La Toxicología Laboral es la ciencia
que se dedica al estudio de las acciones tóxicas producidas por los compuestos
químicos utilizados en la industria y que suelen penetrar en el hombre como
consecuencia de sus manipulaciones y usos.
En términos amplios, se entiende por
acción tóxica o toxicidad a la capacidad relativa de un compuesto para
ocasionar daños mediante efectos biológicos adversos, una vez ha alcanzado un
punto susceptible en el organismo.
Para el desarrollo de la Toxicología
Industrial y conocimiento de los efectos adversos que los contaminantes
químicos producen sobre los trabajadores, se utilizan tres procedimientos: la
experiencia animal con extrapolación al hombre, la epidemiología y la analogía
química.
TOXICOCINETICA
Para que se dé una intoxicación
sistemática es necesario un medio de transporte del tóxico, este medio
normalmente es la sangre. Una vez que el tóxico se introduce en el flujo
sanguíneo, éste circula alcanzando la zona en la que ejerce su acción.
Posteriormente se deposita o se
eliminará, transformándose mediante reacciones metabólicas.
Podemos considerar, secuencialmente,
el movimiento del tóxico en el interior del organismo (cinética) de la
siguiente forma: Absorción, Distribución, Localización, Acumulación o Fijación
y Eliminación.
La
Absorción
consiste en el paso del tóxico al sistema circulatorio, para lo que tendrá que
atravesar, en todo caso, algún tipo de membrana biológica, por ejemplo: la
membrana alveolar. La membrana de la célula está formada por tres capas. Cada
una de estas capas tiene un espesor de 25 A. Los dos estratos proteicos son
responsables de la elasticidad, resistencia y de la hidrofilia, y estos van a
estar en contacto con los medios acuosos del exterior y del interior de la
célula. La capa intermedia lipídica es bimolecular y constituye el esqueleto
principal. Esta estructura va a regular el paso de los tóxicos a través de
ella. La córnea lipoide va a favorecer el paso de sustancias liposolubles, es
decir, neutras, pero la fuerte carga eléctrica de la membrana entorpece el paso
de sustancias ionizadas.
Los mecanismos por los que un tóxico
puede atravesar la membrana serán: por difusión simple, por filtración, o bien
mediante transporte activo. En este último caso se requiere aporte de energía,
que proporciona la propia célula.
Por difusión sólo pueden penetrar
moléculas neutras, y su velocidad depende del coeficiente de partición
lípido/agua, o sea, la relación de las solubilidades del tóxico en esos medios,
y la diferencia de concentraciones de tóxico en ambos lados de la membrana.
Hay una forma de absorción que es la
difusión catalizada, la cual requiere la presencia en la membrana celular de un
portador, que puede combinarse con la sustancia tóxica y moverse con libertad a
través de la membrana. Dado que es una forma de difusión, el traslado se
efectuará siempre hacia valores más bajos de un grandiente electroquímico.
Este tipo de uniones es específico,
los portadores sólo se unen a un mínimo limitado de sustancias de estructura
química semejante. Estas sustancias pueden competir entre sí por el portador y
causar inhibición.
Por filtración pueden penetrar
pequeños aniones a través de los poros que tienen ciertas células, debido a las
agrupaciones de cargas positivas, que a la vez impiden el paso de los cationes.
El transporte activo, que permite el
paso de sustancias cargadas eléctricamente, se produce sólo con la ayuda de
enzimas específicas y con el empleo de energía, proporcionada ésta por el ATP
que proviene de los procesos de fosforilización oxidativa que continuamente
tiene lugar en el interior de la célula. La enzima portadora se une al tóxico a
transportar, modifica su estructura de forma que facilita su paso por la
membrana y una vez dentro de la célula el complejo se desdobla y el ciclo se
renueva.
Absorción
por la piel
Los anexos de la piel, glándulas,
pelos, etc., así como las zonas deterioradas de la piel, modifican
importantemente su capacidad de absorción con respecto a la capacidad
transepidérmica.
Absorción
por vía digestiva
En este caso, los compuestos
liposolubles se absorberán fácilmente y los ionizados estarán influidos por los
cambios de pH del tracto digestivo. Los estados de ionización de las moléculas
variarán en función del pH y, como consecuencia, su mayor o menor facilidad
para la absorción. En el estómago y en el intestino delgado existen
"portadores" especializados para la absorción de iones metálicos.
Absorción
por vía respiratoria
La vía inhalatoria constituye la vía
de absorción más importante en Higiene Industrial, por su facilidad de
penetración y por su gran superficie de intercambio.
