Grupo Vib: Cromo, Molibdeno Y Wolframio PDF
| Title | Grupo Vib: Cromo, Molibdeno Y Wolframio |
|---|---|
| Author | Raul Vaquer |
| Course | Química I |
| Institution | Universitat de les Illes Balears |
| Pages | 11 |
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Summary
Trabajo sobre la importancia de los elementos Cromo, Molibdeno y Wolframio en los seres vivos....
Description
GRUPOVIB CROMO,MOLIBDENOYWOLFRAMIO Alumnos
Participación
JiménezTomás,Neus
25%
MarcoteLorenzo,Claudia
25%
MarotoBlasco,Alba
25%
VaquerTomé,Raúl
25%
Índice 1. Introducción…………………………………………………………………..
2
2. Cromo…………………………………………………………………………
2
2.1.Aspectosgenerales……………………………………………………….
2
2.2.Papelenelmetabolismo………………………………………………….
3
2.3.Toxicidad…………………………………………………………………
4
3. Molibdeno……………………………………………………………………..
4
3.1.Aspectosgenerales………………………………………………………..
4
3.2.Papelenelmetabolismo…………………………………………………..
5
3.3.Toxicidad………………………………………………………………….
6
4. Wolframio……………………………………………………………………..
6
4.1.Aspectosgenerales………………………………………………………..
6
4.2.Papelenelmetabolismo…………………………………………………..
7
4.3.Toxicidad………………………………………………………………….
8
5. Conclusiones……………………………………………………………………
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6. Referencias………………………………………………………………………
9
1
1.
Introducción
Se tratará el grupo VIB de la tabla periódica, que incluye los elementos cromo,molibdeno y wolframio. Son elementos cuyas funciones biológicas son pococonocidas,aunquenomenos importantes, o se presentan en determinados seres vivos, y por eso al equipo le pareció un tema de interés. El contenido se ha dirigido hacia las funciones metabólicas de losdiferentes elementos y otros datos de importancia para el organismo como la toxicidad o sus fuentes alimenticias. 2.
Cromo 2.1.
Aspectosgenerales
El cromo es un elemento traza, es decir, es un elemento mineral esencial que el cuerpo requiere en concentraciones de una parte por millón o incluso menor. El cromo, de número atómico 24 y símbolo Cr, ocupa la vigésima primera posición en cuanto a abundancia en la corteza terrestre. Podemos encontrarlo en varios estados de oxidación aunque los más abundantes en el medio ambiente y en los productos comerciales son el cero, el trivalentey 3+
el hexavalente. En la naturaleza predomina la forma Cr ya que es la más estable químicamenteypuedeenlazarseformandocomplejosoctaédricos. El cromo lo encontramos en alimentos como el brócoli, la ternera y la levadura de cerveza. En humanos, se absorbe en el intestino delgado, principalmenteenel yeyuno, proceso que se ve favorecido por la vitamina C y algunos aminoácidos como la metionina y la histidina y que se puede inhibir en presencia de fitatos 1 y antiácidos. Aunque todavía no se conoce el mecanismo, las hipótesis indican que su absorción podría darse por difusión o mediante una proteína transportadora. Los principales órganos donde se puede almacenar el sonelhígado, páncreas, riñón, corazón, bazo y hueso. Por otra parte, se excreta mayoritariamente a través delriñóny,también,enmenorcantidadatravésdelcabello,elsudorylasheces.
1
Elácidofíticoesunantinutriente,sustanciaqueelorganismonopuedeabsorberyqueasuvezimpidela absorcióndeotrosnutrientes.
2
2.2.
