tema 3. factores de riesgo (2): efectos sobre la salud de los

Introducción
TEMA 3. FACTORES DE
RIESGO (2): EFECTOS
SOBRE LA SALUD DE LOS
PRODUCTOS QUÍMICOS
Tipos de exposición a productos químicos:
!Agudas. Concentraciones elevadas. Accidentales.
!Crónicas. Concentraciones bajas. Patrón de exposición fundamental.
Efectos de la exposición crónica. Dependen de:
!Tipo de contaminante
!Condiciones de la exposición
!Características de individuo
Modelo de interpretación: la respuesta del organismo está en función de la
concentración de la sustancia en el órgano diana (dosis activa) siendo ésta a su
vez función de la concentración ambiental (dosis disponible).
Factores que condicionan la respuesta del organismo
Propiedades físicoquímicas de la sustancia
1.
2.
3.
Fisicoquímicos:
" Generales: punto de fusión, punto de ebullición, presiónde vapor,
constante de disociación (pKa), coeficiente de partición de Nernst
(P), energía de activación, calor de reacción, potencial de reducción,
etc.
" Eléctricos: potencial de ionización, constante dieléctrica, momento
dipolar, coeficiente masa/carga, etc.
" Quimicocuánticos: carga atómica, energía de enlace, energía de
resonancia, densidad electrónica, reactividad molecular, etc.
Estéricos: volumen, forma y superficie de la molécula, forma de la
subestructura, reactividad molecular, etc.
Estructurales: número de enlaces, número de anillos (en compuestos
policíclicos), grado de ramificación, etc.
Polvos y aerosoles inhalados: influyen también el tamaño, la forma, la
superficie y la densidad de las partículas.
Modalidad de la interacción
!Concentración ambiental de la sustancia
!Duración de la exposición
!Vía de entrada
!Velocidad de penetración
Factores ambientales
!Temperatura
!Humedad
!Hora del día
!Asociación con otras sustancias
Factores biológicos
!Metabolismo de la sustancia (absorción, distribución, biotransformación
y excreción)
!Reactividad de los receptores
!Edad, sexo, y otros factores (alteraciones genéticas, enfermedades
intercurrentes, condiciones metabólicas especiales (embarazo), estado
nutricional, grado de hidratación etc.
Toxicocinética: ruta de los tóxicos en el organismo
El proceso de penetración de un tóxico puede dividirse en tres fases:
Entrada y absorción de los tóxicos
1.
2.
3.
La fase de exposición, que comprende todos los procesos que se producen
entre diversos tóxicos y/o la influencia que tienen sobre ellos los factores
ambientales (luz, temperatura, humedad, etc.). Los tóxicos pueden sufrir
transformaciones químicas, degradación, biodegradación (por
microorganismos) y desintegración.
La fase toxicocinética, que comprende la absorción de los tóxicos en el
organismo y todos los procesos subsiguientes: transporte por los fluidos
corporales, distribución y acumulación en tejidos y órganos,
biotransformación en metabolitos y eliminación del organismo
(excreción) de los tóxicos y/o metabolitos.
Existen tres vías de entrada principales:
!A través del tracto respiratorio, por inhalación de aire contaminado.
!A través del tracto gastrointestinal, por ingestión de comida y bebida
contaminadas.
!A través de la piel, por penetración dérmica, también llamada
percutánea.
La fase toxicodinámica, que se refiere a la interacción de los tóxicos
(moléculas, iones, coloides) con lugares de acción específicos en las
células o dentro de ellas —receptores—, con el resultado último de un
efecto tóxico.
Vía respiratoria
Vía cutánea
El TR puede dividirse en tres compartimientos:
!La parte superior o compartimiento
nasofaríngeo (NF)
!El árbol traqueobronquial (TB)
!El compartimiento pulmonar (P)
Absorción de tóxicos:
!Tóxicos hidrófilos: NF
!Tóxicos lipófilos: parcial en NF y TB,
mayoritariamente en P
!Gases: P
!Partículas: cuanto más pequeñas
mayor es la penetración
La piel consta de:
!Epidermis
!Dermis
!hipodermis
Mecanismos de absorción
!Absorción transepidérmica: sustancias lipófilas
!Absorción transfolicular
!Absorción a través de los conductos de las glándulas sudoríparas
!Absorción a través de la piel cuando ésta sufre lesiones mecánicas,
térmicas o químicas o por enfermedades cutáneas
Vía digestiva
Morfología: capa mucosa (epitelio) bajo la cual hay tejido conectivo y después
una red de capilares y músculo liso.
