toxicología practica 2

8/17/2019 Toxicología Practica 2

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REPORTE DE PRÁCTICA 2

INTOXICACIÓNALUMINIO-CONEJO

TOXICOLOGÍA

TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN QUÍMICAÁREA TECNOLOGÍA FARMACÉUTICA

PRESENTA:

CANO CAYETANO MARIANAGACHUZ VAZQUEZ EDWIN JHONATAN

MEJÍA AVILÉS ISAAC SALVADORLIRA DIMAS MARÍA DE LOS ÁNGELES

VEGA PIÑA MARÍA GUADALUPE

PROFESOR: M. en E.R. LUZ CARMEN CASTILLO MARTÍNEZ

SAN JUAN DEL RÍO, QRO. 04 ABRIL 2016


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Contenido1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................... 22. OBJETIVOS .................................................................................................................. 12

3. EQUIPOS, MATERIALES Y RECTIVOS .................................................................. 124. METODOLOGÍA ......................................................................................................... 135. RESULTADOS ............................................................................................................. 156. CONCLUSIONES ......................................................................................................... 177. CUESTIONARIO ......................................................................................................... 188. BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................... 209. PRECAUCIONES Y MEDIDAS DE SEGURIDAD ................................................... 2010. ANEXOS ....................................................................................................................... 21


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1. INTRODUCCIÓNLos metales están entre los tóxicos más antiguos conocidos por el hombre. En elindustrializado mundo actual las fuentes de exposición a metales son extensas tanto en elcampo laboral como a partir de agua, los alimentos o el ambiente contaminados. Sutoxicidad está caracterizada por el elemento metálico en cuestión pero se ve modificada porel tipo de compuesto, orgánico o inorgánico y sus características de hidro o liposolubilidad,que determina su toxicocinética y por tanto sus posibilidad de alcanzar sus dianas. Las biomoléculas más afectadas por los metales son las proteínas con actividad enzimática porlo que su patología es multisistema. Los principales sistemas afectados son elgastrointestinal, neurológico central y periférico, hemático y renal. Algunos de loscompuestos metálicos son carcinógenos. Los metales se benefician de un tratamientocondicionado por su reactividad química. Pueden ser inactivados y eliminados mediante laadministración de substancias quelantes que producen con ellos moléculas complejas,atóxicas y excretables. Los principales agentes quelantes son: BAL (British Anti-Lewisite o

dimercaprol), DMPS (ácido 2,3-dimercapto-1-propanosulfonico) y DMSA (ácido meso-2,3-dimercatosuccínico o Succimer), EDTA, Penicilamina (β,β -dimetilcisteína) yDesferoxamina. (A. Ferrer 2003)

Se llama metales a los elementos químicos situados a la izquierda y centro de la tabla periódica. Se clasifican en metales alcalinos y alcalinotérreos de los grupos I y II A, losmetales de transición y los grupos III y IV A. Algunos elementos intermedios como el Asdel grupo VA se estudian habitualmente junto a los metales. En todos estos grupos seencuentran metales muy relevantes desde el punto de vista toxicológico. Sus característicasquímicas se basan en su estructura electrónica que condiciona las preferencias de enlace en

que predominan el enlace metálico, que se establece entre átomos del mismo elemento,caracterizado por la formación de estructuras cristalinas en que cada átomo comparte loselectrones de muchos de sus vecinos, y el enlace iónico, sobre todo entre los metalesalcalinos y alcalinotérreos y los no metales.

Así, los elementos metálicos dan lugar a diferentes tipos de compuestos:

Metales en estado elemental. Compuestos inorgánicos: halogenuros, hidroxilos, oxácidos. Compuestos orgánicos: alquilos, acetatos, fenilos.

Los metales en forma inorgánica son los componentes fundamentales de los minerales de lacorteza terrestre por lo que se cuentan entre los agentes químicos tóxicos de origen naturalmás antiguamente conocidos por el hombre. El contacto humano con compuestos metálicosse produce a través del agua y los alimentos, normalmente a dosis bajas, pero su toxicidad alo largo de la historia se ha expresado sobre todo por una exposición profesional en lasactividades mineras y, más anecdóticamente, al emplearse con fines homicidas. Los principales autores clásicos que se ocuparon de temas toxicológicos describieron ya


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intoxicaciones crónicas por metales relacionados con la minería de los elementos mástóxicos como el mercurio o el plomo. Por otra parte el semimetal arsénico ha sido uno delos tóxicos más empleados con fines suicidas y homicidas. En la actualidad las fuentes deexposición a estas substancias se han ampliado mucho en relación con la actividad agrícolae industrial. Un ejemplo de ello es el espectacular aumento de plomo en la atmósfera que hallevado a la contaminación del hielo de las zonas polares, relacionado con su empleo comoantidetonante en las gasolinas. (San Navarra 2003, Vol. 26)