Papelenelmetabolismo
Numerosas evidencias sostienen que el Cr, tanto en seres humanos como en animales, tiene unimportantepapelenelmetabolismodecarbohidratos,lípidosyácidosnucleicos. Este elemento forma parte del factor de tolerancia a laglucosaoGTF cuya funciónprincipal es incrementar la capacidad de regulación de insulina. El páncreaslibera insulinaenrespuesta al incremento de la concentración de glucosa en sangre, que se puede darpor ejemplotrasla ingesta de alimentos, permitiendo la entrada de dicho carbohidrato en las células. Paraello,la insulina debe unirse a los receptores deinsulina presentesenlasmembranasde lasdiferentes células.EsaquídondeintervieneelGFT,iniciandolaunióndelahormonaasureceptor. 3+
Actualmente, se postula que el Cr es el cofactor de un oligopéptido, al cual denominaron sustancia que une al cromo de bajo peso molecular o LMWCr también conocido como cromodulina. Esteoligopéptidoescapazdeenlazarcuatroionescromo. Se cree que la cromodulina mejora la cascada de señalización que se produce tras la unión de dos moléculas de insulina a las dos subunidades α ubicadas en el polo extracelular del receptor de dicha hormona. Esta interacción
produce
un
cambio
conformacional en el receptor que causa la fosforilación de los residuos de la tirosina. A raíz de esto se desencadenan una serie de reacciones de fosforilación que permiten una mayor asimilación deglucosayel almacenamientodeesta. Algunos investigadores apuntan a que la unión de la hormona a su receptorpodríapermitirla 3+
entrada deCr proveniente de la sangre a lascélulasdependientes de insulina provocando su acoplamiento a la cromodulina inactivada o apocromodulina, formando la cromodulina que actuaría como un mecanismo de amplificación de la insulina, potenciando la capacidad de
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esta para activar la cascada de las quinasas. Por otra parte, cuando mermala concentraciónde insulinaseliberalacromodulinadelreceptorylosefectossevenrevertidos. Aunque la deficiencia de cromo no es habitual, una falta de éste en el organismo puede dar lugar a una resistencia a la insulina. Esta resistencia puede producir a suvez,hiperglucemia, hipercolesterolemia,problemascardíacosydiabetes,entreotros. Cabe destacar el efecto beneficioso del Cr en el metabolismolipídico.Sehademostradoque con suplementos de este disminuyen los niveles de colesterol así como de triglicéridos y de lipoproteínas de baja densidad, LDL, aunque se aprecia un aumento de las HDL o lipoproteínasdealtadensidad.Sinembargo,noseconoceelmecanismoconprecisión. 2.3.
Toxicidad
Los compuestos con cromo hexavalente son más peligrosos que los compuestos que contienen cromo en su forma trivalente, de hecho éste último es un oligoelemento esencial. Los compuestos con Cr6+ se absorben rápidamente después de la ingestión o la inhalación. Los efectos aparecen inmediatamente después de la absorción a través de la mucosa. El Cr6+ produce irritaciones o corrosión cutáneomucosa, reacciones cutáneas de tipo alérgico o ulceracionesdelapiel,comoproblemasenelaparatorespiratoria. 3.
Molibdeno 3.1.
Aspectosgenerales
El molibdeno es el elemento de transición de número atómico42.Presentaalgunosisótoposy entre ellos encontramos varios radiactivos de cortos períodosdesemidesintegración.Aligual que el cromo, su presencia en el cuerpo ronda las concentracionesdepartepormillón.Es de los pocos elementos de transición a los cuales se les ha reconocido su papel esencial a nivel biológico, se trata de un oligoelemento que lleva a cabo una función elemental. Las principales fuentes de molibdeno son sobre todo legumbres, cereales y derivados y nueces. También está presente en algunas plantas en función de laconcentración de Moenel sueloy aguas de las zonas en las que se encuentren. El molibdenoesescasoenproductosanimales y frutas. 4
3.2.
Papelenelmetabolismo
Su principal función en humanos es actuar como cofactor de enzimas que llevan a cabo reacciones de oxidorreducción, sus dosprincipales formas son la FeMoco y la Moco . Lastres enzimas más conocidas a las que se une en forma de Moco son: la aldehído oxidoreductasa (AOR), la sulfito oxidasa (SO) y la xantina oxidoreductasa (XOR). Cabe destacarlafunción enformadeFeMoco enbacteriasqueparticipanenelciclodelnitrógeno. La FeMoco pertenece al grupo de enzimas con centro metálico o cofactor multinuclear.Está constituido por un cúmulo de Fe y S que contiene molibdeno en su estructura. Este cúmulo constituye el centro activo de la enzima nitrogenasa. En la actualidad se ha descubierto que enlaposiciónqueocupaelmolibdenoenlaFeMocopodemosencontrarhierroovanadio. La