Revisión Bibliográfica

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  II. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA II.1. Antecedentes II.1.1. Generalidades del plomo Plomo, de símbolo Pb, deriva de la palabra plumbum. Número atómico 82 y peso atómico 207.19. Se encuentra en el grupo 14 del sistema periódico. Es un metal pesado, denso (densidad relativa, o gravedad específica, de 11.4 g/ml 16°C (61°F)) de color azuloso, que se empaña para adquirir un color gris mate. Es flexible, inelástico, se funde con facilidad a 327.4 °C (621.3 °F) y hierve a 1725 °C (3164 °F), las valencias químicas normales son 2 y 4. Es relativamente resistente al ataque de los ácidos sulfúrico y clorhídrico, pero se disuelve con lentitud en ácido nítrico (Emsley, 2001; Wright, 2003). Existe naturalmente en la corteza terrestre con una concentración promedio de 10 µg/kg (Cavagnaro, 2004). Es muy común encontrar al plomo en forma de galena (encontrándose principalmente en forma inorgánica como sulfuro de plomo) y combinado con otros elementos formando sustancias metálicas. (Flores y Albert, 2004). La cerusita y la anglesita son sus menas más importantes después de la galena. También se encuentra el plomo en minerales de uranio y torio. El hombre ha extraído este metal desde épocas remotas para aprovechar su maleabilidad y ductibilidad en la fabricación de objetos múltiples. Debido a sus diversas funciones ha tenido una gran importancia industrial donde se ha empleado en grandes cantidades en la fabricación de baterías, aditivo en la gasolina, revestimiento de cables eléctricos, producción de tuberías, cisternas, protección de materiales expuestos a la intemperie, fabricación de municiones, pigmentos para pinturas y barnices, fabricación de cristales, esmaltado de cerámica, litargirio, soldadura de latas, antisépticos, como blindaje contra la radiación. Es conocido como generador de riqueza económica debido a la gran cantidad de puestos de 4    5    trabajo que implica su extracción en la actividad minera junto con otros metales como plata, oro y cobre (López, 2008). Otra de las propiedades que posee el plomo es una alta resistencia a la corrosión, en donde encuentra un amplio uso en la construcción, en particular en la industria química, otra de las aplicaciones del plomo es que forma aleaciones con muchos metales como: estaño, cobre, arsénico, antimonio, bismuto, cadmio y sodio que tienen importancia a nivel industrial. Debido a la variedad de aplicaciones que posee el plomo y la gran importancia industrial que ha tomado este metal en la vida cotidiana, los humanos hemos presentado una exposición excesiva a los productos del plomo, los cuales se conoce que son tóxicos para la salud. Producción Los yacimientos principales de plomo están en Australia, Canadá, Estados Unidos, y Unión Soviética. La producción minera mundial es de aproximadamente 3.300.000 ton/año, y sólo durante el año 2006 se produjeron en el mundo 3.3 millones de toneladas de concentrados de plomo, producto de las operaciones mineras. De éstas, los cinco países productores más importantes agrupan alrededor de 81% de toda la producción, siendo el más importante China con alrededor de 1 millón de toneladas de producción, le siguen Australia, Estados Unidos, Perú y México; en América Latina se produce el 14% del total, siendo los más importantes productores Perú (212.600 ton/año) y México (184.261 ton/año) (Informe Quincenal de la Sociedad nacional de minería petróleo y energía.53.Mayo-II). El interés que ha surgido en México con respecto al estudio y la prevención de los efectos adversos para la salud que ocasionan las fuentes potenciales de intoxicación por plomo, ha dado lugar a numerosos estudios para conocer las concentraciones de plomo en sangre, esto, aunado a su elevada toxicidad, lo ha convertido en uno de los principales contaminantes ambientales con potencial patológico al que está expuesta la población humana, principalmente los niños por ser la población más vulnerable a la intoxicación por este metal.   6    Estudios realizados recientemente por la Red Internacional para la Eliminación de los Contaminantes Orgánicos Persistentes (IPEN), 20 pinturas de esmalte que se comercializan en este país contienen altas concentraciones de plomo, lo que según la organización representa un elevado riesgo para la salud de la población principalmente niños. La Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos señaló que el plomo puede llegar a afectar el sistema nervioso en desarrollo de los infantes, lo que reduce el coeficiente intelectual y provoca trastornos de aprendizaje. La IPEN analizó 317 muestras de pinturas de esmalte y vinílicas provenientes de todo el mundo, de las cuales 30 correspondieron a México (20 de esmalte y 10 vinílicas). Las 20 pinturas de esmalte que contempló el estudio de plomo en pinturas decorativas nuevas, son de las marcas Comex, Pintusayer ICI, Optimus, Sherwin Williams, Berel, Soriana y Contimex. Actualmente la norma que rige los contenidos de plomo en las pinturas es la NOM 003-SSA1-1993, y en ésta se define que el nivel máximo para los productos con plomo será de 600 partes por millón. Datos citados por la IPEN dicen que el plomo en las pinturas es una fuente significativa de envenenamiento, que afecta principalmente a niños menores de seis años y a mujeres embarazadas, ya que "atraviesa la placenta, alcanzando al feto" (El Universal, 2010). II.1.2. Fuentes de exposición El plomo ocurre en forma natural en el ambiente, pero las mayores concentraciones que son encontradas en el ambiente son el resultado de las actividades humanas. El riesgo de exposición al plomo es distinto según se está en el ambiente general o en el ocupacional (Corey, 1989), donde la vía de absorción más importante es la respiratoria (Corey, 1989 y Dreisbach, 1978). El plomo puede ingresar al organismo vía alimenticia y/o tracto respiratorio en áreas en donde el aire se encuentra contaminado, por vía oral al ingerir alimentos (especialmente los enlatados), por el plomo que pudiera ser liberado en algunas industrias, como la de acumuladores, la gasolina y las pinturas que lo contengan, las tuberías de agua construidas de plomo, los recipientes como cazuelas, vasijas y/o la cerámica vidriada fundida a   7    temperaturas no muy altas (García, 2001; Jimenez, 1993; Organización Panamericana de la Salud). Los niños están