Ciencias de la Salud
Artículo de investigación
Respuesta inmunológica a la
exposición al arsénico inorgánico
Immune response to exposure to inorganic arsenic
Resposta imune à exposição ao arsênico inorgânico
Adriana Lam-Vivanco II
Correspondencia: gmorales2@utmachala.edu.ec
*Recibido: 25
de julio 2021 *Aceptado: 30 de
agosto de 2021 * Publicado: 13 de
septiembre de 2021
I.
Bioquímica
Farmacéutica. Universidad Técnica de Machala, Ecuador.
II.
Magíster en Bioquímica Clínica,
Bioquímica Farmacéutica- Universidad Técnica de Machala, Ecuador.
III.
Magíster en Medicina Forense,
Bioquímica Farmacéutica- Universidad Técnica de Machala, Ecuador.
IV.
Doctora en Bioquímica y Farmacia,
Diplomado en Docencia Universitaria, Magister en Salud Pública, PHD Doctora en
Educación- Universidad Técnica de Machala, Ecuador.
V.
Máster en Seguridad y Salud
Ocupacional, Medico, Ecuador.
Resumen
El
arsénico inorgánico (As) es un elemento con potencial cancerígeno y con efectos
tóxico generalizados con diversos mecanismos de acción. Es un metaloide
pro-oxidante que forma complejos estables con residuos de tiol
vecinales en varias proteínas y aumenta los niveles de oxígeno reactivo (ROS)
en varios tipos de células, incluidos macrófagos y linfocitos. El presente
trabajo de investigación tiene como objetivo evaluar los efectos nocivos de la
exposición al arsénico, frente a la respuesta inmunitaria. La evidencia
epidemiológica y experimental demuestra que este metaloide altera la actividad
del sistema inmunológico tanto del innato como del adaptativo; además altera la
diferenciación, activación o proliferación de macrófagos humanos, células
dendríticas y linfocitos T. También contribuye a los efectos deletéreos
sistémicos asociados con enfermedades crónicas exposición ambiental. En
particular, la inmunosupresión inducida por arsénico, se vincula con algunas
patologías como el cáncer de la piel y alteraciones en órganos, por ejemplo:
hígado, riñón, vejiga o pulmones; así mismo puede favorecer el desarrollo de
enfermedades infecciosas y cánceres. La desintoxicación de especies reactivas
de oxígeno genera el metabolito oxidado glutatión disulfuro
(GSSG), que se reduce a GSH por medio de la acción de la glutatión reductasa, cuya función es detoxificar
compuestos electrofónicos capaces de unirse al ADN. El método investigativo
empleado es un estudio descriptivo e inductivo mediante la recopilación de
información de fuentes científica que aporten en el cumplimiento del objeto de
estudio.
Palabras claves: Arsénico; glutatión; sistema
inmunológico; células T; HACRE.
Abstract
Inorganic arsenic (As) is an element with carcinogenic
potential and generalized toxic effects with various mechanisms of action. It
is a pro-oxidant metalloid that forms stable complexes with neighboring thiol residues in various proteins and increases reactive
oxygen (ROS) levels in various cell types, including macrophages and
lymphocytes. The present research work aims to evaluate the harmful effects of
exposure to arsenic, against the immune response. Epidemiological and
experimental evidence shows that this metalloid alters the activity of both the
innate and adaptive immune systems; it also alters the differentiation,
activation or proliferation of human macrophages, dendritic cells and T
lymphocytes. It also contributes to the systemic deleterious effects associated
with chronic environmental exposure. In particular, arsenic-induced
immunosuppression is associated with some pathologies such as skin cancer and
organ disorders, for example: liver, kidney, bladder or lungs; Likewise, it can
favor the development of infectious diseases and cancers. The detoxification of
reactive oxygen species generates the oxidized metabolite glutathione disulfide
(GSSG), which is reduced to GSH through the action of glutathione reductase, whose function is to detoxify electrophonic
compounds capable of binding DNA. The investigative method used is a
descriptive and inductive study by collecting information from scientific
sources that contribute to the fulfillment of the object of study.
Keywords: Arsenic; glutathione; immune system; T cells; DO.
Resumo
O arsênio inorgânico (As)
é um elemento com potencial carcinogênico e efeitos tóxicos generalizados com
diversos mecanismos de ação. É um metalóide pró-oxidante que forma complexos
estáveis com resíduos tiol vizinhos em várias proteínas e aumenta
os níveis de oxigênio reativo (ROS) em vários tipos de células, incluindo
macrófagos e linfócitos. O presente trabalho de pesquisa tem como objetivo
avaliar os efeitos deletérios da exposição ao arsênio, contra a resposta imune.
