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• Iztchel Irma Avilés Carrillo

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ANTIMIONIO: USOS Y EFECTOS Avilés Carrillo Irma RESUMEN: El Antimonio (Sb) es una metaloide que por sus propiedades físicas ha sido ampliamente utilizado en diferentes sectores de la industria, incluso en l farmacéutica, para el tratamiento de leshmaniasis y Esquistosomiasis. Sin embargo, se a reportado que la exposición prolongada a Antimnio tiene efectos adversos en la salud humana y en diferentes niveles. Las complicación sistémica más común es la respiratoria, también se ha registrado actividad carcinogénica y genotoxica, sin embargo aún no se han encontrado datos que nos permitan concluir en base al mecanismo de inducción de genotoxicidad y carcinogénesis.

ANTIMIONIO: USOS Y EFECTOS

28 de septiembre de 2011

ANTIMIONIO: USOS Y EFECTOS

INDICE Introducción, 1 Caracterización física y química del antimonio, 2 Distribución, disponibilidad del antimonio en la corteza,3 Extracción y purificación del antimonio,4 Usos del antimonio,4 Exposición al antimonio,5 Intoxicación por exposición al antimonio,6 Efectos adversos a la exposición al antimonio. 7-11 Complicaciones respiratorias Complicaciones gastrointestinales Complicaciones en piel y ojos Efectos en sangre Otras complicaciones Complicaciones reproductivas Carcinogénesis Genotoxicidad

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ANTIMONIO: USOS Y EFECTOS Avilés Carrillo Irma

INTRODUCCION El antimonio fue descubierto como elemento antes del siglo XVII. Aunque era desde la antigüedad ya bien conocido por los chinos y babilonios. Dentro de la sociedad egipcia por ejemplo, se cree que empleaban compuestos con antimonio para decorar, a manera de maquillaje para oscurecer los parpados y además se le atribuían virtudes sobrenaturales. También era utilizado en algunas aleaciones.

Actualmente el antimonio no ha sido encontrado en estado puro dentro de la naturaleza, sin embargo se conocen varios compuestos que están precedentes de forma natural en la corteza y a los cuales se encuentra asociado; Sb2S3 (estibnita, antimonita); Sb2O3 (valentinita), NiSb (breithaupita), NiSbS (ulmanita) y Ag2Sb (dicrasita) y Ag3SbS3 (pirargirita). También forma parte por lo general de los minerales de cobre, plata y plomo (LENNTECH, Sin año).

El antimonio (Sb símbolo del antimonio en latín) es un metal blanco plateado con numero atómico 51, agrupado en la tabla periódica dentro de los llamados metales del bloque p ó metaloides situados en el grupo 15 de la tabla periódica. A pesar de estar asociado a otros elementos, la abundancia de este en la corteza terrestre es muy baja. Sus principales aplicaciones son industriales. El antimonio elemental por sus propiedades físicas es utilizado en la producción de semiconductores, detectores infrarrojos y diodos. Debido a su relativa falta de flexibilidad, comúnmente se le mezcla en las aleaciones para cada aplicación, por ejemplo, la fabricación de baterías de plomo, metal de soldadura, chapas y tubos, el óxido de antimonio por ejemplo se puede utilizar en formulaciones ignífugas para plásticos, cauchos, textiles, papel y pinturas, mientras que el trisulfuro de

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Antimonio se utiliza en la fabricación de explosivos, pigmentos, sales de antimonio y el cristal de rubí

(ATDSR, 1995 y IARC;, 1989, citados por Sundar &

Chakravarty, 2010).

Varios compuestos pentavalentes de antimonio, también han sido empleados con fines terapéuticos en el tratamiento de la Leishmaniasis y la Esquistosomiasis, ambas

afecciones

parasitarias

producidas

por

protozoarios

(Sundar

&

Chakravarty, 2010).