expuestos al plomo, además, por algunos hábitos de vida o comportamientos tales como: comer tierra o pintura, jugar con juguetes elaborados con este metal o cuya pintura esté contaminada, por chupar o morder lápices de colores o crayolas, por ingerir alimentos sin lavarse las manos, por algunos remedios caseros que son portadores de plomo y por vía cutánea (Department of Health Services Arizona, Romieu, 2000; Silbergeld, 1997). Así las principales fuentes no ocupacionales de este metal son los alimentos (65%), agua potable (20%) y aire (15%). Otra de las principales rutas de exposición al plomo es la oral, se ha determinado en México que gran porcentaje de familias mexicanas cocinan en utensilios de cerámica vidriada para la preparación de alimentos. Se documentó que la cerámica vidriada es una de las principales fuentes de intoxicación que se asocia con los niveles elevados de plomo en sangre y el consumo en ollas de barro vidriado. El preparar y/o consumir alimentos en ollas de barro vidriado se asoció con un exceso de 2 µg/dl en las concentraciones de plomo en sangre, esto indica la urgencia de controlar este metal en la fabricación de piezas de alfarería rustica vidriada a baja temperatura (Palazuelos y Romieu, 2003). Otras fuentes de exposición oral es a través de la ingestión de plomo en los alimentos y del ambiente, causadas por el uso del arseniato de plomo como fungicida en las cosechas y fuentes industriales. Las cosechas pueden captar elementos tóxicos a través de sus raíces de suelos contaminados e incluso las hojas pueden absorber los elementos tóxicos depositados en la superficie de las mismas. Se sabe que la cantidad del plomo transferida al alimento depende de su forma química más bien que de su cantidad total en el suelo. Así pues, la especiación del plomo en suelo es más importante para estimar su disponibilidad biológica, reactividad fisicoquímica y transporte en el ambiente y dentro de la cadena alimentaria (Yaman et al., 2000). En estudios realizados anteriormente se ha determinado que otra de las maneras más comunes en que los niños presenten envenenamiento de este metal, es por la   8    cantidad de plomo en el polvo de las viviendas antiguas ya que tiene una fuerte correlación con los niveles de plomo en sangre de los niños (Meyer et al., 2005). Por otro lado, unas de las razones por lo cual se llevó a cabo la eliminación de plomo en la gasolina fue que la inhalación a este metal por medio de la gasolina, contribuía a ser otra de las principales rutas de exposición. Gracias a la eliminación de este metal en la gasolina se ha mostrado una disminución importante de la concentración de plomo en sangre en varios países de América Latina. II.1.3. Toxicidad del plomo El plomo es un metal no esencial que puede causar toxicidad en todos los grupos de edad. El plomo es un catión divalente y se une fuertemente a grupos sulfhidrilo de las proteínas. Mucho de la toxicidad del plomo puede ser atribuida a la alteración de enzimas y proteínas estructurales, pero este versátil tóxico tiene muchos más blancos. Absorción Los niños pequeños normalmente exploran su ambiente por la actividad vía mano boca, comportamientos que son probablemente la principal ruta de ingreso para incrementar la admisión del plomo de un niño que vive en un ambiente con riesgos. El plomo puede ser inhalado a través del sistema respiratorio o ingerido y absorbido por el aparato digestivo. Tras su absorción, circula en sangre unido a los glóbulos rojos y posteriormente se distribuye a los tejidos del hígado, riñón, medula ósea y sistema nervioso central, finalmente se excreta por la orina, aunque una pequeña parte se elimina por la bilis, riñones, piel, cabello, uñas, sudor y leche materna. Al introducirse al cuerpo, los pigmentos de plomo son separados y el cuerpo los incorpora desplazando al calcio y hierro. Básicamente se distribuye en tres compartimientos: la sangre, los tejidos blandos (riñón, médula ósea, hígado) y el sistema nervioso central y periférico y tejidos mineralizados (hueso y dientes). Entre uno y dos meses, el plomo se difunde a los huesos donde se mantiene inerte y no tóxico, aunque en ciertas situaciones como inmovilidad, embarazo y la toma de algunas medicaciones, puede volver a movilizarse desde el hueso (Romanillos, T.   9    2007). La vida media del plomo difiere en los tres compartimientos; en la sangre es de 35 días, en los tejidos blandos de 40 días y en el hueso varia de 25 a 32 años y en el riñón es de 7 años (Perroni, 2003). La dosis mortal de plomo absorbido se calcula en 0.5 g. La acumulación y toxicidad aparecen si se absorben más de 0.5 mg por día (Dreisbach y Robertson, 1995). Los efectos tóxicos más graves son el resultado de la acción del plomo sobre el encéfalo y sistema nervioso periférico. Las cifras de Pb en encéfalo e hígado pueden ser de 5 a 10 veces las cifras sanguíneas. El plomo en estos tejidos se elimina solamente en forma lenta, por los agentes quelantes del plomo. Ya que solamente el plomo no combinado se elimina en forma eficaz por los agentes quelantes, el aumento en la excreción del plomo, producida por dichos agentes, es solamente temporal. Los agentes quelantes únicamente vuelven a ser eficaces cuando se libera una nueva cantidad de plomo de su estado en combinación (Dreisbach y Robertson, 1995). Bioquímicamente, el mecanismo de su acción tóxica proviene de la fuerte actividad de los cationes del plomo por el azufre. Así lo grupos “sulfhidrilo”, SH, los cuales están presentes comúnmente en las enzimas que controlan la velocidad de las reacciones metabólicas críticas en el cuerpo humano, se enlazan fácilmente a los cationes metálicos ingeridos o a las moléculas que contiene el metal. Debido a que el enlace resultante metal- azufre afecta a todas las enzimas, éstas no pueden actuar normalmente y la salud queda afectada, a veces, de forma fatal (Manahan, 2007. En: López, 2008) La deshidratasa del ácido δ -aminolevulínico eritrocitaria, una enzima importante en la síntesis de la hemoglobina, es uno de los indicadores más sensibles de los efectos del plomo. La concentración de protoporfirina eritrocitaria libre es un indicador aun más sensible de la intoxicación por plomo. Concentraciones de protopofirina eritrocitaria libre superiores de 25 a 50 µg/100 ml se consideran anormales; sin embargo, debido a que se eleva también en la deficiencia de hierro, no puede usarse diagnóstico único para el envenenamiento por plomo.   