REVISIÓN

Mercurio y neurotoxicidad M.E. Crespo-López a, A.M. Herculano b, T.C. Corvelo a, J.L. Do Nascimento b MERCURY AND NEUROTOXICITY Summary. Introduction and aims. Mercury is a metal that is widely used in hundreds of applications nowadays. This metal has proved to be extremely toxic in humans, especially for the central nervous system, both in cases of exposure from everyday applications (e.g. dental fillings) and from environmental exposure. Unfortunately, most of the research carried out on this metal is relatively recent and many questions remain unanswered. The aim of this work is to review all the knowledge we have at the present time about the mechanisms of action of this metal. Development. To do so, we discuss the latest scientific findings about the toxic processes that are activated, as well as its effects on the cellular cytoskeleton, its genotoxicity or the production of compounds that have been linked to neurodegeneration. Conclusions. Its prolonged period of latency, ambiguous symptoms and the activation of generalised toxic mechanisms call for urgent efforts to be made in basic research to help determine as clearly as possible the way this metal acts in the body. This knowledge will provide us not only with the way to obtain therapies but also with the hope of developing biomarkers that make it possible to carry out early and reliable diagnoses of the damage done and of individual susceptibility. [REV NEUROL 2005; 40: 441-7] Key words. Apoptosis. Autoimmunity. Genotoxicity. Mercury. Microtubules. Neurodegeneration. Neurotoxicity. Oxidative stress.

INTRODUCCIÓN: FUENTES DE EXPOSICIÓN Y ANTECEDENTES El mercurio es un metal ampliamente utilizado hoy día en cientos de aplicaciones, muchas de las cuales –p. ej., en el caso de los enchufes eléctricos– aprovechan su inusual propiedad de ser un buen conductor de la electricidad en su forma líquida. Sin embargo, el mercurio es también uno de los metales más volátiles que existen y su vapor es extremadamente tóxico [1]. El mercurio líquido no es muy tóxico por sí mismo, y la mayor parte de lo que se ingiere es también eliminado. Sin embargo, no se debe permitir a los niños jugar con las gotas de este metal, debido al peligro proveniente de respirar su vapor. A través de los pulmones, llega al flujo sanguíneo y, posteriormente, atraviesa la barrera hematoencefálica y llega al cerebro, donde causa un daño serio en el sistema nervioso central (SNC), que se traduce en dificultades de coordinación y en el deterioro progresivo de los sentidos visual y táctil [1]. La principal fuente natural de mercurio, y su mena más importante, es el cinabrio, mineral compuesto de sulfuros con un contenido en mercurio aproximadamente del 86%. En la actualidad, la mina de cinabrio más grande del mundo se localiza en Almadén (España). Antes del inicio de la actividad minera, esta zona contenía aproximadamente la tercera parte de las fuentes totales de mercurio conocidas del planeta, y en el año 1972 llegó a producir el 50% del mercurio libre mundial [2]. Según relatan Berzas-Nevado et al, la disminución de la actividad minera en los 20 últimos años, y la instalación de una planta de tratamiento de desechos mineros en 1977, ayudó a reducir considerablemente el contenido de mercurio detectado en el

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medio ambiente (agua, sedimentos y bivalvos). A pesar de todo, dicho contenido todavía es elevado [2] en los sedimentos y en los bivalvos –estos últimos con valores cercanos o superiores al límite máximo permitido por la Organización Mundial de la Salud (OMS)– [3]. Sin embargo, que sepamos, no existen estudios sobre el impacto que este contenido de mercurio puede causar en la población humana expuesta en esta zona. Otra característica inusual del mercurio es su capacidad para formar amalgamas (soluciones o aleaciones) con casi cualquier metal o combinación de metales. Por ejemplo, algunas de las ‘amalgamas dentales’ usadas para rellenar cavidades dentales, que poseen inicialmente una consistencia como la de la masilla, se preparan mediante la combinación de proporciones aproximadamente iguales de mercurio líquido y una mezcla de plata. Tras colocarse en un diente, una minúscula cantidad de mercurio se evapora siempre que la amalgama interviene en la masticación de comida. En esta situación, el vapor de mercurio tiene acceso directo a los lóbulos olfativos y al sistema límbico cerebral, a través de la mucosa oronasal y por transporte axonal retrógrado, con la consecuente acumulación preferente de mercurio en estas áreas [4,5]. De hecho, la concentración de mercurio en el cerebro aumenta proporcionalmente al número de amalgamas encontradas en las superficies dentales [4]. Un estudio realizado recientemente en EE. UU. con personal del ejército ha ratificado esta relación entre la concentración de mercurio en la sangre y la orina y el número de amalgamas dentales; se han encontrado, como media, concentraciones 4-5 veces más elevadas de mercurio en los individuos con amalgamas que en los controles sin ellas [6]. Por otra parte, la amalgama con mercurio constituye una técnica que se ha utilizado ampliamente durante más de 4.500 años en los procedimientos mineros, especialmente en Sudamérica, para la recuperación de metales preciosos. Actualmente, Brasil es el primer país en Sudamérica y el segundo en el mundo en producción aurífera –con un 90% procedente de la minería informal denominada garimpagem–, y se han liberado ya al ambiente amazónico, aproximadamente, entre 2.000 y 3.000 toneladas de mercurio [7]. La recuperación final de las partículas auríferas extraídas se lleva a cabo mediante el calentamiento o

