El cianuro El cianuro es una sustancia química, caracterizada por la presencia de una unidad química formada por el enlace carbono-nitrógeno (CN -) se combina con una gran mayoría de compuestos orgánicos e inorgánicos. inorgánicos. Es potencialmente potencialmente letal, que actúa rápidamente sobre el sistema respiratorio. Básicamente, el cianuro se presenta como cianuro de hidrógeno (HCN), que es un gas, o en forma de cristales como el cianuro de sodio (NaCN) o el cianuro de potasio(KCN). Generalmente, Generalmente, el cianuro se caracteriza por p or un olor a “almendras amargas” ,pero no siempre emana un olor y no todas las personas pueden detectarlo.
Figura1. 1. CARACTERÍSTICAS CARACTERÍSTICAS DEL CIANURO
El cianuro es una sustancia química, potencialmente letal, que actúa rápidamente y puede existir de varias formas. El cianuro puede ser un gas incoloro como el cianuro de hidrógeno (HCN), o el cloruro de cianógeno (ClCN), o estar en forma de cristales crist ales como el cianuro de sodio (NaCN) o el cianuro de potasio (KCN). El cianuro se describe con un olor a “almendras amargas”, pero no siempre emana un olor y no todas las personas pueden detectarlo. El cianuro también es conocido por su denominación militar AN (para el cianuro de hidrógeno) y CK (para el cloruro de cianógeno). Son sales derivadas del ácido cianhídrico. No son combustibles. Al descomponerse descomponerse emiten gases altamente tóxicos como cianuro cianuro de hidrógeno y monóxido de carbono. Son conocidas como cianogás. Se representa como cianuro libre , cianuro WAD (disociable en acido débil ) y en complejos de ferrocianuro y como thiocianato y cianato. Es uno de los principales compuestos utilizados por la industria química debido a su composición de carbono y nitrógeno, ambos elementos comunes, y a la facilidad con la cual reacciona con otras sustancias.
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CIANURO EN LA NATURALEZA
En la naturaleza, el cianuro es formado, excretado y degradado por miles de animales, plantas, insectos, hongos y bacterias. Los niveles de cianuro potencialmente liberado por la digestión di gestión o inadecuada preparación de plantas cianogénicas pueden llegar a concentraciones de cientos de part es por millón. La ingesta de estos vegetales puede originar la muerte en animales y el envenenamiento del ser humano. En la naturaleza se encuentran presentes bajas concentraciones de cianuro, por ejemplo, en muchos insectos y plantas, entre las q ue se incluyen una amplia variedad de especies vegetales. El cianuro se encuentra:
Almendras, las nueces, las castaña, el cazabe, la raíz de yuca y los cogollos y semillas de muchas frutas como la manzana, las peras, durazno, ciruela , etc.
Tabla 1. Concentraciones de cianuro en plantas Seleccionadas
Además, este compuesto está presente en gran parte del ambiente diario al que estamos expuestos, por ejemplo, en la sal usada para derretir el hielo en los caminos y en los escapes de los automóviles. También es un estabilizante de la sal de mesa. También se encuentra en el humo del cigarrillo y en los productos de combustión de los materiales sintéticos como los plásticos y que se desprenden al quemar un material.
3.
EL CIANURO EN LA INDUSTRIA
Alrededor del 80% del cianuro fabricado en el mundo se emplea en la producción de químicos orgánicos (nitrilo, nylon (nitrilo, nylon y plásticos acrílicos); así como en la fotografía y la producción de goma sintética. El cianuro de hidrógeno gaseoso se ha utilizado ampliamente para exterminar a los roedores y depredadores grandes, y en la práctica hortícola, para controlar las plagas de insectos que han desarrollado resistencia a otros pesticidas. Además, el cianuro se utiliza en productos farmacéuticos como el laetril, una sustancia para combatir el cáncer, y el nitroprusiato, una droga para reducir la presión arterial (tabla2) . Los compuestos de cianuro también se utilizan en vendas qu irúrgicas que promueven la cicatrización y reducen las cicatrices. cicatrices.
Tabla 2 Algunas drogas farmacéuticas que presentan molécula de cianuro en su composición
En otros sectores industriales, el cianuro se empleado en la producción de papel, textiles y plásticos. Las sales de cianuro son utilizadas en la metalurgia para galvanización, limpieza de metales y la recuperación del oro del resto de material removido. Las sustancias químicas encontradas en productos hechos con base en acetonitrilo , utilizados para remover uñas postizas, pueden producir cianuro si se ingieren accidentalmente.