CARACTERIZACION QUIMICA Y FISICA DEL ANTIMONIO El antimonio (Sb símbolo del antimonio en latín) es un metaloidee blanco plateado muy brillante; su textura es muy luminosa y en granos muy pequeños, altamente quebradizo; se volatiliza rápidamente al calor rojo blanco, reducido a vapor exhala un olor particularmente semejante al de la grasa. Pude combinarse directamente con oxígeno para formar oxido de antimonio para formar ácido antimonioso. Sus características físico-químicas son:

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DISTRIBUCION Y DISPONIBILIDAD DEL ANTIMONIO El antimonio es un elemento no muy abúndate en la corteza, hasta no se le ha encontrado en estado puro, frecuentemente está mezclado con arsénico, entonces tiene un color gris acero y da por olor el fuego olor aliáceo, de forma natural se le pude encontrar bajo cuatro estados, nativo, oxidado, sulfurado y oxidado sulfurado. Nativo: Este metal se le encuentra en pequeñas masas hojosas y laminosas, de color blanco plata, un poco amarillento cuando ha estado expuesto al aire. El carácter esencial que le distingue del arsénico, con el cual tiene muchas relaciones, es que cuando esta fundido se forma en su superficie, por el enfriamiento una especie de estrella que asemeja una hoja de helecho. Antimonio Oxidado: También llamado antimonio blanco, se halla en masas blancas más o menos transparentes, sin brillo, esta materia es bastante rara-, se le encuentra en los depósitos de plata arsenifera.El óxido de antimonio existe también hidratado en la naturaleza en forma de barnices terreos y se conoce con el nombre de estibiconisa. Antimonio Sulfurado: También llamando antimonio gris, es el mineral de antimonio más común, cristaliza con mucha facilidad y se presenta en forma de masas laminosas ó compactas su color es gris acero bastante brillante, tisna el papel de negro, cuando se funde da olor a azufre quemado. Esta sustancia es muy común en una multitud de localidades donde constituyen filonesen los terrenos primitivos. Este estado es el que se explota para la extracción de antimonio metálico.

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Antimonio oxidado sulfurado: también llamado antimonio rojo, se halla en la superficie del antimonio sulfurado con un color rojo pardusco exteriormente y rojo bastante intenso en la parte interna, al fundirse da un débil olor a azufre quemado.

EXTRACCIÓN Y PURIFICACIÓN DEL ANTIMONIO Para extraer el antimonio se trata con las formas sulfuradas de antimonio. El sulfuro de antimonio que es muy fundible se derrite y corre; la ganga que le acompaña no experimente fusión, Este sulfuro así separado toma el nombre de antimonio crudo, para extraer el antimonio metálico puro, se le tuesta a un fuego muy suave al comenzar la operación para no fundir el sulfuro y transformarle en acido sulfuroso que se desprende quedando el óxido de antimonio. Este oxido es mezclado con carbón molido, muy humedecido con una solución de carbonato de sosa, el carbón reduce el óxido, la sosa el sulfuro que no se había tostado y se obtiene antimonio metálico.

USOS DEL ANTIMONIO El antimonio por sus propiedades físicas es ampliamente utlizado. El antimonio con un alto grado de pureza se utiliza en la Fabricación de semiconductores. El antimonio de pureza normal es ampliamente utilizado en la producción de aleaciones, a las que proporciona dureza, resistencia mecánica, resistencia a la corrosión y un bajo coeficiente de fricción. Las aleaciones que combinan estaño, plomo y antimonio se utilizan en la industria eléctrica. Entre las aleaciones de antimonio más importantes se encuentran el metal antifricción, el peltre, el metal blanco, el metal britania y el metal para cojinetes. Se utilizan en rodamientos, placas para baterías, apantallamiento de cables, soldaduras, piezas ornamentales y municiones. La resistencia del antimonio metálico a los ácidos y las bases se aprovecha en el montaje de las fábricas de productos químicos.

