Toxicidad de los metales pesados y sus efectos en la salud humana

Introducción a los metales tóxicos

Se denominan metales a los elementos químicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad. Poseen alta densidad y son sólidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio y galio); sus sales forman iones electropositivos (cationes) en disolución. El concepto de metal se refiere tanto a elementos puros, así como aleaciones con características metálicas, como el acero y el bronce. Los metales comprenden la mayor parte de la tabla periódica.

Metales pesados

Los metales pesados son un grupo de elementos químicos que presentan una densidad relativamente alta y cierta toxicidad para el ser humano. Muchos de los metales que tienen una densidad alta no son especialmente tóxicos y algunos son elementos esenciales en el ser humano, independientemente de que a determinadas concentraciones puedan ser tóxicos en alguna de sus formas. Sin embargo, hay una serie de elementos que en alguna de sus formas pueden representar un serio problema medioambiental y es común referirse a ellos con el término genérico de "metales pesados". La peligrosidad de los metales pesados es mayor al no ser química ni biológicamente degradables. Una vez emitidos, principalmente debido a la actividad industrial y minera, pueden permanecer en el ambiente durante cientos de años, contaminando el suelo y acumulándose en las plantas y los tejidos orgánicos. Además, su concentración en los seres vivos aumenta a lo largo de la cadena alimentaria.

Riesgo tóxico por metales en alimentos

Dado que los metales están ampliamente distribuidos en el medio ambiente, resulta inevitable que diversas concentraciones de estos elementos sean de hecho prácticamente detectables en toda clase de plantas y animales, y por consiguiente en nuestros alimentos. La propia tecnología agrícola, las emisiones industriales, las fuentes geológicas, y ciertos procesos de procesado resultan ser los principales contaminantes de los alimentos.Metales tales como Co, Cr, Cu, Fe, Mn o Zn son esenciales para el hombre y juegan un papel relevante en diversos procesos bioquímicos. Pero estos elementos esenciales pueden resultar también tóxicos a niveles elevados. Disponer de información acerca de los hábitos dietéticos es fundamental para poder evaluar riesgos. La toxicidad de un metal depende de la dosis en que se ingiera, así como de la cantidad excretada. A veces la diferencia entre la concentración tóxica y la concentración requerida es mínima, como sucede en el caso del selenio. En contrapartida se pude citar al Pb, Hg y Cd en que no se les ha encontrado ningún efecto benéfico pero sí dañino a concentraciones bajas, además de que son comúnmente encontrados en alimentos como contaminantes.

Plomo (Pb)

El plomo (Pb) cuyo PA = 207,2 u. es un contaminante medioambiental natural, muy usado en el pasado en tuberías de agua, pinturas y gasolina. Los alimentos y el agua de bebida, junto con el aire, son la principal fuente de exposición humana al plomo. El plomo se acumula en el cuerpo y afecta principalmente al desarrollo del sistema nervioso central en los niños. En adultos se ha asociado su presencia con la aparición de hipertensión y enfermedades renales crónicas.

El Pb como contaminante ambiental

• La concentración de Pb en aire varía entre 10 y 50 ng/m3, en función de la proximidad a focos contaminantes. En el medio acuático, se encuentran niveles de entre 10 y 20 µg/l.
• Exposición aguda: puede dar lugar a diferentes problemas gastrointestinales (cólicos, vómitos, estreñimiento, etc.) y neurológicos, así como dificultades en el sistema motor (debilidad y convulsiones).
• Exposición crónica: su toxicidad repercute principalmente en el sistema nervioso, tanto en adultos como en niños. Una exposición a elevados niveles de plomo puede producir anemia, así como daños irreversibles en el cerebro y los riñones. Puede dañar el sistema reproductor masculino.
• La disminución de niveles medioambientales de plomo ha ido directamente correlacionada con un descenso de las concentraciones en los alimentos.
• La aplicación de la directiva europea de prohibición del uso de gasolina con plomo provocó una drástica disminución de los niveles de plomo en el medio ambiente en general, y en los alimentos, en particular.
• Productos como pan y bollería fueron también los principales responsables de la ingestión de este metal por parte de la población. A diferencia de otros metales pesados, pescados y mariscos no son los principales alimentos a través de los cuales la población está más expuesta al plomo.

Presencia de Pb en los alimentos

Tarragona 1998° Tarragona 20035 Cataluña 2001º Huelva 2004 Vegetales 1,154 0,039 0,016 0,0053-0,0188 Legumbres 0,06 0,044 0,008 - Pan y cereales 0,223 0,03 0,024 0,0128-0,0672 Tubérculos 0,731 0,035 0,026 0,0043 Fruta 0,357 0,013 0,013 0,0231-0,0237 Pescado y marisco 0,107 0,046 0,051 0,0151-0,484 Carne nd 0,05 0,024 0,0066-0,156 Huevos nd 0,022 0,015 0,0018-0,0242 Derivados lácticos nd 0,032 0,023 0,008-0,017 Leche nd 0,03 0,006 0,0012-0,024 Grasas - 0,030 0,0043-0,018 Concentración de Pb (µg/g) encontrada en alimentos de diversa procedencia

Riesgo sanitario del Pb en alimentos

• Valores de referencia La concentración de plomo en sangre permite hacer un diagnóstico, de modo que para una población no ocupacionalmente expuesta se considera una concentración inferior a 10 mg/dL como nivel normal, mientras que una concentración superior a 20 mg/dL es considerada como nivel alto.
• El tratamiento más adecuado para intoxicados por plomo es el uso de agentes quelantes.
• Evaluación de riesgo ITSP (Ingesta Tolerable Semanal Provisional) de 25 µg/kg de peso corporal, equivalente a 214 µg/día para una persona de 60 kg de peso. Los niveles actuales de consumo dietético de la población antes referida suponen un 11,4 y un 10,1% en el caso de mujeres y hombres adultos, respectivamente.

