El benzo [ a ] pireno es un hidrocarburo aromático policíclico y es el resultado de la combustión incompleta de materia orgánica a temperaturas entre 300 ° C (572 ° F) y 600 ° C (1,112 ° F). El omnipresente compuesto se puede encontrar en el alquitrán de hulla, el humo del tabaco y muchos alimentos, especialmente carnes a la parrilla. La sustancia de fórmula C 20 H 12 es uno de los benzopirenos , formado por un anillo de benceno fusionado con pireno . Sus metabolitos epóxido de diol (más comúnmente conocidos como BPDE) reaccionan y se unen al ADN , lo que resulta en mutaciones y eventualmente en cáncer. Está catalogado como carcinógeno del Grupo 1 por laIARC . En el siglo XVIII , ya se sabía que un cáncer de escroto de los deshollinadores, el carcinoma de los deshollinadores , estaba relacionado con el hollín.
Nombres | |
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Nombre IUPAC preferido Benzo [ pqr ] tetrafeno [1] | |
Otros nombres
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Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
CHEBI | |
CHEMBL | |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.000.026 |
Número CE |
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KEGG | |
PubChem CID | |
Número RTECS |
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UNII | |
un numero | 3077, 3082 |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
C 20 H 12 | |
Masa molar | 252,316 g · mol −1 |
Densidad | 1,24 g / cm 3 (25 ° C) |
Punto de fusion | 179 [2] ° C (354 ° F; 452 K) |
Punto de ebullición | 495 ° C (923 ° F; 768 K) |
0,2 a 6,2 μg / L | |
-135,7 · 10 −6 cm 3 / mol | |
Peligros [3] | |
Pictogramas GHS | |
Palabra de señal GHS | Peligro |
Declaraciones de peligro GHS | H317 , H340 , H350 , H360 , H400 , H410 |
Consejos de prudencia del SGA | P201 , P202 , P261 , P272 , P273 , P280 , P281 , P302 + 352 , P308 + 313 , P321 , P333 + 313 , P363 , P391 , P405 , P501 |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
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Referencias de Infobox | |
Descripción
El benzo [ a ] pireno (B a P) es un hidrocarburo aromático policíclico que se encuentra en el alquitrán de hulla con la fórmula C 20 H 12 . El compuesto es uno de los benzopirenos , formado por un anillo de benceno fusionado con pireno , y es el resultado de una combustión incompleta a temperaturas entre 300 ° C (572 ° F) y 600 ° C (1,112 ° F).
Fuentes
La principal fuente de B a P atmosférico es la quema de madera residencial. [4] También se encuentra en el alquitrán de hulla , en los gases de escape de los automóviles (especialmente de los motores diesel ), en todo el humo resultante de la combustión de material orgánico (incluido el humo de los cigarrillos ) y en los alimentos asados a la parrilla . Un estudio del Instituto Nacional del Cáncer de 2001 encontró que los niveles de B a P son significativamente más altos en los alimentos que se cocinaron bien cocidos en la barbacoa , en particular los filetes , el pollo con piel y las hamburguesas : se ha demostrado que los productos cárnicos cocidos contienen hasta 4 ng / g de B a P, [5] y hasta 5,5 ng / g en pollo frito [6] y 62,6 ng / g en ternera asada al carbón recocido. [7]
El B a P es vertido en las aguas residuales por industrias como las fundiciones , en particular las acerías [8] y las fundiciones de aluminio . [9]
Historia
En el siglo XVIII, los jóvenes deshollinadores británicos que se subían a las chimeneas padecían carcinoma de deshollinadores , un cáncer de escroto peculiar de su profesión, y esto se relacionó con los efectos del hollín en 1775, [10] en el primer trabajo de cáncer ocupacional. epidemiología y también la primera conexión de cualquier mezcla química con la formación del cáncer. Se observaron cánceres de piel frecuentes entre los trabajadores de la industria de combustibles en el siglo XIX. En 1933, se determinó que B a P era el compuesto responsable de estos casos, y se demostró su carcinogenicidad cuando se produjeron tumores de piel en animales de laboratorio pintados repetidamente con alquitrán de hulla. [11] B a P se ha identificado desde entonces como un carcinógeno principal en el humo del cigarrillo. [12]
