Toxicidad de los metales

Efectos nocivos de ciertos metales

La toxicidad o envenenamiento por metales es el efecto tóxico de ciertos metales en ciertas 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 están en una forma determinada. ^[1] En el caso del plomo , cualquier cantidad medible puede tener efectos negativos para la salud. ^[2] Existe una idea errónea popular de que solo los metales pesados pueden ser tóxicos, pero los metales más ligeros como el berilio y el litio también pueden ser tóxicos. ^[3] No todos los metales pesados son particularmente tóxicos, y algunos son esenciales, como el hierro . La definición también puede incluir oligoelementos cuando dosis anormalmente altas pueden ser tóxicas. Una opción para el tratamiento del envenenamiento 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 en los procesos metabólicos que provocan enfermedades . Muchos metales, en particular 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 los complejos acuosos metálicos hasta grupos metilo como en el tetraetilo de plomo . Por lo general, los complejos metálicos consisten en una mezcla de ligandos.

Los complejos metálicos tóxicos se pueden desintoxicar mediante la conversión a derivados insolubles o (ii) mediante su encapsulamiento en entornos moleculares rígidos utilizando agentes quelantes. Alternativamente, cuando están muy diluidos, los complejos metálicos suelen ser inocuos. ^[4] Este método utiliza plantas para extraer y reducir la concentración de metales pesados tóxicos en el suelo. ^[4] 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 organismo y en la cadena alimentaria . ^[5] 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 a los huesos humanos, aunque se encuentran implicaciones similares para la salud en el envenenamiento por plomo o mercurio .

Principales tipos de envenenamiento por metales

Envenenamiento por arsénico

Un tipo predominante de toxicidad por metales es el envenenamiento por arsénico. Este problema surge principalmente de las aguas subterráneas que naturalmente contienen altas concentraciones de arsénico. Un estudio de 2007 determinó que más de 137 millones de personas podrían verse afectadas por el envenenamiento por arsénico a través del agua potable en más de 70 países. ^[6]

Saturnismo

El envenenamiento por plomo, a diferencia del envenenamiento por arsénico, es causado por la industria. La mayor parte del plomo en el planeta está inmovilizado 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 precipitadamente desde la década de 1970. ^[7]^[8] Uno de los pigmentos que contiene plomo es el cromato de plomo (el amarillo anaranjado de los autobuses escolares estadounidenses), pero este material es tan estable e insoluble que existen pocas pruebas de su toxicidad.

Toxicidades de los metales esenciales

Elementos esenciales ^[9]^[10]^[11]^[12]^[13]^[14] en a mi
yo																		Él
Li	Ser												B	do	norte	Oh	F	Nordeste
N / A	Mg												Alabama	Si	PAG	S	Cl	Arkansas
K	California		Carolina del Sur	Sí	V	Cr	Minnesota	Fé	Co	Ni	Cu	Zinc	Georgia	En	Como	Sí	Es	Kr
Rb	Sr		Y	Zr	Nótese bien	Mes	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	En	Sn	Sb	Te	I	Xe
Cs	Licenciado en Letras	*	Lu	alta frecuencia	Ejército de reserva	Yo	Re	El sistema operativo	Ir	En	Au	Hg	El	Pb	Bi	Correos	En	Enfermera
Es	Real academia de bellas artes	**	Lr	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Monte	Ds	Rg	En	Nueva Hampshire	Florida	Mc	Nivel	Ts	Sí

		*	La	Este	Pr	Dakota del Norte	P.m	Pequeño	UE	Dios	Tuberculosis	Por favor	Hola	Sí.	Yo soy	Yb
		**	C.A	El	Pensilvania	tú	Notario público	Pu	Soy	Centímetro	Libro	Cf	Es	Fm	Maryland	No

Leyenda:

Los cuatro elementos orgánicos básicos

Elementos de cantidad

Oligoelementos esenciales

Se debate esencialidad o función en los mamíferos

No hay evidencia de acción biológica en mamíferos, pero es esencial o beneficioso en algunos organismos.
(En el caso de los lantánidos , la definición de un nutriente esencial como indispensable e irreemplazable no es completamente aplicable debido a su extrema similitud. Se sabe que los primeros lantánidos estables La–Nd estimulan el crecimiento de varios organismos que utilizan lantánidos, y Sm–Gd muestra efectos menores para algunos de estos organismos. Los elementos posteriores en la serie de los lantánidos no parecen tener tales efectos.) ^[15]

Para la vida se necesitan muchos iones metálicos. Incluso en estos casos, un exceso importante de estos iones puede resultar tóxico.

