El estudio actual de diversos elementos ambientales han permitido poner de manifiesto la relación de algunos de éstos con determinadas enfermedades nerviosas. El aluminio es el tercer elemento más abundante de la corteza terrestre y ha sido relacionado con enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, la demencia senil o el Parkinson. El plomo provoca, enfermedades nerviosas tales como ataques epilépticos, anorexia nefritis o saturnismo. En ambos casos, la principal ruta de ingestión se realiza por vía alimentaria o a través del agua o los medicamentos. Ambos son elementos comunes de nuestra vida cotidiana.
Debido a la importancia del duodeno en la entrada, acumulación y disponibilidad de componentes en el organismo, nuestro trabajo ha comparado la acumulación de estos dos metales en el duodeno. Para ello se utilizaron 90 ratas Wistar que se dividieron en dos grupos: uno que fue tratado con aluminio y otro tratado con plomo. Cada grupo se dividió en tres subgrupos: un grupo control, un grupo tratado con el metal (AlCl3 o PbCl) (250 mM) mediante agua de bebida y un grupo de tratamiento con el metal mediante inyección intraperitoneal (AlCl3 o PbCl). Los períodos de tratamiento fueron 1, 3 y 6 meses. Al finalizar cada tratamiento se extrajo el duodeno y se empleó la técnica de Reusche et al. (1994) para la determinación de depósitos de metal en secciones de parafina.
Los resultados muestran como a un mes de tratamiento ya no se observa deposición de aluminio en el duodeno mientras que, a este período, el plomo continúa penetrando en la mucosa duodenal. Por lo tanto, la entrada del aluminio parece tener lugar poco tiempo después de su ingestión apareciendo posteriormente una barrera de entrada a este metal. El plomo, sin embargo, se continúa acumulando en períodos prolongados de tratamiento.
La influencia del aluminio sobre las funciones orgánicas se ha puesto de manifiesto experimentalmente en diversos sistemas y órganos como son el sistema nervioso, el sistema hematopoiético, el hígado, el riñón o el hueso, entre otros (1-7).
Se ha comprobado que en los individuos con problemas renales, el aluminio puede acumularse en los tejidos produciendo efectos tóxicos en el cerebro (encefalopatía), en huesos (osteodistrofia renal) y en la sangre (anemia) (8).
Muchas investigaciones científicas han sugerido la implicación del aluminio como factor de riesgo de enfermedades neurodegenerativas como son el Alzheimer, el Parkinson, la demencia y la esclerosis lateral amiotrófica (9-17) e incluso en el desarrollo de otro tipo de enfermedades como ha sido la anemia hipocrónica microcítica (18).
El plomo ha sido un importante metal para la sociedad humana desde hace millones de años. El uso de cañerías de plomo para transportar el agua fue particularmente importante en los tiempos del Imperio Romano. Este metal ha sido utilizado durante años en alfarería, en la industria cosmética o como principal endulzante del vino (19). Su utilización se ha incrementado dramáticamente a partir de la revolución industrial. Actualmente se ha descrito un aumento de la presencia de partículas de este metal en la polución debido al uso de aditivos derivados de él en la gasolina, lo cual produce emisiones de iones Pb al ambiente en su combustión.
Concentraciones elevadas provocan enfermedades como el saturnismo y han sido relacionadas con enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer (20-22). La intoxicación saturnina puede provocar, a su vez, otras enfermedades tales como la encefalopatía aguda, nefritis azotémica o hipertensiva y anemia (19). Cuando la intoxicación es crónica, se ha observado que la mayor parte del metal se encuentra acumulado en el intestino delgado y en el intestino grueso (19).
El aumento de la acumulación de aluminio y plomo en los distintos órganos podría comenzar por un aumento de la capacidad de absorción de estos por el tracto gastrointestinal. De ahí que su estudio resulte fundamental para el conocimiento de los mecanismos que dan lugar a los efectos nocivos que el aluminio y el plomo causan en nuestro organismo.
Para llevar a cabo el estudio sobre la acumulación del aluminio y el plomo en el duodeno se utilizaron 36 ratas macho Wistar como animales de experimentación.
Los animales fueron divididos en dos grupos: el grupo A para el estudio del aluminio y el grupo P para el estudio del plomo. Cada uno de estos grupos se subdividió en tres grupos I, II y III según el tiempo de exposición al metal. El grupo I se trató con la sal del metal durante 1 mes, el grupo II se trató durante 3 meses y el grupo III fue tratado durante 6 meses. Ambos metales fueron administrados de forma oral disueltos en el agua de bebida. El aluminio se administró en forma de cloruro de aluminio (en una dosis de 250 mM) mientras que el plomo se administró como acetato de plomo en dosis de 200 ppm. Cada uno de los grupos estaba formado por 5 ratas. Asimismo, de cada uno de los grupos de llevó a cabo un control con animales que estuvieron sometidos a las mismas condiciones ambientales y nutricionales que los animales tratados, a excepción del exceso del metal.