Cianuro en minería aurífera Desde aproximadamente finales del siglo XIX, el cianuro de sodio es empleado intensamente en operaciones auríferas para la disolución o lixiviación de oro. Los procesos de extracción aurífera empleada en operaciones mineras requieren de soluciones muy diluidas de cianuro de sodio, generalmente entre 0.01% y 0.05% de cianuro (100 a 500 partes por millón). En contacto con el oro, el cianuro forma complejos estables, razón por la cual su importancia en minería aurífera.
En procesos industriales asociados con la extracción de
oro y plata se conocen varias formas de cianuros: total, libre, y disociable en ácido débil (WAD, por sus siglas en inglés).
Figura2.
4. TOXICIDAD DEL CIANURO La inadecuada manipulación o empleo del cianuro lo convierte en un compuesto potencialmente tóxico. En Canadá, el cianuro puede ser descargado en valores de CN - total de entre 1-2 mg/l y CN - WAD de 0.1 0.5 mg/l; mientras que en Estados Unidos los límites establecidos por la Agencia de Protección Ambiental (EPA, EPA, por sus siglas en inglés) son de 0.2 mg/l de cianuro WAD y 1 mg/l de cianuro total. En el Perú, la legislación establece niveles de cianuro total de1 mg/l; 0.1 mg/l de cianuro libre y 0.2 mg/l de cianuro WAD. Diariamente los seres humanos tienen contacto directo con el cianuro o sus derivados a través de los alimentos que consume y productos que utiliza. De otro lado, en la industria minera son numerosos los trabajadores que tienen contacto frecuente con este reactivo no reportándose accidentes fatales o muertes originadas por la intoxicación de este compuesto. La causa principal de muerte por cianuro involucra la ingesta de plantas cianogénicas, cuyos elevados niveles de cianuro provocan una parálisis permanente de las extremidades.
4.1 Vías de intoxicación por cianuro 4.1.2 POR LA PIEL:
Figura3. 4.1.3 RESPIRATORIA:
Figura4. 4.1.4 DIGESTIVA:
Figura5.
5. SIGNOS Y SÍNTOMAS DE LA EXPOSICIÓN AL CIANURO Las personas expuestas a pequeñas cantidades de cianuro por la respiración, la absorción de la piel o el consumo de alimentos contaminados con cianuro pueden presentar algunos o todos los síntomas siguientes siguientes en cuestión de minutos:
Respiración rápida Agitación Mareo Debilidad Dolor de cabeza Náusea y vómito Ritmo cardíaco rápido 5.1
La exposición por cualquier medio a una cantidad grande de cianuro puede también causar otros efectos en la salud como:
Convulsiones Presión sanguínea baja Ritmo cardíaco lento Pérdida de la conciencia Lesión en el pulmón Falla respiratoria que lleva a la muerte
El hecho de que la persona presente estos signos si gnos y síntomas no significa necesariamente que haya estado expuesta al cianuro.
6.
MECANISMO DE ACCIÓN DEL CIANURO
A nivel tisular (tejidos), el cianuro c ianuro actúa sobre el sistema respiratorio, impidiendo el uso del oxígeno mediante la inhibición de la acción de las enzimas respiratorias. Una vez que se encuentra en el torrente sanguíneo, el cianuro forma un complejo estable con la citocromo oxidasa, una enzima que promueve el traspaso de electrones a las mitocondrias de las células durante la síntesis de adenosin trifosfato (ATP)2. (Figura6.) Si la citocromo oxidasa no funciona correctamente las células no consiguen aprovechar el oxígeno del torrente sanguíneo, lo que causa hipoxia citotóxica o asfixia celular. La falta de oxígeno provoca que el metabolismo cambie de aerobio a anaerobio, lo que conlleva a la acumulación de lactato en la sangre. El efecto conjunto de la hipoxia y la acidosis láctica láctica provoca una depresión en el sistema nervioso central que puede causar paro respiratorio y resultar mortal. La exposición a períodos de inhalación crónica (a largo plazo) resulta en efectos sobre el sistema nervioso central (SNC). Otros efectos incluyen efectos sobre el sistema respiratorio y cardiovascular, un agrandamiento de la glándula tiroides e irritación a los ojos y la piel.
Figura6.
7. TRATAMIENTO
El cuerpo posee diversos mecanismos para expulsar el cianuro de forma efectiva. El cianuro reacciona con el tiosulfato y produce tiocianato en reacciones catalizadas por enzimas de azufre como la rodanasa.(figura7). rodanasa.(figura7).