Evidências epidemiológicas e experimentais mostram que esse metalóide altera a
atividade dos sistemas imunológico inato e adaptativo; também altera a
diferenciação, ativação ou proliferação de macrófagos humanos, células
dendríticas e linfócitos T. Também contribui para os efeitos deletérios
sistêmicos associados à exposição ambiental crônica. Em particular, a
imunossupressão induzida por arsênio está associada a algumas patologias, como
câncer de pele e distúrbios de órgãos, por exemplo: fígado, rim, bexiga ou
pulmões; Da mesma forma, pode favorecer o desenvolvimento de doenças
infecciosas e cânceres. A desintoxicação de espécies reativas de oxigênio gera
o metabólito oxidado glutationa dissulfeto (GSSG), que é reduzido a GSH pela
ação da glutationa redutase, cuja função é desintoxicar compostos eletrofônicos
capazes de se ligar ao DNA. O método investigativo utilizado é um estudo
descritivo e indutivo por meio da coleta de informações de fontes científicas
que contribuem para a realização do objeto de estudo.
Palavras-chave:
Arsênico; glutationa; Sistema imunológico; Células T; FAZ.
Introducción
El sistema inmunológico mantiene las
defensas naturales del organismo, frente
agentes nocivos. La inmunotoxicología es el
tratado de las interacciones entre los xenobióticos y
el sistema inmunitario así como de las incidencias que pueden tener algunas
patologías oportunistas. Entre los
elementos metálicos más tóxicos se encuentran los metales pesados como el plomo
(Pb), el mercurio (Hg) y los metaloides como el arsénico (As) (Argentina, 2011; Ferrer, 2003;
Toxicología, 2001).
El As es un metaloide de color gris plateado, quebradizo y amorfo, se
oxida fácilmente en contacto con el aire húmedo y está presente en varias
actividades antropogénicas tales como la agricultura,
la metalurgia, la ganadería, la medicina, entre otras. Por sus propiedades
letales se ha recorrido a este con fines desafortunados como los de naturaleza
suicidas u homicidas. En su forma inorgánica, es altamente tóxico, en elevadas
concentraciones produce arsenicosis o hidroarsenicismo que dan lugar a diferentes afectaciones
relacionadas con la respuesta del sistema inmunitario como problemas
respiratorios, enfermedades cardiovasculares, y efectos cancerígenos. Por ello,
la OMS considera al arsénico como una de las sustancias de mayor precaución
cuando se trata de la salud pública; el límite permitido en agua de consumo
humano es de 10 μg/l (Organización Mundial de la Salud, 2018;
Ramírez, 2013; Reyes et al., 2016).
El arsénico se puede absorber por vía digestiva, respiratoria e incluso
por vía tópica. La vía oral es la principal ruta de ingreso del arsénico,
especialmente por ingesta de agua o alimentos. Los compuestos absorbidos se
almacena principalmente en el hígado, bazo, pulmón, piel y tejido nervioso. Su
mecanismo de acción trata sobre la fijación a los grupos sulfhidrilo
de las proteínas tisulares y la inhibición de diversos mecanismos enzimáticos,
en particular la fosforilación oxidativa. Los
compuestos arsenicales son altamente tóxicos, el arsénico se incorpora a las
uñas, cabello y piel al unirse a los grupos sulfhidrilos
de la queratina, siendo estos tomados como biomarcadores
de intoxicación por arsénico. Particularmente en estado trivalente la arsina afecta a los hematíes al inhibir el glutatión lo que
produce hemólisis, para atravesar la barrera hematoencefálica;
asimismo atraviesa la barrera placentaria, lo que tiene como consecuencia
recién nacidos de bajo peso, con malformaciones o toxicidad fetal (Choque Josec, 2019).
La toxicidad del arsénico depende de su forma química; su forma
trivalente (iAs3+) es altamente reactiva e interacciona con grupos tioles de proteínas y sus metabolitos metilados
son altamente citotóxicos. El arsénico tiene dos
etapas de metilación; la reducción y metilación oxidativa; utiliza glutatión
(GSH) como reductor y S-adenosil metionina (SAM) como
dador de grupos metilos. La falta de estos reduce su destoxificación (Conicet, 2018; Schwerdtle et al., 2003).
Arsénico
Las especies inorgánicas del arsénico, por ejemplo el
arsenito (AsIII) y el arseniato (AsV),
son las más perjudiciales para el ser humano; estos se ven expuestos
principalmente en aguas de consumo diario asociados a sedimentos y rocas
volcánicas, suelos y refinerías de metales. El arsénico es considerado un
agente cancerígeno que llega a producir tumores. La exposición prolongada del
arsénico inorgánico presente en aguas de consumo y en la dieta ( en altas
concentraciones) produce patologías crónicas, por ejemplo el HACRE (hidroarsenismo crónico regional endémico), puede llegar a
producir otros síntomas como problemas en la piel, conjuntivitis, bronquitis,
pulmonía, parálisis, deterioro del sistema nervioso y sistema digestivo (Carreras y Bovi, 2018;
Coral et al., 2019; Mendoza et al., 2017; Rodríguez et al.,
2017).