Factores que influyen en la
velocidad de absorción de
tóxicos:
!Propiedades fisicoquímicas
!La cantidad de alimentos
!El tiempo de permanencia
!La superficie de absorción
!El pH local
!El peristaltismo y el flujo
sanguíneo
!Las secreciones gástricas
!La exposición combinada a
otros tóxicos
!La presencia de agentes
complejantes/quelantes
!La acción de la microflora
Distribución
Tras ser absorbidos por alguna de esas vías de entrada, los tóxicos llegan a:
!la sangre
" plasma: proteínas, ácidos orgánicos, etc
" componentes celulares: eritrocitos, leucocitos, etc
!la linfa
!otros fluidos corporales
Tóxicos:
!Moléculas
!Iones
!coloides
Se transportan libres o se unen física o
químicamente con:
!Eritrocitos
!Proteínas
!Ácidos orgánicos
!Otros componentes
Acumulación
Los órganos se clasifican según el grado de perfusión sanguínea en
!Órganos internos
!Piel y músculos
!Tejidos adiposos
!Tejidos conectivos y huesos
Perfusión
Transporte
!Los tóxicos solubles en los fluidos corporales se distribuyen de manera
uniforme en función del contenido de agua de los compartimentos
!Los tóxicos lipófilos, presentan una fuerte afinidad por los órganos y tejidos
que son ricos en lípidos (SNC y tejido graso y adiposo respectivamente)
Equilibrio (Concentración y permanencia en el tejido)
Tóxicos:
!Hidrófilos: se almacenan en órganos con alto contenido en agua
!Lipófilos: se almacenan en órganos con alto contenido en lípidos
Barreras:
!barrera hematoencefálica (o cerebroespinal)
!barrera placentaria
!barrera histohematológica
!Los tóxicos que forman partículas coloidales son atrapados por células
especializadas del sistema reticuloendotelial (SRE) de los órganos y tejidos
!Los tóxicos como los cationes divalentes presentan una fuerte afinidad por
los huesos y el tejido conectivo (elementos osteotrópicos o “buscadores de
hueso”)
Biotransformación
Excreción
Proceso que lleva a una conversión metabólica de los compuestos extraños
(xenobióticos). El metabolismo convierte los xenobióticos liposolubles en
grandes metabolitos hidrosolubles que pueden excretarse con facilidad.
Ingestión: vena porta
Inhalación: circulación general
Salida del organismo de una sustancia y de sus productos de
biotransformación.
Depende de la ruta de entrada (adsorción/desorción en el pulmón, transporte
por la sangre...)
Hígado (oxidación)
Los principales medios para excretar las sustancias son:
Otros órganos:
Pulmón, riñón, bacterias
intestinales
Activación metabólica: la biotransformación puede también inducir
toxicidad
Efectos de los tóxicos sobre el organismo
!Aire expirado por el pulmón
!Excreción renal
!Saliva
!Sudor
!Leche
!Pelo
Relaciones Dosis-Efecto y Dosis-Respuesta
Criterios de clasificación
Tiempo que media entre la exposición y la aparición de los efectos:
!Agudos
!Crónicos
Actividad (biológica, farmacológica, etc) de una sustancia: se relaciona de
forma cuantitativa la exposición (dosis) con el efecto (intensidad o número de
individuos afectados)
Evolución de los efectos:
!Reversibles
!Irreversibles
La relación dosis-efecto es la relación
entre la dosis y el efecto a nivel
individual.
Lugar de acción del tóxico:
!Locales
!Sistémicos
Hay algunos efectos tóxicos, como la
muerte o el cáncer, que no tienen
grados, sino que son efectos “de todo
o nada”.
Curva de dosis-efecto.
Proporcionalidad o no entre la exposición y el efecto:
!Graduados
!No graduados
Valores Límite Ambientales (VLA)
La relación dosis-respuesta
es la relación entre la dosis y
el porcentaje de individuos
que
presentan
un
determinado efecto.
Curva dosis-respuesta.
El NOEL (NOAEL) es el nivel sin efecto (adverso) observado, o la dosis más
alta que no produce efecto tóxico.
El LOEL es la mínima dosis efectiva observada en una curva de dosisrespuesta, (es decir, la dosis mínima) que produce un efecto.
La DL50 (dosis letal) es la dosis que produce una mortalidad del 50 % en
una población animal. Medida de la toxicidad aguda de las sustancias
químicas.