Envenenamiento por cobalto
Envenenamiento por cobre
Envenenamiento por hierro
El envenenamiento por manganeso fue identificado por primera vez en 1837 por James Couper. ^[16]
Se ha observado envenenamiento por selenio a pesar de que el Se es un oligoelemento esencial . El nivel máximo de ingesta tolerable es de 400 microgramos por día. La ingesta adicional de Se puede provocar selenosis. ^[17] Los signos y síntomas de la selenosis incluyen un olor a ajo en el aliento, trastornos gastrointestinales, pérdida de cabello, desprendimiento de uñas, fatiga, irritabilidad y daño neurológico.
Se ha observado que la ingestión de más de 225 mg de zinc produce toxicidad por zinc . ^[18] La absorción excesiva de zinc puede inhibir la absorción de cobre y hierro. El ion de zinc libre en solución es altamente tóxico para bacterias, plantas, invertebrados e incluso peces vertebrados. ^[19]^[20]^[21]

Toxicidades de metales no esenciales

No existe un mecanismo global que explique la toxicidad de estos iones metálicos. La exposición excesiva, cuando ocurre, suele estar asociada a actividades industriales.

El envenenamiento por berilio se atribuye a la capacidad del Be ²⁺ de reemplazar al Mg ²⁺ en algunas enzimas. ^[22] Una agencia ha clasificado al Be como carcinógeno. ^[23]
El envenenamiento por cadmio se hizo conocido con el descubrimiento de la enfermedad de Itai-itai , causada por aguas contaminadas con cadmio provenientes de la minería en la prefectura de Toyama, a partir de 1912 aproximadamente. ^[24] El término se refiere a los fuertes dolores (en japonés: 痛いitai ) que las personas que padecen esta afección sienten en la columna vertebral 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 . ^[25]
La toxicidad del litio surge por una sobredosis de medicamentos que contienen litio. ^[26]
El envenenamiento por mercurio se hizo evidente 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, lo que provocó miles de muertes y muchos otros problemas de salud. ^[27] Este incidente alertó al mundo sobre el fenómeno de la bioacumulación . Si bien todos los compuestos de mercurio son tóxicos, los compuestos organomercúricos son especialmente peligrosos porque son más móviles. Se cree que el metilmercurio y los compuestos relacionados se unen al azufre de los residuos de cisteinilo en las proteínas. ^[28]

Un hombre caucásico de 92 años (derecha) con cambios pigmentarios había usado gotas nasales que contenían plata durante muchos años. Su biopsia de piel mostró depósitos de plata en la dermis, lo que confirmó el diagnóstico de argiria generalizada. ^[29]

La intoxicación por plata , ^[30] al igual que la intoxicación por litio , surge de la aplicación incorrecta de medicamentos. Un síntoma dramático de la "argiria" es que la piel se vuelve azul o gris azulada. ^[31]
Se han observado envenenamientos por talio en varias ocasiones y es bien sabido que los compuestos de talio son altamente tóxicos. No obstante, los incidentes de envenenamiento por talio son pocos. ^[32] El Tl se encuentra en la tabla periódica cerca de otros dos metales altamente tóxicos, el mercurio y el plomo.
El envenenamiento por estaño causado por el estaño metálico, sus óxidos y sus sales es "casi desconocido"; por otra parte, ciertos compuestos organoestánnicos son casi tan tóxicos como el cianuro . Estos compuestos organoestánnicos se usaban ampliamente como agentes antiincrustantes . ^[33]

Tratamiento para el envenenamiento

Terapia de quelación

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 formación de complejos evita que los iones metálicos reaccionen con las moléculas del cuerpo y permite que se disuelvan en la sangre y se eliminen en la orina. Solo debe utilizarse en personas con diagnóstico de intoxicación por metales. ^[34] Ese diagnóstico debe validarse con pruebas realizadas en muestras biológicas apropiadas. ^[35]

Otras condiciones

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. ^[36] En general, una mayor exposición a metales pesados en el medio ambiente aumenta el riesgo de desarrollar cáncer. ^[37]

Sin un diagnóstico de toxicidad por metales y fuera de la medicina basada en evidencia , pero quizás debido a la preocupación por la toxicidad por metales, algunas personas buscan terapia de quelación para tratar el autismo , enfermedades cardiovasculares , enfermedad de Alzheimer o cualquier tipo de neurodegeneración . ^[35] La terapia de quelación no mejora los resultados de esas enfermedades. ^{[ dudoso – discutir ]}^[35]^{[ fuente obsoleta ]}

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Enlaces externos

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Metales tóxicos ( OSHA )

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