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Aceptado: 25.10.04. a

Laboratorio de Biología Celular. Núcleo de Medicina Tropical. b Laboratorio de Neuroquímica Molecular Celular. Centro de Ciencias Biológicas. Universidade Federal do Pará. Belém, Brasil. Correspondencia: Dra. María Elena Crespo López. Laboratorio de Biología Celular. Núcleo de Medicina Tropical. Av. Generalíssimo Deodoro, 92. Umarizal. 66055-240 Belém, PA, Brasil. Fax: 0 055 912 410 032. E-mail: [email protected]

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ebullición de la amalgama, lo que produce elevadas emisiones de mercurio a la atmósfera. Unido a esto, la deforestación y la contención de los ríos mediante presas aparecen como las principales fuentes de acumulación de mercurio en el Amazonas y provocan que este metal se encuentre de modo natural en los suelos y esté disponible para ser biometilado por los organismos acuáticos [8]. Por esta vía, el metilmercurio es biodisponible y se biomagnifica rápidamente a lo largo de la cadena alimenticia, con la ingestión de pescado como la fuente más significativa de exposición dietética para la mayoría de las poblaciones de la ribera. Hasta la fecha, los estudios realizados documentan ya un considerable impacto en la concentración ambiental de mercurio y una frecuente incidencia de grados de exposición que conducen a efectos adversos en la salud humana [9,10]. En la cuenca hidrográfica del río Tapajós, el principal tributario del Amazonas, los datos epidemiológicos y toxicológicos de las poblaciones de la ribera revelaron, en casi todos los casos, un contenido medio de mercurio total, en las muestras de cabello humano, superior a 10 μg/g –límite de la concentración permitida por la OMS– [3]. Mediante estos trabajos, se identificaron tres casos de profundo daño sensorial periférico en un grupo de 50 individuos con concentraciones de mercurio en el cabello superiores a 20 μg/g [9,11,12]. La biomagnificación y acumulación de mercurio a través de la cadena alimenticia no es un proceso exclusivo del área amazónica. Este factor es de extrema importancia también en la zona mediterránea, donde existen grandes depósitos de cinabrio, y donde la renovación del agua está restringida por el estrecho de Gibraltar. Sumado a esto, grandes especies animales depredadoras con una vida media prolongada (p. ej., el atún) tienden a acumular más metilmercurio que otras especies, o incluso que la misma especie procedente de otras aguas [13]. Esto ha provocado que en las zonas mediterráneas de mayor exposición [14] ya haya sido posible detectar en los pescadores una correlación positiva significativa entre la concentración de mercurio en la sangre y la frecuencia de micronúcleos y aberraciones cromosómicas (marcadores tradicionales de toxicidad genética). Históricamente, el peligro de la existencia de mercurio en el agua se reconoció mundialmente a mediados de los años cincuenta, debido al desastre ocurrido en la bahía de Minamata, situada en la costa sudoeste de la isla Kyushu (Japón). En 1956 se inició en esta zona una epidemia caracterizada por un síndrome neurológico grave, que se extendió rápidamente entre los residentes de la bahía y afectó principalmente a los pescadores y sus familias [9]. Esta enfermedad se denominó ‘síndrome de Minamata’, debido a sus características inusuales y esquivas a la clasificación. Los estudios epidemiológicos determinaron que el origen se encontraba en el consumo de pescado contaminado, confirmado por el hallazgo, en la misma zona de animales consumidores de pescado (como gatos y gaviotas) con síntomas neurológicos similares [15]. Sin embargo, fueron necesarios varios años para demostrar que el responsable directo de este síndrome era el mercurio inorgánico presente en los desechos descargados a las aguas de la bahía por la factoría química Chisso Hiryo Company. Este mercurio fue metilado posteriormente por los microorganismos existentes en el agua y se bioconcentró a través de la cadena alimenticia acuática [16]. Actualmente, se considera que el número de personas afectadas puede llegar a 20.000, y son ya más de 900 las muer-

