Il blu di metilene , comunemente noto come cloruro di metiltioninio , è un colorante tiazina utilizzato per vari scopi, sia in campo medico che non medico. In medicina, due dei suoi usi approvati sono il trattamento della metaemoglobinemia ed è stato utilizzato anche per curare l'avvelenamento da cianuro.
In questo articolo esploreremo come il blu di metilene viene utilizzato nel trattamento dell'avvelenamento da cianuro.
Cos'è l'avvelenamento da cianuro?
Il cianuro è una sostanza chimica tossica che si può trovare in varie forme. Il cianuro si può trovare in due forme: come gas incolore (cloruro di cianogeno (CNCl) o cianuro di idrogeno (HCN)) o come cristallo (cianuro di potassio (KCN) o cianuro di sodio (NaCN).
L'odore del cianuro è stato descritto come "mandorla amara", ma non sempre produce un odore e non tutti riescono a percepirlo. Tra gli alimenti e le piante che lo producono naturalmente ci sono la manioca, i fagioli e le mandorle. Ad esempio, albicocche, mele e pesche contengono nei loro noccioli e semi quantità considerevoli di sostanze chimiche che possono essere convertite in cianuro. Nelle parti commestibili di queste piante, queste sostanze chimiche si trovano in quantità molto più piccole.
La gravità dell'avvelenamento da cianuro è determinata dalla quantità di cianuro a cui una persona è esposta, dalla modalità di esposizione e dalla durata dell'esposizione. L'inalazione di gas cianuro provoca i danni più gravi. Il gas cianuro è particolarmente pericoloso negli spazi confinati perché può rimanere intrappolato. Impedisce alle cellule del corpo di utilizzare l'ossigeno. Provoca l'interruzione delle funzioni delle cellule, che alla fine muoiono. Poiché il cervello e il cuore hanno bisogno di ossigeno per funzionare, il cianuro è più dannoso per loro che per altri organi.
I cianuri sono molto velenosi. Inibiscono la citocromo c ossidasi (enzima), che si trova nella membrana dei mitocondri negli eucarioti e funge da quarto complesso nella catena di trasporto degli elettroni (ETC). Si lega fortemente al ferro presente in questa proteina. Quando il cianuro interagisce con questo enzima, inibisce il trasporto di elettroni dal citocromo c all'ossigeno. Di conseguenza, la catena di trasporto degli elettroni viene interrotta e la cellula non è più in grado di produrre ATP in modo aerobico per fornire energia. I tessuti che dipendono dalla respirazione aerobica, come il sistema nervoso centrale e il cuore, sono particolarmente vulnerabili. Questo sintomo è indicativo di ipossia istotossica .
In che modo il blu di metilene cura l'avvelenamento da cianuro?
Sono state condotte numerose ricerche per verificare il meccanismo e l'efficacia del blu di metilene USP contro l'avvelenamento da cianuro. Dalla ricerca possiamo concludere che il blu di metilene aiuta a stimolare la respirazione, ripristina lo stato di ossidoriduzione e l'attività del canale Ca2+.
Stimola la respirazione
Nell'articolo di ricerca, Methylene Blue as an Antidote for Cyanide Poisoning scritto da PJ Hanzlik, è stato menzionato che l'efficacia del blu di metilene nel trattamento dell'avvelenamento da cianuro è stata dimostrata per la prima volta nel 1926 ed è stata significativamente stabilita nel 1930. Si sosteneva che il blu di metilene stimolasse la respirazione dopo che era stata soppressa a causa dell'esposizione al cianuro di sodio al punto da consentire a un animale di sopravvivere a una dose altrimenti fatale di cianuro. L'effetto di una tale dose di cianuro è stato notevolmente ridotto. L'animale sopravviveva se il blu di metilene, 10 MGM per chilogrammo, veniva iniettato nella vena femorale 10 minuti prima o non più di 2 minuti dopo il cianuro.
