Agent quelante
De Wikipedia, l'enciclopèdia lliure
Un agent quelante, o antagonista de metalls pesats, és una substància que forma complexos amb ions de metalls pesats. A aquests complexos se'ls coneix com a quelats, paraula que prové de la paraula grega chele que significa "arpa".
Una de les aplicacions dels agents quelantes és evitar la toxicitat dels metalls pesats per als éssers vius.
Contingut |
Importància biomèdica
Els metalls pesats no poden ser metabolizados pel cos humà i persisteixen en l'organisme, on exerceixen els seus efectes tòxics quan es combinen amb un o més grups reactius (ligandos) essencials per a les funcions fisiològiques normals. Els agents quelantes es dissenyen per competir amb els metalls pels grups reactius fisiològics, evitant o revertiendo així els seus efectes tòxics i incrementant la seva excreció.
Els metalls pesats, particularment els que pertanyen a la sèrie dels metalls de transició, poden reaccionar amb ligandos que contenen O, S i N, que en l'organisme prenen la forma de -OH, -COO-, OPO3H-. >C=O, -SH, -S-S-, -NH2 i >NH. El complex metàl·lic resultant, conegut també com a compost de coordinació, està format per un enllaç coordinat en el qual ambdós electrons són aportats pel lligant.
L'interès biològic dels quelantes es va originar a partir dels esforços per controlar les restes de metalls que contribueixen a la deterioració dels aliments.
La investigació toxicológica d'alguns agents quelantes proposats com a additius alimentaris va portar a l'observació que la forta afinitat pels ions de calci que caracteritza al EDTA dóna per resultat una disminució de la concentració de calci en sèrum.
El mecanisme de quelación ha estat utilitzat pels farmacólogos en el desenvolupament de nous agents terapèutics per a proves clíniques en una àmplia gamma d'alteracions patològiques en les quals es requereix eliminar ions metàl·lics dels teixits, o bé introduir-los en l'organisme amb propòsits metabòlics.
S'han utilitzat quelats de ferro en la teràpia de anèmias ferroprivas, quelats de magnesi per al tractament de crisi hipertensivas i alguns complexos orgànics de or, com el tiomalato d'or i sodi en la teràpia amb or per combatre la artritis reumatoide.
Tipus de quelantes naturals
Moltes són les substàncies que actuen com a agents quelantes, entre les quals es troben la clorofil·la, el glutatión, diverses enzims i vitaminas.
Quelats
Els quelats són complexos formats per la unió d'un metall i un compost que conté dos o més ligandos potencials. El procés de formació del quelat es coneix com quelatación o quelación. El producte de tal reacció és un anell heterocíclic. Un quelante és un lligant polidentado que es coordina a un ion central per dos o més àtoms datius. Els anells de 5 a 6 membres posseeixen més estabilitat, per la qual cosa es dissenyen quelantes polidentados, és a dir, multiligantes, per aconseguir complexos d'alta estabilitat. La formació de quelats polidentados dóna per resultat un compost molt més estable que quan el metall s'uneix solament amb un àtom ligante (monodentado). Això es deu sobretot a efectes entrópicos, ja que després de la primera coordinació les altres etapes solen produir-se alliberant els ligandos coordinats anteriorment i augmentant així la entropia del sistema.
L'estabilitat dels quelats varia amb el metall i amb els àtoms ligantes. Per exemple, el mercuri i el plom tenen major afinitat pel sofre i el nitrogen que pel oxigen. Aquestes diferències serveixen com a base de l'acció dels quelantes en el cos humà.
Els quelats resultants que es formen en el cos són solubles en aigua i s'excreten intactes en gran part per l'orina, a una velocitat més ràpida i que l'esperada per al metall en si.
Factors d'ús de quelantes
L'efectivitat dels agents quelantes en el tractament de l'enverinament per metalls pesats depèn de diversos factors, entre els quals s'inclouen:
- L'afinitat relativa del quelante pel metall pesat.
- La distribució del quelante en l'organisme, comparada amb la distribució del metall.
- La capacitat del quelante per mobilitzar a l'exterior al metall després de la quelación.
Propietats dels quelantes
Els agents quelantes posseeixen diverses propietats; l'agent quelante ideal hauria de tenir totes les següents:
- Alta solubilitat en aigua.
- Resistència a la biotransformación.
