Efectos neurotóxicos de metales pesados (cadmio, …

1 140 | Vol. 16 | No. 3 julio-septiembre 2011 | Efectos neurot xicos de metales pesados (cadmio, plomo, ars nico y talio)Arch Neurocien (Mex) INNN, 2011 Efectos neurot xicos de metales pesados (cadmio,plomo, ars nico y talio)Concepci n Nava-Ru z, Marisela M ndez-ArmentaArt culo de revisi nRESUMENRESUMENRESUMENRESUMENRESUMENA pesar de los esfuerzos y avances cient ficos la exposici n de los humanos a metales t xicos continua, estos constituyenun riesgo para la salud p blica principalmente en pa ses en v as de desarrollo. El plomo, cadmio y talio son metales que seencuentran en el aire y agua como contaminantes ambientales y se asocian con m ltiples Efectos adversos en la salud;siendo varios los rganos y sistemas que se ven afectados por los metales tales como: ri n, pulm n, h gado sistemagastrointestinal y hematopoy tico, pero principalmente el sistema nervioso central y perif rico.

2 La severidad y el da o deestos metales dependen del tiempo, nivel de exposici n, susceptibilidad de la persona y adem s de la ruta por la cual elmetal sea absorbido. Una variedad de mecanismos han sido atribuidos a la toxicidad de los metales pesados , pero confrecuencia est n relacionados con la generaci n de radicales libres y disminuci n en el funcionamiento de enzimasantioxidantes ocasionando un incremento en el estr s oxidativo celular. Esta revisi n pretende establecer algunos de losposibles mecanismos celulares por medio de los cuales los metales son capaces de inducir clave: Palabras clave: Palabras clave: Palabras clave: Palabras clave: neurotoxicidad, metales pesados , sistema nervioso central y perif rico, t effects of heavy metals cadmium, lead arsenic and thalliumNeurotoxic effects of heavy metals cadmium, lead arsenic and thalliumNeurotoxic effects of heavy metals cadmium, lead arsenic and thalliumNeurotoxic effects of heavy metals cadmium, lead arsenic and thalliumNeurotoxic effects of heavy metals cadmium, lead arsenic and thalliumABSTRACTABSTRACTABSTRACTABSTRACT ABSTRACTIn spite of the efforts and of the scientific advances the human exposure to toxic metals continuous to occur, these mainlyconstitute a risk for the public health in developing countries.

3 The lead, cadmium and thallium are metals are ubiquitous airand water pollutants and are associates with multiple adverse health effects. The main affected target organs by metals arekidney, lung, liver, gastrointestinal and haematological systems, but mainly the peripheral and central nervous systems. Theseverity of damage depends on the time and levels exposure, the rate of absorption, individual susceptibility and the routeby which the metal is absorbed. A variety of mechanisms have been attributed to heavy metal-induced toxicity and they haveoften been related with the generation of reactive oxygen species and depletion of antioxidant defense enzymes, producingan increase on cellular oxidative stress. This review it tries to establish some of the possible cellular mechanism by meansof which the heavy metals are able to induce wy wy wy wy wororororords: ds: ds: ds: ds: neurotoxicity, heavy metals, central and peripheral nervous systems, Neurocien (Mex)Arch Neurocien (Mex)Arch Neurocien (Mex)Arch Neurocien (Mex)Arch Neurocien (Mex)Vol.

4 16, No. 3: 140-147; 2011 INNN, 2011os metales son quiz s las sustancias t xcas, m santiguas que haya conocido el ser humano, latoxicidad de algunos de ellos, tales como plomo yars nico ha sido conocida desde hace muchos a os, adiferencia otros metales como al cadmio y talio cuyatoxicidad ha sido reci n reconocida. La acci n negativa deestos metales sobre la salud es ocasionada al menos porRecibido: 4 abril 2011. Aceptado: 28 abril Neuropatolog a Experimental, Instituto Nacional deNeurolog a y Neurocirug a, Manuel Velasco Su rez. Corres-pondencia: Dra. Marisela M ndez-Armenta. LaboratorioNeuropatolog a Experimental, Instituto Nacional de Neurolog a yNeurocirug a. Insurgentes Sur 3877. 14269 M xico, Vol.

5 16 | No. 3 julio-septiembre 2011 | 141 Concepci n Nava-Ru z, et alArch Neurocien (Mex) INNN, 2011dos v as, transporte medio-ambiente en el aire, agua, polvoy comida, la segunda por alterar la forma bioqu mica de loselementos1. La habilidad de la vida silvestre para acumulary concentrar metales pesados tales; como, el cadmio,incrementan el riesgo de toxicidad sobre la cadenaalimenticia, siendo la dieta una de las principales v as deexposici n a Efectos adversos en la salud conocidos des-de hace mucho tiempo, debido al uso de los metales , apesar de los numerosos esfuerzos por disminuir la contami-naci n ambiental, la exposici n a los mismos continua, y losniveles de emisiones contin an increment ndose en algu-nos lugares del mundo en particular en ciudades en v as dedesarrollo.