El impacto que provocan los compuestos
arsenicales sobre el transporte epitelial por medio de la membrana celular,
especialmente el transporte de sodio, a través de mediaciones electrofisiológicas de corriente de corto
circuito [CCC] y diferencia de potencial [DP] por medio del modelo de Ussing. Según este modelo, el sodio penetra a las células
transportadoras por la membrana que transferiere
dichas células con el medio externo, por difusión pasiva y selectiva, a favor
de un gradiente de electroquímico y después es transportado activamente por una
ATPasa (NatK), situado en
la membrana basolateral de esas células hacia el
medio interno. Los resultados conseguidos indican que los compuestos inhibieron
el transporte de sodio; el arsénico (III), fue el compuesto que produjo la
perturbación más grande seguido del ácido monometilarsónico (MMA) y ácido dimetilarsinoso (DMA)(Rivera, 2007).
La acción de dichos compuestos arsenicales
sobre el transporte de sodio no es rápida, es necesario alrededor de tres horas
en obtener la inhibición máxima. Es irreversible el lavado exhaustivo de la
dermis no conduce a la recuperación, probablemente gracias a la asociación del
arsénico con los grupos sulfihidrilos de la dermis.
La absorción de compuestos arsenicales es dependiente de la solubilidad de
estos. Los compuestos de arsénico pentavalente son solubles en agua y se
absorben inmediatamente por las membranas mucosas, mientras que los compuestos
trivalentes se absorben más rápidamente por la dermis a razón de su liposolubilidad. Por lo tanto, las velocidades de captación
celular y los resultados de concentraciones en tejido son sustancialmente
disminuidos por las formas pentavalentes de arsénico; las formas trivalentes
tienen menor incidencia (Rivera, 2007).
Toxicidad del arsénico
La toxicidad del arsénico depende de su
forma, estado de oxidación, estado físico, solubilidad en medio biológica,
además de los componentes nutricionales. Las principales vías de ingreso del
arsénico al organismo son por medio de la piel, inhalación e ingestión. El 90 %
del ingreso del arsénico inorgánico se da por vía oral; debido a que la contaminación por arsénico se da principalmente a través de aguas
contaminadas, este ocasiona perjuicios en varios órganos y sistemas
corporales. El arsénico se adhiere a la célula debido a su liposolubilidad,
lo que permite la absorción celular; además es absorbido por vía
gastrointestinal en relación con la
solubilidad en agua. Una vez que se llega a una exposición de arsénico
inorgánico, este se procesa dentro del hígado, y se produce un cambio del
arsénico pentavalente al trivalente por medio de la reducción y metilación a (MMA) y (DMA) (De la Rosa
Hernández, 2018; Ferrer, 2003; Lam vivanco et al., 2020; Medina-Pizzali
et al., 2018).
La respuesta inmunológica específica
empieza una vez que una célula presentadora de antígeno profesional (APC) está
en presencia de un antígeno (Ag), acto seguido este es fagocitado y procesado
por degradación de proteínas y es mostrado en la membrana junto a una molécula
del complejo principal de histocompatibilidad (MHC). Esta activación crea la
diferenciación de las células T y estas paralelamente inician cascadas de
respuestas celulares que culminan con la supresión del Ag. La exposición a iAs inhibe la respuesta proliferativa de los linfocitos y
modifica el perfil de citocinas secretada en función
del tipo de estímulo que se adapte a las células. También disminuye la cantidad
de células T ayudadoras (CD4) relacionadas con las células T citotóxicas (CD8) en personas expuestas, lo que conlleva a
la inmunosupresión general. Además, conduce la secreción de factores
inflamatorios como el factor de estimulación de colonias de granulocitos y
monocitos (GM-CSF) asociados al desarrollo de cáncer, lo que resulta en
inmunodeficiencia (Canalis et al., 2021; Vega, 2009).
