Toxicitatea melaminei și rinichi Societatea americană de nefrologie

Abstract

Toxicitatea melaminei a atras atenția medicilor ca rezultat al unei recente apariții a leziunilor renale după expunerea la lapte contaminat cu melamină din China. Melamina este un compus organic azotat utilizat în producția de materiale plastice, coloranți, îngrășăminte și țesături. În incidentul actual, melamina a fost adăugată la lapte pentru a ridica rezultatele testelor false pentru conținutul de proteine. O varietate de efecte toxice ale melaminei, inclusiv nefrolitiaza, inflamația cronică a rinichilor și carcinomul vezicii urinare, au fost toate studiate la animale. Revizuim aici epidemiologia, caracteristicile clinice și descoperirile de investigație referitoare la singurul focar de otrăvire cu melamină la om. De asemenea, examinăm toxicitățile renale ale melaminei și acidului cianuric - un produs secundar al sintezei sale - și factorii de risc asociați la expunere și oferim îndrumări privind nivelurile din alimente.

Melamina a fost o substanță necunoscută pentru nefrologi până astăzi. Deși studiată ca diuretice în urmă cu 50 de ani, 1 nu a intrat niciodată în practica clinică odată cu dezvoltarea altor mijloace puternice și mai sigure pentru natură. Acest compus a devenit știrea recentă recentă după apariția unui focar de pietre urinare la sugari și copii care consumă lapte contaminat cu melamină în China. Efectele nefrotoxice ale melaminei justifică acum atenția nefrologilor, pediatrilor, urologilor și radiologilor.

CE ESTE MELAMINA?

Melamina este o bază organică sintetizată comercial din uree cu o etapă intermediară de producere a acidului cianic (Tabelul 1). Reacția are ca rezultat, de asemenea, formarea altor subproduse, inclusiv acid cianuric, amelină și amelidă (Figura 1). Melamina este de 66% azot în greutate moleculară. Este combinat cu formaldehidă de către industrie pentru a produce rășină melaminică, un plastic termorezistent foarte durabil și spumă melaminică, un detergent polimeric. Alte produse comerciale care conțin melamină includ blaturi, plăci de ștergere uscată, țesături, cleiuri, articole de uz casnic și ignifuge. Melamina este, de asemenea, una dintre componentele majore ale pigmentului galben 150, care este un colorant pentru cerneluri și materiale plastice. Este, de asemenea, un derivat al medicamentelor arsenicale, iar Melarsoprolul este un astfel de medicament utilizat pentru tratamentul tripanosomiazei africane. Începând din 1958, melamina a fost utilizată în îngrășăminte și este oferită ocazional ca sursă de azot neproteic pentru hrana bovinelor. Ulterior, totuși, s-a dovedit a fi o sursă de azot neproteic ineficientă pentru animale din cauza hidrolizei sale lente la rumegătoare (Tabelul 1).

Structura chimică a melaminei: Există șase atomi de azot într-o moleculă de melamină, constituind 66% din greutatea moleculară. Denumirea Uniunii Internaționale a Chimiei Pure și Aplicate: 1,3,5-triazin-2,4,6-triamină; alte denumiri: cianurotriamidă, cianurotriamină sau cianuramidă.

Rezumatul proprietăților chimice ale melaminei 2

DE CE A APĂRUT MELAMINA ÎN LAPTE?

Melamina a fost adăugată recent în lapte pentru a-și ridica în mod fals conținutul de proteine prin metoda Kjeldahl (Figura 2). Primul pas al metodei Kjeldahl detectează nu numai azotul din proteine, ci și azotul în toți compușii organici cu azot, inclusiv melamina. În esență, azotul din test reacționează cu acidul sulfuric pentru a forma sulfat de amoniu. Se adaugă apoi cantități mici de hidroxid de sodiu, iar sarea de amoniu este convertită înapoi în amoniac. Amoniacul reacționează din nou cu acid sulfuric, iar acidul rămas este cuantificat prin adăugarea de carbonat de sodiu cu un indicator de pH metil portocaliu pentru a cuantifica cantitatea de sare de amoniu (Figura 2).

Metoda Kjeldahl, o metodă cantitativă universal utilizată pentru evaluarea conținutului de proteine din alimente.