Moco es el cofactor de una enzima mononuclear, en este caso el molibdeno se encuentra asociado al grupo diotiolato de la piranopterina. Esta estructura la podemos encontrar en un gran número de enzimas entre las cuales destacan la familia de la xantino oxidasa(de laque formapartelaaldehídooxidoreductasa)yladelasulfitooxidasa. La reacción mediante la cual la xantina se transforma en ácido úrico se lleva a cabo gracias a la XOR. Esta enzima acepta electrones de la xantina y el Mo (VI) se reduce a Mo(IV). Esta reacción se da en el dominio Moco (mencionado anteriormente). Seguidamente, el Mo ligado a azufre de forma Mo=S, pasa a ser MoSH gracias a la integración del hidrógeno del carbono ocho de la xantina. Y a la vez, finalmente,laxantinasetransformaen ácido úrico gracias al ataque nucleofílico electrónico sobre el carbono ocho (el que anteriormentehacedidoelhidrógeno)porpartedelgrupohidroxilo. Es importante destacar el antagonismo del molibdeno con el cobre: niveles bajos de cobre pueden inducir a la suplementación de este con molibdeno. Esto provoca que altas
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concentraciones de Mo en el cuerpo supongan a la vez una baja concentración o incluso el iniciodeundéficitdeCuyunadificultadparalaabsorcióndeesteúltimo. Existen variasenfermedadesrelacionadas con un déficit de Moco , entre las que destacamosla Xantinuria, la hiperuricemia y la gota. La hiperuricemia se relaciona con falta de SO y Moco . Hay distintos niveles según el grado de la etapa de síntesis del cofactor que se ha visto afectada. La carencia de la enzima SO se manifiesta a través de daños neurológicos progresivos, aparecen convulsiones, contracciones, tono muscular anormal, crecimiento cerebral excesivo y daños a neuronas por pérdida de mielina. La gota es causada por un incremento de concentración de ácido úrico provocado por una acción excesiva de la XDH (xantinadeshidrogenasa),estesedepositaenformadecristalesenarticulaciones. 3.3.
Toxicidad
Los resultados obtenidos en experimentos con animales muestran quelos compuestosdeMo son considerablemente tóxicos. Una intoxicación por compuestos de Mo produce irritación gastrointestinal grave con diarrea, coma y muerte por insuficiencia cardíaca además de efectospulmonaressimilaresalaneumoconiosis 2.Unsíntomacaracterísticoeslaanemia. Puede producirse una exposición durante el proceso y la utilización industrial de Mo y sus compuestos. Los compuestos insolubles de Mo son menos tóxicos, sin embargo, los compuestos solubles, es decir, aquellos en los que el molibdeno se encuentra en forma de anión,sonconsiderablementetóxicos. 4.
Wolframio 4.1.
Aspectosgenerales
El wolframio, también conocido como tungsteno, ocupa el puesto 74 de la tabla periódica, formando parte de los metales de transición y se representa con el símbolo W. El color del metal varía entre blanco como el estaño (puro) y gris acero (contiene impurezas). Es un elemento que presenta características peculiares que le colocan en una posición estratégicaen
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La neumoconiosis es un conjunto de enfermedades respiratorias resultado de la inhalación de humos y el depósitoderesiduossólidosinorgánicosenlostejidospulmonares.
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la economía: espocoreactivo, muydenso,siendoelelemento más pesadousadoporlosseres vivos, tiene el mayor punto de fusión y ebullición y si se alea con otros metales lesconfiere mucha resistencia. Estas propiedades pueden ser explicadas mediante los enlaces covalentes queseformanentrelosorbitales5ddediferentesátomosdewolframio. Su presencia en la corteza terrestre es escasa (como en la mayoría de elementos pesados), ocupando el puesto 57 en abundancia. Se encuentramayormenteformandomineralesdetipo wolframatosyóxidos. 4.2.
Papelenelmetabolismo
Su papel biológico en los eucariotas es nulo (o al menos no se ha encontrado),porloqueno cumpleningunafunción en losseres humanos. Su funciónse restringe a gruposdebacteriasy arqueobacterias anaeróbicas. Un dato curioso es que la función del wolframio está estrechamente relacionada con la función del molibdeno, de hecho, en la mayoría de los casos, el wolframio puede sustituir al molibdeno,pero en un medio anaeróbicoelWpresenta algunas ventajas, como el hecho de ser más soluble y tener un potencial de reducción más bajo(lascualessonunproblemaenpresenciadeoxígeno). El wolframio es esencial en la metanogénesis de algunas arqueobacterias. Es el caso de una de las especies que engloba la familia Methanosarcina , la M. acetivorans . Esta