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tes producidas por esta causa [17]. Este gran número de casos ha permitido describir de forma más precisa y detallada las manifestaciones neurológicas de la intoxicación por mercurio en los seres humanos. En el síndrome de Minamata se ha podido confirmar un período de latencia de semanas o meses entre la exposición y el inicio de los síntomas, según la intensidad y la duración de la exposición y de la susceptibilidad individual [9]. Los pacientes con intoxicación de intensidad media tendieron a exhibir solamente dificultades sensoriales, mientras que los pacientes con una intoxicación grave manifestaron, además, déficit motor (ataxia y disartria), escotoma periférico y pérdida de audición. En casi todos los casos, los síntomas iniciales detectados por los pacientes fueron de parestesia en las extremidades (falta de sensibilidad en las manos y los pies; sensaciones descritas como semejantes a cuando se usan guantes o calcetines). Esto, muchas veces, evolucionaba hacia un desarrollo total del síndrome, en el que la mayoría de los pacientes más afectados se caracterizaban por desarrollar un proceso de deterioro de las funciones cognitivas y parálisis. El resultado de este desarrollo llegaba ocasionalmente a provocar la muerte, o la supervivencia acompañada de importantes discapacidades neurológicas [9,15,17]. Pero ¿de qué manera es capaz el mercurio de producir un daño tan extenso en el SNC? ¿Cómo actúa el mercurio dentro del cuerpo humano? Aunque hoy día existen todavía muchos interrogantes respecto a su mecanismo de acción, el objetivo principal de este trabajo es arrojar un poco de luz sobre estas cuestiones. MECANISMOS DE ACCIÓN Aunque en los últimos años la investigación sobre la neurotoxicidad del mercurio se ha intensificado –sobre todo a partir de la epidemia ocurrida en Minamata–, todavía no se conocen todos los mecanismos de acción a través de los cuales el mercurio ejerce sus efectos tóxicos. Molecularmente, el mercurio posee una gran afinidad por los sulfuros. De esta forma, los grupos sulfidrilos (-SH) que aparecen comúnmente en las enzimas que controlan la velocidad de las reacciones metabólicas críticas en el cuerpo humano, son atacados por el metal ingerido o por moléculas que contienen ese metal [1]. Por otra parte, si las proteínas afectadas forman parte de estructuras mayores fundamentales para la supervivencia celular (como, p. ej., microtúbulos), el mercurio puede alterar esas estructuras hasta el punto de destruirlas completamente y producir un daño irreparable en la célula. Mercurio y microtúbulos Un ejemplo claro es cuando la inhalación de vapor de mercurio impide que el GTP se una a la tubulina en el cerebro de ratas e inhibe que ésta polimerice para formar microtúbulos [18]. La tubulina es una proteína formadora del citoesqueleto celular conservada evolutivamente, tanto en los vertebrados como en los invertebrados. En este caso, los iones de mercurio podrían afectar a la dinámica de la membrana de los conos de crecimiento neuríticos, ya que consiguen interferir en la estructura de la membrana y disminuir su crecimiento en un 77% [19]. La formación de dendritas y axones depende del adecuado funcionamiento de estos conos de crecimiento en la célula. Los estudios llevados a cabo en cultivos primarios de neuronas han demostrado que uno de los efectos más precoces del mercurio

