Bioinorgánica y Salud Elementos esenciales para la vida Los elementos, respecto de su presencia o ausencia y la salud humana. Patologías relacionadas con los elementos Toxicidad de los elementos Dr. Eduardo Lagomarsino Cátedra de Farmacia Clínica y Atención Farmacéutica

Paracelso “ Toda sustancia puede ser un medicamento o un veneno dependiendo de la dosis “.

Leve tóxicos Radioactivos Esenciales Variable Muy tóxicos Moderad. tóxicos Leve tóxicos Radioactivos Esenciales Variable

Indispensables Electrolitos: Sodio Potasio Magnesio Calcio Fósforo (como Fosfatos) Gases: Oxígeno y Nitrógeno Toda la materia en el planeta está compuesta por 92 elementos naturales y 17 elementos sintéticos

Oligoelementos en enzimas Mg 2+ fosfohidrolasa , fosfotransferasa y Atpasa Mn 2+ Arginasa y fosfotransferasa y superóxido dismutasa Fe 2+ y Fe 3+ Citocromos, peroxidasa, catalasa y ferredoxina Cu 2+ y Cu + Tirosinasa, citocromo oxidasa superóxido dismutasa K + Piruvato kinasa, Atpasa Na+ Atpasa Zn 2+ Alcohol deshidrogenasa, anhidrasa carbónica, carboxipeptidasa, superóxido dismutasa

Oligoelementos esenciales Elemento Cantidad en un ser Rango de ingesta humano de 70 kg (mg) diaria humana (mg) Cromo 7 0,06-0,36 Cobalto 1 0,015-0,160 Cobre 75-150 0,75-1,20 Flúor 2600 0,5-1,7 Yodo 10-20 0,3-0,7 Hierro 4000-5000 10-17 Manganeso 12-20 1,5-3,0 Molibdeno 9 0,1-0,2 Níquel 10 0,10-0,15 Selenio ---- 0,6-1,0 Silicio 18000 ----- Estaño 17 1,5-3,5 Vanadio 10-25 0,01-0,02 Zinc 1400-2300 8-16

Abundancia relativa de los elementos en: (a) el cosmos; (b) la corteza terrestre, y (c) el cuerpo humano; (a) el cosmos (b) la corteza terrestre (c) el cuerpo humano

Abundancia relativa de los elementos en; (d) el agua de mar, y (e) los seres vivos . Hidrógeno Oxígeno Hidrógeno Oxígeno Carbono Nitrógeno (d) el agua de mar (e) los seres vivos

ABUNDANCIA DE LOS ELEMENTOS (en % de átomos) Bioelementos Se consideran bioelementos a aquellos cuyos átomos forman parte de las moléculas que constituyen y que tienen una función fisiológica en los sistemas biológicos. ABUNDANCIA DE LOS ELEMENTOS (en % de átomos) Cuerpo humano Agua de mar Corteza terrestre H 63 H 66 O 47 O 25.5 O 33 Si 28 C 9.5 Cl 0.33 Al 7.9 N 1.4 Na 0.28 Fe 4.5 Ca 0.31 Mg 0.03 Ca 3.5 P 0.22 S 0.017 Na 2.5 Cl 0.08 Ca 0.006 K 2.5 K 0.06 K 0.006 Mg 2.2

Grupo 1 Litio (mediana toxicidad) Sodio (esencial) Potasio (esencial) Enfermedad bipolar(El trastorno afectivo bipolar (TAB), también conocido como trastorno bipolar y antiguamente como psicosis maníaco-depresiva) Sodio (esencial) Balance intra - extracelular. La concentración extracelular es mayor que la intracelular Hipertensor Potasio (esencial) Sal de Chile La concentración intracelular es mayor que la extracelular Aporte de potasio (intoxicación digitálica)

Bipolares famosos que hubieran sido tratados con Litio Samuel Beckett, Scott Fitzgerald, Virginia Woolf, Ernest Hemingway y Lord Byron