Por otra parte hay que recordar que la mayoría de los oligoelementos consideradosimprescindibles para el correcto funcionamiento del organismo en concentraciones trazason metálicos: Fe, Cu, Mn, Zn, Co, Mb, Se, Cr, Sn, Va, Si y Ni. Algunos de los alcalinos(Na, K) y alcalinotérreos (Ca) y el Mg son cationes de extraordinaria importancia para elcorrecto funcionamiento celular y se encuentran en alta concentración. Una de las principales funciones de los oligoelementos metálicos es formar parte de las denominadasmetaloenzimas en las que intervienen como coenzimas. En algunos casos, como el Zn,estabilizan estados intermedios. En otros como el Fe o el Cu en la citocromooxidasa actúanen reacciones redox como intercambiadores de electrones. (San Navarra 2003, Vol. 26)

FACTORES TOXICOCINÉTICOS

Las características y efectividad del transporte de membrana condicionan la expresión de latoxicidad de las substancias químicas al determinar su tiempo de permanencia junto a susdianas. Estas características dependen de diversos factores entre los que destaca la hidro oliposolubilidad, volatilidad, Pm y la existencia de mecanismos específicos de transporte.

En el caso de los compuestos metálicos las características mencionadas pueden diferirmucho entre distintos compuestos del mismo elemento. Las moléculas inorgánicas tiendena ser más hidrosolubles que las orgánicas aunque algunas sales, por ejemplo de plomo, sontotalmente insolubles como sulfato, carbonato, cromato, fosfato y sulfuro de plomo.Tampoco todas las moléculas orgánicas presentan la misma liposolubilidad como severifica en el caso de los compuestos organomercuriales.

En relación con la absorción y la distribución, los compuestos organometálicos se benefician de una mejor difusión por lo que se absorben bien por vía digestiva e incluso pueden absorberse por vía cutánea. La vía respiratoria es importante en el mercurio, que esel único metal volátil, y en la exposición a humos y vapores metálicos en condicionesextremas de temperatura y también a partículas, como en el caso del Pb que es fagocitado por los macrófagos alveolares. Las sales metálicas inorgánicas se absorben y difunden conmayor dificultad y algún compuesto, como el mercurio metal, no se absorbe por víadigestiva salvo a dosis muy altas.


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El metabolismo de los compuestos metálicos afecta en general muy poco a su toxicidad.Los compuestos orgánicos tienden a transformarse en inorgánicos lentamente aunque enalgún caso, como el As, sucede lo contrario.

La vida media de los compuestos metálicos en el organismo es variable pero tiende a ser

prolongada debido a su afinidad y acumulación en el hueso. Se acumulan, por ejemplo elPb y el Cd con vidas medias superiores a los 20 años, mientras que otros como el As o el Crno se acumulan y tienen vidas medias de días, aunque pueden detectarse durante mástiempo en lugares considerados de eliminación como pelo y uñas. La sangre, orina y peloson las muestras biológicas más empleadas para medir una exposición o dosis. Las dos primeras para determinar una exposición reciente y la última para determinar unaexposición anterior y su evolución en el tiempo.

Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR)

MECANISMO DE ACCIÓN TÓXICA

La toxicidad de los compuestos metálicos se diferencia de la mayoría de las moléculasorgánicas por el hecho de depender de manera muy característica del elemento metálico encuestión, aunque, como se ha indicado, la expresión de esa toxicidad depende también delas modificaciones toxicocinéticas derivadas del tipo de molécula: por ejemplo, el mercurioorgánico es principalmente neurotóxico por su capacidad de atravesar la barrerahematoencefálica, mientras que el cloruro mercúrico es nefrotóxico al eliminarse por elriñón.

Entre los elementos metálicos intrínsecamente más tóxicos se encuentran los metales pesados Pb, Hg y el semimetal As.

Otro factor que influye en la toxicidad de los compuestos metálicos es el estado de valenciaen que el elemento metálico se encuentra. Así, el As III es más tóxico que el As V y el CrVI es más peligroso que el III.

Las dianas de toxicidad de los metales son proteínas, muchas de ellas con actividadenzimática, afectando a diversos procesos bioquímicos, membranas celulares y orgánulos.Los efectos tóxicos de los metales se ejercen, salvo pocas excepciones, por interacciónentre el ión metálico libre y la diana.

Son tóxicos eminentemente lesionales que afectan gravemente a funciones celularesfundamentales para su supervivencia por mecanismos complejos, no siempre bienconocidos. Entre ellos destacan:

Interacción con metales esenciales por similitud electrónica. Formación de complejos metal-proteína con inactivación de su función. Inhibición enzimática de proteínas con grupos SH- .


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Afectación de orgánulos celulares: mitocondrias, lisosomas, microtúbulos.

Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR)

ALUMINIORevista Química Viva Volumen 2, Número 1, abril 2003

El aluminio fue considerado, durante mucho tiempo, virtualmente inocuo para los sereshumanos. Sin embargo, su impacto sobre los sistemas biológicos ha sido objeto de muchacontroversia en las décadas pasadas y una profusa investigación ha demostrado que puede producir efectos adversos en plantas, animales acuáticos y seres humanos.

¿DÓNDE ESTÁ, PARA QUÉ SE USA?Revista Química Viva Volumen 2,Número 1, abril 2003

El Al se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza. Una proporción natural de 8%de la superficie terrestre lo ubica en el primer lugar de abundancia relativa entre losmetales y el tercero entre todos los elementos de la corteza. La combinación de sudisponibilidad con propiedades mecánicas y eléctricas únicas, aseguran a la química del Alun futuro brillante y en constante expansión.

