Arsénico

Las 2 zonas más afectadas del mundo son Bangladesh y Bengala Occidental, en India. En 42 distritos del sur de Bangladesh y en 9 distritos adyacentes de Bengala Occidental hay 79,9 millones y 42,7 millones de personas respectivamente expuestas a las concentraciones de arsénico de las aguas subterráneas, que superan el límite máximo permisible recomendado por la OMS, 50 μg/l.

En ambas áreas, la fuente de arsénico es de origen geológico y contamina los acuíferos que abastecen de agua a más de 1 millón de pozos entubados. En Bengala Occidental, la concentración arsenical en algunos pozos entubados alcanza tanto como 3.400 μg/l. Se cree que el mecanismo de acumulación del arsénico en la llanura del delta de Bengala ocurrió durante el Cuaternario tardío (Holoceno) con sedimentos aluviales que contienen arsénico depositado por el Ganges, Brahmaputra, Meghna y otros ríos más pequeños, que fluyen a través de la llanura del Delta de Bengala hasta la Bahía de Bengala.

En la llanura del delta de Bengala, el arsénico se absorbe como oxianiones de arsénico sobre oxihidróxidos de hierro, aluminio y manganeso para luego ser movilizados a los acuíferos aluviales donde, debido a la reducción ambiental, los oxihidróxidos se disuelven mediante procesos biogeoquímicos, liberando el arsénico al agua subterránea.

A lo largo de los siglos, el arsénico se ha utilizado para diversos propósitos. En una época, el arsénico era un componente cosmético y más ampliamente, en la agricultura, para proteger a los cultivos de las plagas. También era utilizado como pigmento en pinturas, como acetoarsenito de cobre, siendo el más conocido el “verde París”. Antes del uso de la iluminación eléctrica, el hidrógeno liberado por la quema de carbón y los gases de los artefactos de iluminación a gas, combinado con el arsénico del Verde París usado en el papel tapiz, daba lugar a la formación de arsina, un gas tóxico.

El hongo Scopulariopsis breviculis presente en el papel tapiz húmedo también metabolizaba el arsénico del Verde París a arsina. En la industria, el arsénico se utiliza para fabricar pinturas, fungicidas, insecticidas, pesticidas, herbicidas, conservantes de madera y desecantes de algodón. Al ser un oligoelemento esencial para algunos animales, el arsénico es un aditivo en la alimentación animal.

El arseniuro de galio o cristales de arseniuro de galio y aluminio son componentes de semiconductores, diodos emisores de luz, láseres y una variedad de transistores. El arsénico es un arma homicida popular. Muchos compuestos de arsénico se parecen al azúcar blanco que lo hace parecer inocuo, a lo que se suma que es insípido e inodoro y fue publicitado por la película de Frank Capra Arsénico y Encaje Antiguo, en la que 2 señoras mayores usan arsénico en vino el de saúco para asesinar a sus pretendientes varones.

El arsénico se ha utilizado como agente curativo después de que médicos griegos como Hipócrates y Galeno popularizaron su uso. Los compuestos de arsénico estuvieron disponibles en forma de soluciones, comprimidos, pastas e inyectables. La solución de Fowler, una preparación de trióxido de arsénico al 1% fue ampliamente utilizada durante el siglo XIX.

En 1958, el Manual Británico de Productos Farmacéuticos y Terapéuticos enumeró las indicaciones para la solución de Fowler como: leucemia, afecciones cutáneas (psoriasis, dermatitis herpetiforme y eccema), estomatitis y gingivitis en lactantes, y la angina de Vincent. La solución de Fowler también se usó como un tónico para la salud. La intoxicación crónica por arsénico debida al uso prolongado de la solución de Fowler provocó hemangiosarcoma, angiosarcoma del hígado y carcinoma nasofaríngeo.

El arsénico fue el tratamiento principal para la sífilis hasta la Segunda Guerra Mundial.

La arsfenamina (neoarsfenamina), un compuesto de color amarillo claro que contenía un 30% de arsénico, fue utilizada por vía intravenosa para tratar la sífilis, el pián y algunas infecciones por protozoos.

En la actualidad, el trióxido de arsénico (As2O3) se utiliza ampliamente para inducir la remisión en pacientes con leucemia promielocítica aguda, debido a su acción inductora de la apoptosis (muerte celular programada).