- Capacitat per arribar a llocs on es pogués emmagatzemar el metall.
- Capacitat per formar complexos no tòxics a partir de metalls tòxics.
- Retenció de la seva activitat quelante al pH dels fluids corporals i excreció ràpida del quelat.
- Afinitat elevada pels metalls, en comparació dels ligandos endogens.
- Poca o nul·la afinitat pel ion calci Ca2+, atès que aquest ion té una gran disponibilitat per la quelación en el plasma i un agent quelante pot provocar hipocalcemia malgrat posseir una elevada afinitat pels metalls pesats.
Sempre és difícil extrapolar les interaccions del quelante observades en experiments de laboratori a la situació de l'organisme viu, per la qual cosa és important dur a terme observacions in vivo per determinar la utilitat clínica d'aquests agents.
Usos dels agents quelantes
- En l'enverinament per plom s'utilitza l'edetato de calci disódico (Cabell blanc2EDTA) o la D-penicilamina.
- En tractament de la sobreexposició ocupacional a substàncies radioactives com a plutoni, tori, urani i radioitrio s'utilitza l'àcid dietilentriaminopentaacético (DTPA).
- En enverinament per mercuri s'empra dimercaprol (BAL) en casos d'exposició greu o en pacients simptomàtics o D-penicilamina en casos d'exposició lleu o en pacients que no presenten símptomes. Així mateix pot utilitzar-se un derivat de la penicilamina: la N-acetil-D-penicilamina (NAP) s'ha usat amb èxit en pacients que requereixen tractament contra la intoxicació per mercuri.[1]
- En enverinament a causa de arsènic és d'utilitat el dimercaprol i la continuació de la teràpia se segueix amb penicilamina. Així mateix, en cas de síntomatología recurrent pot emprar-se un derivat del dimercaprol, el succímero de l'àcid 2,3 dimercaptosuccínico.
- En la intoxicació per cadmi s'administra EDTA en la seva forma d'edetato de calci disódico. No s'utilitza el dimercaprol a causa que s'ha observat que incrementa la nefrotoxicidad. La teràpia s'instaura el més ràpidament possible perquè a causa de la distribució del metall pot arribar a llocs on el quelante no pot aconseguir-ho.[2]
- En la intoxicació per ferro es pot emprar la deferoxamina.
- En la malaltia de Wilson, on hi ha un excés de coure en el cos, es pot usar la trientina (trietilentetramina).
En química orgànica i inorgànica
- Etilendiamina. Coordina a través dels parells lliures dels dos àtoms de nitrogen; els compostos octaèdrics de fórmula general M(en)3n+ són quirales i es poden separar els enantiómeros.
- DPPE (1,2-bis(difenilfosfino)etilè). Coordina a través de parells lliures d'electrons dels dos àtoms de fòsfor; derivats d'aquest compost s'empren en alguns catalitzadors.
- Oxalat Salis de l'àcid oxálico.
En síntesi orgànica han adquirit un interès especial els ligandos quelantes quirales ja que s'empren sovint en els catalitzadors emprats per obtenir productes quirales com el catalitzador de Wilkinson.
Agents quelantes diversos
|
|
|
|---|---|
| Agents quelantes de ferro | Deferoxamina - Deferiprona - Deferasirox |
| Agents quelantes derivats del EDTA |
Àcid dietilentriaminopentaacético - Àcid hidroxietilendiaminotetraacético - Cabell blanc2EDTA |
| Quelantes de fosfats | Hidròxid d'alumini - Carbonat de calci - Acetat de calci - Carbonat de lantani - Sevelamer |
| Altres agents quelantes | Dimercaprol (BAL) - Àcid dimercaptosuccínico (DMSA) - D-Penicilamina - N-acetil-D,L-penicilamina - Trietilentetramina |
Referències
- ↑ Enverinament per mercuri i el seu tractament amb N-acetil-D,L-penicilamina. Kark, R i Poskanzer, D. 1971
- ↑ Minimal role of metallothionein in decreased chelator efficacy for cadmium. Waalkes, M.P. Watkins, J.B. i Klaassen, C.D. Toxicology Applied Pharmacology; pp:392-398. 1983.
dóna:Chelat
-
This page is based in an article from Wikipedia (please colaborate or donate).
Reutilization of the present article (modified or copied) is encouraged with the only conditions of adding a link to this page and to keep the same license.