Se obtiene principalmente de la bauxita, un mineral muy abundante, que fue descubierto enLe Baux, Francia, en el siglo XIX.

El Al uno de los metales pesados más ligeros, fuerte en aleación con otros metales y muydúctil y maleable, tanto, que puede ser estirado hasta su transformación en alambre o ser

extendido hasta constituir una lámina extraordinariamente delgada. Estas propiedades loconvierten en un elemento con numerosas aplicaciones industriales. Una industria que loha adoptado es la aeronáutica, en la cual el Al o sus aleaciones constituyen el material másadecuado para la construcción de aeróstatos, fuselajes, alas o aviones de estructuraíntegramente metálica. Un dato curioso es que aproximadamente el 70% del peso de unavión corresponde a Al y a sus aleaciones.

Tiene una elevada conductividad eléctrica (conduce la misma cantidad de corrienteeléctrica que el cobre con la mitad del peso) lo que lo hace apto para la fabricación deconductores para líneas de baja, media y alta tensión.

Es resistente a la corrosión atmosférica y química debido a que forma rápidamente unacapa fina, densa, dura y translúcida de su óxido que impide el ataque posterior por eloxígeno. La industria náutica lo emplea en la construcción de cascos de barcos y botes.También es usado en silos, electrodomésticos, antenas de televisión, radares y radios.

El 14 % de la producción mundial se destina a la fabricación de utensilios de cocina yenvases para contener alimentos. Es también cada vez más utilizado en arquitectura, tanto


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con propósitos estructurales como ornamentales, en paredes, columnas, plataformas,ventanas, puertas, marquesinas, cerramientos, pasamanos, tanques, cañerías, muebles, etc.

La industria pesada lo emplea en la producción y montaje de maquinarias, trenes y vagonesde carga y la industria automotriz en casas rodantes, armadura externa de motores,

acoplados y semirremolques.Las aplicaciones del aluminio son muy diversas. El espectro de industrias que loincorporan a procesos productivos abarca desde la simpleza de la elaboración de un papeldecorativo o una hoja de papel para envolver un regalo, hasta la complejidad tecnológicanecesaria para construir espejos reflectores para proyectores y telescopios, sin descuidaraplicaciones tan desarrolladas como la manufactura de envases industriales, equiposdeportivos, armaduras de bobinas, materiales refractarios o el empleo como catalizador.

FUENTES DE EXPOSICIÓN Revista Química Viva Volumen 2, Número1, abril 2003

Exposición ambiental

El Al natural se encuentra en el suelo formando parte de la estructura química de losaluminosilicatos presentes en muchos minerales y rocas. Estos compuestos son muyestables y, por lo tanto, insolubles en el medio ambiente natural. La acción combinada defactores atmosféricos promueve cambios físicos y químicos que suscitan la ruptura de lasrocas superficiales. Así se originan minerales arcillosos que luego se transforman en

óxidos e hidróxidos de aluminio, más solubles. Por otra parte, debe considerarse que,debido a la acción del hombre, el Al puede existir en altas concentraciones en losalrededores de los sitios donde se desechan residuos de ciertas industrias, refinerías,fundiciones, canteras y minas. Se ha calculado que un 70% de las tierras cultivables tienensuficiente acidez como para ocasionar problemas de toxicidad originada por lasolubilización de Al.

El polvo desprendido de los minerales y materiales rocosos es la fuente más grande de partículas portadoras de Al en la atmósfera. Por el contrario, las concentraciones en el aguanatural no presentan variaciones importantes, con excepción de aquellas zonas en las que

las lluvias ácidas modifican el pH de lagos y aguas subterráneas, provocando aumento enla concentración de Al.

La lluvia ácida constituye un aporte significativo de Al al medio ambiente, principalmente,en vastas zonas de América del Norte, Alemania y países escandinavos. En nuestro país,este efecto está atenuado por varios factores:


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a) La circulación de los vientos en el hemisferio norte, de oeste a este, impide que la densacontaminación de esa zona se desplace hacia el sur.

b) El petróleo utilizado tiene bajo contenido de azufre lo que disminuye la formación deespecies ácidas contaminantes.

c) La naturaleza calcárea del suelo tiene efecto neutralizante.

En términos de contaminación ambiental, es importante resaltar que, desechar una lata,significa generar un residuo por 500 años. En cambio, el proceso de reciclado del metalreduce en un 95% la contaminación ambiental generada durante su fabricación y requieremenos del 10% del consumo eléctrico necesario para obtener la misma cantidad de Al a partir de bauxita.

Exposición por la dieta

Muchos vegetales incorporan Al del suelo en el que son cultivados. Cuando el pH del sueloes menor que 5, este metal es solubilizado en el agua y absorbido por las raíces de las plantas.