Adăugarea a 1 g de melamină la 1 L de lapte crește în mod fals conținutul de proteine cu 0,4%. Când melamina este dizolvată la temperatura camerei, 3,1 g de melamină pot fi dizolvate în apă fără a forma precipitate, iar conținutul de proteine va crește în mod fals cu 1,2%. Acest lucru poate duce aproximativ la o supraestimare a conținutului de proteine din laptele lichid cu 30%. În cazul laptelui praf, cantitatea de melamină adăugată poate fi mai mare datorită solubilității sale mai mari la temperaturi mai ridicate atunci când se adaugă apă caldă.

METABOLISMUL LA ANIMALE

Melamina nu este metabolizată de animale și este eliminată rapid în urină. Mai mult de 90% din melamina ingerată este excretată în 24 de ore. Timpul de înjumătățire al excreției de melamină în studiile la animale a variat între 2,7 și 4,04 ore. 2,3 Nivelurile de melamină din sânge, ficat sau plasmă sunt similare. 2 Volumul de distribuție a melaminei la porci este de 0,61 ± 0,04 L/kg și nu este distribuit pe scară largă la majoritatea țesuturilor organelor. 3 Acest studiu la porci confirmă, de asemenea, că excreția melaminei se potrivește cel mai bine unui model cu un singur compartiment în care melamina are un timp de înjumătățire de 4,04 ± 0,37 h și un clearance renal de 0,11 ± 0,01 L/h pe kg (aproximativ 27 ml/min. ). 3

TOXICITATEA MELAMINEI

Studiile privind toxicitatea melaminei administrate pe cale orală la om sunt inexistente. Datele privind toxicitatea provin în principal din studii efectuate pe oi, pisică, câine, șoareci și șobolani. Toxicitatea poate fi clasificată ca acută sau cronică. Cea mai frecventă toxicitate este toxicitatea renală, care este, de asemenea, zona cea mai preocupată de nefrologi.

Toxicitate acută la animale

Melamina are o toxicitate acută scăzută; LD50, doza letală a unui compus care ar duce la moarte la 50% din animalele testate, pentru melamină la șobolani este de 3,161 g/kg corp greutate. 4 Toxicitatea cutanată acută la iepuri apare atunci când expunerea este> 1 g/kg corp greutate. 5

Contactul direct are ca rezultat iritarea pielii și iritarea ochilor, iar inhalarea provoacă iritarea căilor respiratorii. Ingerarea orală afectează tractul digestiv, prezentându-se ca greață, vărsături și diaree. 6

Toxicitatea renală acută este cel mai bine ilustrată de un studiu de ovine efectuat în 1953. 7 Când oile au fost hrănite cu o singură doză orală de 100 g de melamină, toate au murit până în a 11-a zi. Când s-a administrat o doză zilnică de 25 până la 50 g de melamină timp de 7 până la 9 zile, din nou toate oile au murit. Aceștia au prezentat insuficiență renală acută, cu creșterea nivelului de azot ureic și creatinină din sânge, urmată de oliguria care precede moartea. Examinările post-mortem au evidențiat cristale în tubulii renali, nefroză și cistită hemoragică. Când expunerea a fost redusă la 10 g/zi melamină timp de 16 până la 31 de zile, două treimi din oi au murit. Din nou, au experimentat pierderea poftei de mâncare, oliguria și creșterea nivelului de azot ureic și creatinină din sânge înainte de moartea lor. Analizele postmortem în aceste condiții au relevat, de asemenea, depunerea cristalelor în rinichi.

Toxicitatea cronică la animale

Expunerea pe termen lung la melamină reduce fertilitatea și are ca rezultat toxicitatea fetală în studiile pe animale. Descrierea clasică a modificărilor urinare legate de expunerea cronică la melamină datează din 1953, când Laboratoarele Hazleton au efectuat un experiment la câini hrănindu-le 3% (30.000 ppm) melamină în greutate în alimente timp de 1 an. Au fost observate modificări urinare distincte, inclusiv reducerea greutății specifice, creșteri ale debitului de urină, cristalurie melaminică și proteinurie cu hematurie microscopică. Cea mai frecvent raportată toxicitate renală cronică este formarea de calculi. Există incertitudine cu privire la faptul dacă melamina are ca rezultat leziuni cronice ale rinichilor, altele decât formarea agresivă a pietrei.

Formarea pietrei urinare

Majoritatea studiilor pe animale referitoare la expunerea subacută sau cronică la melamină relevă formarea de pietre. Incidența variază de la 5 la 100%, în funcție de doza de melamină, sex și cantitatea de aport de apă. 4.9 Compoziția pietrelor este fie o combinație de melamină și acid uric sau melamină într-o matrice de proteine, acid uric și fosfat. 10