La Medicina por elementos: Arsénico

Generalidades sobre el Arsénico (As)

Se asigna el descubrimiento de este clásico elemento a Alberto Magno y a Paracelso, siglo XVI, su introducción en la Medicina. Es un metaloide presente en el planeta como forma libre, en pequeñas cantidades, o formando numerosos compuestos inorgánicos y orgánicos. Los más venenosos son los compuestos inorgánicos, arseniuro de hidrógeno  óxido de As, y otros. Los orgánicos son menos tóxicos, pero en realidad todos dejan trazas de óxido de As que se acumula en diversos tejidos.

El habitual uso en agricultura, ganadería, industria y medicina, explica su presencia en el entorno humano a concentraciones peligrosas con cierta frecuencia. Tiene interés la acumulación de As  en aguas subterráneas con las que se abastecen pequeñas poblaciones para bebida y riego de hortalizas. Las fuentes de exposición e intoxicaciones son: laboral, alimenticia y medicamentosa. Sus múltiples aplicaciones en aleaciones, bronces, pirotecnia, láseres, vidrio, tintes, xerografía, etc. y, especialmente, como venenos y fármacos, dan idea de su importancia.

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Según la Organización Mundial de la Salud el As es uno de los diez elementos químicos más preocupantes para la salud.

ARSÉNICO, UN INSTURUMENTO PARA TRES REVOLUCIONES

La toxicología científica revolucionó los envenenamientos

La historia de la toxicología ha ido de la mano del arsénico. Se tenían bien catalogadas los cuadros más graves y en algunos casos se suponía la causa, pero solo se conocía el efecto. Las intoxicaciones sobreagudas: altas dosis, tiempo de incubación de una hora o poco más y muerte por parálisis general. Intoxicaciones agudas: Incubación de horas a semanas con hemorragias gastrointestinales, cuadros neurológicos y fallo renal. Sin embargo era muy difícil suponer causa alguna en las subcrónicas  y crónicas por dosis repetidas. Con el tiempo aparecen: neuritis periférica, lesiones cutáneas, fatiga, hepatitis, cáncer, etc.

En la cultura popular el arsénico se asocia al clásico veneno usado, tanto en la vida real como en la literatura, con fines criminales. La intoxicación por As puede ser intencional (criminal o suicida) o accidental. Esta última puede ser masiva, al ingerir por confusión el contenido de un frasco mal etiquetado de matarratas, plaguicidas, etc. Otros tipos accidentales incluyen la acumulación por ingestión en dosis repetidas de alimentos o medicamentos con As.

Desde muy antiguo se sabe que la diferencia entre la acción venenosa y curativa de una sustancia es cuestión de dosis, pero no siempre. En el caso del As los efectos acumulativos llevaron a considerar una cierta tolerancia al veneno conocido como “mitridatismo”. En conclusión el arsénico siempre fue un sospechoso de cualquier mal, pero era casi imposible probar su responsabilidad.

Mateo Orfila, médico menorquín, fue el verdadero artífice del nacimiento de la toxicología científica. Hasta mediados del siglo XIX la valoración judicial, y la médica, de cualquier intoxicación dependía de la estimación subjetiva de voluntariedad. No había forma de establecer una relación causa efecto. ¡Como en las infecciones!  

El español Orfila con una excepcional preparación en química, venenos, histología, idiomas, música, etc. ejerció en París como médico con gran influencia mediática. Asesoró en sonados juicios de envenenamientos, como el caso Lafarge (1840), demostrando la presencia del arsénico en el “cuerpo del delito”.

  Introdujo la realización de la técnica, método de Marsh en este caso, en la propia sede del Juzgado. Pero lo más importante fue la trascendencia de la demostración que hizo, con enorme autoridad, de la causa exacta de un cuadro médico. Desde entonces, la sintomatología y lesiones arsenicales debían verificarse con la presencia objetiva del tóxico. ¡Quedaba inaugurada la Toxicología científica!

 ¿Por qué no hacer lo mismo con la causa de las enfermedades que asolaban el mundo como la neumonía, cólera, tuberculosis, etc.? El ambiente era propicio, el método científico se imponía y Occidente estaba por la labor de potenciar la Medicina. Claude Bernard con las bases para la medicina experimental y Robot Koch con sus Postulados, sentaron las bases de la Medicina científica. El camino quedaba trazado para que Ehrlich, basándose en el arsénico, iniciara la revolución del tratamiento etiológico de las infecciones.

La revolución de la Quimioterapia

 Los precedentes del uso médico del As se pierden en el tiempo. El greco romano Dioscórides, con su obra De Materia Medica, difundió los conocimientos sobre la farmacopea de la época hasta bien entrado el Renacimiento. El As con miel se convirtió en tratamiento habitual para las úlceras de boca y nariz, exantemas, condilomas y ptiriasis. Después Plinio lo recomendó para tratar las lombrices intestinales y, en la medicina árabe, se añadieron otras indicaciones como herpes, lepra, tisis o pediculosis. Curiosamente por su fama como veneno, prácticamente desaparece de las recetas médicas hasta el siglo XVIII.