De esta
manera, se identifica si una persona ha estado expuesta al arsénico. La
presencia del arsénico puede dar lugar a la aparición de ciertos tipos de
cáncer en órganos como: hígado, riñón, vejiga o pulmones, ya que el arsénico,
en el ámbito inmunológico, impide la
respuesta proliferativa de
las células mono nucleadas de
sangre periférica y
altera la secreción
de citosinas de
las células activadas en función del tipo de
estímulo con que se
encuentren mitogénico inespecífico (inmunidad celular) o
antigénico específico (inmunidad humoral), dado que en primer lugar
actúan las CD como células presentadoras de antígenos primarias que vinculan la
inmunidad innata (causando inflamación) con la inmunidad adaptativa, quienes
una vez activadas por agentes infecciosos o antígenos de células tumorales, las
células dendríticas migran hacia los ganglios linfáticos periféricos donde
activan las células T y promueven su polarización.
El
arsénico estimula la inmunidad adaptativa celular por lo que reduce la proporción de células T ayudadoras
(CD4) en relación con la cantidad de células T citotóxicas
(CD8) [CD4/CD8], además modifica la
vía de diferenciación de
las células Th
hacia el tipo Th1 y varía el
estado de fosforilación de algunas proteínas
directamente unidas al receptor de célula T (TCR), lo que conduce a alterar la
cascada de transducción de señal dependiente del TCR e interfiere con las
señales de activación de los linfocitos T, lo que los lleva hacia la apoptosis
y, en última instancia, hacia la falta de una respuesta inmunitaria adecuada,
ya que el metaloide altera la actividad del sistema inmunológico tanto innato
como adaptativo. El arsénico altera la diferenciación, activación o
proliferación de macrófagos humanos, células dendríticas y linfocitos T. La inmunotoxicidad por arsénico es el resultado de lesiones
oxidativas intracelulares que han modulando la expresión génica basal o
provocando daño en el ADN.
Los monocitos son los precursores
fundamentales, tanto de macrófagos, en especial a lo largo de estados
inflamatorios. Una funcionalidad primordial de macrófagos es engullir y digerir
microbios, desperdicios celulares y células cancerosas por fagocitosis. En
respuesta a una infección o mal tisular, los macrófagos secretan un espectro
significativo de citocinas según con su ámbito local.
La exposición crónica al arsénico afecta de manera significativa (Bellamri et al., 2018).
El trióxido (ATO) inhibe la diferenciación
de los monocitos de sangre periférica humana. El arsénico en agua de consumo contaminada se relaciona
con la expresión elevada de CD14 en monocitos, además de niveles plasmáticos
aumentados de citocinas proinflamatorias,
como el TNF, e IL-8. Se ha demostrado en estudios actuales que el arsénico
altera las funcionalidades de la microglía, o sea los
macrófagos residentes que se hallan en el sistema nervioso central. Las células
dendríticas son células presentadoras de antígenos que relacionan la inmunidad
innata con la inmunidad adaptativa. En bajas concentraciones, el arsenito no
inhibe la función de las CD maduras para activar la proliferación de células T
humanas in vitro, aunque inhibe de
manera significativa la secreción de IL-12p70
e IL-23, interleucinas que mejoran la polarización de las células T, a
concentraciones elevadas; el arsénico inhibe la diferenciación de CD mieloides
al inducir necrosis de monocitos; y reduce la actividad fagocítica
de las células dendríticas inmaduras (Bellamri et al., 2018).
Efectos
del arsénico en las células inmunitarias
Macrófagos
y células dendríticas (DC)C
Los macrófagos y las CD son fagocitos profesionales que
controlan la inmunidad innata y regula la vigilancia inmunológica contra
infecciones y cánceres. Los monocitos constituyen los principales precursores
tanto de macrófagos como células dendríticas en desarrollo, especialmente
durante estados inflamatorios. Los monocitos migran en tejidos donde se
diferencian en fagocitos maduros. Una función principal de los macrófagos es
engullir y digerir microbios, desechos celulares y células cancerosas por
fagocitosis. En respuesta a una infección o daño tisular, los macrófagos
secretan un gran espectro de citocinas de acuerdo con
su entorno local (Bellamri et al.,
2018).
La exposición crónica al arsénico altera
significativamente la diferenciación ex
vivo de los monocitos de sangre periférica en macrófagos maduros. Los
macrófagos derivados de monocitos de individuos expuestos al arsénico con
lesiones cutáneas exhiben una capacidad de adhesión celular reducida, F-actina
(actina filamentosa), producción de óxido nítrico y actividad fagocítica (Bellamri et al.,
2018).
La exposición de metaloides aumenta la secreción de las quimiocinas proinflamatorias
CXCL2 y CCL18 y disminuye la expresión de varios marcadores de macrófagos,
incluida la metaloproteinasa 7, 9 y 12. Además, los
macrófagos exhiben una respuesta proinflamatoria
mejorada a la endotoxina lipopolisacárido (LPS). La
exposición prolongada al arsénico a través del agua potable contaminada también
se correlaciona positivamente con una alta expresión de CD14 en monocitos y con
niveles plasmáticos elevados de citocinas proinflamatorias, incluido TNFα, e IL-8 (Bellamri et al.,
2018).
