El oxalato de calcio (en terminología arcaica, oxalato de cal ) es una sal cálcica 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. Las formas anhidras y todas las hidratadas son incoloras o blancas. El monohidrato CaC 2 O 4 ·H 2 O se presenta naturalmente como mineral whewellita , formando cristales en forma de envoltura, conocidos en las plantas como rafidios . Los dos hidratos más raros son el CaC 2 O 4 · 2H 2 O dihidrato , que se presenta naturalmente como el mineral weddellita , y el CaC 2 O 4 · 3H 2 O trihidrato , que se presenta naturalmente como el mineral caoxita. 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 con alto contenido de oxalato de calcio, como los de Micronesia , reducen el nivel hirviéndolos y cocinándolos. [4] [5] Son un componente del 76% de los cálculos renales humanos . [6] El oxalato de calcio también se encuentra en la piedra cervecera, una incrustación que se forma en los recipientes utilizados en las cervecerías .
Ocurrencia
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 relacionada con la desintoxicación del 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 carbonato de calcio del suelo . [9]
La planta venenosa del bastón mudo ( Dieffenbachia ) contiene la sustancia y, si se ingiere, puede impedir el habla y provocar asfixia. 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 , malanga , kiwi , hojas de té, agaves , enredaderas de Virginia ( Parthenocissus quinquefolia ) y Alocasia y en 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 de oxalato de calcio insolubles 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 al cosechar las vainas de las semillas de las orquídeas y pueden causar dermatitis de contacto .
El oxalato de calcio, como "piedra cervecera" , es un precipitado de color marrón que tiende a acumularse en tinas, barriles y otros recipientes utilizados en la elaboración de cerveza. Si no se elimina durante un proceso de limpieza, la piedra de cerveza dejará una superficie insalubre que puede albergar microorganismos. [10] Beerstone se compone 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 es también 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 mediante cristalografía de rayos X. Es un polímero de coordinación que presenta aniones de oxalato planos unidos al calcio, que también tiene ligandos de agua . [1]
Importancia médica
El oxalato de calcio puede producir llagas y entumecimiento al ingerirlo e incluso puede ser mortal.
Morfología y diagnóstico.
El monohidrato y el dihidrato se pueden distinguir por la forma de los respectivos cristales.
Los cristales de oxalato de calcio dihidrato son octaédricos . Una gran parte de los cristales en un sedimento de orina tendrán este tipo de morfología, ya que pueden crecer a cualquier pH y ocurrir naturalmente en la orina normal.
Los cristales de monohidrato de oxalato de calcio varían en forma y pueden tener forma de mancuernas, husos, óvalos o vallas, esta última se observa con mayor frecuencia debido a la intoxicación por etilenglicol . [11]
Microscopía de orina que muestra cristales de oxalato de calcio en la orina. La morfología del cristal octaédrico es claramente visible.
Microscopía de orina que muestra un cristal de oxalato de calcio monohidrato (en forma de mancuerna) y un cristal de oxalato de calcio dihidrato (en forma de sobre) junto con varios eritrocitos.
Microscopía de orina que muestra varios cristales de oxalato cálcico monohidrato (en forma de mancuerna, algunos de ellos aglomerados) y un cristal de oxalato cálcico dihidrato (en forma de sobre) junto con varios eritrocitos.
Sedimento urinario que muestra varios cristales de oxalato de calcio. 40X
Comparación de diferentes tipos de cálculos urinarios.
Histopatología de cristales de oxalato de calcio en un quiste mamario benigno, tinción H&E. En la mama, se pueden observar en mamografía y suelen ser benignos, pero pueden asociarse con carcinoma lobulillar in situ . [12]
Cálculos renales
Los cálculos de oxalato de calcio monohidrato pueden tener forma espiculada, asemejándose a 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 persistentemente saturada con calcio y oxalato. Entre el 1% y el 15% de las personas en todo el mundo se ven afectadas por cálculos renales en algún momento. [13] [14] En 2015, causaron alrededor de 16.000 muertes en todo el mundo. [15]
Parte del oxalato de la orina lo produce el cuerpo. El calcio y el oxalato en la dieta influyen, pero no son los únicos factores que afectan la formación de cálculos de oxalato de calcio. El oxalato dietético es un ion orgánico que se encuentra en muchas verduras, frutas y frutos secos. El calcio de los huesos también puede desempeñar un papel en la formación de cálculos renales.
