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8/18/2019 8 Metales tóxicos
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METALES TÓXICOS
Dra. María Custodio Villanueva
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Metales fisiológicos o esenciales : necesarios en altas concentraciones, se
tiene gran tolerancia a ellos, ej.: Fe y Na. Metales necesarios en pequeñas concentraciones : con poca tolerancia a ellos, Zn y Cu.
Metales biológicamente importantes : funcionan como cofactores,componentes integrales de enzimas (Mg) y moléculas biológicamente activas.
Ej.: Fe-hemoglobina, citocromo; Mg en la clorofila.Metales no esenciales, dado que no se ha determinado su función esencial.Ej.: Pb y Hg
Los metales constituyen una parte importante de la biósfera y muchos de ellosse encuentran formando parte de la materia viviente. Según el requerimientoque el hombre tiene de ellos, se clasifican en:
METALES
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METAL TOXICO
Es aquel que pertenece al grupo de elementos que no sonnecesarios o beneficiosos en el metabolismo del hombre y delos animales.
Capaces de causar efectos indeseables en el metabolismo delhombre y de los animales aún a muy bajas concentraciones.
Tóxicos sistémicos (Pb, Cd, Hg, As, Al): al ser ingeridospueden afectar a más de un órgano (sistemagastrointestinal).
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SUELO PLANTA METAL
pH Especie y
variedad
Naturaleza
química Textura Órgano Movilidad:
• Planta• Suelo Materia orgánica Vías de absorción
FACTORES QUE AFECTAN LABIODISPONIBILIDAD DE UN METAL
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Escurrimiento
Irrigación
Flujo
L a v a
d o
L l u v
i a
RUTAS DE TRANSPORTE DE ELEMENTOS TRAZAS ENEL AMBIENTE
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Interacción con metales esenciales : metabolismo similar, comparteo influyen en mecanismo homeostático, pueden influir en su rol siactúan como cofactores para enzimas u otros procesos metabólicos.Formación de complejos metal-proteínas: complejos involucradosen detoxificación o protección.
Edad y estado de desarrollo: niños y personas mayores son mássusceptibles. La principal vía de exposición: alimentos.Estilo de vida: factores como fumar e ingesta de alcohol pueden tenerinfluencia directa por alteración de la dieta y reducción de la captaciónde minerales esenciales.
Formas químicas y especiación del metal : influyen en la absorcióny distribución a través del cuerpo y sus efectos tóxicos.Estatus inmune del huésped : efectos tóxicos varían pero involucranalgún tipo de respuesta inmune y esto depende del individuo.
FACTORES QUE INFLUYEN EN LATOXICIDAD DE LOS METALES
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Fuentes Metaloide que se extrae de minas minerales que lo contienen en aleación, agua,suelo, vegetales, animales y organismos marinos. Volcanes
Características Metal frágil y volátil de color pardo y olor aliáceo (ajo y cebolla). Se sublima a633 °C sin fundirse.
Usos • Fabricación de vidrios, esmaltes, pinturas, extracción de salitre,
manipulación de aleaciones de metales de fundiciones y otras industrias.•
Germicidas y conservador de viñedos y cultivos de algodón, cereales,papa, etc.• Rodenticida y en exterminio de animales dañinos y gérmenes.• Medicina humana y veterinaria.
ARSÉNICO
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Causas de intoxicación • Ingestión suicida, accidental o criminal provocando manifestaciones agudas.• Produce en general, cuadros subagudos y crónicos.
Mecanismo de toxicidad
Tiene acción sobre:• Sistemas de enzimas más que sobre factores estructurales de las células vivas.• Arteriolas y capilares produciendo vasodilatación paralítica.• División celular , observándose anomalías en el núcleo.