No hay una correlación necesaria entre la toxicidad aguda y la toxicidad
crónica.
Exposición diaria (ED)
Es la concentración media del agente químico en la zona de respiración del
trabajador medida, o calculada de forma ponderada con respecto al tiempo,
para la jornada laboral real y referida a una jornada estándar de 8 horas diarias.
ED =
∑c t
VLAmg =
m3
(VLA ppm )·( MW gramos )
24.04
Valor Límite Ambiental-Exposición Diaria (VLA-ED)
Es el valor de referencia para la Exposición Diaria (ED).
De esta manera los VLA-ED representan condiciones a las cuales se cree,
basándose en los conocimientos actuales, que la mayoría de los trabajadores
pueden estar expuestos 8 horas diarias y 40 horas semanales durante toda su
vida laboral, sin sufrir efectos adversos para su salud.
i i
8
Exposición de corta duración (EC)
Es la concentración media del agente químico en la zona de respiración del
trabajador, medida o calculada para cualquier período de 15 minutos a lo
largo de la jornada laboral.
EC =
Son valores de referencia para las concentraciones de los agentes químicos en
el aire, y representan condiciones a las cuales se cree, basándose en los
conocimientos actuales, que la mayoría de los trabajadores pueden estar
expuestos día tras día, durante toda su vida laboral, sin sufrir efectos adversos
para su salud.
Sirven exclusivamente para la evaluación y el control de los riesgos por
inhalación de los agentes químicos incluidos en la lista de valores.
El valor límite para los gases y vapores se establece originalmente en ml/m3
(ppm), pudiendo también expresarse en mg/m3 .
∑c t
i i
15
Valor Límite Ambiental-Exposición de Corta Duración (VLA-EC)
Es el valor de referencia para la Exposición de Corta Duración (EC).
El VLA-EC no debe ser superado por ninguna EC a lo largo de la jornada
laboral.
Para aquellos agentes químicos que tienen efectos agudos reconocidos pero
cuyos principales efectos tóxicos son de naturaleza crónica, el VLA-EC
constituye un complemento del VLA-ED y, por tanto, la exposición a estos
agentes habrá de valorarse en relación con ambos límites.
En cambio, a los agentes químicos de efectos principalmente agudos como, por
ejemplo, los gases irritantes, sólo se les asigna para su valoración un VLA-EC.
Valores Límite Biológicos (VLB)
Son los valores de referencia para los Indicadores Biológicos asociados a la
exposición global a los agentes químicos. Los VLB son aplicables para
exposiciones profesionales de 8 horas diarias durante 5 días a la semana.
En general, los VLB representan los niveles más probables de los Indicadores
Biológicos en trabajadores sanos sometidos a una exposición global a agentes
químicos, equivalente, en términos de dosis absorbida, a una exposición
exclusivamente por inhalación del orden del VLA-ED.
Ejemplo de VLA y VLB
LÍMITES DE EXPOSICIÓN PROFESIONAL
PARA AGENTES QUÍMICOS EN ESPAÑA 2004
LÍMITES ADOPTADOS
EINECS
202-851-5
Alteraciones Producidas por la Acción Tóxica
!Lesiones irritativas y de tipo alérgico (piel, mucosas, pulmones)
!Cancerígenos y mutágenos
!Tóxicos para la reproducción
!Otras alteraciones:
#Neurotoxicidad
#Intolerancia ambiental idiopática
#Efecto antabús
100-42-5
AGENTE QUÍMICO
VLA-ED
ppm
mg/m
20
86
Estireno (monómero)
VLA-EC
3
ppm
mg/m
40
172
NOTAS
FRASES
R
VLB, ae
10-2036/38
3
LÍMITES DE EXPOSICIÓN PROFESIONAL
PARA AGENTES QUÍMICOS EN ESPAÑA 2004
CAS
Cuando la medida, en un trabajador, de un determinado indicador biológico
supere el VLB correspondiente no debe deducirse, sin mayor análisis, que ese
trabajador esté sometido a una exposición excesiva, ya que las diferencias
individuales, biológicas o de conducta, tanto fuera como dentro del ámbito
laboral, constituyen fuentes de inconsistencia entre los resultados del control
ambiental y los del control biológico.
