Compusi coordinativi utilizati in tratamentul intoxicatiilor cu metale greleCuprins1. Generalitati..32. Exemple de ioni metalici care pot fi toxici..4

Sodiu...4 Potasiu4 Litiu..4 Cupru.. 4 Mangan...4 Fier..5 Zinc..5 Taliu.5 Molibden..5 Plumb..5 Cadmiu6 Mercur.6 Nichel..7 Aluminiu..7 3. Cteva exemple de otrviri renumite cu metale7

Bibliografie8

Compusi coordinativi utilizati in tratamentul intoxicatiilor cu metale grele1. Generalitati Cel mai important aspect al tratamentului intoxicrii cu ioni metalici const n ndeprtarea pacientului de sursa de expunere. Apoi, n funcie de natura ionului metalic i de condiia clinic a persoanei intoxicate, se folosesc diferite tratamente medicale dintre care utilizarea de ageni de chelare ca antidoturi. n funcie de simptome, este necesar uneori i dializa, n cazul n care apare blocarea rinichilor. Aspirarea i splturile gastrice pot ajuta la eliminare ionilor metalici n cazul intoxicaiilor orale acute dar doar dac acestea se efectueaz la scurt timp de la ingerarea agentului toxic. n cazul ingerrii de tablete cu eliberare lent (cu fier sau litiu), poate fi eficient ndeprtarea bolului alimentar, deoarece ionii metalici de acest tip nu se absorb uor i rmn n intestin. Pentru multe intoxicaii orale este eficient de asemenea crbunele activ, dar deoarece nu coordineaz ionii metalici, este activ doar n cazul intoxicaiilor acute. Tehnicile de filtrare sunt dializa, filtrarea sngelui i schimbarea plasmei pentru a reduce cantitatea de ioni metalici din organism. Acestea se utilizeaz n combinare cu ageni de chelare pentru a mri eficacitatea tratamentului. Dup intrarea n organism, ionii metalici ajung n snge prin difuzie pasiv sau prin intermediul pompelor sau proteinelor transportoare active pentru ionii metalici eseniali. Din vasele sanguine, intr n zonele extravasculare i se leag la esuturi. Ca urmare, aceste tehnici sunt utile doar cnd cea mai mare cantitate de agent toxic se afl sau rmne mult timp n fluxul sanguin. Un agent de chelare eficient are n componen mai multe grupri coordinative la care se poate lega ionul metalic. Unii ageni de chelare utilizai ca antidoturi se pot administra pe cale oral dar se cunosc i ageni care se pot administra intravenos sau intramuscular. Agenii de chelare trebuie s prezinte urmtoarele caracteristici: s fie disponibil ntr-o form corespunztoare pentru administrare, de preferabil pe cale oral; s reacioneze rapid cu ionul metalic legat la un situs biologic, s formeze cu acesta combinaii complexe binare sau ternare (cu un alt posibil ligand din mediul biologic) stabile;

2

s nu fie toxic (att el ct i combinaia complex format cu ionul metalic toxic, s aib DL50 (doza letal) mai mare de 400 mg/Kg corp);