10    La fracción promedio de absorción gastrointestinal de plomo es mucho mayor en infantes y niños jóvenes que en adultos y la absorción se ve incrementada por la presencia de deficiencias nutricionales de Fe y Ca, que son más comunes en niños que en adultos, sin embargo en éstos también se presenta en situación de ayunos prolongados o en personas cuya dieta es deficiente en calcio, hierro, fósforo o zinc. Distribución La vía de ingreso, el tamaño de partícula y el tipo de compuesto del plomo, determinan la concentración y la posibilidad de difusión del plomo hacia el organismo. La inhalación del plomo se deposita en las vías aéreas. Después de la deposición del plomo en la nasofaringe, la tráquea, los bronquios y los alvéolos, parte de las partículas inhaladas asciende por acción de los cilios, pasa al esófago y se absorbe parcialmente en el tracto gastrointestinal. Las partículas restantes que llegan hasta los alvéolos, son absorbidas y pasan a la sangre. El tránsito a través de las vías broncopulmonares depende del tamaño de las partículas y de la solubilidad del compuesto inhalado. Se estima que una concentración de 1 µg/m3 de plomo en el aire inhalado determina una concentración de 1 a 2 µg/100ml de corriente sanguínea. Las partículas que no son absorbidas, digeridas ni eliminadas en las secreciones, van a constituir depósitos de plomo en el árbol respiratorio, que es eliminado posteriormente por acción de cilios y macrófagos. Solo entre 35 a 50% del plomo que alcanza el tracto respiratorio inferior es absorbido y pasa al torrente sanguíneo. El plomo absorbido es transportado por la sangre en donde establece un rápido equilibrio entre eritrocitos y plasma, en una proporción de 16:1 a diversos órganos y tejidos. La fracción de plasma que se esparce libremente es distribuida extensamente en todos los tejidos, alcanzando altas concentraciones en hueso, dientes, hígado, pulmón, riñón, cerebro y bazo. El plomo en la sangre tiene una estimada vida media de 35 días, en tejido suave de 40 días y en hueso de 20 a 30 años. Con la exposición crónica, la mayoría del plomo absorbido termina en los huesos.   11    Las rutas que sigue el plomo en el organismo son similares a los movimientos del calcio y están representadas en la Figura 1. La cinética de la distribución y acumulación del plomo no se ha definido en el hombre directamente. Fuente: Adaptado de Perroni, 2010 Figura 1. Vías de absorción, distribución y eliminación del plomo en el organismo humano. El plomo tiene una fuerte tendencia a localizarse y acumularse en los huesos, los cuales reflejan la exposición humana acumulativa a largo plazo. El contenido de plomo en los huesos representa aproximadamente el 90% del contenido total corporal del metal, estimado entre 100 a 400 mg por algunos autores. Este porcentaje de depósito es algo menor en niños debido al intenso recambio metabólico del tejido óseo en ellos. El plomo se substituye por el calcio en la matriz  ósea. Esto no es conocido por causar algún efecto de intoxicación o envenenamiento sobre el hueso mismo. El almacenaje en el hueso probablemente actúa como un "depósito," protegiendo otros órganos mientras sigue la acumulación crónica.   12    El plomo que se acumula en el hueso proporciona en última instancia una fuente para la re movilización y toxicidad continuada después de que la exposición ha cesado (Figura 2). El contenido corporal total del plomo se llama la carga de plomo en el cuerpo; en un estado constante, cerca del 90% de la carga en el cuerpo está unida al hueso (Stauding, 1998). El mecanismo tóxico del plomo esta dado por tres modalidades: una es compitiendo con los metales esenciales, esencialmente el calcio y el zinc en sus sitios de la inserción; otra es mediante su afinidad por los grupos sulfhidrilos (-SH) de las proteínas, lo que significa alteración de la forma y de la función de ellas y dado a que numerosas proteínas, entre ellas diversas enzimas, poseen grupos –SH, las alteraciones fisiológicas pueden ser muy generalizadas en el organismo; finalmente también actúa alterando el transporte de iones esenciales. Excreción El plomo es excretado por diferentes rutas; el plomo ingerido se hace principalmente por las heces, como reflejo de la pobre absorción a nivel intestinal. En cambio la eliminación de plomo absorbido por el organismo se hace principalmente a través de la orina (75%), por las secreciones gastrointestinales (16%) y por cabellos, uñas y sudor (8%). El plomo es también excretado a través de la leche (Arrate et al., 1999). La vida media del plomo en el organismo es en general larga y variable según los tejidos; es casi imposible determinar la tasa de eliminación, debido a que no existen reservorios movilizables del tejido óseo. Se conocen valores de vida media del plomo en la sangre, tejidos blandos y huesos de aproximadamente 3-4 semanas, 4 semanas y 20-27 años, respectivamente. Cuando la excreción es lenta, la acumulación en el cuerpo ocurre fácilmente (Stauding, 1998).     Fuente: Salud pública de México, 1998 Figura 2. Modelo biológico del plomo en hueso. 13    14    II.2. Exposición al plomo en niños de edad preescolar Las personas adultas son también víctimas de los efectos tóxicos del plomo. Sin embargo, la población infantil es más susceptible debido a que el metabolismo de un niño lo absorbe más que el adulto, ya que en los niños, al encontrarse en etapa de crecimiento, se puede ver alterado gravemente el desarrollo normal de sus múltiples sistemas. Las investigaciones han demostrado que los huesos y los tejidos blandos de los niños (cerebro, riñones e hígado), aún en proceso de desarrollo, absorben un 50% del plomo, mientras que la tasa de absorción en los adultos es de un 20%, por esa razón es que se toma a los mismos para mostrar los deletéreos efectos que sobre el organismo humano causa el plomo. El envenenamiento por plomo afecta múltiples sistemas del organismo humano, en especial el sistema nervioso, renal, endócrino, óseo, gastrointestinal y cardiovascular. En los niños, las manifestaciones más precoces de afectación por el plomo se presentan aún con niveles en sangre tan bajos como los 10,0 µg/dl, según la Organización Mundial de la Salud (OMS) no debe pasar los 10 µg/dl. El plomo ataca principalmente a los niños pues compite con el calcio y