De seguro que, al leer el nombre de nuestro artículo, pensaste en aquel mortífero veneno empleado siglos atrás y obviaste por completo el sinfín de “buenas” aplicaciones en las que se destaca el arsénico. Lo cierto es que el arsénico (As, Z=33) ha formado parte de varios fármacos: algunos que a mediados del siglo 20 contribuyeron a la casi erradicación de la sífilis y otros que en la actualidad se utilizan con bastante éxito en el tratamiento de ciertos tipos de cáncer. Entonces: ¿veneno o medicina?
Información general
Independientemente de su carácter tóxico o benéfico para la salud, el arsénico es un elemento químico sorprendente por la gran variedad de formas en las que se le puede encontrar, ya sea en sus compuestos naturales o en compuestos sintéticos y aún en el estado elemental. Se encuentra en el bloque p de la Tabla Periódica de los elementos químicos, justo en el centro, a la mitad de la diagonal que divide los elementos metálicos de los no metálicos. Según su ubicación y por tanto sus propiedades, el arsénico pertenece a la serie química de los metaloides; dígase de aquellos elementos que se caracterizan por presentar un comportamiento intermedio entre los metales y los no metales.
Tiene varias formas alotrópicas: la gris, la amarilla y la negra. El alótropo gris tiene la misma estructura cristalina que su vecino de abajo en la tabla periódica, el metal antimonio, y una conductividad eléctrica muy respetable de 3.45 ·10⁶ S/m, valor que se encuentra entre el que presentan el bario y el plomo, que son elementos típicamente metálicos. Por otro lado, el alótropo amarillo de este elemento está formado por moléculas tetraédricas As4, totalmente análogas a las que forma su vecino no metálico de arriba en la tabla, el fósforo, en su alótropo blanco. Por su parte el alótropo negro del arsénico tiene una estructura equivalente a la del fósforo rojo.
En los compuestos químicos naturales del arsénico, también se aprecia la ambivalencia de este elemento; hay minerales de arsénico en los que éste se encuentra como catión, formando óxidos y sulfuros como cualquier metal y hay minerales en los que se encuentra, como los no metales, formando diferentes tipos de aniones, desde oxoaniones como arseniatos y arsenitos hasta diferentes tipos de arseniuros.
Sobre sus aplicaciones…
Las principales fuentes minerales de arsénico son los sulfuros: el realgar (As4S4) y el orpimento (As2S3). Durante milenios estos sulfuros fueron utilizados como medicamentos para tratar padecimientos tan diversos como las enfermedades venéreas, el asma, la tuberculosis o la diabetes, y recomendados tanto como antisépticos, sudoríficos, sedantes o tónicos. Por ejemplo, se tiene registro de que estos sulfuros eran recetados por Aristóteles e Hipócrates (siglo 4 a. C.) como remedios para úlceras de la piel. En 1775 el notable químico sueco Carl Wilhelm Scheele, además de haber aislado por primera vez a los elementos oxígeno y cloro, preparó un pigmento verde que tuvo bastante aceptación en la época y al que se le conoció como verde de Scheele, cuya fórmula es CuHAsO3, o arsenito ácido de cobre. Este pigmento se utilizó ampliamente en pinturas, así como para teñir telas y papel, incluyendo papel tapiz. Poco después, a principios del siglo 19, el verde de Scheele se sustituyó por otro compuesto con una mejor retención, pero que también estaba hecho a base de cobre y arsénico, al que se le daba el nombre de verde de París [Cu(AcO)2*3Cu(AsO2)2].
En 1786, la solución de Fowler (As2O3 en solución al 1% de bicarbonato de potasio) fue descubierta y luego usada para el tratamiento de varias enfermedades, incluyendo malaria, asma y psoriasis. A principios del siglo 20 el célebre bacteriólogo alemán Paul Ehrlich (premio Nobel de Medicina 1908), introdujo al mercado un fármaco conocido como salvarsán, arsfenamina, o “606”, que tuvo un enorme éxito comercial en todo el mundo ya que fue el primer compuesto sintético específico para el tratamiento de la sífilis. La arsfenamina es un compuesto organoarsénico que fue el único tratamiento empleado contra esta enfermedad hasta la introducción de la penicilina en los años 50. Por cierto, la fórmula con la que Ehrlich publicó este compuesto no es la correcta. Él propuso un doble enlace arsénico-arsénico, semejante a los compuestos azo de nitrógeno. Apoyado por la espectrometría de masas de alta resolución, se ha elucidado recientemente que el fármaco que se administraba con el nombre de salvarsán era realmente la mezcla de dos formas, un trímero y un pentámero.