s aib efecte secundare minime (de ex. EDTA se administreaz sub form de sare de calciu pentru a se evita eliminarea ionilor metalici eseniali din organism); combinaia complex cu ionul metalic toxic s fie stabil pentru a nu se metaboliza n organism, caz n care elibereaz acest ion i-l redistribuie n alte esuturi (de ex. dei citratul este un agent de chelare bun, este rapid metabolizat); s formeze cu ionul metalic combinaii complexe mai stabile comparativ cu cele cu biomoleculele; combinaiile s fie solubile n ap pentru a se elimina rapid prin urin sau bil. Un efect secundar al agenilor de chelare provine din faptul c nu sunt specifici pentru ionii metalici i ca urmare coordineaz i ioni eseniali cum ar fi calciu i zinc. Pentru agenii de chelare care pot fi metabolizai, toxicitatea mare este asociat de obicei cu o solubilitate lipidic mare care permite combinaiei complexe a acestuia s ptrund n creier. 2. Exemple de ioni metalici care pot fi toxici Sodiul Necesarul zilnic nu trebuie s fie mai mare de 0,5 g, dei cei mai muli oameni depesc aceast valoare. Carena este neobinuit ntr-o diet normal, dar cnd totui apare poate determina scderea volumul sngelui, care la rndul ei conduce la scderea presiunii acestuia putnd s apar letargie, slbiciune i stare de oc. Astmul, pierderea calciului prin urin i cancerul gastric au fost corelate cu excesul n sodiu iar simptomele sunt edemul i hipertensiunea. Potasiul Excreia excesului de potasiu protejeaz, de obicei, organismul de acumularea potasiului; totui hiperkalemia este letal i posibil fatal prin inducerea stopului cardiac. n trecut, potasiul se gsea n proporie mai mare n hran, dar raportul sodiu: potasiu s-a schimbat n timp, n special n urma procesrii alimentelor crescnd coninutul n sodiu, ceea ce a condus la creterea incidenei hipertensiunii. Litiul Este utilizat n general i probabil binecunoscut farmacologic ca agent terapeutic utilizat pentru tratamentul depresiilor nervoase. n exces, poate cauza tremur, slbiciune muscular i stare de slbiciune. Cuprul Necesarul zilnic de 1,5-3 mg face ca improbabil deficiena n cupru, deoarece ficatul controleaz strict preluarea sa prin bil. Toxicitatea este rar; n cazurile de intoxicare apar, pe lng tulburri digestive i afeciuni cronice ale ficatului. Se consider c boala Wilson are simptome caracteristice intoxicrii cu cupru, deoarece la pacieni se ntlnete n afar de un nivel redus de ceruloplasmin, un exces din acest metal n ficat. Boala este fatal n lipsa unui tratament corespunztor.

3

Orice persoan care are un nivel de ceruloplasmin sub 20 mg/dl sau mai mare de 250 g Cu/g/ficat uscat, trebuie s fie considerat ca avnd boala Wilson. ndeprtarea excesului de cupru cu D-penicilamin sau cu trietilentetraamin reprezint un tratament adecvat. Terapia cu penicilamin trebuie suplimentat cu piridoxin (vitamina B6), acetat de zinc i vitamina A pentru a minimaliza efectele toxice secundare. Manganul Cantitatea recomandat pentru o zi este ntre 2-5 mg. Carena n mangan este puin probabil i se poate datora substituirii acestuia de ctre magneziu; simptomele carenei sunt pierderea auzului, ameeal i scderea toleranei la glucoz. Toxicitatea este puin probabil datorit dietei (n special cereale integrale, sfecl, ananas, vegetale cu frunze verzi, nuci i fasole); simptomele toxicitii sunt de natur asemntoare cu cele asociate bolii Parkinson. Fierul Ca i n cazul altor elemente eseniale, depirea cantitii normale de fier este asociat cu o anumit toxicitate a acestuia. Una din sursele de cretere a coninutului n fier sunt transfuziile de snge efectuate mai frecvent (ca de exemplu n cazul anemiei Cooley). Cantitatea mrit de fier depete depozitele de fier din inim, ficat, glande endocrine i alte organe, (excednd capacitatea de depozitare n feritin i transferin) fapt ce poate duce la decesul persoanelor afectate de anemia menionat. Terapia care se aplic pentru eliminarea efectului toxic al fierului datorat cantitilor n exces este de exemplu administrarea desferoxaminei care este n esen bazat pe efectul de chelare, ncadrndu-se n acest fel n procedeul denumit n general terapia prin chelare. Acest compus comercializat sub denumirea de Desferal are o toxicitate moderat i poate fi utilizat ca antidot pentru cazurile de otrvire cu fier. Utilizarea acidului ascorbic asociat acestui medicament conduce la creterea cantitii de fier eliminate. Medicamentul nu este considerat ideal, deoarece trebuie s fie administrat prin injectare, este foarte scump i are efect numai cnd coninutul de fier este cel mult 10 ori mai mare dect cel normal. Zincul Excesul n zinc se datorete consumului de hran acid sau buturi din containere galvanizate; poate s apar i datorit absorbiei crescute prin ingerarea unor alimente speciale ca proteine, aminoacizi i acizi organici. Simptomele toxicitii sunt probleme gastrice i gust metalic. Taliul Taliul este bioacumulat n peti i scoici dar i n plante i animale; se gsete de asemenea n fumul de igar. Cnd ptrunde n organism, n primele cteva ore taliul se distribuie n sistemul circulator iar dup aproximativ 48 ore intr n esuturi unde se leag la gruprile tiolice. Organismul ncearc s-l excrete, 2/3 prin intestin i 1/3 prin urin. Timpul de njumtire n organism este de peste 30 de zile dar poate fi redus prin tratament la mai puin de dou zile. Otrvirile severe cu taliu apar dup ingerarea a mai mult de 1-8 g/kg corp. Expunerea cronic la taliu cauzeaz efecte asupra sistemului nervos. Molibdenul 4