el hierro en la nutrición infantil. El plomo ocupa el lugar del calcio, y como los niños están en crecimiento absorben el plomo. Hemos aprendido que la contaminación se ingiere más que respira, y sobre todo que afecta principalmente el sistema nervioso reduciendo seriamente la capacidad intelectual, afectando el comportamiento social y lo que es más grave afectando seriamente, hasta eventualmente la muerte, a las víctimas. La mayor tragedia de la intoxicación por plomo, es su comportamiento subclínico y sus consecuencias son de daño neurológico permanente e irreversible. En síntesis, la contaminación por plomo causa efectos nocivos en todos los niños. No es que unos niños "se enfermen" y otros no; sino que algunos pocos tienen manifestaciones agudas claras de la enfermedad (porque en determinado momento se ha acumulado demasiado metal en su organismo) y la gran mayoría, sufre   15    igualmente deterioro en su función cerebral y no lo manifiesta con síntomas específicos. II.3. Efectos de la exposición La intoxicación depende del tipo de compuesto de plomo. La intoxicación crónica se presenta generalmente por la absorción de óxidos, carbonatos y otros compuestos solubles en el agua a través del tracto digestivo. La intoxicación aguda es menos frecuente y suele resultar de la inhalación de partículas de óxido de plomo. La intoxicación por plomo orgánico generalmente se debe a la inhalación de tetraetilo de plomo, el cual es altamente volátil y liposoluble. El plomotetraetilo es aún más venenoso que el ión (Pb+2). En el hígado se convierte en el ión Pb+ (C2H5)4. Como el grupo de alquilo es no polar, este ión puede atravesar con mayor facilidad las capas de membranas que los iones plomo no complejos y por lo tanto, puede atacar enzimas en diversas zonas, tales como el cerebro. De hecho, el daño cerebral es el síntoma que más suele presentarse en aquellos que han sido afectados por envenenamiento agudo con plomo, en particular los niños (Amavizca, 2008). El plomo también afecta el sistema nervioso central y daña las funciones renales. El síntoma más común de intoxicación aguda y hallazgos patológicos incluyen inflamación de la mucosa gastrointestinal y degeneración de los túbulos renales. Al principio existe un estado de anorexia (ausencia de apetito), con síntomas de dispepsia, estreñimiento y después un ataque de dolor abdominal, edemas cerebrales y degeneración de los nervios y células musculares. Puede haber infiltración celular alrededor de los capilares y arterias. El hígado y los riñones muestran cuerpos de inclusión intranucleares (Dreisbach y Robertson, 1995). (Ver Tabla 1). Cualquier niño que presente los menores síntomas de envenenamiento, puede desarrollar súbitamente encefalopatía aguda si las cifras de plomo en la sangre se encuentran arriba de 80 µg/100 ml (Figura 3).   16    Tabla 1. Síntomas y signos en el diagnóstico del envenenamiento por plomo Sugestivos Apariencia general El paciente se siente inquieto, irritable, Palidez, línea fácilmente excitable, plomo, ictericia “confuso” Aparato digestivo Sabor metálico persistente, ligera pérdida del apetito, estreñimiento leve Sistema nervioso El paciente se muestra irritable y poco cooperador Cambios diversos Examen de Orina Cambios en la sangre Intoxicación incipiente Ninguno Excreción urinaria de plomo mayor de 0.08 mg por día Policitemia o anemia, policromatofilia, aumento en las plaquetas, el porcentaje de reticulocitos es alrededor del doble Lineas de plomo, de ictericia, emaciación, “envejecimiento prematuro”, pérdida de peso, letargia Sabor metálico, Náusea y vómito, dolor intenso, franca pérdida del abdominal rígido, apetito, dolor abdomen abdominal ligero, estreñimiento notable, sangre en heces estreñimiento Cefaleas persistentes, ataxia, confusión. Cefalea ligera, Cambios marcados en lo reflejos, temblor, insomnio, espasmos fibrilares, desvanecimiento trastornos ligero palpitaciones, neuritis, visuales, encefalitis irritabilidad (alucinaciones, aumentada convulsiones, coma), parálisis Dolor muscular, Debilidad general, fatiga fácil, dolores articulares, hipotensión hipertensión, aumento en la densidad ósea Huellas de proteína, Aumento en la prot. Y cilindros granulosos cilindros. escasos Coproporfirinuria, hematuria, glucosuria, aminoaciduria, oliguria Aumento de los reticulocitos. De 50 a 100 células punteadas por 100,000 eritrocitos. El plomo en la sangre se encuentra por arriba de 60 µg/100 ml. Disminución de la hemoglobina. Disminución en la cuenta total de eritrocitos por debajo de 4 millones. Aumento en todas las formas de células basófilas. Aumento en el porcentaje de mononucleares. Anisocitosis y poiquilocitosis. Eritrocitos nucleados presentes en la circulación periférica. Disminución de las plaquetas Fuente: Dreisbach, R.H. y Robertson W.O., 1995   Saturnismo muy Avanzado o definitivo 17    Fuente: Tomado de Agency for Toxic Substances and Disease Registry. Case Studies in Environmental Medicine: Lead Toxicity. US Departament of Health and Human Services, Public Health Service; 2006 Figura 3. Plumbemia y manifestaciones clínicas La encefalopatía aguda (por ingestión de compuestos de plomo solubles o rápidamente absorbidos) debida al plomo es rara en los adultos, pero se ha informado de numerosos casos de niños intoxicados con pedazos de pinturas de casas viejas. Las formas más severas de esta encefalopatía se desarrollan de repente, con pérdida en la estructura corporal y se puede presentar coma y/o paro cardiorrespiratorio. Algunos niños pueden presentar anemia y dolor abdominal antes del primer ataque de encefalopatía aguda. Los síntomas son apatía, vómito,   18    estupor, ataxia (irregularidad en las funciones del sistema nervioso), somnolencia, hiperactividad y otros síntomas neurológicos. II.3.1. Mecanismo de acción El plomo tiene gran afinidad por los grupos sulfhidrilo, en especial por las enzimas dependientes de zinc. El mecanismo de acción es complejo; en primer lugar parece ser que el plomo interfiere con el metabolismo del calcio, sobre todo cuando el metal está en concentraciones bajas, el plomo altera el calcio de las siguientes formas: a) Reemplaza al calcio y se comporta como un segundo mensajero intracelular, alterando la distribución del calcio en los compartimentos dentro de la célula. b) Activa la proteinquinasa C, una enzima que depende del calcio y que interviene en múltiples