En 1992, un grupo de médicos chinos publicaron el uso del As2O3 para tratar la leucemia promielocítica aguda (LPA) logrando índices de curación superiores al 90%. El trióxido de arsénico ha demostrado eficacia y seguridad en pacientes con este padecimiento. Y por si fuera poco todo este cúmulo de aplicaciones, te comento que no solo en la medicina es empleado el arsénico. Junto con el galio es usado para dopar a muchos semiconductores como el silicio, logrando así una mayor eficiencia y también para la generación de diodos láser y LED.
Su mala fama…
Las referencias a la toxicidad del arsénico son abundantes, tanto en la historia como en la literatura. Durante siglos se ha ganado la mala reputación de “el rey de los venenos” y “el veneno de los reyes” debido a que es inodoro, incoloro, insípido y de difícil detección luego de ocurrida la muerte. Algunas de las víctimas famosas envenenadas con arsénico son el rey George III de Gran Bretaña y el explorador americano Charles Francis Hall. Incluso se rumorea que Napoleón encontró su muerte a través de esta vía en la isla de Santa Elena, sin embargo, este caso se estudia aún en la actualidad. La propuesta del envenenamiento tomó fuerzas al haberse encontrado cantidades elevadas de arsénico en muestras de cabello del emperador, aunque se confirmó que la presencia del mismo en el ambiente hace dos siglos, era mucho mayor que la actual. Afortunadamente su popularidad disminuyó apreciablemente debido al desarrollo de una prueba química para su identificación en tejidos humanos en 1830, la misma corrió a cargo del químico británico James Marsh.
En la literatura hay numerosas referencias al arsénico como veneno, como en la famosa novela Madame Bovary de Gustave Flauvert (1856), donde la protagonista se suicida con esta sustancia. Y ya en el siglo 20, la prolífica autora de novelas de misterio, Agatha Christie, recurre al envenenamiento en un gran número de sus novelas; el arsénico aparece mencionado en la cuarta parte de ellas. Para completar toda esta propaganda, en 1944 Hollywood sacó a la luz el gran éxito de taquilla “Arsenic and Old Lace”, donde se emplea vino de bayas mezclado con arsénico como agente venenoso. Su mala reputación creció aún más cuando las propiedades tóxicas de este elemento fueron usadas en el desarrollo de poderosas armas químicas durante la primera y segunda guerras mundiales.
Sobre sus propiedades nucleares…
De los 29 isótopos del arsénico que han sido estudiados y caracterizados solo el arsénico-75 es estable. Este fue detectado por primera vez en 1920 en el Laboratorio Cavendish por espectrometría de masas. Este puede ser fácilmente encontrado en el agua, suelo y aire. El rango de masas atómicas de los isótopos del arsénico varía desde 64 a 92, y la mayoría de aquellos que son radiactivos presentan tiempos de semidesintegración menores a 24 horas. Entre las principales rutas para la producción de los mismos se encuentran las reacciones nucleares llevadas a cabo en aceleradores y la fisión neutrónica. Tres de los radioisótopos del arsénico (72, 74, 77) poseen propiedades idóneas para su aplicación en la medicina nuclear.
El arsénico-72 posee características nucleares convenientes que justifican su empleo en la tomografía por emisión de positrones (PET, por sus siglas en inglés). Este emite un positrón con una energía máxima de 3,334 MeV y posee un tiempo de vida media de 26 horas decayendo a germanio-72 estable. Emite además un rayo gamma detectable con una energía de 833 keV. El arsénico-74, con un tiempo de semidesintegración de 17,8 días decae a través de dos rutas: emisión positrónica (β+) a germanio-74 o a través de emisión beta negativa (β-) a selenio-74 estable. Los modos de decaimiento del arsénico-74 permiten su uso como agente teragnóstico (dígase de aquellos radioisótopos que pueden ser empleados tanto en el diagnóstico como en el tratamiento de enfermedades). El arsénico-77 es empleado en la medicina nuclear como agente terapéutico. Este decae por emisión β- con un tiempo de vida media de 38,8 horas. Las características físicas de este radioisótopo se complementan con aquellas del arsénico-72 para crear un poderoso agente teragnóstico.
Encuentro con la Química 