La toxicidad por metales o envenenamiento por metales es el efecto tóxico de ciertos metales en determinadas formas y dosis sobre la vida . Algunos metales son tóxicos cuando forman compuestos solubles venenosos . Ciertos metales no tienen ningún papel biológico, es decir, no son minerales esenciales o son tóxicos cuando se encuentran en determinada forma. [1] En el caso del plomo , cualquier cantidad mensurable puede tener efectos negativos para la salud. [2] A menudo se piensa que sólo los metales pesados pueden ser tóxicos, pero los metales más ligeros como el berilio y el litio también pueden serlo en determinadas circunstancias. No todos los metales pesados son especialmente tóxicos y algunos son esenciales, como el hierro . La definición también puede incluir oligoelementos cuando dosis anormalmente altas puedan resultar tóxicas. Una opción para el tratamiento de la intoxicación por metales puede ser la terapia de quelación , una técnica que implica la administración de agentes quelantes para eliminar metales del cuerpo.
Los metales tóxicos a veces imitan la acción de un elemento esencial, interfiriendo con los procesos metabólicos que resultan en enfermedades . Muchos metales, particularmente los metales pesados , son tóxicos, pero algunos son esenciales y otros, como el bismuto , tienen una toxicidad baja. Los metales en un estado de oxidación anormal para el organismo también pueden volverse tóxicos: el cromo (III) es un oligoelemento esencial, pero el cromo (VI) es un carcinógeno .
Sólo los compuestos solubles que contienen metales son tóxicos. Los metales solubles se denominan complejos de coordinación , que consisten en un ion metálico rodeado de ligandos . Los ligandos pueden variar desde agua en complejos acuáticos metálicos hasta grupos metilo como en el tetraetilo de plomo . Normalmente los complejos metálicos consisten en una mezcla de ligandos.
Los complejos metálicos tóxicos pueden desintoxicarse mediante conversión en derivados insolubles o (ii) encerrándolos en entornos moleculares rígidos utilizando agentes quelantes. Alternativamente, cuando están muy diluidos, los complejos metálicos suelen ser inocuos. [3] Este método utiliza plantas para extraer y reducir la concentración de metales pesados tóxicos en el suelo. [3] Un método aspiracional de descontaminación de metales pesados es la fitorremediación o biorremediación , pero estos enfoques han resuelto pocos problemas del mundo real.
Los metales tóxicos pueden bioacumularse en el cuerpo y en la cadena alimentaria . [4] Por lo tanto, una característica común de los metales tóxicos es la naturaleza crónica de su toxicidad. Esto es particularmente notable con los metales pesados radiactivos como el radio , que imita al calcio hasta el punto de incorporarse al hueso humano, aunque se encuentran implicaciones similares para la salud en el envenenamiento por plomo o mercurio .
Principales tipos de intoxicación por metales
envenenamiento por arsénico
Un tipo dominante de toxicidad por metales es el envenenamiento por arsénico. Este problema surge principalmente del agua subterránea que naturalmente contiene altas concentraciones de arsénico. Un estudio de 2007 encontró que más de 137 millones de personas indican que más de 70 países pueden verse afectados por el envenenamiento por arsénico del agua potable. [5]
Envenenamiento por plomo
El envenenamiento por plomo, a diferencia del envenenamiento por arsénico, lo provoca la industria. La mayor parte del plomo del planeta está inmovilizada en forma de minerales, que son relativamente inofensivos. Dos fuentes principales de envenenamiento por plomo son la gasolina con plomo y el plomo lixiviado de las tuberías (del latín plumbus, plomo). El uso de gasolina con plomo ha disminuido vertiginosamente desde los años 1970. [6] [7] Uno de los pigmentos que contienen plomo es el cromato de plomo (el amarillo anaranjado de los autobuses escolares de EE. UU.), pero este material es tan estable y tan insoluble que existe poca evidencia de su toxicidad.
Toxicidad de los metales esenciales
Se necesitan muchos iones metálicos para la vida. Incluso en estos casos, un gran exceso de estos iones puede resultar tóxico.
Se ha observado que se produce toxicidad por zinc con la ingestión de más de 225 mg de zinc. [16] La absorción excesiva de zinc puede suprimir la absorción de cobre y hierro. El ion zinc libre en solución es altamente tóxico para bacterias, plantas, invertebrados e incluso peces vertebrados. [17] [18] [19]
Toxicidad de metales no esenciales
No existe ningún mecanismo global para la toxicidad de estos iones metálicos. La exposición excesiva, cuando ocurre, generalmente está asociada con actividades industriales.
La intoxicación por berilio se atribuye a la capacidad del Be 2+ para reemplazar al Mg 2+ en algunas enzimas. [20] Be ha sido clasificado por una agencia como carcinógeno. [21]
El envenenamiento por cadmio se puso de relieve con el descubrimiento de la enfermedad de Itai-itai debido a las aguas contaminadas con cadmio resultantes de la minería en la prefectura de Toyama a partir de 1912. [22] El término se refiere a los dolores severos (japonés: 痛いitai ) que sufren las personas con esta afección. Se siente en la columna y las articulaciones. Se cree que el Cd2+ se acumula en los riñones, donde se une firmemente al azufre de las proteínas que contienen cisteína . [23]
La toxicidad del litio surge de una sobredosis de medicamentos que contienen litio. [24]
El envenenamiento por mercurio se puso de relieve con el descubrimiento de la enfermedad de Minamata , llamada así por la ciudad japonesa de Minamata . En 1956, una fábrica de esa ciudad liberó metilmercurio en las aguas residuales industriales , provocando miles de muertes y muchos otros problemas de salud. [25] Este incidente alertó al mundo sobre el fenómeno de la bioacumulación . Si bien todos los compuestos de mercurio son tóxicos, los compuestos organomercurios son especialmente peligrosos porque son más móviles. Se cree que el metilmercurio y compuestos relacionados se unen al azufre de los residuos de cisteinilo en las proteínas. [26]
En varias ocasiones se ha observado intoxicación por talio y es bien sabido que los compuestos de talio son muy tóxicos. No obstante, los incidentes de intoxicación por talio son pocos. [30] El Tl se encuentra en la tabla periódica cerca de otros dos metales altamente tóxicos, el mercurio y el plomo.
Es difícil diferenciar los efectos del envenenamiento por metales de bajo nivel del medio ambiente con otros tipos de daños ambientales, incluida la contaminación no metálica. [32] Generalmente, una mayor exposición a metales pesados en el medio ambiente aumenta el riesgo de desarrollar cáncer. [33]
La terapia de quelación es un procedimiento médico que implica la administración de agentes quelantes para eliminar o desactivar metales pesados del cuerpo. Los agentes quelantes son moléculas que forman complejos de coordinación particularmente estables con iones metálicos. La complejación evita que los iones metálicos reaccionen con las moléculas del cuerpo y les permite disolverse en la sangre y eliminarse por la orina. Sólo debe utilizarse en personas que tengan un diagnóstico de intoxicación por metales. [35] Ese diagnóstico debe validarse con pruebas realizadas en muestras biológicas apropiadas. [34]
Referencias
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