Se ha demostrado en estudios recientes que el arsénico
altera las funciones de la microglía, que son los
macrófagos residentes que se encuentran en el sistema nervioso central. Las
células de Langherans, que son bastante similares a
las CD dérmicas, se detectan específicamente en la piel en lesiones de
individuos expuestos a la contaminación. Aunque el arsénico puede alterar
claramente las células T inducidas por la activación DC, queda por determinar
un efecto específico del metaloide sobre la presentación de antígenos por las
CD demostrado (Dutta et al., 2015).
Linfocitos
Los linfocitos T y B median las respuestas celulares y
humorales de la inmunidad adaptativa, respectivamente. La activación de los
linfocitos T por las CD estimula su proliferación y diferenciación en varios
subtipos de células T auxiliares CD4 + y células citotóxicas
T CD8 +. Se ha demostrado en numerosos estudios que el arsénico altera
notablemente tanto el número como función de los linfocitos T humanos.
Específicamente, la exposición crónica al arsénico se correlaciona con
disminución de los porcentajes de células T CD4 + de sangre periférica y de las
proporciones CD4 / CD8 en niños y adultos y con una proliferación ex-vivo reducida de linfocitos T
activados. La expresión de diversas citocinas proinflamatorias, factores de crecimiento y las quimiocinas se regulan positivamente en linfocitos
sanguíneos no estimulados aislados de individuos expuestos al arsénico; sin
embargo, la secreción ex vivo de IL-2 de linfocitos activados con fitohemaglutinina o concanavalina-A
se ha correlacionado con los niveles de arsénico en orina (Bellamri et al.,
2018).
Los experimentos in
vitro han confirmado que la baja y las concentraciones de arsenito no citotóxico reprimen significativamente tanto la
proliferación como la IL-2 secreción de células T humanas activadas. Además, el
metaloide inhibe selectivamente la diferenciación de linfocitos T helper específicamente en reprimir la expresión de IL-17,
una citoquina que aumenta las defensas antiinfecciosas,
pero también promueve la inflamación en varias enfermedades autoinmunes. La
inhibición in vitro de células T la
proliferación depende del sexo, es decir, la inhibición es más potente en
sangre periférica linfocitos aislados de hembras. En el útero, la exposición al
arsénico también disminuye el porcentaje de células T CD4 + en la sangre del
cordón umbilical y altera la función tímica en los
recién nacidos. De hecho, estudios recientes llevados a cabo en modelos murinos mostraron que la exposición crónica al arsénico
afecta la diferenciación de los precursores de células T reguladoras tímicas (Bellamri et al.,
2018).
Exposición a dosis bajas de arsenito (<0.1 mL / L) en el agua potable durante 30 días aumenta la
cantidad de CD4 + CD25 +. Los linfocitos B, o células B, median la inmunidad
humoral al producir y secretar anticuerpos. A diferencia de las células T, el
impacto del arsénico en las células B humanas sigue siendo completamente
caracterizado. A bajas concentraciones (0,1 a 2 µM), el arsenito no tiene
ningún efecto o es moderado efectos sobre la respuesta in vitro de células formadoras de anticuerpos de inmunoglobulina M
dependiente de CD40L de linfocitos B vírgenes en humanos, mientras que esta concentración de
arsenito reduce marcadamente la misma respuesta de las células B murinas (Bellamri et al.,
2018).
Metodología
El presente estudio de investigación se basa en un análisis descriptivo e
inductivo, se analizó el accionar del arsénico inorgánico, en el desarrollo de
una intoxicación por el consumo de agua contaminada con arsénico inorgánico en
cantidades no permisibles con el consecuente; desarrollo de una respuesta
inmunológica, para lo cual se realizó la búsqueda mediante la recopilación de
información de fuentes científico - bibliográficas.
Discusión
La exposición crónica
del arsénico en agua potable contaminada se ha aliado de manera positiva con la
metilación del ADN en las células mononucleares de la sangre periférica en
adultos. Además, en varios estudios se han demostrado de forma notable que los
niveles más elevados de metilación del ADN se miden en individuos con mayor
exposición al arsénico. El crecimiento de la exposición al arsénico disminuye o
“perfecciona” los niveles de metilación de diversos genes implicados en las
funcionalidades celulares, como el metabolismo de los lípidos y la regulación
del pH intracelular (Bellamri et al., 2018).