Figura7.
En medidas generales de apoyo se aplica oxígeno en dosis elevadas y antídotos con: nitrito de amilo, nitrito sódico y tiosulfato sódico.
Figura8.
8. BIODEGRADACIÓN BIOLÓGICA DE CIANURO
La degradación biológica de cianuro aprovecha de la capacidad de ciertos grupos de microorganismos, mayormente bacterias, de utilizar compuestos cianurados como fuente de carbono y nitrógeno convirtiendo el compuesto tóxico en sustancias inocuas. Las diferentes rutas de degradación de cianuro se pueden clasificar en cuatro tipos:
a) Hidrolíticas b) Oxidativas c) Reductoras d) Degradación de nitrilos
8.1 LAS RUTAS HIDROLÍTICAS : Las rutas hidrolíticas, presentes en algunas bacterias y hongos, se caracterizan por una rotura enzimática del triple enlace CN mediada por una o dos moléculas de agua. Dentro de este tipo de rutas se pueden distinguir dos mecanismos principales: la hidrólisis de cianuro a ácido fórmico y amonio, catalizada por la enzima cianidasa (cianuro dihidratasa) (EC 3.5.5.1), y la hidratación de cianuro a formamida mediada por la enzima cianuro hidratasa (formamida hidroliasa; EC 4.2.1.66). En algunas ocasiones la formamida y el ácido fórmico son posteriormente metabolizados metabolizados a través de las enzimas formamida hidratasa (EC 3.5.1.49) y fórmico deshidrogenasa (EC 1.2.1.2), respectivamente. respectivamente. Mientras que la degradación de cianuro mediada por la cianidasa es una ruta muy frecuente en bacterias, la producción de formamida a partir de cianuro es el mecanismo que muchos hongos fitopatógenos han desarrollado para combatir la toxicidad del cianuro producido por las plantas que infectan
La degradación de cianuro es muy frecuente en bacterias como la Bacillus pumilus C1 ,Pseudomonas ,Pseudomonas stutzeri AK61 y Burkholderia cepacia C3
figura9.
8.2
OXIDATIVAS:
Exclusivas de bacterias, utilizan oxigenasas para catalizar la conversión de cianuro en NH3 y CO2. Entre los organismos que han desarrollado rutas oxidativas de degradación de cianuro. Se encuentra la estirpe BCN6 de E. coli, que posee una dioxigenasa capaz de catalizar la la oxidación directa de cianuro cianuro a NH3 y CO2.
figura10. 8.3
REDUCTORAS:
La nitrogenasa es una enzima capaz de reducir una gran variedad de sustratos (N2, N2O, CO, C2H2, N3 -, H+ y HCN.Esta enorme versatilidad le confiere la capacidad, además de fijar N2 atmosférico, de degradar cianuro mediante su reducción a metano y amonio. chroococcum, Azotobacter Las bacterias Rhodopseudomonas gelatinose, Azotobacter chroococcum vinelandii y Klebsiella oxytoca degradan cianuro a través de esta enzima.
Li et al .(1982) .(1982) demostraron que mientras el ión CN- inhibe de forma reversible el flujo de electrones a través de la nitrogenasa, el HCN actúa como sustrato de dicha enzima. El mecanismo de reducción del ácido cianhídrico incluye la formación de dos intermediarios parcialmente reducidos, reducidos, la metilenimina m etilenimina y la metilamina, y la producción de amonio y metano, compuestos totalmente reducidos.
8.4
DEGRADACIÓN DE NITRILOS Las nitrilasas,son generalmente generalmente enzimas inducibles inducibles compuestas por uno o dos dos tipos de subunidades de diferente tamaño y número. La diferencia de las nitrilo hidratasas, no presentan ningún grupo prostético ni cofactor metálico. Las nitrilo hidratasas están constituidas por dos subunidades diferentes, α y β, y poseen como cofactores metálicos Co3+ o Fe3+
9. BIBLIOGRAFIA: 1. http://es.wikipedia.org/wiki/Cianuro 2. http://www.estrucplan.com.ar/Producciones/imprimir.asp?I dEntrega=47 3. http://www.murciasalud.es/toxiconet.php?iddoc=177670&id sec=4014 4. Fundamentos de bioquímica estructural Escrito por José María M aría Teijón 5. http://emergency.cdc.gov/agent/cyanide/basics/espanol/fa cts.asp