Arsénico tóxico en el cerebro y en la leche materna
Un grupo de investigación estudió ciertos compuestos de arsénico que hasta ahora se consideraban inofensivos
El arsénico es probablemente el más popular de los venenos y el tema de innumerables historias de detectives. Lo que es menos conocido es que se encuentra en el agua potable, el pescado y el arroz. En su forma pura o en compuestos químicos inorgánicos sin carbono, perturba el equilibrio energético de la célula y puede incluso desencadenar un cáncer. En cambio, los compuestos orgánicos presentes en los alimentos se consideraban hasta ahora inofensivos, aunque faltaban estudios fiables al respecto. El químico de Graz Kevin Francesconi y su grupo de investigación han intentado ahora llenar este vacío en un proyecto internacional financiado en parte por el Fondo Científico Austriaco FWF.
Sólo recientemente los investigadores se han dado cuenta de que los peces y los crustáceos contienen grandes cantidades de arsénico orgánico en forma tóxica. Esto puede tener efectos en los seres humanos.
Daniel Lee/unsplash
Arsénico en el pescado
"Desde hace 30 o 40 años tenemos un buen nivel de conocimiento de los compuestos inorgánicos de arsénico que se encuentran en los alimentos y el agua potable en todo el mundo. Sabemos que estos compuestos son muy tóxicos y pueden provocar enfermedades cardíacas o cáncer", explica el investigador principal Francesconi. "Pero sólo recientemente nos hemos dado cuenta de que la vida marina, como los peces y los crustáceos, también contienen grandes cantidades de arsénico en forma tóxica", señala.
Arsénico en el agua y los alimentos: ¿está nuestro planeta realmente contaminado hasta un punto tan alarmante? "No, el arsénico es mayoritariamente de origen natural", dice Francesconi. Se disuelve en el agua de mar y las algas lo confunden con el fosfato y lo absorben. A través de las algas, es absorbido por otros organismos marinos, que han desarrollado estrategias para incorporar el arsénico a sus organismos de forma no tóxica.
Arsénico no tóxico
Con el nombre de arsenobetaína, este compuesto se produce al incorporarse un átomo del metal arsénico a la molécula de betaína del propio organismo en lugar de un átomo de nitrógeno. Durante mucho tiempo se supo que la arsenobetaína era inofensiva, lo que transmitía una sensación de seguridad que ahora resulta ser engañosa: "No se siguió investigando sobre el arsénico en los organismos marinos. Sólo recientemente hemos podido demostrar, gracias a nuestro trabajo en Graz, que hay toda una serie de otros compuestos de arsénico que se encuentran en la vida marina y que son realmente muy tóxicos", dice Francesconi.
Se trata de moléculas en las que el arsénico se une a los lípidos, que forman parte del metabolismo de las grasas del organismo. Uno de los peligros que presentan estos compuestos de arsénico es el hecho de que son solubles en grasa y, por tanto, pueden penetrar fácilmente en las paredes celulares. En el presente proyecto de investigación básica, el equipo de Francesconi en Graz ha investigado estos compuestos de arsénico junto con un grupo de trabajo de la Universidad de Potsdam. Se ha demostrado que, a diferencia de la arsenobetaína, estos compuestos pueden ser muy tóxicos.
Fructífera cooperación
"En Graz estamos especializados en el trabajo analítico", señala Francesconi. "Desarrollamos métodos para detectar estos componentes, y también tenemos la posibilidad de producir los compuestos en forma pura, un requisito previo especialmente valioso para los estudios toxicológicos", señala. En consecuencia, Francesconi y su equipo analizaron muestras de agua y alimentos y produjeron los compuestos de arsénico que encontraron allí en forma pura. A continuación, estos compuestos se enviaron al instituto asociado de Alemania, especializado en estudios toxicológicos. "Fue una colaboración enormemente fructífera", dice Francesconi. En Potsdam se realizaron pruebas en células humanas y, posteriormente, en moscas de la fruta, nematodos y ratones.
Se enviaron muestras de tejido a Graz para analizarlas y saber cómo se comportaba el arsénico en el organismo. Una de las cosas que se demostró en el proceso fue que en los ratones el arsenolípido supera la barrera hematoencefálica y se acumula en el cerebro. A partir de estos datos, se establecieron otros proyectos conjuntos, entre otros, con instituciones asociadas noruegas y japonesas. Ambos países son conocidos por su elevado consumo de pescado y marisco. Junto con los socios de investigación noruegos, los científicos pudieron demostrar finalmente que los compuestos de arsénico se transmiten a los niños a través de la leche materna.
El peligro es difícil de evaluar
A pesar de los numerosos resultados, por el momento no es posible decir con exactitud el peligro que representan los compuestos para los seres humanos. "Sabemos que los efectos en los seres humanos pueden ser completamente diferentes a los de los experimentos con animales", señala Francesconi. En consecuencia, subraya que aún queda mucho trabajo por delante: cuando la Unión Europea fijó los límites de arsénico en determinados alimentos en 2016, se excluyeron deliberadamente los compuestos orgánicos de arsénico y todo el ámbito del pescado y el marisco; la razón aducida fue que no se disponía de suficientes datos en ese momento.
Los resultados del proyecto son un primer paso importante, dice Francesconi, pero: "Ahora se necesitan grandes estudios epidemiológicos para saber exactamente la peligrosidad real de estas sustancias". Para ello se necesitan grandes laboratorios equipados con los métodos analíticos desarrollados por Francesconi y su equipo. Una parte importante de los fondos del proyecto se ha destinado al desarrollo de estos métodos. Por ello, estos estudios no sólo son costosos, sino que requieren una enorme inversión de tiempo. El proyecto, que formaba parte de un proyecto DACH de cooperación entre Alemania, Austria y Suiza, tuvo una duración de tres años y finalizó en 2019.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Xiong, Ch., Stiboller, M., Glabonjat, RA., Rieger, J., Paton, L., Francesconi, KA.; "Transport of arsenolipids to the milk of a nursing mother after consuming salmon fish", Journal of Trace Elements in Medicine and Biology; Vol. 61, 2020.
Yu, X., Xiong, Ch., Jensen, KB., Glabonjat, RA., Stiboller, M., Raber, G., Francesconi, KA.; "Mono-acyl arsenosugar phospholipids in the edible brown alga Kombu (Saccharina japonica)"; Food Chemistry; Vol. 240, 2018.
Witt, B., Meyer, S., Ebert, F., Francesconi, KA., Schwerdtle, T.; "Toxicity of two classes of arsenolipids and their water-soluble metabolites in human differentiated neurons"; Archives of Toxicology; 2017.
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