El contenido de Al en los comestibles es altamente variable debido a su empleogeneralizado no sólo en la manufactura sino también durante el almacenamiento en latas yenvoltorios. Los alimentos que contribuyen en mayor proporción al Al dietario soncereales, quesos procesados y sal, ya que contienen compuestos de Al agregados comoaditivos. Durante el procesamiento industrial de conservas de frutas y cerveza se agreganciertas sales de Al, las que también son componentes habituales de polvos de hornear,

conservantes, aditivos y agentes emulsionantes. Las hojas de té tienen, en general, unelevado contenido de Al. La incorporación al organismo es mayor en los individuosacostumbrados a beber infusiones con limón, ya que el anión citrato favorece la absorciónintestinal de Al.

Las latas de bebida y los utensilios de cocina constituyen fuentes adicionales de Al en ladieta. Afortunadamente, la mayoría de los alimentos no disuelve cantidades importantesdel catión pero tanto el calor suministrado durante la cocción como la adición desoluciones ácidas y salinas, aumentan considerablemente su disolución.

Los estudios dietarios muestran gran variabilidad con respecto a las cantidades de Al que pueden ser incorporadas a través de comidas y bebidas: entre 3 y 100 mg Al/día.

La presencia de Al en el agua de bebida deriva de su fuente natural y de los métodosempleados para la potabilización que incluyen una etapa de clarificación química conaluminato de sodio, aluminato de amonio o sulfato de Al. La cantidad del metal que permanece en solución en el agua de la red urbana depende no sólo de la concentraciónresidual sino también de otras variables regionales como el pH y la coexistencia de otras


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sustancias. A pesar de que, en comparación con otras, esta fuente de exposición representauna pequeña proporción de la ingesta diaria de Al, la presencia de un porcentaje elevado deespecies solubles del metal, de bajo peso molecular, químicamente reactivas y, posiblemente, más fácilmente absorbibles, sería responsable de la mayor disponibilidad delcatión en ese medio.

Exposición iatrogénica

En los pacientes en estado terminal de enfermedad renal, tanto la ingestión de compuestosde Al, prescriptos para contrarrestar la hiperfosfatemia, como la hemodiálisis utilizandoagua con elevado contenido del metal, han sido asociadas con alteraciones óseas y con laaparición de signos de anemia y demencia. Si bien en la actualidad se tiende a disminuir laconcentración de Al en los líquidos de diálisis a través del tratamiento del agua porósmosis reversa, numerosos pacientes manifiestan aún síntomas de "demencia alumínica".Asimismo, el Al continúa siendo uno de los mayores agentes causantes de alteraciones

óseas en esos pacientes.Por otra parte, el riesgo de toxicidad por Al no está limitado a los pacientes conenfermedad renal terminal, ya que otros pacientes con función renal normal, y aúnindividuos sanos, están expuestos al metal. El motivo principal de esta exposición se hallaen el extenso uso del elemento en medicina, en la industria farmacéutica, en la elaboraciónde vacunas, soluciones nutritivas, etc.

Entre los medicamentos que contienen Al figuran antiácidos, aspirinas tamponadas,suplementos de calcio, productos antidiarreicos y antihemorroidales, muchos de ellos deventa libre, los cuales son comúnmente usados y pueden contribuir a la severidad de laexposición al metal.

El acetilsalicilato de Al es el analgésico y antipirético de elección por aquellos individuos aquienes la aspirina ocasiona irritación de la mucosa gástrica. Los antiácidos contienendihidroxi-glicinato, dihidroxi-alantoinato o hidróxido de aluminio y su ingestión cotidianaconstituye una de las mayores fuentes del metal. Las dosis frecuentemente prescriptas aconsumidores regulares de antiácidos, según distintos autores, oscilan entre 0,5 y 13 mmolAl/kg peso corporal. Ello implica un consumo diario que puede alcanzar el orden degramos del catión.

Las vacunas que proveen inmunidad contra difteria, tétanos, hepatitis, rabia y ántraxcontienen como adyuvante compuestos de aluminio.

Como contaminante, el catión se encuentra, frecuentemente, en soluciones intravenosas y parenterales. Las víctimas más vulnerables de la intoxicación aguda con el metal se hallanentre los neonatos prematuros alimentados por vía intravenosa y los pacientes que hansufrido graves quemaduras sometidos a nutrición parenteral.


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Aunque mucho se ha avanzado en la identificación del impacto del Al sobre la saludhumana, lo concreto es que se desconocen los límites de seguridad para la ingestión oral oadministración endovenosa de compuestos de Al, y la circunstancia más preocupante esque tampoco existen pautas indicativas del control del metal en las diferentes fuentes deexposición.

Exposición ocupacional

La exposición a Al es inevitable debido al incremento de su uso en la vida diaria y en lasindustrias. El riesgo es potencialmente mayor entre ciertos grupos ocupacionales como, porejemplo, trabajadores de refinerías, fundiciones, canteras, minas, imprentas, concesionariasde automotores, estaciones de servicio y personal involucrado en la fabricación de productos metálicos. La exposición se produce en estos casos por el ingreso del metal através de la piel o por inhalación de polvos, vapores y humos.

Otras fuentes de exposición La exposición a Al también puede ser el resultado del uso de compuestos del metal en lamanufactura de cosméticos y productos de higiene personal. El lactato de Al es utilizadoen cremas dentales para dientes sensibles. El clorhidrato de Al, ampliamente usado en lacomposición de antitranspirantes, actúa suprimiendo el sudor por formación de un precipitado de hidróxido o desnaturalizando queratina en la capa córnea que rodea losductos de las glándulas. A pesar de que ninguno de estos mecanismos provoca unaabsorción significativa, no debería ser ignorada la posibilidad de que el metal contenido enestos productos afecte la salud, ya que se ha comprobado que los compuestos pueden

atravesar la barrera de la piel.