El arsénico en el agua
de bebida ingresa al organismo por vía oral y su absorción depende de la liposolubilidad del compuesto. Los compuestos arsenicales
pentavalentes, por ser más liposolubles, poseen una incidencia de penetración
mayor en las membranas biológicas. El reparto es dependiente de la duración del
proceso y del tipo de compuesto arsenical implicado; el arsénico se deposita en
el hígado, corazón, pulmones, riñones y piel. Como resultado del elevado
contenido sulfhídrico de la queratina, ya que los compuestos arsenicales
trivalentes son reactivos sulfhídricos, se constatan elevadas concentraciones
en pelos y uñas. El arsénico es biometilado en el
hígado en metabolitos con menor toxicidad como los ácidos metilarsénico
y dimetilarsónico. En su impacto a largo plazo
predomina la acción antimitótica y la
inhibición de la síntesis del
ácido ribonucleico y del ácido desoxirribonucleico
(Litter, 2010).
Olmos y Ridolfi (2018) refieren que
la producción de especies reactivas
de oxígeno por parte del arsénico, podría tratarse de un mecanismo directo de
inducción de peroxidación lipídica por parte del
arsenito o sus intermediarios metabólicos, producto de la inhibición de la
actividad de enzimas como la glutatión reductasa y la
tiorredoxina reductasa;
estas protegen a la célula contra el
deterioro oxidativo o podrían generarse gracias a la estimulación de las
enzimas nicotinamida
adenina dinucleótido fosfato (NADH o NADPH oxidasas).
Lo cual coincide con Benedí (2019), que indican que si se modifican las
condiciones redox de la célula, se va a inducir un
mal oxidativo en las biomoléculas, los lípidos o las
proteínas. El organismo tiene diversas
especies antioxidantes cuya funcionalidad es contrarrestar los radicales libres
y neutralizar los oxidantes. El sistema antioxidante endógeno se apoya en
antioxidantes enzimáticos como la superóxido dismutasa (SOD), la catalasa (CAT), glutatión peroxidasa (GPx) o las tiorredoxinas (Trx), que son
fundamentales en el mantenimiento de la homeostasis redox
celular (Benedí, 2019; Jaramillo et al., 2006; Martinez, 2005).
Vega (2009), en su
estudio sobre mecanismos moleculares que la actividad inmunotóxica
del iAs, señala que este puede tener como blanco
moléculas concretas que regulan la diferenciación de las células T en 2
subpoblaciones las células CD4 (Th1) y CD8 (Th2); y sobre moléculas que
participan en la activación de la cascada de transducción de señales, como las
quinasas activadas por mitógenos (MAPK), quinasa
N-terminal de c-Jun (JNK) y p38, la expresión de las moléculas CD8 y CD4 varía
e indica que la rapidez de recambio de proteínas en la membrana se altera
produciendo una señal de inmadurez de las células inmunitarias (Vega, 2009).
Tal como manifiesta
Olmos y Ridolfi (2018), los mecanismo que ocasionan toxicidad son las
respuestas de proteínas no plegadas que
ocasiona el mal de la inmunidad humoral y celular referente a
funcionalidad, otro es la vía de transducción de señalización de activación del
complejo receptor de células T al aumentar los
niveles de fosforilación de las quinasas Lck y Fyn. Además el arsénico
reduce células T ayudadoras comparativamente de células citotóxicas;
esta inmunosupresión ayuda a la carcinogénesis (Olmos y Ridolfi,
2018).
Se sugieren en varios
estudios experimentales basados en la población humana que el arsénico tiene
efectos inmunotóxicos potentes hacia las células
inmunitarias humanas, como los macrófagos, células dendríticas y linfocitos T.
La exposición al arsénico induce la generación de especies reactivas de oxígeno
(ROS) intracelulares, en la variación de la señalización sensible a redox, daño del ADN, efectos epigenéticos
e inhibición del inflamasoma. La inmunotoxicidad
del arsénico, posiblemente auxilia a los efectos deletéreos sistémicos asociados
con patologías crónicas de exposición ambiental (Bellamri
et al., 2018).
Conclusión
Se ha demostrado
experimentalmente que la exposición al arsénico tiene varios efectos nocivos
para la salud humana, por ejemplo, suprime la respuesta primaria de
anticuerpos, disminuye la abundancia de macrófagos y neutrófilos, da lugar a la
proliferación de la susceptibilidad a la infección, aumenta la mortalidad
debida a bacterias, causa infecciones, aminora la adhesión de los macrófagos,
reduce la producción de óxido nítrico (NO) y los índices quimiotácticos
y fagocitóticos. Además, se ha evidenciado, en
estudios de campo, los efectos de la exposición al arsénico ambiental a lo
largo de un gradiente de contaminación, por ejemplo, la omisión de la función
inmunológica. El arsénico es capaz de ejercer efectos tóxicos sobre las vías
metabólicas al modular el sistema de defensa antioxidante e interrumpir la vía glucolítica y el periodo del ácido cítrico, mientras inhibe
de esta forma la fosforilación oxidativa que produce
alteraciones tempranas o tardías en los individuos (Lage
et al., 2006).