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El antimnio pentavalente es utilizado en el tratamiento contra la la Leishmaniasis y la Esquistosomiasis, el mecanismo de acción aun no se conoce con precisión, pero se cree que numerosas enzimas de Leishmania. Son inhibidas selectivamente, inhibiendo la fosfofructoquinasa con un bloqueo subsecuente de la producción de adenosín trifosfato.

EXPOSICION AL ANTIMONIO Todos en cierta medida estamos expuestos diariamente a componentes que contiene antimonio. En el aire por ejemplo las concentraciones de antimonio varían de 1 ng/m3 a alrededor de 170 ng/m3. En los ríos y lagos la concentración de antimonio por lo general nunca supera las 5 ppb (Iyengar, Tanner, Wolf, & Zeisler, 1987). En un estudio realizado en los Estados Unidos de Norte América, a cerca de los elementos tóxicos seleccionados; encontrados en la dieta de una población masculina de entre 25-30 años, se halló que el consumo de antimonio en una dieta convencional es de alrededor de 5 mg/día (Iyengar, Tanner, Wolf, & Zeisler, 1987). Sin embargo este tipo de exposición rara vez es de consideración. La exposición ocupacional al antimonio por otro lado se da a concentraciones más elevadas y por intervalos de tiempo más largos y ocurre principalmente en trabajadores que participan en las industrias que producen antimonio, la minería de metales, fundición y refinación, plantas de carbón de energía e incineración de residuos.

INTOXICACION POR EXPOSICION AL ANTIMONIO La toxicidad puede ocurrir durante la exposición ocupacional, o cuando se utiliza como una terapia. Casi la mayor parte de los datos de toxicidad antimonio

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viene de la época en que las condiciones primitivas de trabajo en la industria minera prevalecieron y no hubo una adecuada protección para los trabajadores. Por sus propiedades químicas y acciones metabólicas, el antimonio es muy similar al arsénico y, puesto que ambos elementos se encuentran asociados en ocasiones, la acción del antimonio puede atribuirse al arsénico, especialmente en los obreros de las fundiciones. Sin embargo, los experimentos con antimonio metálico de alto grado de pureza demuestran que este metal tiene una toxicología totalmente independiente. Varios autores están de acuerdo en que la dosis letal media se sitúa entre 10 y 11,2 mg/100 g. El antimonio puede penetrar en el organismo a través de la piel, aunque la vía principal es la respiratoria. Desde los pulmones, la sangre absorbe el antimonio, y en especial el anti- monio libre, y lo distribuye a los tejidos. Los estudios sobre trabajadores y los experimentos con antimonio radiactivo muestran que la mayor parte del antimonio absorbido se metaboliza en las primeras 48 horas y se elimina con las heces y, en menor proporción, con la orina. La cantidad restante en el organismo permanece en la sangre durante bastante tiempo, observándose una concentración de antimonio varias veces superior en los eritrocitos que en el suero. En los trabajadores expuestos aantimonio pentavalente, la excreción urinaria está relacionada con la intensidad de la exposición. Se calcula que, después de 8 horas de exposición a 500 µg Sb/m3, el aumento de la concentración de antimonio excretado en la orina al final de un turno es de 35 µg/g de creatinina como media. El antimonio inhibe la acción de determinadas enzimas, se une a los grupos sulfhidrilo del suero y altera el metabolismo de las proteínas y carbohidratos y la producción de glucógeno en el hígado. Experimentos prolongados con aerosoles de antimonio en animales han demostrado el desarrollo de una neumonía endógena de tipo lipoide. También se han descrito casos de alteraciones cardíacas y muerte súbita en trabajadores expuestos al antimonio. Asimismo, en estudios con animales se ha observado fibrosis pulmonar focal y efectos cardiovasculares .El uso terapéutico de medicamentos que contienen antimonio ha permitido detectar, en especial, la toxicidad acumulativa sobre el miocardio de los

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derivados trivalentes del antimonio, que se excretan más lentamente que los derivados pentavalentes. En el electrocardiograma, se han observado reducciones en la amplitud de la onda T, prolongación del intervalo QT y arritmias.