ALTERACIONES PATOFISIOLOGICAS INDUCIDAS POR ALUMINIORevista Química Viva Volumen 2, Número 1, abril 2003

Debido a la abundancia natural del Al y a su creciente utilización en la industria y en lavida moderna, es prácticamente improbable no encontrar trazas de Al en alguna célula deun ser vivo. Hasta ahora, no se ha demostrado un rol fisiológico para el metal, por lo quesu presencia en el organismo constituye un riesgo de toxicidad.

La biodisponibilidad del metal y, en consecuencia, su toxicidad, se ven influenciadas por laidentidad química de la especie reactiva (dependiente del pH del medio) y por la capacidadde otros ligandos para interferir en la esfera de hidratación del ion metálico. El pHfisiológico del entorno celular de los mamíferos oscila levemente alrededor de 7,4. Por lotanto, los conceptos de biodisponibilidad y toxicidad potencial del Al sólo tienen sentido a


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la luz del conocimiento del comportamiento químico del metal en soluciones acuosasneutras.

En el medio extracelular, el Al forma complejos con especies de bajo peso molecular que poseen átomos de oxígeno donantes de electrones, entre ellas, citrato, hidróxido, fosfato,

ADP y ATP. Estos ligandos mantienen en estado soluble al catión en suficiente cantidad y por el tiempo necesario para producir una respuesta tóxica, a nivel celular primero y entodo el organismo luego.

Si bien la toxicidad del Al ha sido bien documentada, los mecanismos por los cuales actúatodavía no han sido totalmente esclarecidos. Se han demostrado acciones perjudiciales delcatión en sistemas celulares y por bioacumulación sobre distintos órganos tales comocerebro, hígado, hueso, músculo esquelético, corazón y médula ósea. Efectos demostradossobre los sistemas eritropoyético y nervioso:

Aluminio y sistema eritropoyético

Las primeras observaciones que permitieron asociar la sobrecarga de Al con el desarrollode anemia fueron detectadas en pacientes con encefalopatía dialítica.

La anemia fue inducida experimentalmente mediante la administración de compuestos deAl. Cuando ratas y ratones, sin carencia de hierro, fueron sobrecargados oralmente concitrato de Al en forma crónica, los animales mostraron inhibición del desarrollo de células progenitoras eritroides de médula ósea (más detalles en la referencia Vittori y col. 1999).La observación de que el metal se deposita en el tejido óseo sustenta la hipótesis de unefecto citotóxico local lento sobre células progenitoras eritroides en su nicho habitual de lamédula ósea.

Los efectos perjudiciales del Al sobre el sistema eritropoyético trascienden su acción sobrelas células inmaduras, manifestándose también en eritrocitos maduros de sangre periférica.Ya en 1929, se reportaron cambios morfológicos en glóbulos rojos de conejos que habíansido sobrecargados con el catión y, recientemente hemos observado por microsocopíaelectrónica de barrido, las alteraciones inducidas por el metal en glóbulos rojos de ratastratadas crónicamente, a las cuales se les administró citrato de Al en forma oral, así comoen glóbulos rojos humanos sometidos a un proceso de envejecimientoin vitro en presenciade compuestos de Al. (Vittori y col. 1999 y 2002)

En vista de las alteraciones hematológicas detectadas, se diseñaron experimentos paradeterminar los mecanismos mediante los cuales el metal ejerce su toxicidad. Se observóuna asociación entre alteraciones de la integridad de proteínas de la membrana eritrocitariay la aparición de anomalías morfológicas (Vittori y col. 2002). Por otra parte, se demostróque el Al, el cual comparte con el hierro la proteína de transporte transferrina, interfiere


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con los mecanismos celulares de captación de hierro y con la síntesis de hemoglobina.(Vittori y col. 1999 y 2002)

Aluminio y Sistema Nervioso

Actualmente, se considera que el cerebro constituye un sitio importante de acumulación deAl, independientemente de la vía por la cual el mismo ingresa al organismo. Diversasmanifestaciones neurológicas en el ser humano han sido atribuidas a la intoxicación porAl: pérdida de la memoria, temblores, depresión de la movilidad motora, pérdida de lacuriosidad, ataxia y convulsiones generalizadas con estado epiléptico. Por esta razón, el Ales considerado un elemento neurotóxico. En niños pequeños, la neurotoxicidad semanifiesta por regresión de las aptitudes verbales y motoras.

Numerosos estudios epidemiológicos y experimentales han sugerido una posible conexiónentre la neurotoxicidad producida por Al y la patogénesis de la enfermedad de Alzheimer.Aunque esta relación todavía es motivo de controversia, no se puede ignorar la participación de la intoxicación alumínica en el desarrollo de severas manifestacionesneurológicas.

Img. 1 Absorción del Aluminio

¿Cuál es la perspectiva?