El arsénico induce la apoptosis liberando un factor inductor de la apoptosis (FIA), desde el espacio intermembrana mitocondrial, desde donde se traslada al núcleo celular. Luego, el FIA produce apoptosis, lo que resulta en una alteración de la bioquímica nuclear, condensación de la cromatina, fragmentación del ADN y muerte celular. El FIA ha sido aislado como flavoproteína, con un peso molecular de 57.000.

El arsénico sigue siendo un componente esencial de muchos productos de medicina tradicional no occidental. Algunos medicamentos chinos tradicionales contienen rejalgar (sulfuro de arsénico) y están disponibles en forma de píldoras, comprimidos y otras preparaciones. Han sido utilizados para psoriasis, sífilis, asma, reumatismo, hemorroides, tos y prurito, y también se receta como un tónico para la salud. Asimismo, se usa como analgésico, antiinflamatorio y en algunos tumores malignos.

En India, los medicamentos de  hierbas con contenido de arsénico se utilizan en algunos preparados homeopáticos y en las neoplasias malignas hematológicas. En Corea, se prescribe en medicina herbaria para las hemorroides. Sin embargo, más que un ingrediente previsto, el arsénico es a menudo un contaminante, a veces con mercurio y plomo.

El Departamento de Servicios de Salud de California examinó 251 productos en herboristerías minoristas y detectó arsénico en 36 (14%) en concentraciones de 20,4 a 114 000 partes por millón (ppm) con una media de 145,53 ppm y la mediana 180,5 ppm.

Un estudio realizado en Singapur identificó 17 pacientes durante un periodo de 5 años con lesiones cutáneas relacionadas con la toxicidad crónica por arsénico, mientras que en 14 (82%) pacientes, la toxicidad se debió al arsénico contenido en medicinas china. Los otros 3 consumían agua de pozo entubada contaminada con arsénico.

El arsénico se presenta en 2 estados de oxidación: una forma trivalente, el arsenito (As2O3; As III) y una forma pentavalente, el arseniato (As2O5; As V). El As III es 60 veces más tóxico que el As V. El arsénico orgánico no es tóxico mientras que el arsénico inorgánico sí lo es.

La toxicidad del arsénico inactiva hasta 200 enzimas, en particular las involucradas en las vías de energía celular y la replicación y reparación del ADN. En compuestos altamente energéticos como el ATP se sustituye por fosfato.

El arsénico libre también ejerce su toxicidad al generar oxígeno reactivo que intermedia durante su ciclo redox y procesos de activación metabólica causando la peroxidación lipídica y el daño del ADN. Especialmente As III, se une a grupos tiol o sulfhidrilo, las proteínas tisulares del hígado, pulmones, riñón, bazo, mucosa gastrointestinal y tejidos ricos en queratina (piel, cabello y uñas). También se están detectando muchos otros efectos tóxicos debidos al arsénico.

La exposición al arsénico ocurre por inhalación, absorción cutánea y, principalmente, por ingestión de, por ejemplo, agua potable contaminada.

El arsénico en los alimentos se presenta como compuestos orgánicos relativamente no tóxicos (arsenobentaína y arsenocolina).

Los mariscos, pescados y algas son los productos orgánicos más ricos en arsénico. Estos compuestos orgánicos causan niveles elevados de arsénico en la sangre pero se excretan rápidamente sin cambios en la orina. La ingesta de arsénico es mayor en los alimentos sólidos que en los líquidos incluida el agua potable.

Los compuestos de arsénico orgánico e inorgánico pueden ingresar a la cadena alimentaria vegetal desde los productos agrícolas o los suelos regados con agua contaminada con arsénico.

El principal sitio de absorción es el intestino delgado por un proceso electrogénico que involucra un gradiente de protones. El pH óptimo para la absorción del arsénico es 5,0,38 aunque en el medio ambiente del intestino delgado, el pH es aproximadamente 7,0 debido a la secreción pancreática de bicarbonato.

El arsénico absorbido sufre una biometilación hepática para formar ácido monometilarsónico y ácido dimetilarsínico que son menos tóxicos pero no completamente inocuos. Alrededor del 50% de la dosis ingerida puede eliminarse por la orina en 3 a 5 días. El ácido dimetilarsínico es el metabolito urinario dominante (60% –70%) en comparación con el ácido monometilarsónico. También se excreta una pequeña cantidad de arsénico inorgánico sin alterar. Después de una intoxicación aguda, los estudios de espectrometría de absorción atómica electrotérmica muestran que la mayor concentración de arsénico se halla en los riñones y el hígado.