Medicamentos con Sodio

Diagnóstico de Hipocalcemia

Grupo 2 Calcio (esencial) Magnesio (esencial) contractilidad muscular coagulación sanguínea tejido óseo ( hidroxi y fluorapatita) Magnesio (esencial) hipocalcemia y aumento de excreción renal de K (hipocalemia)- Parathormona Intracelular ( 95%) laxante y antiespasmódico muscular

Hipomagnesemia Deficiencia de calcio

Grupo 2 Berilio (muy tóxico) Bario Estroncio (toxicidad moderada) beriliosis Bario radiopacos Estroncio (toxicidad moderada) radiactivo, reemplaza al Calcio del hueso (cancerígeno)

Bario Diagnóstico por sustancias radiopacas

Grupo 13 Moderadamente tóxicos Boro Aluminio ácido bórico, antiséptico débil ( gotas óticas) boratos , en reguladores de pH y conservantes Aluminio muy abundante protector gástrico como hidróxido demencia dialítica

Colirios con boratos Comprimidos de aluminio

Grupo 14 Silicio Plomo tóxico pulmonar enfermedades de piel autoinmunes y respiratorias Plomo no cumple funciones en el organismo tóxico del SNC preparaciones farmacéuticas como astringente desinfectante

Silicosis Saturnismo

Grupo 15 Esenciales Nitrógeno Fósforo fundamental para el suelo componente de los aminoácidos componente ambiental Fósforo ADP - ATP tejido óseo ( fosfatos en hidroxiapatita) Hiperfosfatemias e hipofosfatemias

Hipofosfatemia

Grupo 15 Muy tóxicos Arsénico Antimonio Cáncer daño en el ADN afecta a tejido nervioso Antimonio enfermedades pulmonares y cardíacas náuseas y vómitos úlceras estomacales

Fuentes de agua con arsénico

Arsénico Legislación

Grupo 16 Oxígeno Azufre Selenio Respiración pulmonar presente en algunos aminoácidos enfermedades cardiovasculares trastornos en la atmósfera Selenio esencial y tóxico según dosis

Asistencia respiratoria mecánica

Grupo 17 Flúor Cloro Bromo Yodo Importancia en esmalte dentario ( fluorapatita) Cloro blanqueador , desinfectante irritante y altamente tóxico Bromo tóxico en vapores y sprays Yodo fundamental (glandula tiroides) iodación de la sal ( bocio e hipotiroidismo congénito) tóxico en exceso ( daña la tiroides, piel, pulmones)

El flúor y los dientes

Yodo y tiroides

Elementos de transición Manganeso en la SOD mitocondrialcofactor con dos átomos metálicos, uno de Cu y otro de Zn, cofactores mononucleares de Fe, Mn o Ni. FeSODs y MnSODs crecimiento su falta produce intolerancia a la glucosa, desórdenes óseos, coágulos en sangre Envenenamiento: afecta el sistema respiratorio y el cerebro ( alucinaciones y Parkinson)

Cromo Cromo III como nutriente importante Cromo VI de los elementos más tóxicos Cáncer de pulmón Alteraciones genéticas Muerte

Elementos de transición Hierro (en Hemoglobina al estado 2+ , transporte O2) Exceso: Corioretinitis y siderosis Cobalto en la cianocobalamina o Vit B12 (Insuficiencia causa anemia). En SNC: depresión, mala memoria, nerviosismo Exceso: problemas de visión , corazón y tiroides Níquel Fallas respiratorias y cardíacas Mal de los joyeros (alergias)

El hierro y la salud

Radioterapia con Cobalto

Elementos de transición Esenciales y tóxicos a la vez Zinc su ausencia deteriora el crecimiento, la madurez y produce anemia en la SOD citosólica Cobre Esencial para muchas funciones, citocromos el organismo puede manejar grandes cantidades en SOD citosólica

Distintas funciones del Cu en el organismo

Elementos de transición Cadmio Problemas óseos renales pulmonares y de sistema nervioso trastornos al ADN, cromosoma 21 Mercurio daño al SNC Problemas renales pulmonares y de aprendizaje Irritante de piel y mucosas

Distribución de los oligoelementos esenciales en los alimentos.