  El revolucionario licor de Fowler. Circulaba por Inglaterra, mediado el XVIII, el remedio del empírico T. Wilson, de gran éxito frente a la fiebre, conocido como “Agua insípida”. El médico T. Fowler, al más puro estilo de espionaje industrial, descubrió la presencia de arsénico, reformuló el remedio y lo puso a la venta con su nombre.Daba tanta seguridad, que incluso se recomendaba a los que sentaba mal el “agua insípida”. O sea, recibían su propia medicina, porque la secreta composición del “licor”, desvelada años después, llevaba ¡ácido arsenioso!, subcarbonato de potasa y agua. Durante dos siglos fue una especie de panacea para la fiebre, corea, tónico reconstituyente, etc.

Además, constituyó el tratamiento de elección para las leucemias ¡hasta 1950!, que llegaron la mostazas nitrogenadas. En Odontología fue muy utilizado, especialmente para desensibilizar y destruir la pulpa dentaria en determinados procedimientos.

  Sin embargo, la verdadera revolución del licor de arsénico fue la comercial. Tratado con éxito el Duque de York de sus calenturas, se generalizó su indicación para el paludismo en agresiva competencia con la quina. Tenía sentido. Recuérdese que la quina y derivados se distribuían desde España en régimen de monopolio, sometido a frecuentes vaivenes políticos y económicos. El mercado de medicamentos adquirió una nueva dimensión con el arsénico.

 El arsénico en el inicio de la quimioterapia moderna. A finales del XIX y principios del XX , la emergencia política de las tripanosomiasis africanas, actualizaron los arsenicales y antimoniales como únicos remedios. Cuando Laveran, Koch, Shiga y Ehrlich, entre otros, investigaban el arsenical  “Atoxil” con escasos resultados, Schaudinn (1.905) descubrió la etiología de la sífilis. El triunfalismo inicial y la creencia de estar ante un protozoo próximo al tripanosoma, animaron  a Ehrlich a explorar la terapia de la sífilis. Puso en escena un equipo y un método de trabajo sorprendente, incluso para hoy, por su dimensión y eficiencia.

 En poco más de tres años, establecieron la fórmula del Atoxil, y lo probaron  en la sífilis experimental del conejo con resultados desalentadores.  Por acetilación obtuvieron la arsacetina, que debía reducirse en los tejidos para actuar como un profármaco. Anotaron el segundo fracaso. Así hasta 605 más. Persistieron hasta obtener una sustancia letal para el Treponema sifilítico y tolerada por células humanas. Esta sustancia correspondió al célebre capicúa 606, el dioxidiamino arsenobenzol o salvarsán (arsénico salvador).  Fue el primer medicamento específico, desarrollado en escala, como se demostró con las ventajas del último, el 914 o neosalvarsán. Años después, en 1.949, volviendo la vista atrás se recuperaría el arsénico, con el llamado melarsoprol, de elección en las tripanosomiasis.

 El papel de Ehrlich, con el arsénico, fue histórico. Enunció el principio de toxicidad selectiva: fármaco letal frente a patógenos o células malignas, respetando al paciente. Sigue siendo la base de la quimioterapia infecciosa y oncológica.

La serendipia vende bien, pero cuando Ehrlich fijó su atención en el As y en la sífilis no esperaba casualidades. Experimentó con método, conociendo muy bien la química del As y sus características como veneno y como principio terapéutico. El arsénico fue un instrumento de la aportación de Ehrlich a la moderna Medicina científica, que desembocó en la era de los antibióticos.

La revolución del arsénico, ¿es imprescindible en algunos sistemas de vida?

Pensábamos que ya conocíamos todo sobre la inmutable composición y estructura del ADN con sus nucleótidos y fósforo de unión entre las cadenas. En la Tabla Periódica de los elementos, el arsénico se sitúa justo debajo del fósforo. Considerado el primero como un veneno en líneas generales y el segundo un elemento vital, sin embargo ambos presentan una gran similitud química.

En diciembre del año 2.010 el equipo de F. Wolfe-Simon, de la NASA, publicó en la revista Science un sorprendente artículo. Refería un descubrimiento de gran trascendencia para el mundo de los seres vivos. En el ambiente extremo, con altísima concentración en arsénico, de un lago californiano, aislaron una bacteria que crecía perfectamente.

¿Se trataba de un fenómeno similar al de las bacterias halófilas o de las quimiolitotrofas aisladas de Río Tinto? Este caso es diferente, es un paso evolutivo más; se trata de una bacteria de la familia Halomonadaceae, capaz de crecer en un medio con concentraciones crecientes de arsénico y decrecientes de fósforo. La bacteria se adaptó a crecer sin el último, sustituyéndolo por el primero en la composición de todas las moléculas, incluido el ADN.

¿Se trata de de un elemento vital para algunos sistemas en la tierra y fuera de ella? Considerando la proximidad  de la bacteria descubierta  a géneros patógenos, como Escherichia, Salmonella o Vibrio, estaríamos ante un hallazgo que trascendería la curiosidad biológica. Por lo pronto está en el punto de mira de la Bioquímica, Biología molecular, Microbiología clínica, Astrobiología, Ingeniería e Industria química, etc.