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en tales cultivos es la contracción de los conos de crecimiento y sus extensiones [20]. Cuando esos conos se tiñen con anticuerpos específicos para tubulina y actina, se verifica que las estructuras desintegradas tras la exposición al mercurio se componen de microtúbulos de tubulina [19]. Estas estructuras filamentosas, que pueden unirse a los metales debido a su elevado contenido en cisteínas y metioninas, figuran como uno de los más importantes y abundantes componentes subcelulares de las neuronas, ya que tienen la función de organizar el tráfico vesicular a través del axón. Los compuestos formados por iones metálicos reaccionan con dos de los ocho grupos SH de cada tubulina y bloquean la formación de nuevos polímeros [21]. Sin embargo, este metal no sólo es capaz de inhibir la formación de polímeros de microtúbulos, sino también de disminuir la síntesis de tubulina a través de una represión autorregulada de su procesamiento postranscripcional [22]. Recientemente, Liliom et al [21] corroboraron la inhibición de la formación de polímeros de tubulina cerebral ejercida por el mercurio con una elevada cooperatividad. Curiosamente, cuando los iones de mercurio se añadieron a microtúbulos prepolimerizados, la presencia de microtúbulos, determinada por la turbidez de la muestra, se redujo en un 30-40% y alcanzó valores similares a los obtenidos cuando los iones de mercurio se añadieron antes de la polimerización; esto puso de manifiesto no sólo un efecto de inhibición en la formación de nuevos microtúbulos, sino también un efecto ‘desmontador’ de los microtúbulos ya existentes [21]. La despolimerización de microtúbulos debida a la presencia de mercurio ya se ha detectado en diversos tipos celulares, y las células neuronales son mucho más sensibles que los fibroblastos, e igual o más sensibles que las células gliales [23]. La destrucción de los microtúbulos y, como consecuencia, la acumulación de las células en las fases M y G2 del ciclo celular, también se ha propuesto como un evento importante en el desarrollo de procesos apoptóticos provocados por el metilmercurio en líneas neuronales [24]. El descubrimiento de que los microtúbulos inmaduros de las neuronas en desarrollo adquieren progresivamente una mayor resistencia frente al ‘desensamblaje’ causado por metilmercurio indica que el período más crítico de susceptibilidad en los microtúbulos ocurre muy temprano, durante el desarrollo celular in vivo [25]. La integridad de los microtúbulos reviste una función crítica para el desarrollo fisiológico del sistema nervioso (SN) en procesos como la proliferación celular, la migración posmitótica de las neuronas para formar las capas corticales del cerebro y el cerebelo, y la extensión y la estabilización de las neuritas y el transporte axodendrítico [26]. Algunos de los mecanismos, únicos en el cerebro en desarrollo, especialmente afectados por mercurio, incluyen la formación de contactos interneuronales, la muerte apoptótica de neuronas y la migración aberrante neuronal desde el sitio de germinación hasta el destino final [27]. Se ha demostrado experimentalmente, en cultivos de cerebelo, la capacidad del metilmercurio de inhibir la migración neuronal de las células granulares externas del cerebelo hacia la capa granular interna [28]. El movimiento celular es un proceso extremadamente complejo que involucra tanto mudanzas importantes en el citoesqueleto de las neuronas, como el funcionamiento adecuado de las células que guían el movimiento de migración. La interferencia del mercurio en los movimientos neuronales podría ser muy bien uno de los principales resultados del efecto inhibidor de este metal sobre la repolimerización de los microtúbulos [27].