CAS
100-42-5
AGENTE QUÍMICO
Estireno
INDICADOR
BIOLÓGICO (IB)
VLB
MOMENTO
DE
MUESTREO
NOTAS
FRASES R
Ácido mandélico más
Ácido fenilglioxílico en
orina
600 mg/g
creatinina
Final de la
semana
laboral (1)
I
10-20-36/38
Los valores oficiales según la legislación española de VLA y VLB para
las sustancias químicas potencialmente peligrosas están disponibles en la
página http://www.mtas.es/insht/practice/vlas.htm
Clasificación de las sustancias químicas según sus propiedades
toxicológicas
!Muy tóxicas
!Tóxicas
!Nocivas
!Corrosivas
!Irritantes
!Sensibilizantes
Clasificación de las sustancias químicas según sus efectos
específicos sobre la salud humana
!Carcinogénicas
!Mutagénicas
!Tóxicas para la reproducción
Criterios de Clasificación en cada Categoría
CRITERIOS DE TOXICIDAD BASADOS EN LA TOXICIDAD AGUDA
DL50 ORAL
RATA (mg/kg)
CATEGORÍA
DL50 CUTÁNEA
RATA O CONEJO
(mg/kg)
CL50 INHALATORIA RATA (mg/L/4 horas)
Aerosoles o
Partículas
Gases o Vapores
≤ 25
≤ 50
≤ 0.25
≤ 0.50
TOXICOS
25-200
50-400
0.25-1
0.5-2
NOCIVOS
200-2000
400-2000
1-5
2-20
MUY TOXICOS
DL50: dosis letal media; CL50: concentración letal media
Criterios para Sustancias Sensibilizantes
! Sensibilización por inhalación:
# Si hay pruebas de que dichas sustancias o preparados pueden
provocar hipersensibilidad respiratoria específica.
# Si hay resultados positivos de ensayos adecuados con animales
# Si la sustancia es un isocianato, a no ser que haya pruebas de que
ese isocianato concreto no causa hipersensibilidad respiratoria
específica
! Sensibilización por contacto cutáneo
! si la experiencia práctica demuestra que la sustancia o preparado es
capaz de inducir sensibilización por contacto con la piel en un
número significativo de personas
! si hay resultados positivos en ensayos adecuados con animales
!
Urticaria inmunológica de contacto
Criterios para Sustancias Corrosivas
!Se considera que una sustancia o un preparado son corrosivos si, al
aplicarlos sobre la piel intacta y sana de un animal, destruyen los tejidos en
todo el espesor de la piel de al menos un animal, durante el ensayo de
irritación cutánea (3 minutos: quemaduras graves; 4 horas: quemaduras).
!Una sustancia o preparado también se considerará corrosivo si dicho
resultado fuera previsible, por ejemplo, tratándose de reacciones
fuertemente alcalinas o ácidas (pH demostrado inferior o igual a 2 o bien
superior o igual a 11,5).
Criterios para Sustancias Irritantes
! Inflamación de la piel: sustancias y preparados que producen una
inflamación cutánea importante, la cual persiste al menos 24 horas tras
un período de exposición que no sobrepase las cuatro horas.
! Lesiones oculares: sustancias y preparados que, al aplicarse al ojo del
animal, producen importantes lesiones oculares que aparecen en el
plazo de 72 horas tras la exposición y que persisten durante al menos
24 horas.
! Irritación del Aparato Respiratorio: sustancias y preparados que pueden
producir una irritación grave del aparato respiratorio
Criterios para Sustancias Carcinogénicas
Primera categoría
Sustancias que, se sabe, son carcinogénicas para el hombre. Se dispone de
elementos suficientes para establecer la existencia de una relación de
causa/efecto entre la exposición del hombre a tales sustancias y la aparición del
cáncer.
Segunda categoría
Sustancias que pueden considerarse como carcinogénicas para el hombre. Se
dispone de suficientes elementos para suponer que la exposición del hombre a
tales sustancias puede producir cáncer. Dicha presunción se fundamenta
generalmente en:
# estudios apropiados a largo plazo en animales
# otro tipo de información pertinente.
Tercera categoría
Sustancias cuyos posibles efectos carcinogénicos en el hombre son
preocupantes, pero de las que no se dispone de información suficiente para
realizar una evaluación satisfactoria. Hay algunas pruebas procedentes de
análisis con animales, pero que resultan insuficientes para incluirlas en la
segunda categoría.
Criterios para Sustancias Mutagénicas
Primera categoría
Sustancias que, se sabe, son mutagénicas para el hombre.
