Dr. José Víctor Calderón Salinas Departamento de Bioquímica Centro de Investigación y de Estudios Avanzados IPN (CINVESTAV)

Instituciones: Departamento de Bioquímica, CINVESTAV Facultad de Medicina, UAC-Torreón Coah. Departamento de Psicología, ISCYTAC Facultad de Medicina, UNAM Instituto de Fisiología Celular, UNAM Instituto de Investigaciones Biomédicas, UNAM Centro Médico Nacional Siglo XXI, IMSS Centro Médico la Raza, IMSS Instituto Nacional de Pediatría, SSA Instituto Nacional de Nutrición, SSA CyATEC, León Gto. Profesionales en: Médicos, Químicos, Biólogos, Psicólogos, Investigadores en diversas áreas., estudiantes de licenciatura y posgrado. Gobiernos de los Estados y Diferentes empresas de la asociación de industrias procesadoras de plomo AC

Medicina Bioquímica Exposición a plomo en Torreón, Coah. Transporte Membranas Metabolismo Mecanismos bioquímicos de daño Interacción metal-macromolécula Transporte de plomo Respuesta antioxidante Mecanismos bioquímicos de defensa Resolución de problemas de importancia social y laboral Búsqueda de indicadores de daño y de susceptibilidad Tratamientos alternativos

Exposición a plomo Ocupacional Ambiental Población de riesgo Cercanía Familiares Población abierta Ambiente abierto Utensilios Industrias Primarias Metalúrgicas Industrias Secundarias Pinturas Acumuladores Metal-mecánicas Refinadoras

Grupos de estudio Niños expuestos cronicamente a plomo Torreón, Coah. Queretaro, Qro. Pachuca, Hgo. Ciudad de México. Edad 7 – 12 años (27.2 ug Pb/dl) Adultos expuestos ocupacionalmente a plomo Torreón, Coah. Leon, Gto. Pachuca, Hgo. Oaxaca, Oax. Ciudad de México. Edad 20 – 45 años (65.3 ug Pb/dl)

Reversible Irreversible Interacción de plomo con macromoléculas Covalente Electrostática Estereoespecífica Con alteración funcional Sin alteración funcional Competitiva No competitiva

Metabolitos nocivos Oxidantes ALA Hierro libre Hemo libre Zinc libre Aductos Proteínas DNA Modificación del metabolismo Dependiente de calcio Dependiente de zinc Otros divalentes

Riñón Nervioso central Nervioso periférico Hematológico Digestivo Hepático Daño a órganos y sistemas

Metabolitos nocivos Oxidantes ALA Hierro libre Hemo libre Zinc libre Aductos Proteínas DNA Modificación del metabolismo Dependiente de calcio Dependiente de zinc Otros divalentes

Tejido amortiguador Tejido de acumulación Pb en sangre Distribución y Redistribución Daño Excreción Absorción

Neuromotor y neurológico Absorción de plomo Daño bioquímico 5- 4- 3- 2- 1- 0- Niños no expuestos Unidades relativas * * Daño fisiológico Neuromotor y neurológico * * PbS PEL CMI CMII CIE Niños en la zona de exposición n=98, *P<0.05

Niños expuestos ambientalmente a plomo 5- 4- 3- 2- 1- 0- No expuestos Pb PEL CMI SUSCEPTIBLES * Pb PEL CMI RESISTENTES * Menor daño bioquímico y fisiológico

Secuestro del Toxico en moléculas resistentes Entrada y Salida del Toxico Cambio en la concentracion de moléculas dañadas M M-T T T Metabolismo del Toxico M-Dañada T2 Aumento de la función o cambio de la función Daño a la función Corrección de la función o función alterna Función alterada

Hemoglobina Hay proteínas que unen plomo Proteína de 10 kDa

ACTIVIDAD DE G6P-D 1.0 - 0.5 - 0 - * No hay plomo libre + Pb +Pb +Prot 10 kDa

2- 1- 0- No expuestos Hb Prot-10 kDa SUSCEPTIBLES * Niños expuestos ambientalmente a plomo RESISTENTES * Hb Prot-10 kDa Aumento de la proteína

Concentración de proteína de 10 kDa en el diagnóstico de la susceptibilidad PbS PEL Prot. 10 kDa PbS PEL Prot. 10 kDa n = 15, P>0.05 Susceptible Resistente

Evaluación de la evolución del tratamiento en pacientes expuestos ocupacionalmente a plomo

* Valores de no expuestos Calcio 1g/día Vit C 1g/día, Vit E 400U/día n>43 *P<0.05 Medidas higiénico dietéticas El tratamiento con antioxidantes resulta en menor oxidación y menor daño a proteínas, aun sin reducir la concentración de plomo en sangre

Tratamiento quelante solo en pacientes con daño neurológico severo Reducción de mas del 50% de los coeficientes motores Reducción de mas del 50 % de potenciales evocados Convulsiones Franca alteración de la personalidad Tx quelante administrado en el IMSS Penicilamina 150 mg/kg/día/5 días, cada 15 días/3 secuencias

* Valores de no expuestos expuestos El tratamiento con antioxidantes y quelantes resulta en menor oxidación y una disminución transitoria de la concentración de plomo en sangre y de la actividad de las enzimas Vit C 1g/día, Vit E 400U/día Valores de no expuestos n>41 *P<0.05 expuestos * Quelante