EFECTOS ADVERSOS A LA EXPOSICIÓN AL ANTIMONIO. COMPLICACIONES SISTEMICAS POR EXPOSICION COMPLICACIONES RESPIRATORIAS La exposición ocupacional a más de 8,87mg de antimonio/m3 da lugar neumoconiosis por antimonio (inflamación de los pulmones debido a la irritación causada por la inhalación de polvo), Alteraciones en la función pulmonar por obstrucción de vía aérea, como broncoespasmos, y la hiperinflación han sido reportados en los trabajadores expuestos a antimonio en el aire, entre otros efectos respiratorios como bronquitis crónica, enfisema crónico, tuberculosis inactiva, adherencias pleurales. La mayoría de estos efectos están asociados con la respuesta fisiológica a la acumulación de polvo en los pulmones. La proliferación de los macrófagos es una respuesta fisiológica normal a la deposición de partículas insolubles en el pulmón. Sin embargo, un exceso de actividad fagocítica provocada por la deposición extensa o repetida de partículas en el pulmón, probablemente contribuye al desarrollo de la fibrosis. Efectos respiratorios más graves han sido reportados en animales expuestos a antimonio; fibrosis intersticial y neumonía lipoidea se han observado en ratas expuestas a trisulfuro de antimonio o a trióxido de antimonio por 1 año (ATSDR, 1992).

COMPLICACIONES GASTROINTESTINALES Dentro de los trastornos gastrointestinales que aparentemente se encuentran relacionados a afecciones gastrointestinales se incluyen; dolor abdominal, diarrea, vómitos y úlceras. Sin embargo, no se ha podido establecer concretamente; la

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exposición de antimonio como agente causal, ya que muchos de los trabajadores además de estar expuestos a antimonio, están también expuestos a otros posibles agentes etiológicos. En ensayos experimentales con ratas que fueron expuestas a trióxido de antimonio (4,2 mg de antimonio/m3) durante 1 año, no se observo ningún tipo de trastorno ni alteraciones histopatológicas (Potkonjak & Vishnjich, 1983).

EFECTOS EN SANGRE En un estudio realizado en ratas, las cuales fueron expuestas a 4,01 mg de antimonio/m3 de trióxido de antimonio por un periodo de un año, se encontraron efectos pequeños pero significativos en la concentración de hemoglobina en los eritrocitos, así como en el volumen de estos (Bio/dynamics, 1990). No se encontró información referente a humanos.

COMPLICACIONES EN PIEL Y OJOS Efectos cutáneos y oculares han sido reportados en los seres humanos. y animales. Estos efectos (ocular conjuntivitis y dermatosis) son el resultado de que el antimonio contenido en el aire entra en contacto con la piel y/o los ojos. La dermatitis se caracteriza por necrosis epidérmica celular con sus correspondientes reacciones inflamatorias agudas. En 1965 Stevenson llegó a la conclusión que la dermatitis resultado de la acción de trióxido de antimonio en la dermis después de la disolución en el sudor y la penetración de las glándulas sudoríparas. También se ha observado alopecia en ratas expuestas a mas de 0,92 mg de antimonio/m3 de trióxido de antimonio durante 13 semanas

(ATSDR,

1992). Cataratas y chromodacryorrhea se han observado en ratas expuestas a trióxido de antimonio por 1 año con un período (Bio/dynamics, 1990)