procesos intracelulares. c) Se une a la calmodulina más ávidamente que el calcio, ésta es una proteína reguladora importante. d) Inhibe la bomba de Na-K-ATPasa, lo que aumenta el calcio intracelular. Finalmente esta alteración a nivel del calcio traería consecuencias en la neurotransmisión y en el tono vascular lo que explicaría en parte la hipertensión y la neurotoxicidad. Por otro lado, el plomo es tóxico para las enzimas dependientes del zinc, los órganos más sensibles a la toxicidad son el sistema hematopoyético, el sistema nervioso central y el riñón. Interfiere con la síntesis del hem, ya que se une a los grupos sulfhidrilos de las metaloenzimas como son la d aminolevulínico deshidratasa, coproporfirinógeno oxidasa y la ferroquelatasa. Siendo el resultado final, el aumento de las protoprofirinas como la zinc-protoporfirina(ZPP) y la anemia. A nivel renal interfiere con la conversión de la vitamina D a su forma activa, hay inclusiones intranucleares en los túbulos renales, produce una tubulopatía, que en estadios más avanzados llega a atrofia tubular y fibrosis sin compromiso glomerular, caracterizándose por una proteinuria selectiva. En niños se puede ver un síndrome semejante al de Fanconi, con aminoaciduria, glucosuria, e hipofosfatemia, sobre todo en aquellos con plombemias altas. Varias funciones del sistema nervioso   19    central están comprometidas, principalmente porque el plomo altera en muchos pasos el metabolismo y función del calcio como explicamos previamente. El plomo se acumula en el espacio endoneural de los nervios periféricos causando edema, aumento de la presión en dicho espacio y finalmente daño axonal. El plomo depositado en el hueso es importante por tres razones: a) En el hueso se realiza la medición más significativa de exposición acumulada al plomo. Actualmente en EEUU y México se usan los rayos X fluorescentes que permiten la medición de plomo en el hueso (tibia), como un indicador de exposición y acumulación, en muchos casos ayuda más que una plombemia y/o una ZPP, la concentración de plomo en la tibia correlaciona muy bien con la exposición acumulativa al plomo, es un método no invasivo e indoloro que por su alto costo sólo se usa con fines de investigación. b) El hueso es reservorio del plomo (95% del plomo corporal total está en el tejido óseo) y puede aumentar en sangre cuando existan procesos fisiológicos ó patológicos que provoquen resorción ósea como embarazo, lactancia, hipertiroidismo, inmovilización, sepsis, etc. c) También es órgano blanco, ya que el plomo altera el desarrollo óseo. II.3.2. Neuro-comportamiento El plomo es particularmente peligroso en niños debido al significativo retraso que puede causar en el desarrollo neurocognositivo (Muñoz, 1993). Exposiciones posnatales en niveles bajos de plomo han sido asociadas con efectos adversos sobre la integración visual-motora y la destreza motora perfecta durante la niñez. Varios efectos del plomo fueron observados en las concentraciones más bajas de 10 µg/dl, incluyendo efectos nocivos sobre la electrofisiología, la neuroquímica, el comportamiento, las funciones cognoscitivas y el desempeño en la escuela. Las consecuencias negativas de la exposición al plomo debajo de 5 mg/dl se han observado en el índice de inteligencia, la atención, la integración visual-motora, las habilidades académicas incluyendo cuentas aritméticas y de la lectura. Sin embargo, en una publicación reciente, se han reportado asociaciones entre el déficit neuro-comportamiento y los niveles del plomo tan bajos como 3 µg /dl. Los   20    resultados amplían estas observaciones demostrando que las funciones específicas neuromotoras son también afectadas en niveles bajos en la exposición al plomo durante la niñez (Despres et al., 2005). Incluso los niveles relativamente bajos de la exposición al plomo (tan bajo como 10.0 µg/dL) disminuyen el coeficiente intelectual y la capacidad de aprendizaje. El envenenamiento por plomo también contribuye a la anemia, disminuye el crecimiento, y causa deterioro en el oído (NFHS, 2000). Los niveles de 10 µg/dl deben provocar algunas medidas preventivas a escala comunitaria. Sin embargo, los efectos de los niveles bajos, que incluyen deterioro en el desempeño cognoscitivo, cambios en el comportamiento y decremento en el cociente intelectual (intelligence quotient –IQ, por sus siglas en inglés) se han observado en niveles inferiores a 10 µg/dl. Este descubrimiento está respaldado por varios estudios hechos en diversas poblaciones (Romieu, 2003; Tang et al., 2004). Existen evidencias científicas que indican que los efectos de salud adversos ocurren en niveles progresivamente más bajos del plomo en la sangre de niños que en los adultos. Los centros para el control de enfermedad (CDC), por lo tanto, han recomendado que el objetivo de todas las actividades de prevención de envenenamiento por plomo deba ser la reducción de niveles de plomo en sangre en niños al menos de 10 µg/dL, y si varios niños en una comunidad tienen niveles de plomo en sangre, en o en el exceso de 10 µg/dL, la CDC sugiere que las actividades a nivel comunitario de la prevención estén consideradas. La intervención debe ser iniciada, si los niveles de plomo de la sangre en niños es de 15 µg/dL; una evaluación médica completa es necesaria, si un nivel de plomo en sangre de un niño es mayor que o igual a 20 µg/dL (Khan, 2001). El sistema nervioso es el sistema más sensible a la exposición al plomo. Quizás no haya para el plomo un umbral mínimo que indique el inicio de efectos neurológicos adversos en los niños. Se han detectado daños neurológicos a niveles de exposición que antes se consideraba que no causarían daño (<10 µg/dL).   21    Los médicos deberían sospechar de exposición al plomo en niños puesto que en ocasiones daños asintomáticos han experimentado efectos neurológicos asociados a la exposición al plomo. En la Tabla 2, se presentan los principales efectos en niños de exposición a largo plazo.       