6 En pa ses desarrollados estas emisiones handisminuido en los ltimos 100 a bien las presentaciones cl nicas de toxicidad demetales pueden ser variadas muchos inducen da o a trav sde mecanismos similares por uni n a enzimas sustituci n deotros elementos (reacciones bioqu micas). Las enferme-dades producidas por metales , reflejan con frecuenciadiferencias en absorci n, distribuci n o metabolismo; no as los diferentes mecanismos t xicos, por lo que el prop sitode esta revisi n es integrar los resultados de diferentes es-tudios para tratar de comprender los mecanismos celularespor el que los metales ejercen su toxicidad en el cadmio es un metal que forma parte del grupo IIBde la tabla per odica, con un peso at mico de ; laforma i nica del cadmio (Cd2+) esta usualmente combina-da con formas i nicas del ox geno ( xido de cadmio CdO2),cloruro (cloruro de cadmio, CdCl2) o sulfuros (sulfato decadmio CdSO4).

7 Se ha estimado que 300,000 toneladasde cadmio son liberadas al medio ambiente cada a o delas cuales 4,000 a 13,000 toneladas son derivadas de lasactividades humanas3. Las v as naturales y antropog nicasde cadmio incluyen emisiones industriales; as como, la apli-caci n de fertilizantes y aguas negras en sembrad os3. Engeneral, la poblaci n esta expuesta al cadmio principalmen-te por dos v as: la oral a trav s del agua e ingesta de comidacontaminada con cadmio (hojas de vegetales, granos, ce-reales, frutas, v sceras animales y pescado); la segunda v aes a trav s de la inhalaci n de part culas de cadmio durantelas actividades industriales en personas laboralmente ex-puestas, mientras que en la poblaci n general, la inhalaci nes principalmente debida al humo de cigarro que contienecadmio.

8 La exposici n e inhalaci n del humo de cigarro enfumadores activos y pasivos es considerado altamente pe-ligroso ya que el cadmio se absorbe f cilmente por humanos y otros mam feros la absorci n delcadmio se lleva a cabo a trav s de un proceso similar al dela absorci n de metales esenciales como el hierro y zinc;esta absorci n es potenciada cuando existen deficienciasde calcio y hierro en la dieta o dietas bajas en prote nas, elcadmio es transportado por la sangre y distribuido inicial-mente al h gado y al ri n8 y tiene una vida media de 17 a30 a os en humanos. El cadmio afecta diversos rganos ytejidos como son: ri n (produciendo disfunci n renaltubular, proteinuria e insuficiencia renal cr nica), coraz n(produciendo arteroesclerosis a rtica y coronaria, incremen-to en colesterol y cidos grasos)9; huesos, test culosplacenta, y sistema nervioso central y perif rico3,10.

9 El pul-m n es un rgano muy susceptible a la exposici n acadmio, la inhalaci n cr nica subaguda, puede producirbronquitis con da o progresivo alveolar, fibrosis secundariay mecanismos moleculares de la toxicidad decadmio no son completamente conocidos hasta el momen-to; resultados obtenidos de animales en experimentaci nhan mostrado que el cadmio puede interactuar con trans-portadores de membrana involucrados en la captura demetales esenciales tales como hierro y zinc en el tractogastrointestinal, logrando desplazar a estos metales ingre-sando al citoplasma celular12; esto ocurre debido a que elcadmio es capaz de mimetizar a estos cationes divalentesen el sitio de uni n de uno o mas acarreadores de prote nasy/o canales que transportan estos metales ; ocasionandoque el Cd2+ puede formar un complejo coordinado cova-lente con ciertas biomol culas que contienen grupossulfhidrilo tales como el glutati n o cisteina; asimismo unade las principales entradas del cadmio a la c lula esta dadapor los canales de calcio, tomando en cuenta que Cd2+ y elcalcio tienen un radio i nico similar, el metal puedeintroducirse libremente por esta v a a las c lulas8,10,13.

10 Unade las prote nas importantes en una intoxicaci n porcadmio es la metalotioneina; esta prote na de bajo pesomolecular y rica en ciste nas se encuentra presente entodos los tejidos, principalmente en h gado y ri ones (don-de se acumula m s cadmio en el organismo), funcionaprincipalmente atrapando iones de cadmio; asimismo, seencuentra en los astrocitos en el cerebro donde su funci nadem s de atrapar al cadmio es una enzima alteraci n en la homeostasis del calcio intracelular llevaa la c lula a una liberaci n del calcio mitocondrial y ret culoendopl smico; produciendo alteraciones en el metabolis-mo, interfiriendo con v as de se alizaci n dependientes decalcio, con se ales de transducci n entre las c lulas, da oa las membranas, bloqueo de canales dependientes de vol-taje, regulaci n g nica y bloqueo de la liberaci n deneurotransmisores10,15,16.