Toxicidad relativaDepende de:• De su forma ya sea orgánica o inorgánica • De su estado oxidativo • De su solubilidad • De su pureza y estado físico • De su tasa de absorción y eliminación
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SÍNTOMAS DE INTOXICACIÓN CON ARSÉNICO
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Características
Metal grisáceo duro con alta conductividad térmica. Se encuentranaturalmente en rocas, carbón, el suelo y en polvo volcánico.El berilio es purificado para uso en armas y reactores nucleares, estructurasde aeronaves y vehículos espaciales, instrumentos, máquinas para rayos X yespejos.El óxido de berilio es usado para fabricar ciertas cerámicas especiales usadasen sistemas eléctricos y alta tecnología.Las aleaciones de berilio se usan en automóviles, computadoras, artículosdeportivos (palos de golf) y piezas dentales.
Medio ambienteLos polvos de berilio entran al aire al quemar carbón y aceite combustible.Este polvo de berilio eventualmente se depositará sobre el suelo y el agua.El berilio llega al agua por la erosión de las rocas y del suelo, y desde residuosindustriales. Algunos compuestos de berilio se disolverán en el agua, pero lamayoría se adhieren a partículas y se depositan en el fondo.El berilio no se acumula en la cadena alimentaria.
BERILIO
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Características Elemento natural de la corteza terrestre.Se encuentra como mineral combinado con otros elementos (oxígeno, cloro y azufre).• Todos los suelos y rocas contienen Cd, incluso carbón y abonos minerales.• No se corroe fácilmente y se utiliza en baterías, pigmentos, revestimiento demetales y plásticos.
En el ambiente El cadmio llega al suelo, al agua y al aire de actividades industriales y de minería, yla combustión de carbón y desechos domésticos.• No se degrada en el ambiente, pero sí cambia de forma. • Las partículas de Cd en el aire pueden movilizarse largas distancias antes de
depositarse en la tierra o el agua.• Las plantas, los peces y otros animales incorporan cadmio del ambiente.
Fuentes de exposición Alimentos contaminados: hojas de verduras, granos, legumbres y riñón.• Cigarrillos y humo de cigarrillo. • Aire contaminado en el trabajo. • Agua contaminada.• Plantas industriales que liberan cadmio al aire.
CADMIO
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Características • Elemento natural ubicuo, presente en rocas, plantas, suelos, animales y humos
y gases volcánicos.• Se encuentra en estados de oxidación: +2; +3; +6.• Cr+6: mayor importancia toxicológica, formando cromatos, dicromatos y
ácido crómico.• Cr+3: oligoelemento indispensable en el metabolismo de la glucosa, colesterol
y ácidos grasos.Usos • Se usa en industrias: metalúrgica, química y de materiales refractarios.• Componente esenciales de materiales inoxidables, en planchas de blindaje,
proyectiles, cajas fuerte.• En la obtención de ladrillos para hornos industriales.
En el ambiente• Llega al aire, agua y suelo como resultado de procesos naturales y actividades
humanas (Cr+6 y Cr+3).• La combustión de carbón y aceite son las principales fuentes de emisión.
CROMO
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Los compuestos Cr +6, son fuertes agentes oxidantes, tienden a ser irritantesy corrosivos. Acción cáustica directa , sensibilización cutánea, citotoxicidad e inflamación deneumocitos, interacción con biomoléculas, también induce alteración decromátidas hermanas, aberraciones cromosómicas y reacciones cruzadas en lacadena de ADN.
En los ojos puede producir conjuntivitis, lagrimeo y dolor.
Sistema respiratorio : puede causar irritación de la nariz, estornudos, comezón,sangrado, úlceras y eventualmente perforación del tabique nasal.
Tracto GI: la ingestión en pequeñas cantidades no tiene efectos adversos. Sin
embargo, la ingestión accidental o intencional de cantidades elevadas causacuadro gastrointestinal agudo con vómitos sanguinolentos, diarrea, sangre enheces, colapso cardiovascular y muerte.
El Cr(+6) es considerado carcinógeno del grupo I por la International Agency forResearch on Cancer (IARC).
CROMO
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PLOMO
FUENTES DE EXPOSICIÓN
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TOXICOCINÉT
ICA
Plomo inorgánico es absorbido por las vías respiratoria y gastrointestinal.Plomo orgánico también se absorbe por piel.La vía más importante desde el punto de vista ocupacional es larespiratoria.La absorción de Pb depende de propiedades del organismo: edad, estadofisiológico e integridad de los tejidos.