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Mercurio y toxicidad genética La interferencia del mercurio en el mecanismo de ensamblaje del citoesqueleto celular se ha señalado recientemente como uno de los orígenes del daño citogenético provocado por este metal [29,30]. Según estos autores, los resultados obtenidos son consistentes con la idea de que parte de la toxicidad cromosómica provocada por el mercurio podría deberse al deterioro de la funcionalidad de la proteína denominada cinesina y/o de los microtúbulos, lo que conduciría a alteraciones en la distribución cromosómica. En este caso, los compuestos de mercurio que afectan a la distribución cromosómica actuarían a través de su influencia sobre la propia formación de microtúbulos o sobre la segregación cromosómica y, consecuentemente, conducirían a la pérdida de cromosomas. Estas alteraciones citogenéticas se han estudiado desde principio de los años 70, cuando Skerfving et al [31] pudieron demostrar una correlación positiva entre la concentración sanguínea de mercurio y la presencia de aberraciones cromosómicas en los linfocitos de 23 personas que habían consumido pescado contaminado. Sin embargo, a estos primeros estudios en humanos se les imputaron muchos fallos que podrían haber afectado a los resultados, como el no identificar los fumadores. Posteriormente, Franchi et al [14], estudiando una población mediterránea de pescadores –consumidora habitual de pescado contaminado–, y de una forma mucho más rigurosa, pusieron de manifiesto la formación de micronúcleos provocada por las elevadas concentraciones de mercurio en la sangre. De forma similar, se ha detectado una clara relación entre el contenido corporal de metilmercurio y el deterioro de la proliferación linfocítica (índice mitótico) en una población expuesta en la cuenca amazónica [32]. Unido a todo esto, existen varios trabajos referentes a personas expuestas a mercurio por sus condiciones laborales, en los que se ha podido confirmar que este metal es capaz de inducir alteraciones citogenéticas, como micronúcleos o intercambio de cromátidas hermanas [8,33-35]. Sin embargo, el efecto genotóxico provocado por el mercurio aún genera gran controversia, debido a la dificultad existente a la hora de establecer una relación directa y sin interferencias entre ambos factores, y a la diversidad de respuestas que pueden producir los diferentes compuestos de mercurio. Otro problema añadido es que los resultados de mutagénesis y toxicidad genética obtenidos en pruebas con mercurio han sido inconsistentes: el mercurio a bajas concentraciones es capaz de inducir quiebras en el ADN de células de mamíferos, pero hasta hoy no se ha probado ningún efecto mutagénico en los ensayos con bacterias [36]. Mercurio, estrés oxidativo y apoptosis A pesar de la controversia creada respecto a la toxicidad genética del mercurio, se ha demostrado que los antioxidantes, como la vitamina C, son capaces de proteger in vitro las células frente a la formación de alteraciones citogenéticas, lo que sugiere que, además de por el mecanismo de destrucción de microtúbulos, estas alteraciones están mediadas por un mecanismo intermedio de estrés oxidativo (EO) [37]. Entre los efectos relacionados con la intoxicación por mercurio, la generación de EO representa una de las principales vías de neurotoxicidad. El EO celular se produce por la formación de especies reactivas de oxígeno (ERO) que son capaces de reaccionar con estructuras celulares, como la membrana mitocondrial, y producir un daño extenso. El SN es extremadamente sensible a este proceso de EO, debido

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principalmente a sus débiles defensas antioxidantes, en contraste con su elevada actividad metabólica, y a su elevado contenido en componentes altamente oxidables [38]. La inducción de EO causada por la presencia de mercurio se ha establecido bien en el SN de animales expuestos a este metal, así como en cultivos neuronales y gliales [23,39]. En los modelos experimentales, tanto in vivo como in vitro, la intoxicación por mercurio se asocia fuertemente a la producción de elevadas concentraciones celulares de ERO, entre los que destacan los aniones superóxidos, el peróxido de hidrógeno, los radicales oxidrilos y el monóxido de nitrógeno (NO) [40]. Por otra parte, el mercurio también es capaz de reducir las defensas antioxidantes que protegen al SN, como el glutatión reducido o la actividad de la enzima superóxido dismutasa [41,42]. El uso de suplementos de compuestos antioxidantes, como el trolox (vitamina E), la vitamina C o la melatonina, se ha revelado sumamente eficaz, no sólo como protección frente al EO causado por mercurio, sino también como acción preventiva ante la contaminación [37,42,43]. Otro mecanismo de defensa contra el EO dentro del SNC está relacionado con la expresión de metalotioninas –proteínas de bajo peso molecular ricas en grupos de cisteínas– [44]. Tales proteínas se ligan fuertemente a los metales pesados y a los radicales libres, equilibran el ambiente celular y disminuyen los efectos neurotóxicos de estos compuestos. Rising et al [45] demostraron que cuando se exponen a este metal astrocitos en cultivo, se produce la expresión de metalotioninas que atenúan los efectos tóxicos de este compuesto. A pesar de que los mecanismos de defensa celular contra los fenómenos de EO han sido ampliamente caracterizados, todavía se discute sobre los procesos que intervienen en la exposición celular al mercurio y la generación de radicales libres. Por ejemplo, Ikeda et al [46] demostraron que los cerebelos de ratas intoxicadas con mercurio presentan una actividad elevada de la monóxido de nitrógeno sintasa (NOS), enzima que sintetiza NO. Posteriormente, Aschner et al [47] pusieron de manifiesto que el mercurio es capaz de inhibir la captación de glutamato por las células gliales, lo que promovería un exceso de este neurotransmisor en la conexión sináptica. La integración de estos resultados sugiere que una de las posibles vías de producción de radicales libres inducida por el mercurio en las células nerviosas podría ocurrir a través de la activación de receptores glutamatérgicos, principalmente los de tipo NMDA (N-metil-D-aspartato), los cuales permiten el paso de calcio, lo que, consecuentemente, conduce a la activación de la NOS. De hecho, muchos trabajos demuestran que el mercurio, principalmente en bajas concentraciones, es capaz de promover alteraciones en la homeostasis celular del calcio [48]. Estas alteraciones generan un aumento en las concentraciones intracelulares de este ion [49] que produce indirectamente la activación de la NOS y, con ello, el aumento de la concentración de ERO [50]. Aunque el calcio participe de esta vía de generación de EO, todavía no se han esclarecido totalmente todos los mecanismos bioquímicos de daño celular inducidos por este ion. Sin embargo, diversos trabajos ya han sugerido una fuerte asociación entre el aumento de la concentración intracelular de calcio y la muerte neuronal, principalmente por activación de enzimas como fosfolipasas, proteasas y endonucleasas, así como por disfunción mitocondrial [51]. Las experiencias realizadas en cerebelos de rata demuestran que el tratamiento con antagonistas de canales de calcio revierte significativamente los efectos tóxicos del mercurio, de la misma forma que

