Efectos de los metales pesados sobre la biología celular

EFECTOS DE LOS METALES PESADOS SOBRE LA BIOLOGÍA CELULAR
L. Agudo Algibe; C. de Noreña Martin; M. Fernández Escobar; J.J. García Navas; M. Huamán Benítez INTRODUCCIÓN Los metales pesados son un grupo de elementos químicos que presentan una densidad relativamente alta y un peso atómico comprendido entre 63.55 (Cu) y 200.59 (Hg). Además presentan un peso específico superior a 4 (g/cm-3). Muchos deellos son elementos esenciales en el metabolismo del ser humano, sin embargo a concentraciones más altas pueden resultar tóxicos. De hecho, la toxicidad de estos metales ha quedado documentada a lo largo de la historia: los médicos griegos y romanos ya diagnosticaban síntomas de envenenamientos agudos por plomo mucho antes de que la toxicología se convirtiera en ciencia. Algunos ejemplos demetales requeridos por el organismo incluyen el cobalto, cobre, hierro, manganeso, molibdeno, vanadio, estroncio y zinc. El caso del hierro es notable entre éstos, siendo vital para la formación de hemoglobina. Sin embargo, hay una serie de elementos que si aumenta mucho su concentración, pueden representar un serio problema medioambiental y para la salud . En el artículo “Dualities in plant toleranceto pollutants and their uptake and translocation to the upper plant parts”,se exponen 2 ideas principales. Por un lado, la capacidad de algunas plantas para acumular estos metales, lo que supone un beneficio para los propósitos de la fitorremediación (tecnología que utiliza el potencial metabólico de los microorganismos para transformar contaminantes orgánicos en compuestos más simples poco o nadacontaminantes). Por otro lado habla del peligro de la hiperacumulación de toxicos en las células vegetales, que puede suponer un peligro al ser introducidas en las cadenas tróficas. Los efectos de los metales pesados tanto en el medioambiente como en la salud humana son altamente peligrosos. Podemos encontrar enfermedades desde cáncer de pulmón, alteraciones neurológicas como por ejemplo “Laenfermedad de Minamata” (intoxicación por mercurio), hipertensión, hasta enfermedades vasculares. El objetivo de este trabajo es el de conocer los mecanismos por los cuales los metales pesados dañan a las células. DISCUSIÓN La causa primaria del elevado nivel de toxicidad de los metales pesados reside en que poseen una gran capacidad para unirse con moléculas orgánicas. Estos efectos tóxicos ensistemas biológicos dependen de reacciones con ligandos (principalmente grupos sulfidrilo, radicales amino, fosfato, carboxilo e hidroxilo) que son esenciales para su asimilación, y que se presentan en gran abundancia en la célula. El resultado de estas uniones ligando-metal puede ser muy perjudicial para la célula y dependerán de las condiciones de ph, temperatura, solubilidad y potencial redox delmetal, entre otras.

Entre los efectos más destacados de la contaminación por metales pesados encontramos el estrés oxidativo. Todas las formas de vida mantienen un entorno reductor dentro de sus células. Este entorno reductor es preservado por las enzimas que mantienen el estado reducido a través de un constante aporte de energía metabólica. Si se producen desajustes en este estado normal redoxpuede haber efectos tóxicos a través de la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), que posteriormente serán transformadas en radicales hidroxilos, altamente reactivos, que atacan el ADN, produciendo la rotura de las hebras y alterando las bases, lo que conlleva la aparición de mutaciones y el desarrollo de tumores. También quedarán dañados el resto de componentes de la célula incluyendoproteínas y lípidos, entre otros. Otros efectos, tienen relación con la competición que se genera entre los metales pesados y aquellos metales que son esenciales para la célula. Compiten por los sistemas de transporte, disminuyendo la concentración efectiva del metal esencial; activan receptores de membrana desencadenando reacciones en cadena; reemplazan a metales esenciales en biomoléculas y...