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Tossici inorganici: chimica, tossicologia, antidoti

Generalità:

Tra i vari composti inorganici si sono rivelati particolarmente pericolosi i metalli pesanti (arsenico, mercurio, piombo), che non hanno alcuna funzione biologica e che tendono ad accumularsi nei tessuti degli organismi viventi, manifestando un’azione molto tossica anche a bassissime concentrazioni.

Fattori che influenzano la tossicità:

La tossicità di un metallo dipende da numerosi fattori, come la via di somministrazione, la durata dell’esposizione e l’emivita corporea. La più importante via di penetrazione dei tossici inorganici nell’organismo è costituita dall’apparato respiratorio mediante l’inalazione di polveri e vapori. I metalli inalati possono causare irritazione locale acuta delle vie respiratorie, mentre nel caso di altri composti l’esposizione prolungata può causare gravi alterazioni al tessuto bronco-polmonare. Un altro fattore che influenza la tossicità dei metalli è dovuto al fatto che essi non sono biodegradabili e quindi una volta liberati nell’ambiente, possono concentrarsi lungo le catene alimentari. Un esempio sono i composti del mercurio, infatti, essi, una volta scaricati in mare come rifiuti industriali, possono essere convertiti attraverso il metabolismo batterico, il metilmercurio, composto molto tossico che giunge all’uomo attraverso la catena alimentare concentrandosi fino a 10.000 volte.

Effetti tossici:

Gli effetti tossici di questi metalli in alcuni casi, sono dovuti all’inibizione di un singolo enzima o di un singolo processo biochimico, mentre in alcuni casi l’azione tossica dei metalli coinvolge una molteplicità di organi e di sistemi bersaglio. Ad esempio il rene è un organo bersaglio per molti metalli pesanti. Comunque gli effetti tossici di diversi elementi sono influenzati dal modo di escrezione. Infatti, nella nefrotossicità di alcuni elementi (Pb, Hg, As) è stato osservato una notevole affinità per lo zolfo, in particolare per i gruppi sulfidrilici (-SH) presenti nelle proteine. Legandosi alle proteine della membrana cellulare, questi metalli possono alterare la distribuzione degli ioni, modificando il potenziale redox e di conseguenza interferiscano con gli scambi che intervengono attraverso la membrana.

Effetti cancerogeni e teratogeni:

E’ emerso che tra tutti gli elementi, l’arsenico ha evidenziato una reale proprietà cancerogena, specialmente per esposizione diretta. Ha la capacità di inibire la replicazione del DNA. Alcuni metalli (Pb, As) hanno effetti lesivi sullo sviluppo embrionale.

Terapia:

Poiché i metalli persistono nell’organismo così a lungo da provocare danni irreparabili ai vari tessuti e organi, un importante obiettivo terapeutico nell’intossicazione è la somministrazione di sostanze dette “antidoti”, che favoriscono la loro escrezione nel più breve tempo possibile. Questi hanno la comune proprietà di formare con i metalli dei composti idrosolubili e di prevenire effetti tossici, impedendo il legame dei metalli con i gruppi reattivi dell’organismo. Questi farmaci sono tutti degli agenti chelanti. Sono molecole flessibili con due o più gruppi elettronegativi che formano legami stabili con l’atomo cationico del metallo. I complessi così formati sono eliminati dall’organismo. L’edetato (etilendiammino-tetraacetato) è un importante esempio. L’efficacia dei chelanti è in parte determinata dal numero di legami disponibili per il metallo. Più grande è il numero di legame disponibile più stabile è il complesso metallo-agente chelante. I ligandi capaci di chelazione comprendono gruppi funzionali diversi, quali –OH, -SH, -NH che può donare elettroni. Purtroppo i chelanti sono aspecifici e possono chelare metalli essenziali come il calcio d’interesse vitale, ciò ne determina la tossicità di alcuni chelanti. La mobilizzazione può essere realizzata solo quando la distribuzione fisiologica del chelante coincide con il compartimento corporeo contenente il metallo. Esempio il piombo si distribuisce nei tessuti molli come il midollo osseo, fegato, reni. La distribuzione al tessuto osseo avviene in seguito. Pertanto la scelta del chelante può anche essere determinata in base alla sua distribuzione in siti tessutali.