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las ratas tratadas con antagonistas de canales de calcio dependientes de voltaje presentan menos trastornos neurológicos que las ratas no tratadas [52]. La inducción del EO representa además un evento crucial en la activación de las vías de señalización de la muerte celular; en ellas, el mercurio es capaz de actuar como una toxina genética y alterar significativamente la expresión de genes que afectan a la supervivencia celular y a la apoptosis [53]. La exposición a bajas concentraciones de mercurio causa un daño específico que activa vías apoptóticas, tanto in vivo como in vitro [26,54]. Los procesos implicados en la apoptosis –también llamada muerte celular programada– incluyen, además de la disrupción microtubular, el desarrollo de alteraciones en la permeabilidad de la membrana mitocondrial y la pérdida de su potencial de membrana, la generación de ERO y la disminución del contenido en glutatión reducido. De hecho, la apoptosis y el EO producidos por contaminación de mercurio guardan una estrecha relación y representan una importante contribución a la neurotoxicidad de este metal [23]. Mercurio y autoinmunidad En los seres humanos expuestos a contaminación ambiental u ocupacional, la neurotoxicidad y la autoinmunidad inducidas por el mercurio están relacionadas con el desarrollo de enfermedades degenerativas debido a la presencia de anticuerpos para antígenos de células del SN. En estos individuos se encontró una correlación significativa entre los índices de exposición al mercurio y las deficiencias sensomotoras, y el contenido de anticuerpos (predominantemente inmunoglobulina G) para neurofilamentos, mielina y proteína ácida fibrilar de la glía [55]. De forma similar, la autoinmunidad inducida por inyecciones de mercurio inorgánico en ratones genéticamente susceptibles resulta en pérdida de tolerancia –caracterizada por la síntesis de anticuerpos para antígenos nucleolares, específicamente antifibrilarina–, depósitos sistémicos de inmunocomplejos, intensa proliferación linfocitaria e hipergammaglobulinemia, particularmente de los isotipos IgG1 e IgE [56,57]. Básicamente, una reacción específica de antígeno causaría la inducción de estos anticuerpos mediante la modificación del antígeno debido a su ligamiento con el mercurio [58,59] y/o por degradación proteolítica [60]. Aunque todavía no se conozca el mecanismo de acción exacto del mercurio en la inducción de la autoinmunidad, se cree que este agente modifica los antígenos para él mismo o para su procesamiento y los transforma en inmunogénicos [58]; así, determina la activación y la producción de citocinas por las células del sistema inmunitario. Conceptualmente, las condiciones de susceptibilidad o resistencia inmunológica estarían ligadas a las reacciones celulares del tipo Th1 o Th2, implicadas en la patogénesis de las enfermedades autoinmunitarias. En estos términos, a pesar de existir una participación de ambos tipos celulares en la autoinmunidad inducida por el mercurio, los estudios realizados en ratones sugieren que el perfil predominante de citocinas se relacionaría con el tipo Th2 [61], y haría que la gravedad y/o exacerbación de las varias manifestaciones de la enfermedad dependan de un desvío promovido en el sentido de estimular una respuesta Th1 [57]. En 2002, Bagenstose et al [56], a partir de experimentos realizados en ratones, analizaron la contribución de un grupo de moléculas de la familia de coestimuladores B7 (B7-1 o B7-2), responsables por la activación de los linfocitos T y B autorreac-