Se dispone de elementos suficientes para establecer la existencia de una
relación de causa-efecto entre la exposición del hombre a tales sustancias y la
aparición de alteraciones genéticas hereditarias.
Segunda categoría
Sustancias que pueden considerarse como mutagénicas para el hombre.
Se dispone de suficientes elementos para suponer que la exposición del hombre
a tales sustancias puede producir alteraciones genéticas hereditarias. Dicha
presunción se fundamenta generalmente en:
# estudios apropiados en animales
# otro tipo de información pertinente
Tercera categoría
Sustancias cuyos posibles efectos mutagénicos en el hombre son preocupantes.
Los resultados obtenidos en estudios de mutagénesis apropiados son
insuficientes para clasificar dichas sustancias en la segunda categoría.
Criterios para Sustancias Tóxicas para la Reproducción
Primera categoría:
Sustancias de las que se sabe que perjudican la fertilidad de los seres
humanos
Sustancias de las que se sabe producen toxicidad para el desarrollo de seres
humanos
Segunda categoría
Sustancias que deben considerarse como perjudiciales para la fertilidad de
los seres humanos
Sustancias que deben considerarse como tóxicos para el desarrollo de los
seres humanos
Tercera categoría
Sustancias preocupantes para la fertilidad humana
Sustancias preocupantes para los seres humanos por sus posibles efectos
tóxicos para el desarrollo
Los listados oficiales de carcinógenos, mutágenos y tóxicos para la
reproducción se encuentran en la parte 2 del anexo I del REAL DECRETO
1406/1989, de 10 Noviembre, por el que se impone limitaciones a la
comercialización y uso de ciertas sustancias y preparados peligrosos.
Bibliografía
El tema se encuentra desarrollado en las siguientes documentos (OIT, INSHT) y
en los siguientes textos legales:
1.
2.
3.
4.
Enciclopedia de la OIT, capítulo 33
Valores límite
Reglamento sobre Notificación de Sustancias Nuevas y Clasificación,
Envasado y Etiquetado de Sustancias Peligrosas
Anexo VI de dicho reglamento
Además, es posible encontrar información complementaria en las siguientes
notas técnicas de prevención (INSHT)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
NTP 65 Toxicología de compuestos de pirólisis y combustión
NTP 108 Criterios toxicológicos generales para los contaminantes
químicos toxicológicos generales para los contaminantes químicos
NTP 119 Cancerígenos químicos
NTP 159 Prevención del cáncer laboral
NTP 166 Dermatosis por agentes químicos prevención
NTP 269 Cancerígenos, mutágenos y teratógenos manipulación en el
laboratorio
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
NTP 277 Efecto antabús debido a la inhalación e substancias de origen
industrial
NTP 320 Umbrales olfativos y seguridad de sustancias químicas peligrosas
NTP 336 Absorción de sustancias químicas por la piel
NTP 352 Neurotoxicidad estudio de la visión cromática
NTP 353 Productos químicos carcinógenos sustancias y preparados
sometidos a la Directiva 90-394-CEE
NTP 441 Tóxicos para la reproducción masculina
NTP 465 Sustancias carcinogénicas criterios para su clasificación
NTP 487 Neurotoxicidad agentes neurotóxicos
NTP 514 Productos químicos carcinógenos sustancias y preparados
sometidos a la Directiva 90-394-CEE
NTP 542 Tóxicos para la reproducción femenina
NTP 557 Intolerancia ambiental idiopática (IAl) sensibilidad química
múltiple (SQM) y fenómenos asociados
Además, se puede encontrar información toxicológica oficial de sustancias
químicas en los siguientes portales de internet
1.
2.
3.
European Chemicals Bureau (ECB): http://ecb.jrc.it/
European Agency for Safety and Health at Work: http://europe.osha.eu.int/
European Union Occupational Safety and Health Good Practice:
http://europe.osha.eu.int/good_practice/
4. US Environmental Protection Agency: http://www.epa.gov/
5. Integrated Risk Information System (IRIS):
http://www.epa.gov/iris/subst/index.html
6. 10th Report on Carcinogens: http://ehp.niehs.nih.gov/roc/toc10.html
7. Food and Drug Administration: http://www.fda.gov/
8. International Labour Organization:
http://www.ilo.org/public/english/index.htm y
http://www.ilo.org/public/english/protection/safework/index.htm
9. The National Institute for Occupational Safety and Health:
http://www.cdc.gov/niosh/homepage.html
10. Occupational Safety and Health Administration: http://www.osha.gov/