Pb tiene gran afinidad por los eritrocitos: 95% se une a ellos.La sangre transporta el plomo hacia todo el cuerpo y lo deposita en lostejidos de acuerdo a un gradiente de concentración y a la afinidadespecífica de cada órgano.Gran afinidad del plomo por el tejido óseo, también hígado, riñones ymúsculos estriados.Traspasa la barrera placentaria y cerebral sin acumularse de manerasignificativa.
Plomo se excreta por heces, orina, secreciones gastrointestinales, cabello,uñas y sudor. También por leche materna.
ABSORCIÓN
DISTRIBUCIÓN
EXCRECIÓN
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PLOMO
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•
El plomo tiene gran afinidad por los grupos sulfhidrilo, en especial por lasenzimas dependientes de zinc.
• Interfiere con el metabolismo del calcio : reemplaza al calcio y se comportacomo un segundo mensajero intracelular, alterando la distribución del calcio enlos compartimentos dentro de la célula.
•
Inhibe la bomba de Na-K-ATPasa, lo que aumenta el calcio intracelularafectando la neurotransmisión y el tono vascular lo que explicaría en parte lahipertensión y la neurotoxicidad.
• A nivel renal : interfiere con la conversión de la vitamina D a su forma activa,hay inclusiones intranucleares en los túbulos renales, produce unatubulopatía, que en estadios más avanzados llega a atrofia tubular y fibrosis.
• Sistema nervioso central : varias funciones están comprometidas,principalmente porque el plomo altera el metabolismo y función del calcio. Seacumula en el espacio endoneural de los nervios periféricos causando edema,aumento de la presión en dicho espacio y finalmente daño axonal.
Efectos tóxicos
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MERCURIO
Características• Se presenta en la cadena trófica en dos grupos de especies químicas:
inorgánico (Hg, HgO, Hg2+; Hg2+) y orgánico (dimetil mercurio (CH3)2Hg; metilmercurio CH3Hg+ y fenil mercurio C6H5Hg+).
En el ambiente• En la naturaleza se encuentra en forma mineral cinabrio (sulfuro de mercurio)
o como Hg metal.• Hg: volátil a temperatura ambiente y es como se incorpora a la
atmosfera sufriendo procesos de transformación a la especie soluble Hg2+.• No es abundante en la naturaleza (0,5 ppm) pero se distribuye formando
bolsas de acumulación donde su concentración es elevada.
Fuentes de contaminación• Pueden se naturales o antropogénicas.• Fuente natural: Hg• Fuente antropogénicas: fungicida, herbicida, papeleras, fabricas
electroquímicas, pinturas, pilas, vertidos industriales.
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En el agua de los ríos esbiotransformado por microrganismose incorporado a las cadenas tróficascomometilmercurio (tóxico).
BIOTRANSFORMACIÓN
En la atmosfera, la especie quepredomina es Hg2+, formada a partirde otras especies de Hg, comodimetilmercurio, HgO o Hg, endiferentes procesos químicos.
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ICA
El Hg es absorbido por vía gastrointestinal, respiratoria y dérmica. Vía gástrica: Hg metal, Hg2+ y especies orgánicas del Hg. (80%) Vía respiratoria: Hg metal en forma de vapor y OHg (80-90%). Vía dérmica: difícil absorción de especies inorgánicas.
Los cationes mercuriales tanto orgánicos como inorgánicos reaccionan conmoléculas biológicamente importantes.Los iones inorgánicos se distribuyen a los tejidos y se acumulan enhígado, riñón, sangre, mucosa respiratoria, pared intestinal y colón, piel,corazón, cerebro y pulmón. Después de 1 semana 85-95% riñón.Los orgánicos por su capacidad de atravesar membranas y su resistenciaa la biotransformación se concentran en el sistema nervioso central.
Se excreta principalmente por la orina, pero también por heces, bilis,saliva y jugos gástricos e intestinales.
ABSORCIÓN
DISTRIBUCIÓN
EXCRECIÓN
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