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tivos. Estos autores sugirieron que la existencia de mecanismos inmunomoduladores independientes, debido a las diversas funciones de estas moléculas, ocasionaría diferentes manifestaciones de la respuesta inmunitaria, como por ejemplo la activación policlonal y la producción de autoanticuerpos específicos. Además, los estudios histopatológicos del SN de ratas expuestas a mercurio observaron daño neuronal, evidenciado por la presencia de astrogliosis y de fracciones de inmunoglobulinas, a lo largo de la barrera hematoencefálica [55]. Todos estos estudios indican la participación del sistema inmunitario en la evolución de procesos neurodegenerativos y revelan la posibilidad de monitorizar, a partir de autoanticuerpos para proteínas neurotípicas y gliotípicas detectadas en la sangre, los potenciales efectos neuroinmunotóxicos del mercurio. Mercurio y neurodegeneración Sin embargo, no sólo se han definido como parte de los mecanismos moleculares que intervienen en la neurotoxicidad del mercurio alteraciones como la destrucción de los microtúbulos o el EO. Algunos trabajos, como el de Olivieri et al [42], ponen de manifiesto otros aspectos interesantes desde el punto de vista neurodegenerativo. Al incubar con mercurio una línea celular de neuroblastoma humano, estos autores registraron, además de una disminución de la concentración celular de glutatión y otros efectos citotóxicos, un aumento significativo de péptido β-amiloide y de fosforilación de la proteína τ. La hiperproducción de estas dos últimas proteínas en el cerebro origina lo que se conoce como placas seniles y ovillos neurofibrilares, los dos principales indicios histopatológicos usados en la identificación de la enfermedad de Alzheimer (EA). Como ya observamos anteriormente, la inhalación de vapor de mercurio impide la unión del GTP a la tubulina cerebral en las ratas, con lo que se inhibe la polimerización de tubulina para formar microtúbulos [18]. Una lesión molecular similar se ha observado en el 80% de los cerebros de los pacientes con EA. Además, en muchas de las células neuronales afectadas se consiguó detectar agregados neurofibrilares muy semejantes a los que caracterizan dicha enfermedad. Aunque estos estudios apoyan la idea del mercurio como un potencial factor etiológico en neurodegeneración, no está claro el papel que desempeña este metal en el desarrollo de la EA. Con el trabajo de Hock et al [62] se demostró que la concentración sanguínea de mercurio en pacientes con EA es más del doble de la registrada en pacientes controles con depresión y de edades similares, así como de los registrados en un grupo de control adicional compuesto por pacientes con varios trastornos no psiquiátricos. Además, los resultados de este trabajo sugirieron que el aumento de la concentración sanguínea de mercurio

se asociaba a un contenido elevado de péptidos amiloideos en el líquido cefalorraquídeo. Por otra parte, al analizar las muestras procedentes de pacientes con EA se han encontrado altas concentraciones de mercurio y otros metales, como aluminio o zinc, en la sangre y en diversas regiones cerebrales [63,64]. Sin embargo, la gran variabilidad de la concentración de mercurio existente, tanto en los pacientes como en los individuos controles, hace que los estudios sean contradictorios y, a veces, no se logren registrar diferencias estadísticamente significativas [64]. Curiosamente, la relación entre las enfermedades neurodegenerativas y el efecto citotóxico del mercurio encuentra puntos en común que van más allá de la simple presencia de este metal en dichas enfermedades. Por ejemplo, en la actualidad, se estudian los genotipos de la apolipoproteína E (APOE) como un factor de susceptibilidad a la neurotoxicidad provocada por metales pesados [65]. La presencia del alelo ε4 del gen para la APOE se considera como uno de los principales factores de riesgo para las enfermedades neurodegenerativas, incluida la EA. Los datos de 400 pacientes con síntomas neuropsiquiátricos presuntamente relacionados con mercurio, y en los que se determinó el genotipo de la APOE, mostraron una inclinación estadísticamente significativa hacia la presencia de dicho alelo en esos pacientes [65]. Por todo ello, la determinación del genotipo de APOE se delinea ya como un seguro candidato a biomarcador, y es clínicamente útil para la determinación de riesgo neuropatológico –incluida la posibilidad de desarrollar EA– en las personas sometidas a exposiciones continuas de mercurio. CONCLUSIONES La literatura más reciente nos demuestra que el mercurio es más peligroso de lo que se creía hasta ahora, y no sólo por la falta de conocimiento que teníamos hasta hace poco de todas las consecuencias toxicológicas de este metal y sus mecanismos de acción, sino también porque, con los esfuerzos en investigación intensificados en la última década, se está descubriendo que los compuestos de mercurio son capaces de actuar en muchos ámbitos y a través de diversos mecanismos toxicológicos, lo que dificulta el descubrimiento de terapias que sean efectivas para prevenir y combatir los daños causados por este metal. Un prolongado período de latencia, una sintomatología esquiva y la activación de mecanismos tóxicos generalizados demandan urgentemente la aplicación de grandes esfuerzos en investigación básica que ayuden a discernir lo más claramente posible la forma de actuación de este metal. Este conocimiento nos proporcionará no sólo el camino para la obtención de terapias, sino la probabilidad de desarrollar biomarcadores que posibiliten un diagnóstico precoz y fiable del daño ejercido.