Deficitul n molibden este foarte puin probabil, sursele de hran (legume, fasole, vegetale cu frunze verzi nchis, semine, cereale i lapte) asigurnd necesarul zilnic. Toxicitatea molibdenului este mai probabil dect deficiena i provoac guta. De asemenea, nivele nalte ale coninutului n molibden, n cazul deficitului de cupru, pot determina apariia simptomelor carenei n cupru. Plumbul Principala cale de patrundere a plumbului in organism (plumbul anorganic), este reprezentata de calea respiratorie, respectiv de inhalarea fumurilor, a vaporilor si a pulberilor fine de plumb. Ingestia de plumb (calea digestiva) presupune fie transportul in nazo-faringe a particulelor de plumb inhalate initial, fie ingestia directa a plumbului care contamineaza mainile, alimentele. Calea cutanata este importanta numai pentru plumbul organic (tetraetilul de plumb). Depozitarea plumbului in organism se face la nivelul organelor parenhimatoase (ficat, rinichi) si in sistemul osos. Principala cale de eliminare a plumbului din organism este reprezentata de calea urinara (80% din cantitatea de plumb absorbita). Mecanismele de actiune ale plumbului sunt incomplet elucidate. Interferenta plumbului cu numeroase procese biochimice care au loc in organism nu permite in toate situatiile confirmarea unor repercursiuni clinice. Timpul de njumtire al plumbului n snge este de aproximativ 25 de zile, iar n esuturi de aproximativ 40 de zile. Plumbul nelabil din oase are un timp de njumtire de 25 de ani sau mai mult. Cadmiul Acest metal nu are o funcie biologic esenial i este extrem de toxic pentru om. n intoxicaia cronic se acumuleaz n special n rinichi i ficat; n mediu este cel mai rspndit metal toxic. Oamenii preiau zilnic prin ingerare i inhalare o cantitate de 20-40 g pe zi din care este absorbit un procent cuprins ntre 5 i 10%; acesta este transportat n snge legat la albumin, este preluat n ficat i datorit asemnrii cu zincul, n acest organ se induce sinteza metalotioneinei, la care se leag. Sub aceast form complexat este transportat la rinichi. Efectele toxice ale cadmiului se datoresc inhibrii de ctre acesta a numeroase sisteme enzimatice. Cadmiul este de asemenea cunoscut a fi carcinogenic, fiind asociat cu tumorile canceroase la plmni i prostat. Pn n prezent, nu exist un tratament pentru intoxicrile cu cadmiu, se crede c unii dintre agenii noi de chelare pot avea efect. Mercurul Principala cale de patrundere a mercurului in organism, in conditii de expunere profesionala, este reprezentata de calea respiratorie, prin inhalarea vaporilor de Hg. Mercurul evapora la temperatura mediului ambiant, concentratia de mercur din atmosfera mediului de munca, fiind deci dependenta de temperatura camerei, de suprafata specifica si de eficienta sistemelor de ventilatie utilizate. Valoarea concentratiei maxime admise pentru mercur in aerul locului de munca este de 0.05 mg/mc aer. Mercurul poate patrunde si prin tegumentele intacte, calea digestiva fiind mai putin importanta in conditiile expunerii profesionale. Indiferent de calea de patrundere, 5

