Metilmercurio
Compuesto químico tóxico
Metilmercurio
Identificadores
  • 22967-92-6 ☒norte
Modelo 3D ( JSmol )
  • Imagen interactiva
EBICh
  • CHEBI:30785 controlarY
Araña química
  • 6599 controlarY
Tarjeta informativa de la ECHA100.223.040
Identificador de centro de PubChem
  • 6860  (+1)
  • 409301  cloruro
  • DTXSID9024198
  • Clave: MJOUBOKSWBMNGQ-UHFFFAOYSA-N controlarY
  • C[Hg+]
Propiedades
CH3Hg​​
Masa molar215,63 g/mol
Compuestos relacionados
Compuestos relacionados
Etilmercurio
Dimetilmercurio
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para los materiales en su estado estándar (a 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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Compuesto químico
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 [CH 3 Hg] + . Es el compuesto organomercúrico más simple . El metilmercurio es extremadamente tóxico y sus derivados son la principal fuente de mercurio orgánico para los humanos. Es un tóxico ambiental bioacumulable con una vida media de 50 días . [1] [ aclaración necesaria ] El metilmercurio es el agente causante de la infame enfermedad de Minamata .

Estructura y química

El término "metilmercurio" es una abreviatura del hipotético "catión metilmercurio", a veces escrito como 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 CH3Hg + ( 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 con carga positiva, se combina fácilmente con aniones como cloruro ( Cl − ), hidróxido ( OH − ) y nitrato ( NO−3). Tiene una afinidad particular por los aniones que contienen azufre , en particular los tioles ( RS − ). Los tioles se generan cuando el aminoácido cisteína y el péptido glutatión forman complejos fuertes con 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 del mercurio inorgánico por la acción de microbios que viven en sistemas acuáticos, incluidos lagos , ríos , humedales , sedimentos , suelos y el océano abierto . [5] Esta producción de metilmercurio se ha atribuido principalmente a 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] Concentraciones significativas de metilmercurio en columnas de agua oceánica [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 en 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] La ​​mayor concentración de metilmercurio se debe a su capacidad de bioacumularse y biomagnificarse en las redes alimentarias acuáticas. [18]

Existen diversas 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 , en particular carbón . Aunque el mercurio inorgánico es solo un componente traza de dichos combustibles, su combustión a gran escala en calderas de servicios públicos y comerciales/industriales solo en los Estados Unidos da como resultado la liberación de unas 80,2 toneladas (73 toneladas métricas ) de mercurio elemental a la atmósfera cada año, de un total de emisiones antropogénicas 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, en la actualidad hay pocas fuentes antropogénicas directas de contaminación por metilmercurio en los Estados Unidos. [21]

Los experimentos de ecosistemas de lagos completos en IISD-ELA en Ontario , Canadá, mostraron que el mercurio que cae directamente sobre un lago tuvo los impactos más rápidos en los ecosistemas acuáticos en comparación con el mercurio que cae 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 la 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 la perca amarilla joven del año en dos meses, mientras que el mercurio aplicado a los humedales y las tierras altas tuvo un influjo más lento pero más prolongado. [22] [23]

La intoxicación aguda por metilmercurio puede producirse 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, la intoxicación por metilmercurio se produjo en Grassy Narrows, en Ontario (Canadá) (véase la enfermedad de Minamata, Ontario ), como resultado del mercurio liberado del proceso de cloralcalinidad 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 ambiente acuático. También se produjo una tragedia por intoxicación aguda por metilmercurio en Minamata (Japón), tras la liberación de metilmercurio en la bahía de Minamata y sus afluentes (véase la enfermedad de Minamata ). En el caso de Ontario, el mercurio inorgánico descargado al medio ambiente se metiló en el medio ambiente, mientras que en Minamata (Japón) hubo una descarga industrial directa de metilmercurio.

Fuentes dietéticas

Debido a que el metilmercurio se forma en sistemas acuáticos y no se elimina fácilmente de los organismos, se biomagnifica en las cadenas alimentarias acuáticas desde las bacterias , al plancton , a través de los macroinvertebrados , a los peces herbívoros y a los peces piscívoros (que comen 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 nivel superior puede alcanzar un nivel un millón de veces superior al nivel en el agua. [24] [25] Esto se debe a que el metilmercurio tiene una vida media de unos 72 días en los organismos acuáticos, lo que da lugar a 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 peces 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 determinado pescado depende de la especie de pez, 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 , la lucioperca , la lubina negra y el lucio del norte , 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 especie de pez dada, los peces más viejos y grandes tienen niveles más altos de metilmercurio que los peces más pequeños. Los peces que se desarrollan en cuerpos de agua que son más ácidos también tienden a tener niveles más altos de metilmercurio. [24]