familia de arqueobacterias metanógenas son metabólicamente más versátilesqueotrasespecies y llevan a cabo las tres rutas metanogénicas: la hidrogenotrófica (a partir de CO2 y H 2 ), la metilotrófica (a partir de compuestos metilados) y la acetoclástica (a partir de acetato); para poder formar metano. Además, son de los pocos metanógenos que usan el monóxido de carbono como alimento. La M. acetivorans se diferencia de sus familiares en que al oxidar el C O para formar CO2 , en lugar de liberar H 2 para utilizarloenlareducción del CO2 a CH 4 , consta con un complejo funcional hidrogenasa que provoca la formación de metano, formiato, dimetilsulfato y acetato. Estos últimos dos productos serán metabolizados usando las otras dos rutas metanógenas para producir más metano, a excepción del formiato. Este formiato entraría en un ciclo de formación de las enzimas hidrogenasa y deshidrogenas implicadas. Entre estas enzimas, hay cuatro formilmetanofuranos deshidrogenasas que requieren molibdeno y wolframio (dos para cada elemento) y se ha demostrado que la
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ausencia de una de las enzimas dependientes deltungstenoprovoca unagrandisminucióndel crecimientodeestasarqueobacterias,loqueconfirmasuimportancia. Curiosamente, la misma enzima que precisa de W y Mo utilizadaporlosmetanógenosensu metabolismo es empleada por unas arqueobacterias anaeróbicas psicrófilas (queviven amuy bajastemperaturas)queenvezdeformarmetano,sealimentandeél,oxidándoloa CO2 . También se han encontrado otras enzimas dependientes de Wolframio en bacterias hipertermófilas, como las que viven en las chimeneas submarinas, en bacteriasreductorasdel sulfato y en bacterias fijadoras del nitrógeno. Estas enzimas forman 4 grupos, teniendo en cuenta la ya mencionada, y todas se encargan de llevar a cabo reaccionesredoxdemuybajo potencial, excepto una que lleva a cabo una reacción de hidratación. Los diferentes grupos sonlossiguientes,consucorrespondientereacción:
Formilmetanofuranodeshidrogenasa CO2+MFR⁺+H⁺⇌CHO+MFR+H2O
(E⁰=432mV)
EnzimasAldehidooxidantes CH3CHO⁻+H2O⇌CH3COO⁻+3H⁺+2e⁻
(E⁰=497mV)
Formatodeshidrogenasa CO2+2H⁺+2e⁻⇌HCOO⁻+H⁺
(E⁰=580mV)
Acetilenohidratasa HC ≡ CH+H2O → H3CHC=O
4.3.
Toxicidad
Los compuestos de W han producido problemas respiratorios y alteraciones del comportamiento de animales a los que se les ha suministrado grandes cantidades. Sin embargo,esimprobableexponerseatalescantidades. Un producto de consumo doméstico en el que se encuentre el wolframio metálico es el filamento de una bombilla. No se han encontrado más productos que contengan cantidades importantes de este,por lo que esimprobablequeunproductodeconsumo presenteriesgode exposiciónperjudicialalorganismo.
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5.
Conclusiones
En este grupo podemos encontrar elementos cuyas funciones biológicas son de vital importancia,aunqueengranpartesonaúndesconocidasdebidoasurecienteestudio. El wolframio se ha propuesto como uno de los elementos primordiales quesirvieron debase para la vida, formando parte de los primeros cofactores, pero faltainvestigarmásparapoder afirmarlo. En el caso del cromo, es de gran relevancia en el metabolismo de los glúcidos, lípidos y ácidos nucleicos pero los mecanismo a día de hoy todavíase investigan.Finalmente, elmolibdenoesdegranimportanciaenelciclodelácidoúricoydelossulfatos. 6.
Referencias Gómez, A. y Magaña, P. (29 de agosto 2003). Papel del cromo y del cinc en el
metabolismo de la insulina. Revista Médica del Instituto Mexicano del Seguro Social, 42 ( 4), pp347352.Recuperadodehttp://www.medigraphic.com/pdfs/imss/im2004/im044l.pdf. Alvarado, A., Blanco, R. y Mora, E. (2002). El cromo como elemento esencialenlos humanos. Revista Costarricense de Ciencias Médicas , 23( 2), pp 5568. Recuperado de http://www.scielo.sa.cr/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S025329482002000100006. Gil, A. (2010). Tratado de Nutrición (Tomo I): Basesfisiológicas ybioquímicasdela nutrición.
Recuperado
de
http://www.uco.es/master_nutricion/nb/Gil%20Hernandez/Se%20Mn%20Cr%20Mo.pdf. Departamento de salud y servicios humanos de los EEUU. (Agosto 2005). Resumen de toxicología. Agencia de Sustancias Tóxicas y el Registro de enfermedades. R ecuperadode http://www.atsdr.cdc.gov/es/phs/es_phs186.pdf Nordberg G. Metales: propiedades químicas y toxicidad. Enciclopedias de salud y seguridad en el trabajo, pp. 63.1563.18, 63.3363.34, 63.49. Recuperado de http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/TextosOnline/Enciclop...
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