En el caso particular de los seres humanos, dado el extraordinario incremento del uso delAl, es de esperar que la exposición al metal aumente a medida que se eleva el promedio devida de la población. Debido a la creciente biodisponibilidad del metal y a sus efectossobre los seres vivos, surge la necesidad de investigar los mecanismos por los cuales el


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Al es incorporado a diferentes células, modificando su metabolismo y morfología, asícomo también determinar cuáles son las especies del catión involucradas en tales acciones.Los estudios podrían revelar, en los próximos años, importantes interacciones de esteelemento no esencial para el organismo con mecanismos de organización y funcionamientocelular, permitiendo así conformar un panorama más completo de la actividad del Al en losseres vivos. Mientras tanto, conviene evitar o disminuir al mínimo la exposición al metal.

2. OBJETIVOS Observar las reacciones que causa el Al en el organismo del conejo después de administrar

el tóxico. Comprobar el daño causado por el tóxico en diferentes órganos del conejo. Determinar el tiempo en que actúa el Al en el organismo del conejo para causarle la muerte.

3. EQUIPOS, MATERIALES Y RECTIVOSEquipo Material Reactivo

Parrilla con agitación 1 matraz bola 50 mL Carbonato de sodioDigestor 1 refrigerante Cromato de potasioBalanza analítica Mangueras de látex Fosfatos alcalinos

2 pipetas graduadas 10 mL Hidróxido de amonio2 Vasos de pp 150 mL Sulfuro de amonio

1 matraz EM 125mL Solución de Cloruro dealuminio 0.6 g/mL (10 mL)

Pinzas 3 dedos con nuezEspátulasVidrios de relojBisturíPistilo y morteroJeringa con aguja 5 mLAgitador magnético1 probeta 25 mLSoporte universalCronómetro5 tubos de ensayo


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4. METODOLOGÍADiagrama de flujo

INTOXICACIÓN POR Al

Muerte del conejo

Pesar al conejo

Administrar 10 mL de solución deCloruro de Alumino 06 g/mL

Controlar el tiempo de muerte

Registrar todas las reacciones delconejo antes de la muerte

Post muerteExtraer vísceras y órganos delconejo incluyendo la sangre

Reaccionesquímicas

PULMONES

Triturar los pulmones en el mortero

Colocar el triturado en el matraz bola, adicionar20 mL de Ácido Clorhídrico, 2 g de Cromato de

Potasio y digestar por 30 min

Adicionar al producto digestado 20 mL de ÁcidoTartárico (2g/20mL) y poner a baño maría 15 min

Destilar el producto obtenido

Reacciones dereconocimiento

Tubo de ensayo con 1 mL dedestilado + 0.5 mL de NaOH 0.1 N

Tubo de ensayo con 1 mL de destilado +0.5 mL de Fosfatos alcalinos

Tubo de ensayo con 1 mL de destilado + 0.5mL de Sulfuro de Amonio concentrado

Tubo de ensayo con 1 mL de destilado +0.5 mL de Na2CO3 10%

Anotar los resultados yconcluir


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Procedimiento

I. Muerte del Conejo1. Pesar al conejo.2. Administrar 10 mL de solución de Cloruro de Aluminio vía intramuscular al conejo

con ayuda de una jeringa con aguja de 5 mL (1 inyección en cada una de las piernas delconejo).3. Controlar el tiempo de muerte y observar los efectos físicos que presenta el conejo.4. Registrar todas las reacciones que presenta el animal y el tiempo de muerte.

II. Post muerte1. Colocar al conejo en una mesa y con un bisturí extraer las vísceras y todos los órganos

incluyendo la sangre.2. Utilizar los pulmones Equipo no. 2.

III. Reacciones químicas1. Triturar los pulmones en un mortero.2. Colocar el triturado en el matraz bola, adicionar 20 mL de Ácido Clorhídrico, 2 g de

Cromato de Potasio y digestar por 30 min.3. Adicionar al producto obtenido después de la digestión 20 mL de Ácido Tartárico (2 g/

20 mL y poner a baño maría durante 15 min.4. Destilar y depositar el destilado en un vaso de precipitados.

IV. Reacciones de reconocimiento

1. Tubo de ensayo con 1 mL de destilado + 0.5 mL de NaOH 0.1 N.2. Tubo de ensayo con 1 mL de destilado + 0.5 mL de Na2CO3 10%.

3. Tubo de ensayo con 1 mL de destilado + 0.5 mL de Fosfatos alcalinos.4. Tubo de ensayo con 1 mL de destilado + 0.5 mL de Sulfuro de Amonio concentrado.5. Reportar los resultados obtenidos.


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5. RESULTADOSEfectos físicos en el conejo por el Aluminio

(0) Administración del tóxico víaintramuscular: 10 mL de Cloruro de

Aluminio 0.6 g / ml 15:42 h 16MAR 16

(1) Desorientación, dilatación pupilar y posible cefalea del conejo.

16:54 h 16 MAR 16

(2) Desequilibrio, temblores yritmo cardíaco acelerado (Atax

17:17 h 16 MAR 16

(3) Pérdida de la curiosidad,depresión de la movilidad motora

en extremidades, tronco y bajatemperatura.