Finalizados los diferentes tratamientos, los animales de experimentación fueron sacrificados mediante perfusión intraventricular, extrayendo distintas regiones del duodeno y postifijándolo en formol para su posterior observación.
Las muestras fijadas fueron deshidratadas e incluidas en bloques de parafina MERCK. Cada uno de los bloques se cortó con un microtomo en secciones de 5 mm con las que se llevó a cabo la técnica de Reusche (1994) (23) que permite poner de manifiesto la presencia de depósitos de aluminio, según el siguiente protocolo:
A continuación las muestras se montaron con DePeX y se procedió a su observación al nivel de la microscopía óptica.
Los minerales participan en pasos esenciales de las funciones bioquímicas y fisiológicas fundamentales para la célula. Cantidades deficitarias de los minerales principales pueden llegar a producir aberraciones en las funciones celulares. Del mismo modo, cuando esos minerales se encuentran en exceso pueden provocar efectos tóxicos a la célula (24).
Actualmente, la contaminación ambiental nos expone a cantidades elevadas de estas y otras sustancias que se acumulan en el organismo contribuyendo al origen de diversas enfermedades. Dos de estos metales son el aluminio y el plomo. Los estudios relativos a la acumulación del aluminio se encuentran aún muy atrasados mientras que las investigaciones de la cinética del plomo están mas adelantadas (25). La técnica puesta a punto por Reusche y col. en 1994 para la localización de depósitos de aluminio nos ha permitido establecer la deposición del aluminio y del plomo en el duodeno en tiempos prolongados de exposición a estos metales.
La utilización de esta técnica ha puesto de manifiesto la presencia de depósitos densos de aluminio de forma abundante durante el primer mes de tratamiento (Fig. 2) que no son observados en las secciones de los animales control analizadas (Fig. 1). La acumulación tiene lugar en distintos puntos del duodeno, siendo de mayor abundancia en el epitelio duodenal que en el resto de las capas intestinales. Hemos observado como, en algunos casos, estos depósitos aparecen unidos a las membranas plasmáticas o nuclear o bien dispersos por el citoplasma, aunque se localizan mas frecuentemente en el interior del núcleo como puede observarse en la Fig. 2. Esta disposición del aluminio ha sido descrita en trabajos realizados anteriormente utilizando tejido nervioso (26).
Los depósitos de aluminio se observan también durante el primer mes localizados en las células de Paneth (Fig. 3). Otros estudios realizados con hidróxido de aluminio han puesto de manifiesto una acumulación masiva del metal en estas células responsables de la regeneración del epitelio duodenal (27, 28).
Las secciones analizadas durante el primer mes de tratamiento también han revelado una acumulación del aluminio en el interior de las neuronas que conforman el plexo de Auerbach (Fig. 4), corroborando así los resultados encontrados en trabajos anteriormente realizados con intestino (29). Esta acumulación se mantiene a lo largo de todo el tratamiento durante los siguientes tres y seis meses de exposición (Fig. 5). El resto de los depósitos observados durante el primer mes de estudio no se observan a los tres o a los seis meses en las muestras analizadas (Fig. 6). En ningún caso las secciones control analizadas muestran la presencia de acúmulos densos en ninguna de las capas que constituyen el duodeno.
La distribución del aluminio acumulado sugiere que la deposición de este metal en el intestino se produce en tiempos cortos de tratamiento, disminuyendo rápidamente en tiempos de exposición prolongados (30). La acumulación diaria de grandes cantidades de aluminio en el intestino puede llegar a provocar la saturación de los mecanismos fisiológicos del metal, impidiendo así su entrada en el duodeno (27).
El empleo de esta técnica en secciones duodenales de animales tratados de forma oral con plomo nos ha permitido determinar la presencia de este metal en la mucosa duodenal. Únicamente hemos podido revelar la presencia de depósitos densos durante el primer mes de tratamiento. No obstante, el plomo encontrado no se dispone en la mucosa duodenal, como ocurre con el aluminio. A un mes de tratamiento hemos observado la presencia de un gran número de macrófagos que presentan depósitos de plomo en su interior situados principalmente en la capa mucosa del duodeno (Fig. 7 y 8). En las secciones control no se observan estos macrófagos teñidos. A un mes de estudio no existen evidencias de una acumulación de plomo en los tejidos duodenales. Estos resultados reafirman las observaciones realizadas mediante otras técnicas por las cuales, en las intoxicaciones agudas de plomo el intestino delgado y el intestino grueso son los lugares de deposición masiva del plomo mientras que en las intoxicaciones crónicas la localización de este metal en el tubo digestivo es secundaria (19).
A partir del tercer mes de tratamiento, las secciones analizadas no muestran ningún rastro de la elevada actividad macrofágica presentada durante el primer mes (Fig. 9). Las secciones estudiadas procedentes de animales tratados con plomo durante seis meses no muestran acumulación del metal ni presencia de la actividad macrofágica observada durante el primer mes. Estos resultados hacen suponer que los mecanismos de eliminación del duodeno para el plomo son más eficaces que los que emplea en la eliminación del aluminio donde, la acumulación se mantiene durante mucho mas tiempo.