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MERCURIO Y NEUROTOXICIDAD Resumen. Introducción y objetivo. El mercurio es un metal ampliamente utilizado hoy día en cientos de aplicaciones. Este metal ha demostrado ser sumamente tóxico para el ser humano, especialmente para el sistema nervioso central, tanto por la exposición a sus aplicaciones cotidianas (p. ej., las amalgamas dentales), como por exposiciones ambientales. Desdichadamente, la mayor parte de la investigación desarrollada sobre este metal es relativamente reciente, y quedan todavía muchos interrogantes por responder. El objetivo de este trabajo es revisar todo lo que se conoce hasta ahora sobre los mecanismos de acción de este metal. Desarrollo. Para ello, se discuten los hallazgos científicos más recientes sobre los procesos tóxicos activados, como las alteraciones en el citoesqueleto celular, la toxicidad genética o la producción de compuestos relacionadas con la neurodegeneración. Conclusiones. Un prolongado período de latencia, una sintomatología esquiva y la activación de mecanismos tóxicos generalizados, demandan urgentemente la aplicación de grandes esfuerzos en investigación básica para ayudarnos a discernir lo más claramente posible la forma de actuación de este metal. Este conocimiento nos proporcionará no sólo el camino para la obtención de terapias, sino la esperanza de desarrollar biomarcadores que posibiliten un diagnóstico precoz y fiable del daño producido y de la susceptibilidad individual. [REV NEUROL 2005; 40: 441-7] Palabras clave. Apoptosis. Autoinmunidad. Estrés oxidativo. Mercurio. Microtúbulos. Neurodegeneración. Neurotoxicidad. Toxicidad genética.

MERCÚRIO E NEUROTOXICIDADE Resumo. Introdução e objectivo. O mercúrio constitui um metal amplamente utilizado hoje em dia em centenas de aplicações. Este metal demonstrou ser extremamente tóxico nos humanos, especialmente para o sistema nervoso central, tanto pela exposição às suas aplicações quotidianas (p. ex., as amálgamas dentárias), como por exposições ambientais. Infelizmente, a maior parte da investigação desenvolvida sobre este metal é relativamente recente, permanecendo contudo muitas interrogações por responder. O objectivo deste trabalho é rever tudo o que se conhece até agora sobre os mecanismos de acção deste metal. Desenvolvimento. Para isso, são discutidas as descobertas científicas mais recentes sobre os processos tóxicos activos, como as alterações no citoesqueleto celular, a genotoxicidade, ou a produção de compostos relacionadas com a neurodegeneração. Conclusões. Um prolongado período de latência, uma sintomatologia esquiva e a activação de mecanismos tóxicos generalizados, exigem urgentemente a aplicação de grandes esforços na investigação básica que ajudem a discernir o mais claramente possível a forma de actuação deste metal. Este conhecimento proporcionar-nos-á não só o caminho para a obtenção de terapias, mas também a esperança de desenvolvimento de biomarcadores que possibilitem um diagnóstico precoce e fiável das lesões produzidas e da susceptibilidade individual. [REV NEUROL 2005; 40: 441-7] Palavras chave. Apoptose. Autoimunidade. Genotoxicidade. Mercúrio. Microtúbulos. Neurodegeneração. Neurotoxicidade. Stress oxidativo.

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