17:29 h 16 MAR 16

(4) Convulsiones generalizadas conestado epiléptico.

17:35 h 16 MAR 16

(5) Muerte por neurotoxicidad17:38 h 16 MAR 16

Tiempo desde la administracióhasta la muerte: 1 h 56 min

Tabla 1 Efectos en el organismo del conejo producidos por el Aluminio

Img. 2 Comparación de la curva generada contra la curva de toxicidad de metales hipotética.


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En la imagen Img.2 se muestra la curva generada en relación de los efectos que causó enAluminio en el conejo contra el tiempo en el que sucedieron dichos sucesos. Así comotambién la comparación con la curva hipotética cualitativa de toxicidad de metales enhumanos dada en el documento Sachana M, Hargreaves AJ. 2012. Toxicological testing: invitro and in vivo models. En: Human Toxicology: Basic and Clinical Principles, AcademicPress, New York.

Se puede observar que las curvas son muy similares, que aunque la dosis en nuestro caso noes cuantificable contra los efectos, en su caso se sustituyó por tiempo debido a que el tóxicofue administrado por vía intramuscular (tiempo en que el tóxico llega a la circulaciónsistémica y es irrigado en el organismo del conejo). Causando el fallo total (muerte) delconejo 1 h 56 min (116 min) después de la administración de 6 g (2 inyecciones de 5 mL0.6g/mL) de Cloruro de Aluminio al conejo con un peso de 0.750 kg.

Aluminio en el Conejo después de su muerte por intoxicación

rgano analizado: PULMONESTubo Reacción Resultado teórico Resultado1 AlCl3 + 3NaOH 3NaCl + Al (OH)3 Negativo2 AlCl3 + 3NaCO3 3NaCl + Al (CO3)3 Negativo3 AlCl3 + KH2PO4 AlPO4 + 3KCl Negativo4 2AlCl3 + 3(NH4)2 S Al2S3 + 6NH4 Cl Negativo

Tabla 2 Resultados obtenidos

Se obtienen resultados negativos en los tubos de

cuatro reacciones debido a que los órganos analizafueron los pulmones, y de acuerdo a la determinaciónla revista científica Revista Química Viva Volumen Número 1, abril 2003, la bioacumulación y la afecciónaluminio ocurre en el cerebro, hígado, hueso, múscesquelético, corazón y médula ósea.

La vía de administración del tóxico fue intramuscula por ello que el tiempo de muerte del conejo fue entiempo lento, además de acuerdo a los efectos produc

que se describen la Tabla 1 Efectos en el organismo conejo producidos por el Aluminio, el órgano con maafectación fue el cerebro.

De acuerdo a la información bibliográfica vista enintroducción de este reporte se dictamina que la mufue por neurotoxicidad.


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6. CONCLUSIONESSe cumplió con los objetivos de la práctica ya que se observaron las reacciones que causa elAl en el organismo del conejo después de administrar el tóxico, se comprobó el dañocausado por el tóxico en diferentes órganos del conejo y se determinó el tiempo en queactúa el Al en el organismo del conejo para causarle la muerte cuando el tóxico esadministrado vía intramuscular.

De acuerdo con los resultados obtenidos se concluye que al administrar 6g de Cloruro deAluminio por vía intramuscular el conejo muere por neurotoxicidad 1hora con 56 minutos posterior a la administración.

Se diagnostica la muerte por neurotoxicidad debido a los efectos causados en el organismoconcordantes con la referencia bibliográfica médica dada en la introducción, dichos efectosson directamente al sistema nervioso central: desorientación, dilatación pupilar, posiblecefalea, desequilibrio, temblores, ritmo cardíaco acelerado, pérdida de la curiosidad,

depresión de la movilidad motora en extremidades, tronco y baja temperatura, convulsionesgeneralizadas con estado epiléptico y muerte.

Los organos analizados por nuestro equipo fueron los pulmones y se obtuvieron resultadosnegativos en los tubos de las cuatro reacciones debido a que de acuerdo a la determinaciónde la revista científica Revista Química Viva Volumen 2, Número 1, abril 2003, la bioacumulación y la afección del aluminio ocurre en el cerebro, hígado, hueso, músculoesquelético, corazón y médula ósea.

Con el conocimiento obtenido acerca de la toxicidad del aluminio nos corresponde evitar o

minorizar el consumo de productos que contengan dicho elemento en su formulación yaque el ambiente no lo podemos evitar al 100% y así no coadyuvar a la bioacumulación deeste metal en nuestro organismo.

Recomendaciones:

Para dar mayor validez a nuestra conclusión se debió haber analizado el cerebro. Así como para comprobar la referencia bibliográfica se debieron analizar los huesos y músculos.


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7. CUESTIONARIO1. ¿Qué es el aluminio?

El aluminio pertenece al grupo de elementos metálicos conocido como metales del bloque p que están situados junto a los metaloides o semimetales en la tabla periódica.Este tipo de elementos tienden a ser blandos y presentan puntos de fusión bajos, propiedades que también se pueden atribuir al aluminio, dado que forma parte de estegrupo de elementos.