22    Tabla 2. Principales efectos adversos en niños en condiciones de exposición estable a largo plazo, según las concentraciones sanguíneas alcanzadas por el metal Fuente: Anónimo, 2005   23    II.3.3. Anemia y plomo Según la Organización Mundial de la Salud (OMS) anemia es la condición en la cual el contenido de hemoglobina sanguínea está por debajo de los valores considerados como normales, generalmente como resultado de la deficiencia de uno o más nutrimentos esenciales, se asocia con alguno elementos (hierro, zinc, cobre) y metales pesados como el cadmio y el plomo (Ontiveros y col, 2008). La OMS ha estimado que el 51% de los niños menores de 4 años en países en vías de desarrollo sufren anemia. La anemia es una de las más grandes pandemias, que afecta principalmente a los países en desarrollo. Cerca de 3.5 billones de personas sufren de anemia en estos países. En la mayoría de los casos es causada por deficiencia de hierro, aunque una proporción menor es causada por deficiencias de otros micro nutrientes tales como el Folato, o las Vitaminas A y B12 (Ontiveros y col, 2008). La deficiencia de hierro y calcio en el organismo contribuyen a una mayor absorción de plomo, aumentando en los niños el riesgo al envenenamiento por plomo, especialmente en aquellos que viven en casas antiguas. La combinación de la anemia por deficiencia de hierro y el envenenamiento por plomo puede tener graves consecuencias en la salud de los niños y ponerlos a riesgo de sufrir de problemas del aprendizaje y comportamiento. La principal causa nutricional de la deficiencia de hierro se debe a una dieta que provee muy poco en nutrientes, ya que una dieta rica en vitamina D o en lípidos pueden favorecer la absorción del plomo. En Latinoamérica uno de cada diez niños menores de cuatro años presenta anemia por deficiencia de hierro. El hierro cumple una importante labor para la fabricación de hemoglobina en el cuerpo. Si no se cuenta con suficiente hierro disponible, la producción de hemoglobina es limitada, lo cual afecta la producción de las células rojas de la sangre. Una disminución en la cantidad normal de hemoglobina y células rojas en el torrente sanguíneo se conoce como anemia. Ya que las células rojas de la sangre son las que se encargan de llevar oxígeno a través del cuerpo, la anemia hace que las células y los tejidos reciban menos oxígeno, afectando su funcionamiento.   24    El mecanismo de la anemia inducida por el plomo interfiere con una variedad de enzimas de la biosíntesis del hemo, incluyendo el ácido delta-aminolevulínico (que actúa en la síntesis del porfobilinógeno), y la ferroquelatasa (utilizada para incorporar hierro en la protoporfirina). El hierro tiene varias funciones en el cuerpo que se relacionan con el metabolismo del oxígeno y especialmente en el transporte de éste por la hemoglobina. Dentro del cuerpo el hierro existe en dos estados de oxidación: ferroso (Fe2+) o férrico (Fe3+). Debido a que el hierro tiene una afinidad para los átomos electronegativos como el oxígeno, nitrógeno y sulfuro, estos átomos se encuentran en los centros de unión del hierro en las macromoléculas (Figura 4). Figura 4. Estructura de la molécula de hierro. El pirrol (izquierda) es un  heterociclo de cinco átomos, uno de los cuales es nitrógeno. Si unimos cuatro anillos de pirrol, tal y como se ve a la  derecha de la figura, obtenemos una molécula llamada porfina. Las porfirinas son complejos con iones metálicos fuertemente coloreados. Si el  átomo metálico es el hierro, la porfirina resultante recibe el nombre de heme que  es el compuesto  responsable del intenso color rojo de la  sangre: El átomo de hierro central aún posee otras dos posibilidades de unión. Así la proteína globina se une al átomo de hierro por encima del  plano del anillo formando el complejo llamado hemoglobina. El otro punto de unión, situado por debajo del plano del anillo, es usado para fijar  moléculas de oxígeno que son transportadas de esta manera a todo el organismo.  El Plomo ocupa el lugar del hierro y se introduce en el cuerpo ya sea como ion (Pb+2) inorgánico o como plomotetraetilo. El plomo se concentra en la sangre, en los tejidos y en los huesos. Se sabe que los iones plomo inhiben las enzimas que catalizan las reacciones de biosíntesis de la hemoglobina, dando lugar a un síntoma de envenenamiento por plomo que es la anemia (Amavizca, 2008).   25    El hierro aparte de su importancia como un grupo prostético de la hemoglobina y un grupo pequeño de enzimas, el hem es importante porque un número de enfermedades genéticas están asociadas a deficiencias de las enzimas utilizadas en su biosíntesis. Algunos de estos desórdenes pueden ser fácilmente diagnosticados porque promueven la aparición del ácido δ-aminolevulínico, (ALA) y otros intermediarios anormales del hem que tienen color y que aparecen en la circulación, la orina y en otros tejidos tales como los dientes y los huesos. Metabolismo del Hierro El hierro está asociado con proteínas a través de su incorporación a la protoporfirina IX o a través de su unión con otros ligandos. Cuando la forma ferrosa del hierro y la protoporfirina IX forman un complejo se denomina a esta estructura como hem. Hay un gran número de proteínas que contienen hem que están involucradas en el transporte del oxígeno (hemoglobina), almacenamiento de oxígeno (mioglobina) y catálisis enzimática tales como la sintasa del óxido nítrico (NOS) y la sintasa de prostaglandinas (ciclooxigenasa). El hierro que se consume en la dieta se encuentra como hierro libre o hierro hem. El hierro libre es reducido de hierro férrico (Fe3+) a ferroso (Fe2+) en la superficie luminal de los enterocitos intestinales y luego es transportado dentro de las células a través de la acción de un transportador metálico divalente, DMT1. Cuando el hierro hem es absorbido, el hierro es liberado dentro de los enterocitos. El hierro es transportado a través de la membrana basolateral de los enterocitos intestinales, a través de la acción de la proteína de transporte IREG1 (IREG1 = hierro gen regulado por 1, también llamada ferroportina), la oxidación de la siguiente forma ferrosa a la forma de hierro catalizada por hefaestina o la relación ceruloplasmina enzima (ambos de los cuales son de cobre que contienen ferroxidasas). Una vez en la circulación, el hierro se una a la transferrina y pasa a través de la circulación portal al hígado. El hígado es el principal sitio de almacenamiento de hierro. El sitio principal de utilización del hierro es la médula ósea en donde es utilizado en la síntesis del hem.   26    La ferritina sérica es la principal proteína que indica el almacenamiento intracelular del hierro en el cuerpo. Es uno de los primeros indicadores de una deficiencia en los niveles de hierro, especialmente cuando se usa conjuntamente con otras pruebas, como el recuento completo. La anemia puede sospecharse clínicamente y se confirma por medio de estudios de laboratorio (Biometría Hemática) al advertirse disminución del valor de la hemoglobina, hematocrito o recuento eritrocitario. El recuento también da información sobre el tamaño de las células rojas de la sangre. Las células rojas con un nivel bajo de hemoglobina tienden a ser más pequeñas y tener menos color (Figura 5) (Ontiveros y col, 2008). Figura 5. Diferentes tipos de sangre con hemoglobina anormal (a) (b) (c) (d) a y b.