Agente quelante
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Un Agente quelante, o secuestrante, o antagonista de metales pesados, es una sustancia que forma complejos fuertes con iones de metales pesados. A estos complejos se los conoce como quelatos, y generalmente evitan que estos metales pesados puedan reaccionar.
Sumario
Definición
Los Agentes quelantes, también conocidos como antagonistas o secuestradores de metales pesados, son sustancias que tienden a constituir sustancias complejas junto a iones metálicos de metales pesados. A dichos compuestos complejos se les denomina quelatos, un término procedente del griego chele, cuyo significado es garra, pues es precisamente la forma que adoptan estas sustancias, una forma de garra que atrapa el metal.
Antecedentes históricos
Ciertos ácidos poliamínicos sintéticos que se conocían anteriormente como agentes secuestradores orgánicos, han sido utilizados como reactivos analíticos e industriales desde 1935. Estos compuestos, mayormente el ácido etilendiaminotetraacético(EDTA) y sus derivados, poseen la propiedad química de combinarse con iones metálicos polivalentes en solución para formar complejos coordinados de anillo, no iónicos, solubles. La hemoglobina representa un ejemplo de quelatos que ocurren en la naturaleza en los que el hierro se combina y es retenido fuertemente en un complejo orgánico soluble que resulta en la formación de iones no metálicos. Otra forma de fijar metales es mediante la formación de complejos sin anillo, en donde un metal específico se fija solamente a un radical del compuesto. La propiedad de fijar metales fue aprovechada por vez primera en procesos industriales tales como la fabricación de colorantes. Los quelantes eran utilizados para remover los iones metálicos contaminantes.
Importancia biomédica
Los metales pesados no pueden ser metabolizados por el cuerpo humano y persisten en el organismo donde ejercen sus efectos tóxicos cuando se combinan con uno o más grupos reactivos (ligandos) esenciales para las funciones fisiológicas normales. Los agentes quelantes se diseñan para competir con los metales por los grupos reactivos fisiológicos para así evitar o revertir sus efectos tóxicos e incrementar su excreción.
Los metales pesados, particularmente los que pertenecen a la serie de los metales de transición, pueden reaccionar con ligandos que contienen O-, S- y N- que en el organismo toman la forma de -OH, -COO-, OPO3H-. >C=O, -SH, -S-S-, -NH2 y >NH. EL complejo metálico resultante, conocido también como compuesto de coordinación, está formado por un enlace coordinado en el cual ambos electrones son contribuidos por el ligando. El interés biológico de los quelantes se originó a partir de los esfuerzos hechos para controlar los restos de metales que contribuyen al deterioro de los alimentos. La investigación toxicológica de algunos agentes quelantes que fueron propuestos como aditivos de los alimentos llevó a la observación de que la fuerte afinidad por los iones de calcio que caracteriza al EDTA da por resultado una disminución de los niveles de calcio en suero. El concepto de quelación ha sido tomado por los farmacólogos en el desarrollo de nuevos agentes terapéuticos para pruebas clínicas en una amplia gama de alteraciones patológicas en las que se requiere remover de los tejidos o introducir al organismo iones metálicos con propósitos metabólicos. Se han utilizado quelatos de hierro en la terapéutica de anemias ferroprivas, quelatos de magnesio para el tratamiento de crisis hipertensivas y algunos complejos orgánicos de oro, como el tiomalato de oro y sodio en la terapéutica con oro para combatir la artritis reumatoide.
Tipos de quelantes naturales
Muchas son las sustancias que actúan como agentes quelantes, entre las que se encuentran la clorofila, el glutatión, varias enzimas y vitaminas.
Propiedades de los quelantes
Los agentes quelantes poseen varias propiedades, sin embargo, el agente quelante ideal debería tener todas las siguientes:
- Resistencia a la biotransformación, favoreciendo que el quelante llegue en su forma intacta a la zona diana, pudiendo ejercer su función.
- Capacidad para llegar a sitios donde se pudiera acumular el metal, por ejemplo, las distintas barreras físicas y químicas del organismo pueden impedir el paso del quelante a una determinada zona, y si no llega a la zona diana, su función como quelante será nula.
- Capacidad para formar complejos no tóxicos a partir de metales tóxicos, en el caso de que el quelante formase complejos tóxicos, estariamos ante el mismo problema (o peor), el quelante debe inutilizar la toxicidad del metal pesado, disminuyendo su reactividad o acumulación.
- Mantenimiento de su actividad quelante en el pH variante de los fluidos corporales y excreción rápida del quelato.
- Afinidad elevada por los metales, de nada nos sirve un quelante que fije y elimina lo primero que encuentre,como siempre en terapéutica, la afinidad y especificidad es importante.
- Poca o nula afinidad por el catión calcio Ca2+, dado que este ion tiene una gran disponibilidad para la quelación en el plasma y un quelante puede provocar hipocalcemia a pesar de poseer una elevada afinidad por los metales pesados, afectando a cualquier ruta metabólica afectada por calcio, de las cuales hay muchísimas.
- Siempre es difícil extrapolar las interacciones del quelante observadas en experimentos de laboratorio a la situación del organismo vivo, donde el número de ligandos potenciales, las barreras físico-químicas, los mecanismos del organismo, pueden variar totalmente frente a los estudios in vitro, por lo que es importante llevar a cabo observaciones in vivo para determinar la utilidad clínica de estos agentes.
Factores de uso de quelantes
La efectividad de los agentes quelantes en el tratamiento del envenenamiento por metales pesados depende de varios factores, entre los que se incluyen:
- La afinidad relativa del quelante por el metal pesado.
- La distribución del quelante en el organismo, comparada con la distribución del metal.
- La capacidad del quelante para movilizar al exterior al metal tras la quelación.
Usos de los agentes quelantes
- En el envenenamiento por plomo se utiliza el edetato de calcio disódico (CaNa2Y) o la D-penicilamina.
- En tratamiento de la sobreexposición ocupacional a sustancias radioactivas como plutonio, torio, uranio y radioitrio se utiliza el ácido dietilentriaminopentaacético (DTPA).
- En el envenenamiento por mercurio se emplea dimercaprol (BAL) en casos de exposición grave o en pacientes sintomáticos o D-penicilamina en casos de exposición leve o en pacientes que no presentan síntomas. Así mismo puede utilizarse un derivado de la penicilamina: la N-acetil-D-penicilamina (NAP) se ha usado con éxito en pacientes que requieren tratamiento contra la intoxicación por mercurio.
- En el debido a arsénico es de utilidad el dimercaprol y la continuación de la terapia se sigue con penicilamina. Así mismo, en caso de síntomatología recurrente puede emplearse un derivado del dimercaprol, el succímero del ácido 2,3 dimercaptosuccínico.
- En la intoxicación por cadmio se administra EDTA en su forma de edetato de calcio disódico. No se utiliza el dimercaprol debido a que se ha observado que incrementa la nefrotoxicidad. La terapia se instaura lo más rápidamente posible porque debido a la distribución del metal puede llegar a sitios donde el quelante no puede alcanzarlo.
- En la intoxicación por hierro se puede emplear la deferoxamina.
- En la enfermedad de Wilson, donde hay un exceso de cobre en el cuerpo, se puede usar la trientina
- En el síndrome por Sensibilidad química múltiple, en el que los enfermos experimentan una hipersensibilidad a agentes externos de uso común tales como el jabón, los perfumes y otros artículos de uso común se puede administrar EDTA.