El estado del aluminio en su forma natural es sólido.El número atómico del aluminio es 13.El símbolo químico del aluminio es Al.El punto de fusión del aluminio es de 933.47°K o de 661.32°C.El punto de ebullición del aluminio es de 2,792°K grados Kelvin o de 2,519.85°C

2. ¿Cuál es la toxicidad del aluminio?Toxicidad Compuesto Dosis ReferenciaRata LC50 Aluminio 100 mg/m3 Thomson et al. 1986Aluminum flakes

Rata LD50 Oral

Cloruro de aluminio

3450 mg / kgGrupo

Transmerquim msdratón LD50 oral 1130 mg / kg piel de conejos

LD50 2000 mg / kg

Raton LD50 oral Hidróxido deAluminio 100 mg / L de agua Merk chemical msd

Tabla 3 Toxicidad por AluminioSe consideran estas toxicidades debido a que son las fuentes más grandes de exposición alaluminio y son las formas moleculares con más facilidad de absorción por suscaracterísticas químicas.

Límites de exposición laboral

OSHA: El PEL, límite legal de exposición admisible en el aire, es de 15 mg/m3 para eltotal de polvo y de 5 mg/m3 para el polvo respirable como promedio durante un turnolaboral de 8 horas.

NIOSH: El límite de exposición recomendado en el aire es de 10 mg/m3 para el total de polvo y de 5 mg/m3 para el polvo respirable como promedio durante un turno laboral de 10horas.

ACGIH: El límite de exposición recomendado en el aire es de 10 mg/m3 para el total de polvo y de 5 mg/m3 para los polvos de piro como promedio durante un turno laboral de 8horas.


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3. Explique cada reacción.

No se obtienen resultados, ver justificación y explicación en punto 5 de este reporte.Se presentan reacciones teóricas sin resultados prácticos:

Reacción de Hidróxido de Sodio: AlCl3 + 3NaOH 3NaCl + Al (OH)3

Reacción con carbonato de Sodio al 10%: AlCl3 + 3NaCO3 3NaCl + Al (CO3)3

Reacción con Fosfatos alcalinos pH 8.0: AlCl3 + KH2PO4 AlPO4 + 3KCl

Sulfuro de amonio : 2AlCl3 + 3(NH4)2 S Al2S3 + 6NH4 Cl

4.- De un diagrama de flujo para desechar todos los reactivos y productos.

5. Describa las observaciones de conejo después de la administración del aluminio:Ver Tabla 1 Efectos en el organismo del conejo producidos por el Aluminio.


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6. BIBLIOGRAFÍAKlassen; J.B. Watkins III (2005). Casarett y Doull. Fundamentos de Toxicología. McGraw-Hill Interamericana de S.L. p. 364-365. Flórez, J.; Armijo, J.A.; Mediavilla, A. (2008). 5ª,ed. Farmacología humana. Elsevier . p. 1392

Atwood DA, Yearwood BC. The future of aluminum chemistry. J Organometallic Chem600:186-197, 2000.

Revista Química Viva Volumen 2, Número 1, abril 2003

Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR), 2013

Pérez G, Garbossa G, Sassetti B, Di Risio C, Nesse A. Interference of aluminium on ironmetabolism in erythroleukemia K562 cells. J Inorg Biochem. 76:105-112, 1999.

Vittori D, Nesse A, Pérez G, Garbossa G. Morphologic and functional alterations of

erythroid cells induced by long term ingestion of aluminium. J Inorg Biochem. 76:113-120,1999.

Lauricella AM, Garbossa G, Nesse A. Dissimilar behavior of lymph cells in response to theaction of aluminum. In vitro and in vivo studies. Int Immunopharmacol 1:1725-1732, 2001.

7. PRECAUCIONES Y MEDIDAS DE SEGURIDAD Guantes de látex Bata de algodón

Zapatos de seguridad Lentes de seguridad Buenas prácticas de Laboratorio Manejo de residuos peligrosos biológicos infecciosos Hojas de seguridad de los reactivos utilizados Manejo de residuos químicos


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8. ANEXOSEvidencias

Peso del conejo 0.750 kgPreparación de la inyección 0.6g/mL de

Cloruro de Aluminio

Administración del tóxico vía intramuscular Muerte del conejo 116 min después de laadministración

Extracción de órganos Trituración de los pulmones

Digestión y baño maría de la muestra Destilación

Tubos antes de prueba de reconocimiento Tubos con resultados negativosTabla 4 Evidencias de la práctica


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Preparación de Soluciones:

Carbonato de Sodio 10%: Pesar 1 g de Carbonato de Sodio y llevar a aforo en un matrazvolumétrico de 10mL con agua destilada.

Ácido Tartárico: Pesar 2 g de Ácido tartárico y llevar a aforo en un matraz volumétrico de20mL con agua destilada.

Solución de Cloruro de Aluminio 0.6g/mL: Pesar 6g de Cloruro de Aluminio y diluir en unvaso de pp con 10mL de agua destilada.

NaOH 0.1N: Pesar 0.4g de NaOH y llevar a aforo en un matraz volumétrico de 100mL conagua destilada.

NaOH

PM= 40g/mol #Eq= 1V= 0.1LM= ¿

= ×#

×

=01 × 40 /

1 × 0.1 = 0.4

toxicología practica 2

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