- La anemia falciforme es una enfermedad hereditaria de la sangre en la cual los glóbulos rojos producen pigmento (hemoglobina) anormal. La hemoglobina anormal hace que los glóbulos rojos adquieran forma de media luna. c.- La talasanemia menor es un tipo hereditario de anemia hemolítica menos severo. Este frotis de sangre muestra glóbulos rojos sanguíneos de varias formas (poiquilocitosis), pálidos (hipocrómicos) y pequeños (microcíticos), los cuales tienen menor capacidad para transportar el oxígeno que los glóbulos rojos sanguíneos normales.   27    d.- La anemia ferropénica es la forma más común de anemia. La ferropénica implica una disminución del número de glóbulos rojos en la sangre provocada por la escasez de hierro. El recuento de reticulocitos indica el número de células rojas inmaduras que se están produciendo. Esta prueba es útil porque indica la existencia de un problema antes de que éste se convierta en anemia (Frantz, 2007). II.4. Análisis clínicos II.4.1. Biometría hemática También denominada citometría o citología hemática, es uno de los estudios de elaboración con más frecuencia utilizados para planificar tratamiento y estimar el pronóstico para contar con un diagnóstico de mayor exactitud. Aunque esto rige para todas las ramas de la medicina, asume especial importancia en hematología, esta nos ayuda a establecer alteraciones en la morfología, síntesis y funciones de las células sanguíneas (Mc Kenzie, 1991). Las muestras de sangre son utilizadas ampliamente ya que contiene nutrientes recientemente absorbidos que son transportados hacia los tejidos, y es por ello que la sangre tiende a reflejar niveles de nutrientes de la ingesta dietaria y así provee un índice del estado nutricio (Leyva y col, 2005). La Biometría Hemática trata de un conteo de los diferentes grupos celulares suspendidos en la sangre así como las características especiales de cada uno de estos grupos. Comprende en general tres aspectos: Fórmula roja: hematíes/hematocrito e índices eritrocitarios. Fórmula blanca: leucocitos totales y el conteo diferencial de los glóbulos blancos. Plaquetas: conteo total. Cada una de estas funciones diferentes entre sí, pero que tienen en común que las produce la médula ósea. Los valores normales varían con relación al grupo de edad y sexo del paciente, siendo la hemoglobina para el diagnóstico de anemia entre hombres y mujeres y el total de leucocitos en niños, los valores con mayor grado de variación (Ontiveros y col, 2008).   28    El recuento de los leucocitos totales es importante ya que estos luchan contra la infección y deficiencia del organismo a través de un proceso denominado fagocitos, en el que el glóbulo blanco encapsula a los microorganismos extraños (Fischbach, 1997). El incremento o decremento en el número total de leucocitos puede causarse por alteraciones en la concentración de todas las líneas celulares o en forma más común por modificación de un tipo de leucocitos. Por esta razón, la cuenta leucocitaria constituye una guía muy útil sobre la gravedad de la enfermedad (Henry, 1997). El frotis de sangre periférica suministra un medio para estudiar la sangre y determinar las variaciones y anormalidades de estructura forma y tamaño de eritrocitos; su contenido de hemoglobina y sus propiedades de coloración. Es útil en el estudio de algunas alteraciones hematológicas y como indicador de la respuesta y los efectos de diferentes tratamientos, además que permite observar agrupaciones de plaquetas y los glóbulos blancos, cada uno con su morfología característica (Ontiveros y col, 2008). II.4.2. Análisis de orina El análisis rutinario de orina es una medición por métodos físicos y químicos para medir diferentes parámetros químicos y microscópicos para diagnosticar la presencia de infecciones del tracto urinario, enfermedades renales y otras enfermedades globulares que producen metabolitos en la orina. Se utiliza también para evaluar la función de los riñones, de las diferentes hormonas que lo regulan y situaciones de la regulación de líquidos en el cuerpo humano. El análisis de orina se realiza como estudio rutinario de un examen médico general para diagnosticar el estado de salud, para el control de diabetes o enfermedades renales. También para diagnosticar infecciones crónicas del tracto urinario. El análisis de orina puede detectar enfermedades, que en ocasiones no   29    presentan signos significativos u otros síntomas evidentes y no han sido detectadas por el propio paciente. Existen diferentes métodos para el análisis de orina, uno es utilizando tiras reactivas. Es una tira de celulosa impregnada de sustancias químicas que sirve para detectar la presencia de proteínas, glucosa, bacterias u otras sustancias en la orina. Esta prueba permite obtener los resultados en menos de un minuto. Según las sustancias que existan en la orina, la tira cambia de color. Los colores que aparecen sirve para conocer si el paciente tiene o no infecciones o enfermedades y cuáles son, también sirven para determinar el pH de la orina, la densidad, si existen proteínas, glucosa, sangre o glóbulos blancos en la orina. El método es rápido, sencillo y eficaz, consiste en colocar unas gotas de orina del paciente sobre la tira y se espera a que estas reaccionen con los productos químicos de la misma. Análisis de orina en el microscopio Para realizar un análisis más exhaustivo de orina que el obtenido con la tira reactiva se utiliza un microscopio. Para realizar esta prueba, se prepara una muestra de orina del paciente y se coloca en una fina lámina de cristal para observarla a través del microscopio. Se examina la muestra con el microscopio a baja potencia para identificar la existencia de sustancias extrañas de mayor tamaño. Posteriormente, se aumenta la potencia del microscopio para identificar células extrañas, bacterias, etc. Para este análisis el paciente deberá tomar una muestra limpia de orina, de preferencia la primera orina después de levantarse por la mañana, es la más concentrada y la que tiene mayor probabilidad de mostrar anomalías. Previamente asearse y recoger la orina en un bote estéril para análisis.   