En la ingestión crónica de arsénico, el mismo se acumula en el hígado, riñones, corazón y pulmones y, en cantidades más pequeñas, en los músculos, sistema nervioso, tracto gastrointestinal y bazo. Aunque la mayor parte del arsénico es eliminada de estos sitios, hay residuos que permanecen en los tejidos ricos en queratina, uñas, cabello y piel. Después de unas 2 semanas de ingestión, el arsénico se deposita en el cabello y las uñas.

> Intoxicación aguda

La mayoría de los casos de intoxicación aguda por arsénico se producen por la ingestión accidental de insecticidas o pesticidas y menos comúnmente por intento de suicidio. Pequeñas cantidades (<5 mg) provocan vómitos y diarrea pero se resuelven en 12 horas y el tratamiento es innecesario. La dosis letal de arsénico en la intoxicación aguda oscila entre 100 y 300 mg.

Se ha evaluado que el riesgo para los seres humanos en los casos de ingestión aguda proviene de una dosis letal de arsénico inorgánico de aproximadamente 0,6 mg/kg/día. Un hombre de 23 años que ingirió 8 g de arsénico sobrevivió durante 9 días. Un estudiante que consumió 30 g de arsénico solicitó ayuda después de 15 horas y sobrevivió 48 horas, pero murió a pesar del lavado gástrico y el tratamiento con el antídoto antilewisita británica y hemodiálisis. Dependiendo de la cantidad consumida, la muerte suele ocurrir dentro de las 24 horas a 4 días.

Al comienzo, las características clínicas se relacionan invariablemente con el sistema gastrointestinal, con náuseas, vómitos, cólicos abdominales, dolor abdominal y diarrea acuosa profusa.

El dolor abdominal puede ser grave e imitar un abdomen agudo.

También ocurre salivación excesiva y puede ser la queja de presentación en ausencia de otros síntomas gastrointestinales. Otras características clínicas son: psicosis aguda, erupción cutánea difusa, miocardiopatía tóxica y convulsiones. La diarrea atribuida al aumento de la permeabilidad de los vasos sanguíneos es una característica dominante.

Las heces voluminosas y acuosas se describen como “diarrea colérica”. En el cólera, las heces se describen como “agua de arroz”, pero en el caso de la intoxicación aguda por arsénico, se la denomina “agua de arroz sanguinolenta” debido a la presencia de sangre en el tracto gastrointestinal. La causa de la muerte es la pérdida de líquido masiva debida a la secreción del tracto gastrointestinal resultando en deshidratación grave, reducción del volumen de sangre circulante y el consiguiente colapso circulatorio. En el examen necrópsico se ha hallado esofagitis, gastritis y esteatosis hepática.

Las  anomalías hematológicas notificadas son hemoglobinuria, coagulación intravascular, depresión de la médula ósea, pancitopenia grave, anemia normocítica normocrómica y punteado basófilo. Se informó insuficiencia renal en 4 de 8 marineros expuestos a la arsina. Otras características comunes de la intoxicación aguda son la insuficiencia respiratoria y el edema pulmonar.

La manifestación neurológica más frecuente es la neuropatía periférica que puede durar hasta 2 años. Esta neuropatía puede provocar un ascenso rápido y grave de la debilidad, similar al síndrome de Guillain-Barré, que requiere ventilación mecánica. Otra manifestación común es la encefalopatía, y si su etiología es incierta se debe descartar la posibilidad de la toxicidad arsenical. Se ha producido encefalopatía después de la administración intravenosa de arsfenaminas. Se cree que la encefalopatía se debe a una hemorragia. Se han informado cambios metabólicos con la intoxicación aguda por arsénico. Se ha producido acidosis en un solo paciente e hipocalcemia en bovinos. En las intoxicaciones agudas, el mejor indicador de ingestión reciente (1 a 2 días) es la concentración urinaria de arsénico.

> Intoxicación crónica

La intoxicación crónica por arsénico conduce a enfermedades multisistémicas; la consecuencia más grave es la malignidad.

Las características clínicas de la intoxicación arsenical varía entre individuos y grupos poblacionales y áreas geográficas. No está claro cuáles son los factores que determinan la aparición de una manifestación clínica particular, o a qué sistema corporal se dirige. Así, en personas expuestas a la toxicidad crónica se presenta una amplia gama de características clínicas. El inicio es insidioso con síntomas inespecíficos de dolor abdominal, diarrea y dolor de garganta.