Los alimentos consumidos en grandes cantidades tienen el mayor impacto en la exposición al plomo. Estas categorías que más contribuyen a la exposición incluyen pan y bollos (8,5 %), té (6,2%), agua del grifo (6,1%), patatas y productos derivados de la patata (4,9%), productos lácteos fermentados (4,2%) y bebidas como la cerveza (4,1%). También la carne de caza silvestre puede estar expuesta a una contaminación elevada por Pb. Recientemente, se ha publicado el Reglamento (UE) 2021/1317 de la Comisión de 9 de agosto de 2021 por el que se modifica el Reglamento 1881/2006 en lo relativo a los contenidos máximos de plomo en determinados productos alimenticios

Mercurio (Hg)

El Mercurio (Hg) cuyo PA = 200,6 u. Es un elemento químico que forma parte de la composición natural de la corteza terrestre, principalmente como mineral (HgS) o bien como impureza de otros minerales como la pirita (FeS). La incorporación del mercurio en el medio ambiente se da tanto por procesos naturales como antropogénicos. Entre los primeros, cabe destacar la erosión de rocas y suelo por parte de agentes como la lluvia y el viento, y las erupciones volcánicas. Las fuentes más importantes de emisión de este elemento al aire son la combustión de combustibles fósiles, la minería y la fundición. Por el contrario, los productos que contribuyen mayoritariamente a la contaminación por mercurio en el suelo serían; fertilizantes, fungicidas y residuos sólidos urbanos.

El Hg como contaminante ambiental

• El rango típico de concentración de mercurio en el aire es de 5 a 20 ng/m3, encontrándose básicamente en su fase vapor. En la fase particulada, los niveles raramente alcanzan 1 ng/m3 . Por lo que respecta al agua, el mercurio se encuentra en valores inferiores a los 100 ng/L.
• la OMS indica que la máxima concentración permitida de Hg en agua de consumo es de 1 µg/L. En suelo, la concentración típica de mercurio está entre 0,05 y 0,2 19/9, siendo ligeramente más elevada en zonas Industriales.
• El mercurio puede encontrarse básicamente en 3 formas: a) elemental (H90 ), b) inorgánico divalente (H92+), y c) orgánico (CH3Hg+)

Riesgo sanitario del H9

• Por sus características fisicoquímicas y la capacidad de bioacumulación en los organismos vivos, los compuestos orgánicos de mercurio -y en especial, el metilmercurio- son los más tóxicos y pueden provocar graves daños en la salud de las personas expuestas.

Elemental (Hgº) Sales inorgánicas (Hg2*) Metilmercurio (CH3Hg') Fuentes de exposición Amalgamas dentales, exposición laboral Oxidación de Hgº, desmetilación de CH3Hg* Consumo de pescado Inhalatoria Oral Riñón Oral Riñón Sistema nervioso central Proteinuria Proteinuria, necrosis tubular Eretismo, temblores Parestesia, ataxia, pérdida visual y auditiva Sistema nervioso periférico Vida media aproximada Neuropatía periférica 58 días Acrodinia 1-2 meses 70-80 días

Presencia de Hg en los alimentos

• Las concentraciones de mercurio encontradas en alimentos de consumo humano son relativamente bajas. Los niveles más apreciables de este metal en alimentos fueron hallados en el grupo alimenticio de pescados y mariscos (con una media de 0,097 19/9). En ambos casos, la determinación fue de mercurio total (orgánico + inorgánico).
• El metilmercurio es la principal forma orgánica del mercurio. Microorganismos acuáticos e instalados en los sedimentos marinos, pueden transformar el mercurio elemental y el inorgánico en mercurio orgánico.
• En el caso de los productos relacionados con los cereales (pan, bollería y cereales), el consumo diario por parte de la población es muy significativo, (154 y 213 g/día para población adulta femenina y masculina, respectivamente). Aunque la concentración de Hg en estos alimentos no sea elevada, la suma total provoca que sea una de las principales vías de ingesta. Pescado y marisco son los grupos que registran unos niveles más altos de Hg.

Riesgo alimentario del H9

• La EFSA actualizó en 2012 la ingesta semanal tolerable (ISTP o TWI en inglés) para el mercurio inorgánico en 5 µg/kg de peso corporal. Para el metilmercurio, el límite semanal está marcado en 3,3 ug/kg de peso corporal. Si se considera el peor escenario, es decir, que todo el mercurio está en su forma orgánica, la ingesta de pescado y marisco no supondría ningún riesgo para la salud de las personas.
• Límites máximos de Hg en alimentos vigentes actualmente para toda la UE son: - 1,00 mg/kg: rape, bonito, anguila, gallo, salmonete, lucio, raya, gallineta nórdica, pez vela, pez cinto, besugo, tiburón, escolar, esturión, pez espada, atún, etc .. - 0,50 mg/kg: Los demás pescados y productos de la pesca. - 0,10 mg/kg: Complementos alimenticios.

Vía principal de exposición Órgano diana principal Sintomatología clínica sistémica Riñón Sistema nervioso central Sistema nervioso central