mercurul se acumuleaza in principal in rinichi si la nivelul creierului (vaprii de mercur metalic). Principala cale de eliminare a mercurului din organism este reprezentata de calea urinara; mercurul anorganic este excretat sub forma ionizata, liber sau legat de proteine, atat pe cale renala cat si la nivelul colonului. Masurarea concentratiei urinare de mercur permite aprecierea intensitatii expunerii recente la mercurul anorganic. Timpul de njumtire al compuilor organici de mercur este de aproximativ 70 de zile, iar al celor anorganici este n jur de 40 de zile.

Nichelul Nichelul este un metal cu toxicitate medie pentru om. Compuii organici ai nichelului sunt mult mai toxici dect cei anorganici, producnd iritaii severe ale pielii, toxic pentru sistemul cardio-vascular precum i carcinogenic. Cel mai toxic compus este carbonilul de nichel, un lichid foarte volatil la temperatura camerei care s-a dovedit a fi carcinogen pentru plmni, cnd este inhalat; fumul de igar conine suficient nichel pentru a produce carbonil de nichel care poate fi rspunztor de apariia, la fumtori, a cancerului la plmni. Aluminiul Aluminiul, dei este cel mai rspndit metal n scoara pmntului are o concentraie sczut n organismul uman. Antacizii care conin aluminiu sunt agenii cei mai obinuii n terapia ulcerului care are printre cauze excesul de aluminiu. Acesta rmne ns ntr-o concentraie mai mare din cauza ingerrii hranei procesate n vase de aluminiu ori via antiperspirante i conservani alimentari. Aluminiul are un efect neurotoxic, absorbia acestuia din srurile administrate oral prezentnd un risc potenial; este cazul de exemplu al pacienilor supui dializei crora li se administreaz zilnic ~4 g de gel hidroxid de aluminiu. Aceti pacieni pot dezvolta demena de dializ i pot avea un nivel al aluminiului n creier de ~12 ori mai mare dect limita normal. 3. Cteva exemple de otrviri renumite cu metale: Plumbul se consider ca fiind implicat n cderea Imperiului Roman, deoarece persoanele din clasele conductoare aveau n cas instalaii de ap confecionate din plumb i beau din cupe care conineau aliaj din plumb. Testele efectuate recent pe uvie din prul lui Beethoven au indicat concentraii foarte mari n plumb care ar putea s fi fost cauza surzeniei, durerilor abdominale asemntoare colicilor i dezordinilor pe fond nervos ca iritabilitatea i depresia. Recentul film Erin Brocovich se bazeaz pe un caz real de otrvire cu crom (VI) provenit din mediul de via care a condus la contaminarea rezervei de ap. Violonistul i compozitorul Paganini a suferit o moarte rapid datorat otrvirii cronice cu mercur. Aceasta a fost cauzat de tratamentul pe baz de mercur aplicat ca urmare a suspiciunii de sifilis i de utilizarea excesiv a laxativului ce coninea calomel.

6

Bibliografie1. Elemente de chimie bioanorganica, autor Elena Mihaela Badea, Bucuresti 2005 2. Manual de medicina muncii, autor Anca Pavel, Bucuresti, 2002

7