lunes, 5 de agosto de 2013

Malotes de la Química: trióxido de diarsénico

Giró la llave en la cerradura, y Enma fue directamente al tercer estante, hasta tal punto le guiaba bien su recuerdo, tomó el bote azul, le arrancó la tapa, metió en él la mano, y, retirándola llena de un polvo blanco, se puso a comer con la misma mano.


Gustave Flaubert, Madame Bovary (1857)

El arsénico es el elemento químico de número atómico 33 y se conoce desde tiempos muy antiguos. Forma gran variedad de compuestos, de los cuales los más abundantes son los sulfuros (empleados como pigmentos o medicamentos) y los óxidos.

Aunque se pueda creer que el arsénico es incompatible con la vida, lo cierto es que tiene un importante rol en algunos organismos. Es más, los seres humanos también se benefician del arsénico en cantidades muy pequeñas, aunque todavía se desconocen su función y las enfermedades carenciales derivadas de un déficit de arsénico. Sin embargo, a dosis elevadas, el arsénico de origen inorgánico se convierte en un importante inconveniente para los seres humanos. 

Los compuestos de arsénico son bastante tóxicos y merece una atención especial el arsénico blanco o trióxido de diarsénico, que ha modelado la historia de la Humanidad a través de sonados episodios de envenenamiento a ilustres y poderosos personajes. En el caso del trióxido de diarsénico, el verdadero responsable de sus perversos efectos en el organismo es el arsénico trivalente, As (III).


El arsénico también forma parte de la literatura. 
El trióxido de arsénico tiene por fórmula As2O3  aunque esta estructura es la menos frecuente. Lo habitual, es que en su estructura se encuentre la unidad As4O6  o que incluso esté formado por largos polímeros en los que se respeta la relación entre el arsénico y el oxígeno de 2:3. Su densidad es de 3,74 g/mL y es relativamente soluble en agua y en ácidos y bases diluidos.

Estructura cúbica en la arsenolita. En rojo, los iones óxido, y en morado, los iones de arsénico trivalente.
La "gracia" del arsénico blanco como veneno reside en su potencia (más de 70 mg ya supone una dosis letal) y su discreto aspecto, puesto que se trata de un sólido blanco, que puede ser confundido con otros compuestos  más domésticos.

¿Azúcar? No, trióxido de diarsénico.
Antes de analizar los efectos del arsénico habría que explicar un poco cómo obtenemos energía a partir de los alimentos. Mira el siguiente gráfico y verás un esquema simplificado del catabolismo, el conjunto de procesos que liberan energía dentro del organismo:
Esquema simplificado del catabolismo
Los nutrientes que entran en el organismo acaban convertidos en un metabolito llamado acetil coenzima A (acetil-CoA). A través del llamado ciclo de Krebs o ciclo del ácido cítrico, se reduce la nicotinamida adenina dinucleótido (NAD+); por último, la fosforilación oxidativa permite volver a obtener NAD+ mediante oxidación y obtener adenosín trifosfato (ATP), la moneda energética del organismo. Hay que dejar claro que éste es un esquema muy simplificado y que tras cada flecha se ocultan muchos procesos químicos, pero la idea es ésta: la comida nos permite obtener ATP, una molécula gracias a la cual podemos mantenernos con vida. 

La mayoría de estas reacciones químicas están catalizadas por unas proteínas que conocemos como enzimas. Muchas veces, para que una enzima pueda actuar, es necesario que se le unan moléculas más pequeñas que las activan y que llamamos coenzimas. Así, puedes imaginarte las coenzimas como interruptores que cuando se unen a la enzima permiten que ésta actúe. Un ejemplo es la coenzima A, CoA, que tiene la estructura química que puedes ver en la imagen siguiente.


Coenzima A

El arsénico trivalente, As (III), tiene una gran afinidad por el azufre y la coenzima A tiene un átomo de azufre formando un grupo tiol (HS-), de manera que en cuanto se encuentran, arsénico y coenzima A quedan unidos por enlaces azufre - arsénico. Lamentablemente para las víctimas del arsénico blanco, este grupo tiol es el que se enlaza a otras moléculas y enzimas de forma que la unión de la coenzima A al arsénico impide que aquélla realice sus funciones. El resultado de ello es la inhibición de los procesos de obtención de energía y la consiguiente muerte celular.

El envenenamiento por arsénico blanco puede suceder por varias vías, pero lo más usual es que llegue a través del aparato digestivo. Al poco de ingerirlo, comienzan las diarreas y los violentos vómitos, pero el arsénico es impasible: se distribuye por todo el organismo y se acumula especialmente en el cabello, en la piel, en las arterias y en el hígado. Es precisamente en el hígado donde se metaboliza a través de metilación para después ser excretado a través de la orina. Sin embargo, una parte del arsénico (en torno a un 10%) queda en el cuerpo produciendo más vómitos y diarrea, calambres, anemia, fuertes arritmias cardíacas y, finalmente la muerte tras una agonía que puede durar entre doce horas y cuatro días. 

En cuanto a la toxicidad del arsénico trivalente por exposición crónica, además de los efectos ya señalados, cabe señalar que los metabolitos del As(III) pueden ser carcinogénicos, dada su capacidad para formar radicales.

En caso de envenenamiento con arsénico, hay que recurrir al lavado de estómago y posterior tratamiento con sustancias como el dimercaprol, un agente quelante. No deja de ser curioso que la misma característica del As (III) que lo hace potencialmente mortal (su afinidad por el azufre) es la que permite salvarse de sus efectos.

Dimercaprol

El arsénico ha sido un veneno muy utilizado a lo largo de la historia para perpretar magnicidios y consumar complicadas tramas palaciegas. También está asociado a las crónicas negras del mugroso siglo XX español como el caso de Pilar Prades, la envenenadora de Valencia, cuya ejecución inspiró a Luis Berlanga para su película "El verdugo".


Si quieres leer la historia de Pilar Prades y las de otros envenenadores con arsénico, te recomiendo la lectura del delicioso libro de Adela Muñoz, Historia del veneno.


Fuentes:
Adela Muñoz Paéz: Historia del veneno. Ed. Debate, 2012
Wikipedia
www.atsdr.cdc.gov/es/csem/arsenic/docs/Arsenic_CSEM_Spanish.pdf

Esta entrada participa en el XXVII Carnaval de Química que organiza Bernardo Herradón en su blog Educación Química 


Esta entrada participa en el XXIV Carnaval de Biología acogido en Pero eso es otra historia... de @Ununcuadio



2 comentarios:

Ununcuadio Uuq dijo...

¡Muy buena entrada, un placer leerte! Quizá te interese este post de @Quimitube h(y yo me apunto el libro ese :D)

Luis Reig dijo...

Gracias, Uuq. Lee ese libro, créeme que está muy bien y lo disfrutarás mucho.

Gracias por el enlace de Quimitube, no conocía esa entrada.

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