Impacto biológico

Efectos sobre la salud humana

El metilmercurio ingerido se absorbe rápida y completamente en el tracto gastrointestinal . Se encuentra principalmente en forma de complejos con cisteína libre y con proteínas y péptidos que contienen ese aminoácido. El complejo metilmercúrico-cisteinilo es reconocido por las proteínas transportadoras de aminoácidos 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, así como por su fuerte unión a las proteínas, el metilmercurio no se elimina fácilmente. El metilmercurio tiene una vida media en la sangre humana de aproximadamente 50 días. [30]

Varios estudios indican que el metilmercurio está vinculado a déficits sutiles del desarrollo en niños expuestos en el útero , como pérdida de puntos de CI y disminución del rendimiento en pruebas de habilidades lingüísticas, función de la memoria y déficit de atención. [31] La exposición al metilmercurio en adultos también se ha relacionado con un mayor riesgo de enfermedad cardiovascular , incluido el ataque cardíaco . [32] [33] [34] Algunas pruebas también sugieren que el metilmercurio puede causar efectos autoinmunes en individuos sensibles. [35] A pesar de algunas preocupaciones sobre la relación entre la exposición al metilmercurio y el autismo, hay pocos datos que respalden tal vínculo. [36] Aunque no hay duda de que el metilmercurio es tóxico en varios aspectos, incluida 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. Evidencias recientes sugieren que la toxicidad cardiovascular y del desarrollo del metilmercurio puede mitigarse con la coexposición a los ácidos grasos omega-3 y quizás al selenio , ambos encontrados en el pescado y en otros lugares. [33] [37] [38] [39] [40]

Se han producido varios episodios en los que un gran número de personas se intoxicaron gravemente por alimentos contaminados con altos niveles de metilmercurio, en particular el vertido de residuos industriales que provocó la contaminación y el posterior envenenamiento masivo en Minamata y Niigata ( Japón ) [41] y la situación en Irak en los decenios de 1960 y 1970 en la que el trigo tratado con metilmercurio como conservante y destinado a ser utilizado como grano de semilla se alimentó a los animales y fue consumido directamente por las personas (véase el desastre del grano envenenado de Basora ). Estos episodios provocaron síntomas neurológicos , entre ellos parestesias , pérdida de coordinación física, dificultad para hablar , estrechamiento del campo visual , deterioro auditivo , ceguera y muerte. Los niños que habían estado expuestos en el útero a través de la ingestión de sus madres también se vieron afectados por una serie de síntomas, entre ellos 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, dichos efectos pueden detectarse comparando poblaciones con diferentes niveles de exposición. Hay informes aislados de varios 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 Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (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 guía se basa en la protección del feto en desarrollo; sin embargo, la guía futura también puede abordar el riesgo cardiovascular. En general, el consejo sobre el consumo de pescado intenta 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 evitar el pescado con altos niveles de metilmercurio, limitar su ingesta 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 frascos de larvas de Jordanella después de un mes en agua normal para el primer lote, y en agua que contiene 0,6 PPB, 1,26 PPB y 2,5 PPB (partes por mil millones) de metilmercurio para los tres frascos 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 muy contaminados como en ecosistemas con niveles moderados de metilmercurio. Dos revisiones [24] [45] documentan numerosos estudios sobre la disminución del éxito reproductivo de los peces, las aves que se alimentan de peces y los mamíferos debido a la contaminación con metilmercurio en los ecosistemas acuáticos.

En las políticas públicas

Los niveles de metilmercurio en el pescado, así como las advertencias sobre su consumo, pueden alterar los hábitos alimentarios, las tradiciones pesqueras y los medios de vida de las personas que participan en la captura, distribución y preparación del pescado como alimento para los seres humanos. [46] Además, los límites propuestos a las emisiones de mercurio pueden suponer un aumento de los controles de contaminación costosos en las calderas de carbón. No obstante, se pueden lograr beneficios sustanciales a nivel mundial mediante la introducción de medidas de reducción de las emisiones de mercurio, ya que reducen la exposición de los seres humanos y la vida silvestre al metilmercurio. [47]

Alrededor del 30% de la cantidad de mercurio depositado por la atmósfera 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 a los tejidos en peces de agua dulce pueden no haber diferido notablemente 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 proveniente de la contaminación, y los niveles de mercurio en las capas superiores del océano se han triplicado desde el comienzo de la revolución industrial. Los niveles más altos de mercurio en aguas oceánicas menos profundas podrían aumentar la cantidad de tóxico que se acumula en los peces comestibles, exponiendo a las personas a un mayor riesgo de envenenamiento por mercurio. [50]

Véase también

Referencias

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