Dimercaprolo (2,3dimercaptopropanolo)

Il BAL interferisce direttamente con i metalli nel sangue e nei liquidi tessutali e riattiva enzimi contenenti gruppi sulfidrilici. Ha un’efficacia maggiore se è somministrato immediatamente dopo l’esposizione ai metalli.

 

PIOMBO

Il piombo è oggi ampiamente diffuso nell’aria, nell’acqua e nei cibi. Causa problemi di salute a carico delle funzioni renali, riproduttive, emopoietiche. Il piombo inorganico penetra scarsamente attraverso la cute. L’assorbimento avviene o attraverso il tratto respiratorio o con il tratto gastroenterico. Una volta assorbito dall’apparato respiratorio o gastrointestinale il piombo si lega agli eritrociti ed è distribuito ai tessuti molli, come midollo osseo, cervello, fegato, reni. L’emivita in questi tessuti è di trenta giorni. Il piombo attraversa la placenta e rappresenta un pericolo per il feto. La maggior parte del piombo introdotto nell’organismo viene alla fine depositato nello scheletro,

 

l’emivita di eliminazione è di circa venti anni. Il piombo modifica la biosintesi dell’eme, inducendo escrezione di porfirine e di loro precursori nelle urine. Gli enzimi più sensibili all’inibizione da piombo sono la deidratasi dell’acido 5-aminolevulinico a porfobilinogeno. L’inibizione della ferrochelatasi porta alla riduzione dell’eme e ad accumulo del suo precursore la protoporfirina IX. Inoltre la riduzione di vita delle emazie contribuisce all’istaurarsi dell’ammina da piombo. A carico del sistema nervoso causa encefalopatie. Reni: altera il metabolismo dell’acido urico con un attacco di gotta acuta. Organi riproduttivi: danneggia la funzione riproduttiva, porta a una ridotta fertilità nelle donne e una sterilità negli uomini.

Terapia: utilizzo dell’EDTA

ARSENICO

Composto inquinante del carbone. Il suo uso in terapia oggi è nel trattamento della tripanosomiasi. L’arsenico è presente in erbicidi, insetticidi, nei materiali per la conservazione del legno, usato anche nelle leghe e nella lavorazione del vetro.  L’arsenico è presente anche nelle acque, deriva da scarichi industriali. L’arsenico inorganico è assorbito da polmoni, dall’intestino e raramente dalla cute intatta. L’arsenico è presente sotto forma trivalente che è secreta lentamente con le feci, la pentavalente secreta più rapidamente con le urine in forma metallica. Nella forma trivalente l’arsenico organico inibisce gli enzimi sulfidrilici ed ha un’azione caustica per l’epitelio delle mucose respiratore e gastrointestinali. I principali organi bersaglio dell’arsenico trivalente sono il SN, il midollo osseo, l’apparato respiratorio e il fegato. L’arsenico è anche cancerogeno. La forma trivalente provoca danni ai capillari, ne aumenta la permeabilità, disidratazione e shock mortale. Nelle forme di avvelenamento si hanno vomito, dolori addominali, l’alito e le feci assumono un odore metallico. L’intossicazione cronica può portare alla perforazione del setto nasale. Come trattamento si deve provocare il vomito o eseguire lavanda gastrica, o usare un agente chelante.

MERCURIO

Il mercurio è unico metallo allo stato liquido nella forma elementare. L’intossicazione fu rivelata fra consumatori di pesce contaminato da prodotti tossici provenienti dall’industria. Il prodotto in causa era il metilmercurio, formato nell’acqua marina per l’azione di batteri sul mercurio inorganico proveniente dal canale di scolo industriale. Le fonti più importanti di mercurio inorganico come rischio tossico comprende materiali usati come conservanti dei legni, erbicidi, insetticidi, batterie. Il mercurio è principalmente assorbito dalle vie respiratorie. Dopo l’assorbimento si distribuisce ai tessuti in poche ore, giungono alte concentrazioni nei tubuli prossimali del rene. Il mercurio si lego ai gruppi sulfidrilici. La maggior parte del mercurio inorganico introdotto nell’organismo viene escreto dopo una settimana, ma sia nel rene sia nel cervello il mercurio è trattenuto per periodi più lunghi. L’avvelenamento da mercurio si osserva più frequentemente per inalazione. I sintomi comprendono riduzione del respiro, dolore toracico, danno acuto per il rene, tremore a carico delle dita, braccia e gambe, alterazioni oculari, incluso il deposito di mercurio nel cristallino.

Trattamento: uso di agenti chelanti BAL

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