Toxicidad
Sistema nervioso
Se sabe que la exposición prenatal de B a P en ratas afecta el aprendizaje y la memoria en modelos de roedores. Se demostró que las ratas preñadas que comen B a P afectan negativamente la función cerebral en la edad avanzada de su descendencia. En un momento en que las sinapsis se forman por primera vez y se ajustan en fuerza por la actividad, B a P disminuyó la actividad de las células nerviosas dependientes del receptor de NMDA medida como expresión de ARNm de la subunidad del receptor de NMDA NR2B. [13]
Sistema inmune
B a P tiene un efecto sobre la cantidad de glóbulos blancos, inhibiendo que algunos de ellos se diferencien en macrófagos , la primera línea de defensa del cuerpo para combatir las infecciones. En 2016, el mecanismo molecular se descubrió como un daño a la integridad de la balsa lipídica de la membrana del macrófago al disminuir el colesterol de la membrana en un 25%. Esto significa que menos inmunorreceptores CD32 (un miembro de la familia de inmunorreceptores Fc) podrían unirse a IgG y convertir los glóbulos blancos en macrófagos. Por lo tanto, las membranas de los macrófagos se vuelven susceptibles a las infecciones bacterianas. [14]
Sistema reproductivo
En experimentos con ratas macho, se ha demostrado que la exposición subcrónica a B a P inhalado reduce generalmente la función de los testículos y el epidídimo con menor producción de esteroides sexuales / testosterona y producción de esperma. [15]
Carcinogenicidad
Los metabolitos de B a P son mutagénicos y altamente carcinógenos , y la IARC lo enumera como carcinógeno del Grupo 1 . Agentes químicos y ocupaciones relacionadas, Volumen 10, Una revisión de carcinógenos humanos, Monografías de la IARC, Lyon Francia 2009 [16]
En junio de 2016, se añadió B a P como benzo [ def ] criseno a la lista de sustancias candidatas de REACH que suscitan gran preocupación para su autorización. [17]
Numerosos estudios desde la década de 1970 han documentado vínculos entre B a P y cánceres. [18] Ha sido más difícil relacionar los cánceres con fuentes específicas de B a P, especialmente en humanos, y ha sido más difícil cuantificar los riesgos planteados por varios métodos de exposición (inhalación o ingestión). [19] En 2005 se describió un vínculo entre la deficiencia de vitamina A y el enfisema en fumadores debido a B a P, que induce la deficiencia de vitamina A en ratas. [20]
Un estudio de 1996 proporcionó evidencia molecular que relacionaba los componentes del humo del tabaco con el cáncer de pulmón . Se demostró que B a P causa daño genético en las células pulmonares que era idéntico al daño observado en el ADN de la mayoría de los tumores pulmonares malignos. [21]
El consumo regular de carnes cocidas se ha asociado epidemiológicamente con mayores niveles de cáncer de colon [22] (aunque esto en sí mismo no prueba carcinogenicidad ), [23] Un estudio del NCI de 2005 encontró que un mayor riesgo de adenomas colorrectales estaba asociado con la ingesta de B a P y más fuertemente con la ingesta de B a P de todos los alimentos. [24] Sin embargo, los alimentos en sí mismos no son necesariamente carcinógenos , incluso si contienen trazas de carcinógenos, porque el tracto gastrointestinal se protege contra los carcinomas desprendiendo su capa externa continuamente. [ cita requerida ] Además, las enzimas de desintoxicación, como los citocromos P450, han aumentado sus actividades en el intestino para protegerlas de las toxinas transmitidas por los alimentos. Por tanto, en la mayoría de los casos, pequeñas cantidades de B a P se metabolizan antes de pasar a la sangre. [ cita requerida ] Los pulmones no están protegidos de ninguna de estas maneras. [ cita requerida ]