En un estudio sobre moduladores de la cristalización de oxalato de calcio en la orina, se demostró que el citrato alcalino de magnesio inhibe la cristalización de CaOx (oxalato de calcio), “probablemente a través de acciones del citrato, pero no del Mg”. Esto fue 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. [dieciséis]
Aplicaciones industriales
El oxalato de calcio se utiliza en la fabricación de esmaltes cerámicos . [17]
^ ab S. Deganello (1981). "La estructura de Whewellita, CaC 2 O 4. H 2 O, a 328 K". Acta Crystallogr. B . 37 (4): 826–829. doi :10.1107/S056774088100441X.
^ Haynes, W., ed. (2015-2016). Manual de Química y Física (96ª ed.). Prensa CRC. pag. 4-55.
^ Euler. "Tabla Ksp: constantes del producto de solubilidad cercanas a 25 ° C". chm.uri.edu . Consultado el 10 de junio de 2021 .
^ Arnold, Michael A. (2014). "Pandanus tectorius S. Parkinson" (PDF) . Horticultura Aggie . Universidad Texas A & M. Archivado desde el original (PDF) el 31 de agosto de 2021 . Consultado el 30 de septiembre de 2020 .
^ Editorial WebMD. "Alimentos ricos en oxalatos". WebMD . Consultado el 30 de enero de 2022 .
^ ab Singh, Príncipe; Enders, Felicity T.; Vaughan, Lisa E.; Bergstralh, Eric J.; Knoedler, John J.; Krambeck, Amy E.; Lieske, John C.; Regla, Andrew D. (octubre de 2015). "Composición de los cálculos entre quienes forman cálculos renales sintomáticos por primera vez en la comunidad". Actas de Mayo Clinic . 90 (10): 1356-1365. doi :10.1016/j.mayocp.2015.07.016. PMC 4593754 . PMID 26349951.
^ Francesci, realidad virtual; Nakata (2005). "Oxalato de calcio en plantas: formación y función". Annu Rev Planta Biol . 56 (56): 41–71. doi :10.1146/annurev.arplant.56.032604.144106. PMID 15862089.
^ Martín, G; Mateo Guggiari; Daniel Bravo; Jacob Zopfi; Guillaume Cailleau; Miguel Aragno; Daniel Job; Eric Verrecchia; Pilar Junier (2012). "Hongos, bacterias y pH del suelo: la vía oxalato-carbonato como modelo de interacción metabólica". Microbiología Ambiental . 14 (11): 2960–2970. doi :10.1111/j.1462-2920.2012.02862.x. PMID 22928486.[ enlace muerto permanente ]
^ Parsons, Robert F.; Attiwill, Peter M.; Urén, Nicolás 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.
^ Ryan, James (27 de mayo de 2018). "¿Qué es beerstone (y cómo eliminarlo)" . Consultado el 28 de mayo de 2018 .
^ "Cristales de orina". ahdc.vet.cornell.edu/ . Universidad de Cornell . Consultado el 12 de julio de 2014 .
^ Imagen de Mikael Häggström, MD. - Referencia para la asociación benigna/CLIS: Hind Warzecha, MD "Microcalcificaciones". Esquemas de patología .Última actualización del autor: 1 de junio de 2010
^ Morgan, Mónica 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.
^ Abufaraj, Mohammad; Xu, Tianlin; Cao, Chao; Waldhoeer, Thomas; Seitz, cristiano; d'Andrea, David; Siyam, Abdelmuez; Tarawneh, Rand; Fajkovic, Harún; 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.
^ Vos T, Allen C, Arora M, Barber RM, Bhutta ZA, Brown A, et al. (Colaboradores de incidencia y prevalencia de enfermedades y lesiones del GBD 2015) (octubre de 2016). "Esperanza de vida mundial, 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 carga global de enfermedades 2015". Lanceta . 388 (10053): 1459-1544. doi :10.1016/s0140-6736(16)31012-1. PMC 5388903 . PMID 27733281.
^ 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 alcalino de magnesio como moduladores de la cristalización de oxalato de calcio en la 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.
^ "Hoja de datos de oxalato de calcio". Hummel Croton Inc. Consultado el 23 de abril de 2017 .