La ingesta crónica de iAs a través de aguas o alimentos contaminados ocasionan
alteraciones en la piel debido a niveles altos de IgG
e IgE, asociado a patologías como la arsenicosis que evidencian un recuento bajo de glóbulos
blancos en la sangre periférica en comparación con individuos no expuestos, lo
que desencadena efectos inhibitorios sobre su capacidad proliferativa. Además,
conduce a la inmunosupresión, debido a la carencia de respuesta en la secreción
de IL-2 y reducción de células T ayudadoras (CD4), lo que provoca infecciones,
alergias, asmas, patologías parasitarias, debido a la variación del estado
basal de fosforilación de numerosas proteínas (Islam,
2015; Vega, 2007).
El GSH puede
desintoxicar especies reactivas de oxígeno de manera directa además de ser un sustrato para la glutatión peroxidasa, que disminuye el peróxido de hidrógeno y los
hidroperóxidos lipídicos. La desintoxicación de especies reactivas de oxígeno
(ROS) genera el metabolito oxidado glutatión disulfuro
(GSSG), que podría reducirse a GSH por medio de la acción de la glutatión reductasa. Las células tienen la posibilidad de soportar
solo concentraciones bajas de cisteína (Cys), que es
desequilibrado y se oxida inmediatamente a cistina (CySS)
y produce radicales libres de oxígeno tóxicos. Hay diversos mecanismos por
medio de los cuales el arsénico puede influir en las concentraciones de GSH y
GSSG, estos son: ( inducir la formación de ROS, que después son desintoxicados
por GSH; consumir GSH a lo largo de la reducción de As V a As III ; conformar complicados
As / GSH, que son sustratos para los transportadores de membrana del casete de
alianza a ATP que median el flujo de salida de las células y la inhibición de
la glutatión reductasa, limitando de esta manera la
regeneración de GSH de GSSG (Hall et al., 2013).
Referencias
1.
Argentina,
P. (2011). Acta Toxicológica de Argentina. Acta Toxicológica de Argentina, 19,
30-116.
2.
Bellamri, N., Morzadec, C., Fardel,
O., y Vernhet, L. (2018). Arsenic and the immune system To cite this
version : HAL Id : hal-01730835. 60-68.
3.
Benedí, E.
A. (2019). Complejos de Au(I) y Au(III): una posible alternativa a la
quimioterapia actual (Número I). Universidad de Zaragoza.
4.
Canalis, A. M., Pérez, R. D., Falchini,
G. E., y Soria, E. A. (2021). Arsenotoxicidad aguda
experimental en ratones Balb / c : marcadores
orgánicos y compromiso esplénico. Biomédica, 41(1), 99-110.
5.
Carreras
Avila, N. M., y
Bovi Mitre, M. (2018). Revista de Toxicología
órgano oficial de la asociación española de toxicología. Revista de
Toxicología, 35(2018), 11-17.
6.
Choque
Josec, A. H. (2019). Efectos tóxicos de los metales
pesados sobre la flora, fauna y la salud humana en el Perú [Trabajo de
suficiencia profesional. Universidad Nacional Del Altiplano Facultad De
Ingeniería De Minas]. Repositorio institucionalURI: http://repositorio.unap.edu.pe/handle/UNAP/12986
7.
Conicet,
R. (2018). Arsénico en agua. Red de Seguridad Alimentaria (RSA-CONICET).
“Informe final”, Argentina.
8.
Coral
Carrillo, K. V., Oviedo, J. E., Carrillo, D., y Martínez Fressneda,
M. (2019). Arsénico en aguas, suelos y sedimentos de la Reserva Biológica de Limoncocha - Ecuador con fines de conservación. INNOVA Research Journal, 4(3), 158-169.
https://doi.org/10.33890/innova.v4.n3.2019.944De la Rosa Hernández, P. M.
(2018). Efectos Toxicológicos : Arsénico. Visión
criminológica-criminalística, 36-43
9.