Ripristina il normale stato di ossidoriduzione e l'attività del canale Ca2+
In un altro articolo di ricerca, Methylene Blue Counteracts Cyanide Cardiotoxicity: Cellular Mechanisms , scritto da Joseph Y. Cheung, si afferma che l'avvelenamento da cianuro causato dall'esposizione industriale, dall'inalazione di fumo o dal bioterrorismo provoca uno shock cardiogeno e necessita di un antidoto immediato. Solitamente i livelli di ATP rimangono normali nelle prime fasi dell'esposizione al cianuro. Tuttavia, la contrattilità dei miociti diminuisce a causa di cambiamenti nell'omeostasi del Ca2+ provocati da cambiamenti nell'ambiente di ossidoriduzione dei canali ionici. Il blu di metilene riduce la tossicità del cianuro ripristinando il normale stato di ossidoriduzione e l'attività del canale Ca2+.
Sono stati utilizzati miociti cardiaci di topi adulti per studiare i processi biologici attraverso i quali il blu di metilene aumenta la contrattilità dei miociti e riduce le aritmie cardiache dopo l'esposizione al cianuro. Sono stati testati la contrazione dei miociti e la concentrazione di calcio intracellulare, le ampiezze transitorie, il potenziale d'azione, le correnti di K+ attivate dalla depolarizzazione, i livelli di ATP cellulare, il potenziale della membrana mitocondriale e i livelli di superossido per vedere se fossero interessati. Nel tentativo di ricreare uno scenario terapeuticamente rilevante, sono state riprodotte tre circostanze sperimentali critiche che si verificano in vivo. In primo luogo, ai miociti è stato somministrato NaCN a dosi paragonabili all'avvelenamento in vivo, che poteva essere invertito con antidoti standard, limitando l'esposizione dei miociti all'elevato intervallo micromolare di NaCN. In secondo luogo, studi precedenti sulla tossicità del CN hanno utilizzato impostazioni di restrizione della glicolisi per ottenere un blocco metabolico completo.
Sono stati condotti molti altri tipi di ricerche per verificare se il blu di metilene (MB) possa contrastare direttamente la tossicità neurologica di un sovradosaggio letale di cianuro (CN).
Ripristina la pressione sanguigna, la contrattilità cardiaca e limita il deficit di O2
Un articolo intitolato " Rivedere gli effetti fisiologici del blu di metilene come trattamento per l'avvelenamento da cianuro", scritto da Philippe Haouzi e altri, esamina uno studio condotto su ratti Sprague-Dawley maschi adulti e cellule epiteliali HEK293T. Tutti i ratti hanno ricevuto un'infusione letale di una soluzione di KCN (0,75 mg/kg/min) e sono stati trattati con soluzione salina o MB, alla dose di 20 mg/kg. Si è scoperto che gli animali trattati con MB 20 mg/kg erano in grado di sopravvivere poiché il trattamento ripristinava la pressione sanguigna, la contrattilità cardiaca e il deficit limitato di O2 senza alcuna metaemoglobinemia significativa.
Nelle colture primarie di neuroni fetali umani intossicati con cianuro, il blu di metilene ha ripristinato la depolarizzazione del potenziale di membrana a riposo e la depressione del potenziale d'azione indotta da NaCN. Nella linea cellulare di neuroblastoma umano SH-SY5Y intossicata con cianuro, il blu di metilene ha ripristinato l'omeostasi del calcio. Si è scoperto che il blu di metilene riduce significativamente la neurotossicità del cianuro in modo dose-dipendente, prevenendo la depressione letale dei neuroni respiratori e la morte.
I risultati sopra esposti ci hanno portato a considerare il possibile ruolo del blu di metilene nel trattamento dell'avvelenamento da cianuro. I meccanismi delle proprietà del blu di metilene come antidoto contro l'avvelenamento da cianuro non possono essere spiegati dalla produzione di cianmetemoglobinemia; Piuttosto, i suoi potenziali effetti sulla salute sembrano essere correlati alle caratteristiche distintive di questo colorante redox che, a seconda della dose, può talvolta contrastare direttamente alcuni dei rischi di depressione metabolica del cianuro a livello molecolare.
