [21]

En el pasado, el metilmercurio se producía directa e indirectamente como parte de varios procesos industriales, como la fabricación de acetaldehído . Sin embargo, actualmente existen pocas fuentes antropogénicas directas de contaminación por metilmercurio en los Estados Unidos. [21]

Los experimentos con ecosistemas lacustres completos realizados en IISD-ELA en Ontario , Canadá, demostraron que el mercurio que caía directamente sobre un lago tenía los impactos más rápidos en los ecosistemas acuáticos en comparación con el mercurio que caía sobre la tierra circundante. [22] Este mercurio inorgánico es convertido en metilmercurio por bacterias. Se agregaron diferentes isótopos estables de mercurio a lagos, humedales y tierras altas , simulando lluvia, y luego se analizaron las concentraciones de mercurio en los peces para encontrar su fuente. [23] El mercurio aplicado a los lagos se encontró en las percas amarillas jóvenes del año en dos meses, mientras que el mercurio aplicado a los humedales y tierras altas tuvo un influjo más lento pero más prolongado. [22] [23]

La intoxicación aguda por metilmercurio puede ocurrir directamente por la liberación de metilmercurio al medio ambiente o indirectamente por la liberación de mercurio inorgánico que posteriormente se metila en el medio ambiente. Por ejemplo, el envenenamiento por metilmercurio ocurrió en Grassy Narrows en Ontario, Canadá (ver Enfermedad de Ontario Minamata ), como resultado del mercurio liberado del proceso cloro-álcali con celdas de mercurio , que utiliza mercurio líquido como electrodo en un proceso que implica la descomposición electrolítica de la salmuera. , seguida de la metilación del mercurio en el medio acuático. También se produjo una tragedia de envenenamiento agudo por metilmercurio en Minamata, Japón, tras la liberación de metilmercurio en la bahía de Minamata y sus afluentes (ver Enfermedad de Minamata ). En el caso de Ontario, el mercurio inorgánico vertido al medio ambiente fue metilado en el medio ambiente; mientras que en Minamata, Japón, hubo descargas industriales directas de metilmercurio.

Fuentes dietéticas

Debido a que el metilmercurio se forma en los sistemas acuáticos y debido a que no se elimina fácilmente de los organismos, se biomagnifica en las cadenas alimentarias acuáticas, desde las bacterias hasta el plancton , pasando por los macroinvertebrados , los peces herbívoros y los peces piscívoros (que se alimentan de peces). [24] [25] En cada paso de la cadena alimentaria, la concentración de metilmercurio en el organismo aumenta. La concentración de metilmercurio en los depredadores acuáticos de alto nivel puede alcanzar un nivel un millón de veces mayor que el nivel en el agua. [24] [25] Esto se debe a que el metilmercurio tiene una vida media de aproximadamente 72 días en organismos acuáticos, lo que resulta en su bioacumulación dentro de estas cadenas alimentarias. Los organismos, incluidos los humanos, [26] las aves que se alimentan de peces y los mamíferos que se alimentan de peces, como las nutrias y los cetáceos (es decir, las ballenas y los delfines ), que consumen pescado de la parte superior de la cadena alimentaria acuática reciben el metilmercurio que se ha acumulado a través de este proceso. además de las toxinas en su hábitat. [24] [25] Los peces y otras especies acuáticas son la principal fuente de exposición humana al metilmercurio. [24]

La concentración de mercurio en un pez determinado depende de la especie, la edad y el tamaño del pez y el tipo de cuerpo de agua en el que se encuentra. [24] En general, los peces que se alimentan de peces, como el tiburón , el pez espada , el marlín , las especies más grandes de atún , lucioperca , lubina y lucio , tienen niveles más altos de metilmercurio que los peces herbívoros o los peces más pequeños como la tilapia y el arenque . [27] [28] Dentro de una determinada especie de pez, los peces más viejos y más grandes tienen niveles más altos de metilmercurio que los peces más pequeños. Los peces que se desarrollan en cuerpos de agua más ácidos también tienden a tener niveles más altos de metilmercurio. [24]

Impacto biológico

Efectos sobre la salud humana

El metilmercurio ingerido se absorbe fácil y completamente en el tracto gastrointestinal . Se encuentra principalmente formando complejos con cisteína libre y con proteínas y péptidos que contienen ese aminoácido. El complejo metilmercúrico-cisteinilo es reconocido por los aminoácidos que transportan proteínas en el cuerpo como metionina , otro aminoácido esencial . [29] Debido a este mimetismo, se transporta libremente por todo el cuerpo, incluso a través de la barrera hematoencefálica y a través de la placenta , donde es absorbido por el feto en desarrollo . También por esta razón, además de por su fuerte unión a las proteínas, el metilmercurio no se elimina fácilmente. El metilmercurio tiene una vida media en la sangre humana de unos 50 días. [30]

Varios estudios indican que el metilmercurio está relacionado con déficits sutiles de desarrollo en niños expuestos en el útero, como pérdida de puntos de coeficiente intelectual y disminución del rendimiento en pruebas de habilidades lingüísticas, función de la memoria y déficits de atención. [31] La exposición al metilmercurio en adultos también se ha relacionado con un mayor riesgo de enfermedad cardiovascular, incluido un ataque cardíaco . [32] [33] [34] Alguna evidencia también sugiere que el metilmercurio puede causar efectos autoinmunes en personas sensibles. [35] A pesar de algunas preocupaciones sobre la relación entre la exposición al metilmercurio y el autismo, hay pocos datos que respalden dicho vínculo. [36] Aunque no hay duda de que el metilmercurio es tóxico en varios aspectos, incluso a través de la exposición del feto en desarrollo, todavía existe cierta controversia en cuanto a los niveles de metilmercurio en la dieta que pueden provocar efectos adversos. La evidencia reciente sugiere que la toxicidad cardiovascular y del desarrollo del metilmercurio puede mitigarse mediante la exposición conjunta a los ácidos grasos omega-3 y quizás al selenio , ambos encontrados en el pescado y en otros lugares. [33] [37] [38] [39] [40]