30    Resultados del análisis El color normal de la orina puede variar de más claro a más oscuro, un color muy oscuro (amarillo oscuro o rojizo) puede ser por causa de enfermedades del sistema urinario, el pH de la orina fluctúa entre 4.6 y 8.0, con un promedio de 6.0 que es considerado normal, si se detectan glóbulos rojos en un análisis de orina se deben realizar otras pruebas para detectar la causa que lo ha provocado. La presencia de glóbulos blancos en la orina (generalmente relacionada con la presencia de pus) puede significar que hay alguna infección, algún problema en los riñones, la vejiga, la uretra o cualquier otra afección del sistema urinario. II.4.3. Análisis coproparasitoscópico Es un estudio prescrito bajo sospecha de presencia parasitaria, larvas, o huevos de diferentes familias de helmintos, amebas, tenias y protozoos. Este estudio se lleva a cabo cuando el paciente presenta: diarrea, gases, dolores o cólicos, etc. Cuando los parásitos se alojan en el aparato digestivo, una proporción de ellos son eliminados con las heces. Como la cantidad que se elimina en cada defecación puede ser variable, y si hay poco número de parásitos en el intestino, también serán escasos en las muestras que se tome, no siempre que una muestra sale negativa se puede descartar la infección. En los niños se recoge una muestra de una sola deposición con un hisopo estéril y se introduce en un frasco estéril. Una vez recogida la muestra se mantiene a refrigeración hasta el momento de entregarla al laboratorio. En el laboratorio se incuba con una solución salina, y se coloca en la centrífuga, para suspender la muestra se utiliza el reactivo de Faust para ver una gota de la   31    muestra en el microscopio en busca de huevecillos, amebas, cuerpos grasos, almidón y signos de infecciones (leucocitos) también se busca sangre oculta en las heces o visible; en estos casos puede deberse a estreñimiento. II.5. Espectrofotometría de Absorción Atómica Espectrofotometría de absorción atómica en llama La espectrofotometría de absorción atómica (AA), tiene como fundamento la absorción de radiación de una longitud de onda determinada. Esta radiación es absorbida selectivamente por átomos que tengan niveles energéticos cuya diferencia en energía corresponda en valor a la energía de los fotones incidentes. Los componentes instrumentales de un equipo de espectrofotometría de absorción atómica son los similares a los de un fotómetro, excepto que en AA se requiere de una fuente de radiación necesaria para excitar los átomos del analito. Estos componentes se representan en la figura 6. Figura 6. Componentes de un Espectrofotómetro de Absorción Atómica   32    Componentes de un espectrofotómetro de absorción atómica 1) Una fuente de radiación que emita una línea específica correspondiente a la necesaria para efectuar una transición en los átomos del elemento analizado. (Lámpara) 2) Un nebulizador, que por aspiración de la muestra líquida, forme pequeñas gotas para una atomización más eficiente. 3) Un quemador, en el cual por efecto de la temperatura alcanzada en la combustión y por la reacción de la combustión misma, se favorezca la formación de átomos a partir de los componentes en solución. 4) Un sistema óptico que separe la radiación de longitud de onda de interés, de todas las demás radiaciones que entran a dicho sistema. (Monocromador y red de difracción) 5) Un detector o transductor, que sea capaz de transformar, en relación proporcional, las señales de intensidad de radiación electromagnética, en señales eléctricas o de intensidad de corriente. 6) Un amplificador o sistema electrónico, que como su nombre lo indica amplifica la señal eléctrica producida, para que en el siguiente paso pueda ser procesada con circuitos y sistemas electrónicos comunes. 7) Por último, se requiere de un sistema de lectura en el cual la señal de intensidad de corriente, sea convertida a una señal que el operario pueda interpretar (ejemplo: absorbancia). Este sistema de lectura, puede ser una escala de aguja, una escala de dígitos, un graficador, una serie de datos que puedan ser procesados a su vez por una computadora, etc. La AA en llama es a la fecha la técnica más ampliamente utilizada para determinar elementos metálicos y metaloides. Esta técnica tienen grandes convenientes y es de costo relativamente bajo, pudiéndose aplicar tal técnica a una gran variedad de muestras. Acoplado un instrumento de absorción atómica a un horno de grafito o a un generador de hidruros se alcanzan límites de detección hasta de ppb, lo cual lo hace   33    indispensable en áreas como son: estudios de contaminación ambiental, análisis de alimentos, análisis de aguas potables y residuales, diagnóstico clínico, etc. Fundamentos de funcionamiento La muestra a analizar debe ser previamente tratada para asegurar que todos los iones a determinar se encuentren libres en solución, en el caso de muestras acuosas este no es el problema pero en el caso de alimentos u otras matrices sólidas debe realizarse un tratamiento previo de mineralización. La solución a analizar se hace pasar a través del mechero, por medio de aspiración en forma de niebla gracias al sistema de nebulizador. Los iones y átomos son excitados por la energía recibida en la llama y al ser atravesados por el haz de luz proveniente de la lámpara absorben parte de la energía necesaria para volver a su estado electrónico fundamental. Un monocromador compuesto por una red de difracción selecciona la longitud de onda específica del elemento. La diferencia entre la cantidad de energía proveniente de la lámpara que llega al detector inicialmente y mientras la muestra lo atraviesa es una medida cuantificable al alcanzar el amplificador y registrador del equipo. La señal se traduce en unidades de concentración del analito mediante una lectura previa de una curva de calibración del analito deseado e interpolando los valores obtenidos. Un esquema general del funcionamiento del equipo de absorción atómica se observa en la figura 7. Figura 7. Funcionamiento general del espectrofotómetro de absorción atómica