* * Tratamiento n = 41; n = 27, n = 23 *p < 0.05 Pacientes que no continuaron expuestos a plomo (No Cont Exp); pacientes que continuaron expuestos a plomo (Cont Exp) Tratamiento quelante con penicilamina 150 mg/kg/día/5 días, cada 15 días/3 secuencias Los pacientes continúan con el esquema de vitaminas

El tratamiento con antioxidantes y quelantes resulta en una recuperación de las actividades neuromotoras * Valores de no expuestos expuestos n = 41 n = 15 *p < 0.05 Tratamiento quelante con penicilamina 150 mg/kg/dia/5 dias, cada 15 dias/3 ciclos Vit. C 1g/d + Vit D 400 U/d Quelante Sin Antioxidantes Con Antioxidantes

Control 5 días La incubación con plomo previene los cambios morfólogicos de los eritrocitos expuestos a plomo en condiciones in vitro Pb4 µM, 5 días Pb 4 µM, 5 días y trolox µM

Tejido amortiguador Tejido de acumulación Absorción Pb en sangre Antioxidantes Distribución y Redistribución Daño Excreción

Valores de no expuestos expuestos Las repeticiones del tratamiento quelante genera reducciones transitorias de la concentración de plomo en sangre Vit C 1g/día, Vit E 400U/día Valores de no expuestos n>6 *P<0.05 expuestos Quelante 1 2 3 4 *

Diagnostico de Daño Renal Crónico Microalbuminuria (3 tomas independientes, con margen de una semana) Orina de 24 horas >30 mg/día Diagnóstico de Enfermedad Renal Crónica Albuminuria >300 mg/día

Proteinuria y albuminuria en pacientes expuestos a plomo 600 - 300 - 0 - Proteinuria y albuminuria en pacientes expuestos a plomo No expuestos Proteínas en orina (mg/día) La exposición a plomo incrementa el daño renal n>16 *P<0.05 Expuestos * 60 - 30 - 0 Albumina en orina

Incidencia de enfermedad renal crónica (ERC) y de Daño Renal Crónico (DRC) en pacientes expuestos a plomo La exposición a plomo incrementa la incidencia de daño renal n>325

Proteinuria en pacientes expuestos a plomo 600 - 300 - 0 - Proteinuria en pacientes expuestos a plomo No expuestos * Proteínas en orina (mg/día) El tratamiento quelante incrementa el daño renal n>16 *P<0.05 Expuestos sin Tx quelante y con Antioxidantes Expuestos con Tx quelante Tx quelante y ** ***

Microalbuminuria en pacientes expuestos a plomo 60 - 30 - 0 - Microalbuminuria en pacientes expuestos a plomo No expuestos * Albumina en orina (mg/día) El tratamiento quelante incrementa el daño renal n>16 *P<0.05 Expuestos sin Tx quelante y con Antioxidantes Expuestos con Tx quelante Tx quelante y ** ***

Microalbuminuria en pacientes expuestos a plomo 60 - 30 - 0 - Microalbuminuria en pacientes expuestos a plomo No expuestos * Albumina en orina (mg/día) El tratamiento antioxidante reduce el daño renal n>16 *P<0.05 Expuestos después del Tx antioxidante Expuestos antes **

Proteínas asociadas en los cuerpos de inclusión Núcleo Cuerpo de inclusión Proteínas asociadas en los cuerpos de inclusión Cuerpos de inclusión en células de corteza renal de ratas intoxicadas con plomo. Microscopía electrónica de transmisión.

Proteínas renales de los cuerpos de inclusión que unen plomo a b c d e f g inmunodetección Sin Plomo 28.8 kDa Con Plomo 16.8 kDa 9.1 kDa Las muestras de riñón se homogenizaron (a) y se trataron con EDTA 0.5% 2.5 horas a 37ºC. Posteriormente se dializaron (b) y se incubaron con 0.339 (c), 0.678 (d), 1.356 (e), 3.39 (f) y 6.78 (g) µM de plomo.

Concentración relativa de PCI en trabajadores intoxicados con plomo 2- 1- 0- Orina No expuestos Expuestos a plomo n>52 *P<0.05 Suero *

Presencia de proteína de cuerpos de inclusión PCI en la orina de pacientes expuestos a plomo La exposición a plomo incrementa la presencia de PCI en orina n>79 *P<0.05

Concentración relativa de PCI en pacientes con Daño Renal Crónico (DRC) 2- 1- 0- Orina No expuestos Expuestos a plomo s/DRC c/DRC ** * Mayor concentración n>9 *P<0.05 Suero

Presencia de proteínas de cuerpos de inclusión (PCI) en Pacientes con daño renal crónico La presencia de PCI se asocia con daño renal

Concentración de albumina en orina de pacientes intoxicados con plomo y con altas concentraciones de PCI

Medicina Bioquímica Mecanismos bioquímicos de daño Resolución de problemas de importancia social y laboral Búsqueda de indicadores de daño y de susceptibilidad Tratamientos alternativos Mecanismos bioquímicos de daño Mecanismos bioquímicos de defensa

jcalder@cinvestav.mx Laboratorio de Bioquímica Médica Departamento de Bioquímica Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (CINVESTAV)