Las enzimas de desintoxicación citocromo P450 1A1 (CYP1A1) y citocromo P450 1B1 (CYP1B1) protegen y son necesarias para la toxicidad del benzo [ a ] pireno. Los experimentos con cepas de ratones diseñados para eliminar ( knockout ) CYP1A1 y CYP1B1 revelan que CYP1A1 actúa principalmente para proteger a los mamíferos de dosis bajas de B a P, y que al eliminar esta protección se acumulan grandes concentraciones de B a P. A menos que CYP1B1 también se elimine, la toxicidad resulta de la bioactivación de B a P a benzo [ a ] pireno -7,8-dihidrodiol-9,10-epóxido, el último compuesto tóxico. [25] [se necesita una mejor fuente ]
Interacción con el ADN
Hablando con propiedad, B a P es un procarcinógeno , lo que significa que su mecanismo de carcinogénesis depende de su metabolismo enzimático a B a P diol epóxido [27] Se intercala en el ADN , y el epóxido electrófilo es atacado por bases de guanina nucleófila , formando una guanina voluminosa. efectuar la aducción. [27]
Los estudios cristalográficos de rayos X y la estructura de resonancia magnética nuclear han demostrado cómo esta unión distorsiona el ADN [28] al confundir la estructura de ADN de doble hélice. Esto altera el proceso normal de copia del ADN y provoca mutaciones, lo que explica la aparición de cáncer después de la exposición. Este mecanismo de acción es similar al de la aflatoxina que se une a la posición N7 de la guanina. [29]
Hay indicios de que el epóxido de benzo [ a ] pireno diol se dirige específicamente al gen protector p53 . [30] Este gen es un factor de transcripción que regula el ciclo celular y, por lo tanto, funciona como supresor de tumores . Al inducir transversiones de G ( guanina ) a T ( timidina ) en puntos calientes de transversión dentro de p53 , existe la probabilidad de que el epóxido de benzo [ a ] pireno diol inactive la capacidad de supresión tumoral en ciertas células, lo que conduce al cáncer.
El benzo [ a ] pireno-7,8-dihidrodiol-9,10-epóxido es el producto cancerígeno de tres reacciones enzimáticas: [31]
- El benzo [ a ] pireno se oxida primero por el citocromo P450 1A1 para formar una variedad de productos, incluido el (+) benzo [ a ] pireno-7,8-epóxido. [32]
- Este producto es metabolizado por epóxido hidrolasa , abriendo el anillo epóxido para producir (-) benzo [ a ] pireno-7,8-dihidrodiol.
- El carcinógeno final se forma después de otra reacción con el citocromo P450 1A1 para producir el (+) benzo [ a ] pireno-7,8-dihidrodiol-9,10-epóxido. Es este epóxido de diol el que se une covalentemente al ADN.
B a P induce el citocromo P450 1A1 (CYP1A1) uniéndose al AHR ( receptor de hidrocarburos arilo ) en el citosol. [33] Al unirse, el receptor transformado se transloca al núcleo donde se dimeriza con ARNT ( translocador nuclear del receptor de aril hidrocarburo ) y luego se une a los elementos de respuesta xenobiótica (XRE) en el ADN ubicado corriente arriba de ciertos genes. Este proceso aumenta la transcripción de ciertos genes, en particular CYP1A1 , seguido de una mayor producción de proteína CYP1A1. [33] Este proceso es similar a la inducción de CYP1A1 por ciertos bifenilos policlorados y dioxinas . Aparentemente, la actividad de CYP1A1 en la mucosa intestinal evita que grandes cantidades de benzo [ a ] pireno ingerido ingresen a la sangre portal y la circulación sistémica. [34] La expresión intestinal, pero no hepática, de CYP1A1 depende del receptor tipo TOLL 2 ( TLR2 ), [35] que es un receptor eucariota para estructuras de la superficie bacteriana como el ácido lipoteicoico .
Además, se ha descubierto que B a P activa un transposón, LINE1 , en humanos. [36]
Ver también
- Benzopireno
- Benzo [ e ] pireno
- Pyrene , un análogo de cuatro anillos
- Toxificacion
Referencias
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enlaces externos
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