Ha habido varios episodios en los que un gran número de personas resultaron gravemente envenenadas por alimentos contaminados con altos niveles de metilmercurio, en particular el vertido de desechos industriales que provocó la contaminación y el posterior envenenamiento masivo en Minamata y Niigata , Japón [41] y la situación en Irak en las décadas de 1960 y 1970, en los que el trigo tratado con metilmercurio como conservante y destinado a ser semilla de grano se alimentaba a los animales y las personas lo consumían directamente (ver Desastre del grano venenoso de Basora ). Estos episodios provocaron síntomas neurológicos que incluyen parestesias , pérdida de coordinación física, dificultad en el habla , estrechamiento del campo visual , discapacidad auditiva , ceguera y muerte. Los niños que habían estado expuestos en el útero a través de la ingestión de sus madres también se vieron afectados con una variedad de síntomas que incluyen dificultades motoras, problemas sensoriales y discapacidad intelectual .

En la actualidad, rara vez se observan exposiciones de esta magnitud y se limitan a incidentes aislados. En consecuencia, la preocupación por la contaminación por metilmercurio se centra actualmente en efectos más sutiles que pueden estar relacionados con los niveles de exposición que se observan actualmente en poblaciones con niveles altos a moderados de consumo de pescado en la dieta. Estos efectos no son necesariamente identificables a nivel individual o pueden no ser reconocibles de manera única como debidos al metilmercurio. Sin embargo, tales efectos pueden detectarse comparando poblaciones con diferentes niveles de exposición. Existen informes aislados de diversos efectos clínicos sobre la salud en personas que consumen grandes cantidades de pescado; [42] Sin embargo, los efectos específicos sobre la salud y los patrones de exposición no se han verificado con estudios controlados más amplios.

Muchas agencias gubernamentales, las más notables son la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA), Health Canada y la Dirección General de Salud y Protección del Consumidor de la Unión Europea , así como la Agencia Mundial. La Organización de la Salud (OMS) y la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) han publicado una guía para los consumidores de pescado diseñada para limitar la exposición al metilmercurio por el consumo de pescado. En la actualidad, la mayor parte de esta orientación se basa en la protección del feto en desarrollo; Sin embargo, las orientaciones futuras también pueden abordar el riesgo cardiovascular. En general, los consejos sobre el consumo de pescado intentan transmitir el mensaje de que el pescado es una buena fuente de nutrición y tiene importantes beneficios para la salud, pero que los consumidores, en particular las mujeres embarazadas, las mujeres en edad fértil, las madres lactantes y los niños pequeños, deben evitarlo. pescado con niveles altos de metilmercurio, limitar su consumo de pescado con niveles moderados de metilmercurio y consumir pescado con niveles bajos de metilmercurio no más de dos veces por semana. [43] [44]

Efectos sobre los peces y la vida silvestre.

Cuatro viales de larvas de Jordanella después de un mes en agua normal para el primer lote, y en agua que contiene 0,6PPB, 1,26PPB y 2,5PPB (partes por mil millones) de metilmercurio para las tres botellas de la derecha.

En los últimos años, se ha reconocido cada vez más que el metilmercurio afecta la salud de los peces y la vida silvestre, tanto en ecosistemas gravemente contaminados como en ecosistemas con niveles modestos de metilmercurio. Dos revisiones [24] [45] documentan numerosos estudios sobre la disminución del éxito reproductivo de peces, aves piscívoras y mamíferos debido a la contaminación por metilmercurio en los ecosistemas acuáticos.

En política pública

Los niveles de metilmercurio informados en el pescado, junto con las advertencias sobre el consumo de pescado, tienen el potencial de alterar los hábitos alimentarios, las tradiciones pesqueras y los medios de vida de las personas involucradas en la captura, distribución y preparación del pescado como alimento para los humanos. [46] Además, los límites propuestos sobre las emisiones de mercurio tienen el potencial de agregar costosos controles de contaminación en las calderas de servicios públicos alimentadas por carbón. Sin embargo, se pueden lograr beneficios sustanciales a nivel mundial mediante la introducción de medidas de reducción de las emisiones de mercurio porque reducen la exposición de los seres humanos y la vida silvestre al metilmercurio. [47]

Alrededor del 30% del aporte deposicional de mercurio distribuido proviene de fuentes antropogénicas actuales, y el 70% proviene de fuentes naturales. La categoría de fuentes naturales incluye la reemisión de mercurio previamente depositado de fuentes antropogénicas. [48] ​​Según un estudio, basado en concentraciones modeladas, los niveles preantropoceno ligados al tejido en peces de agua dulce pueden no haber diferido marcadamente de los niveles actuales. [49] Sin embargo, según un conjunto completo de mediciones globales, el océano contiene alrededor de 60.000 a 80.000 toneladas de mercurio procedente de la contaminación, y los niveles de mercurio en la superficie del océano se han triplicado desde el comienzo de la revolución industrial. Niveles más altos de mercurio en aguas oceánicas menos profundas podrían aumentar la cantidad de tóxico que se acumula en el pescado, exponiendo a las personas a un mayor riesgo de intoxicación por mercurio. [50]

Ver también

Referencias

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