Ferrer,
A. (2003). Intoxicación por metales. Anales del Sistema Sanitario de Navarra,
26(SUPPL. 1), 141-153. https://doi.org/10.4321/s1137-66272003000200008
10. Hall, M. N., Niedzwiecki,
M., Liu, X., Harper, K. N.,
Alam, S., Slavkovich, V., Ilievski, V., Levy, D., Siddique,
A. B., Parvez, F., Mey, J.
L., van Geen, A., Graziano,
J., y Gamble, M. V. (2013). Chronic arsenic exposure and blood glutathione and
glutathione disulfide concentrations in Bangladeshi adults. Environmental
Health Perspectives, 121(9), 1068-1074. https://doi.org/10.1289/ehp.1205727
11. Islam, L. N. (2015). Immunotoxic
Effects of Arsenic Exposure. Handbook of Arsenic Toxicology, 493-519. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-418688-0.00021-6
12. Jaramillo, F., Rincón, A. R., Posadas del Río, F. A.
(2006). Toxicologia Básica.
13. Lage, C. R., Nayak, A., y Kim, C. H. (2006). Arsenic ecotoxicology and innate immunity. Integrative and Comparative Biology, 46(6), 1040-1054. https://doi.org/10.1093/icb/icl048
14. Lam vivanco, A., Torres
Espinoza, J., Centeno Sandoval, M., y
Santos Luna, J. (2020). Citotoxicidad del arsénico en trabajadores
mineros expuestos, análisis constitucional- marco medio ambiente. Polo del
Conocimiento, 5(12), 279-294. https://doi.org/10.23857/pc.v5i12.2047
15. Litter, M. I. (2010). Actualización la problemática del
arsénico en la Argentina : el HACRE. Rev. Soc. Argent. Endocrinol.
Ginecol. Reprod.(SAEGRE),
XVII(2), 5-10. http://www.saegre.org.ar/revista/numeros/2010/n2/actualizacion_n2.pdf
16. Martinez González, V. (2005). Biomonitorización
genotóxica de poblaciones humanas expuestas
ambientalmente al arsénico. En Tesis Doctoral. Universitat
Autònoma de Barcelona Facultat.
17. Medina Pizzali, M., Robles,
P., Mendoza, M., y Torres, C. (2018). Artículo de Revisión Arsenic
Intake : Impact in Human Nutrition and Health. Rev Peru Med Exp
Salud Publica, 35(1), 93-102. https://doi.org/10.17843/rpmesp.2018.351.3604.93
18. Mendoza Cano, O., Sánchez Piña, R. A., Barrón
Quintana, J., Cuevas Arellano, H. B., Escalante Minakata,
P., y Solano Barajas, R. (2017). Riesgos potenciales de salud por consumo de
agua con arsénico en Colima, México. Salud Pública de México, 59(1), 34. https://doi.org/10.21149/8413
19. Olmos, V., y Ridolfi, A. S. (2018). Revisión Hydroarsenicism :
Mechanisms of action related to arsenic toxicity. Acta Toxicol. Argent.,
26(1), 32-44.
20. Organización Mundial de la Salud. (2018, febrero 15).
Arsénico. OMS. https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/arsenic
21. Ramírez, A. V. (2013). Exposición ocupacional y
ambiental al arsénico. Actualización bibliográfica para investigación
científica. AIDS policy & law,
74(3)(4), 237-247. http://www.scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1025-55832013000300014&lng=es&tlng=en
22. Reyes, Y. C., Vergara, I., Torres, O. E., Díaz, M.,
y Gonzáles, E. E. (2016). Resolutions Adopted at the General Session of the VIII
All India Pediatric Conference at Vellore on the 21st December, 1956. The
Indian Journal of Pediatrics, 24(1), 14. https://doi.org/10.1007/BF02796157
23. Rivera Castro, C. A. (2007). Interacción de arsénico con membranas celulares.
Universidad de Concepción.
24. Rodríguez Martínez, H. L., Peña Manjarrez, M.,
Gutiérrez Reyes, A. V., González Trevizo, C. L.,
Montes Fonseca, S. L., y López Avalos, G. G. (2017). Biorremediación
de arsénico mediada por microorganismos genéticamente modificados. Revista
Terra Latinoamericana, 35(4), 353. https://doi.org/10.28940/terra.v35i4.220
25. Schwerdtle, T., Ingo, W., Mackiw, I., y Hartwig, A. (2003). Inducción del daño oxidativo del ADN
por el arsenito y sus metabolitos metilados
trivalentes y pentavalentes en células humanas cultivadas y ADN aislado. 24(5),
967-974.
26. Toxicología, E. (2001). Revista de Toxicología
ISSN : 0212-7113 Asociación Española de Toxicología España Lafuente Gimenez , Ma .
Anunciación ; Paternáin , José Luis ; Hardisson , Arturo Asociación Española de Toxicología Cómo
citar el artículo Número completo Más información de. 18, 165-169.
27. Vega, L. (2007). El sistema inmune como blanco de los
efectos de contaminantes ambientales.
28. Vega, L. (2009). Mecanismos moleculares de los efectos
biológicos del arsénico. Mensaje bioquímico, 33.
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