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OTRAS COMPLICACIONES

Complicaciones reproductivas En un estudio de mujeres que trabajaban en una planta de antimonio se observo una alta

incidencia de abortos espontáneos y trastornos en la

menstruación, en comparación con un grupo de control. (Sundar & Chakravarty, 2010). En un estudio con ratas, cerca del 70% de las ratas que habían sido expuestas a expuestas a 209 mg de trióxido de antimonio/m3 durante 63 días, presento problemas para concebir, se observaron también metaplacias en el útero y perturbaciones en la maduración de los óvulos de estas ratas (ATSDR, 1992)

Carcinogénesis No hay evidencia concluyente de que el trióxido de antimonio y trisulfuro puedan ser agentes carcinógenos en los humanos, sin embargó, se ha visto que el trióxido de antimonio y trisulfuro de antimonio causa tumores de pulmón en ratas que han sido expuestas a 4,2 o 36 mg de trióxido de antimonio /m3 y/o 17,48 mg / m3 de trisulfuro por periodos poco más largos de un año. El potencial carcinogénico de antimonio pueden estar relacionados con la deposición y eliminación de antimonio de la las vías respiratorias (ATSDR, 1992). En otro experimentó con tres líneas celulares de ovario de hámster chino se hicieron tres ensayos, ensayo de mutación genética, en ausencia y en presencia de un Aroclor 1254-S9 de hígado de rata inducida por fracción, ensayo de aberraciones cromosómicas en ausencia y en presencia de un Aroclor 1254inducida rata hígado S9 fracción, y el ensayo BALB/c-3T3 transformación neoplásica, en ningún de estos se observó actividad carcinogénica, sin embargo en

el

ensayo

cromosómicas.

de

aberraciones

cromosómicas

se

produjeron

rupturas

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Al parecer la inducción de actividad carcinogénica por compuestos antimoniados, parece estar influenciada por el tiempo de exposición, el tipo de compuesto antimoniado al que se es expuesto, el estado del individuo y su vulnerabilidad, así como de factores ambientales. Por la heterogeneidad de los resultados encontrados hasta la fecha a cerca de la actividad carcinogénica del antimonio podría hacerse la concluir abierta a cualquier otra posibilidad de que la carcinógenos por exposición a antimonio en un evento complejo regulado epigeneticamente.

Genotoxicidad Los resultados de estudios de genotoxicidad in vitro han mostrado resultados positivos para roturas cromosómicas en los leucocitos humanos (Paton & Allison, 1972, citado por Sundar & Chakravarty, 2010) En un estudio de genotoxidad de diversos metales pesados, para posibles sustitutos de plomo (neurotoxico) en las soldaduras, el antimonio mostro genotoxicidad para la prueba de mutacion reversa en bacterias y la prueba de aberraciones cromosomicas en cultivos de celulas de mamiferos, pudiendo ser aun mas toxico que el plomo (Asakura, y otros, 2009). En otro estudio realizado para evaluar genotoxicidad de Sb(2)O(3) en 23 trabajadores ocupacionalmente expuestos, mediante intercambio de cromátidas hermanas (SCE) y pruebas de micronúcleos, y la enzima (FPG), modificado ensayo cometa, se encontraron daños exudativos en el ADN por la exposición a antimonio, se detecto además una posible relación entre los niveles de daño exudativo y el tiempo de exposición al trióxido de antimonio (Cavallo, y otros, 2002).

Ambos compuestos de antimonio trivalente y pentavalente son generalmente negativos en las pruebas de genotoxicidad con modelos biológicos agenos a mamíferos, mientras que los modelos biológicos con mamíferos las pruebas suelen dar resultados positivos para el Sb (III) y los resultados negativos de Sb (V) compuestos. Evaluación de los potenciales en vivo de Sb 2O3 para inducir aberraciones cromosómicas dieron resultados contradictorios. La carcinogenicidad humana es difícil de evaluar dada la frecuente co-exposición a arsénico. Posibles

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mecanismos de acción, incluyen el potencial para producir especies de oxígeno activo y mecanismos de interferencia con los sistemas de reparación del ADN, sin embargo todavía es preciso seguir investigando.

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