Los gases y vapores liposolubles
llegan al volumen alveolar y se diluyen en el aire ya presente; la absorción se
produce por difusión y dependerá de la concentración del tóxico en el volumen
alveolar, del coeficiente de difusión a través de la membrana alveolar y del
coeficiente de partición entre el aire y la sangre.
La concentración alveolar irá en
función de la concentración ambiental del tóxico y del tiempo de exposición. El
coeficiente de partición dependerá de la solubilidad del tóxico en los lípidos
plasmáticos, su capacidad de ligarse a las proteínas plasmáticas y su solubilidad
en las membranas tisulares.
Distribución: Cuando el
tóxico ha pasado a la sangre, ésta lo difunde por todo el cuerpo. La
incorporación a la sangre puede realizarse por simple disolución o mediante una
fijación a las proteínas o a las células sanguíneas. La rapidez de difusión del
tóxico depende principalmente de la modalidad de esta incorporación a la sangre,
así como de la vía de penetración seguida.
Acumulación: Los
productos tóxicos distribuidos por la sangre a todo el organismo pueden fijarse
en aquellos órganos por los que tengan más afinidad. Los órganos más afectados
suelen ser los más vascularizados o los que poseen una constitución rica en
lípidos. Cuando la fijación no origina un efecto local, constituye un proceso
de acumulación, que es capaz de prolongar los efectos del tóxico, tras cesar la
exposición, debido a la liberación progresiva del producto acumulado.
Metabolismo: Los
compuestos químicos pueden ser alterados por su interacción con el organismo.
Esta acción metabólica tiende a transformar las moléculas del compuesto en
productos más solubles en agua en el plasma sanguíneo para facilitar su eliminación.
Este proceso significa una
detoxificación, excepto en algunos casos en que la primera etapa del
metabolismo origina un producto más tóxico que el de partida.
Eliminación: Los tóxicos
absorbidos pueden ser eliminados del organismo por diversas rutas en función de
varios factores.
Los productos volátiles son eliminados
en parte por vía respiratoria, en un proceso contrario al de su absorción. La
mayoría de los compuestos se eliminan en gran proporción por la orina, ya sea
inalterados o como productos de su metabolización.
Algunos tóxicos son eliminados por la
bilis, en cuyo caso pueden ser reabsorbidos por el intestino, prolongándose así
la intoxicación.
EXPOSICIÓN Y DOSIS.
La presencia de un contaminante en el
medio ambiente en el que se halla un individuo origina la exposición de éste al
contaminante en cuestión. La consecuencia de esta exposición (exposición
externa) es que cierta cantidad del contaminante podrá alcanzar o incorporarse
al organismo del trabajador, produciendo determinados efectos (intoxicación)
sobre el mismo
A la cantidad de tóxico que el
organismo absorbe (incorpora) se denomina dosis. Generalmente suele expresarse
en mg/Kg. de peso del sujeto. La intensidad del daño en el trabajador expuesto
a sustancias tóxicas es proporcional no obstante a una serie de factores, unos
propios de la naturaleza humana, otros característicos del contaminante como su
toxicidad, la velocidad de absorción del contaminante por el organismo,
concentración y tiempo de exposición.
Dado que los factores humanos, la
toxicidad y la velocidad de absorción son constantes para cada caso, podemos
decir que en una persona el concepto de exposición, como magnitud, integra dos
factores variables diferentes: la concentración o nivel de presencia del contaminante
en el medio y el tiempo o duración de la propia exposición. E = f (c,t)
EFECTOS
DE LOS TÓXICOS. TIPOS DE INTOXICACIONES
El efecto producido por un tóxico en
un organismo no es sólo función de la dosis que recibe, sino también de la
forma y del tiempo que tarda en administrarse esa dosis.
Se conocen tres intoxicaciones según
la velocidad de penetración en el organismo:
Intoxicación
aguda
Da lugar a una alteración grave del
organismo y se manifiesta en un periodo corto de tiempo. Para que se dé es
necesario una exposición aguda al tóxico y una absorciónrápida del mismo por
parte del organismo.
Intoxicación
subaguda
Presenta un grado inferior de gravedad
a la intoxicación aguda y sigue un curso subclínico, sin manifestaciones
aparentes hasta pasado un tiempo.
Intoxicación
crónica
El tóxico penetra en pequeñas dosis
repetidas durante un largo periodo de tiempo de la vida del sujeto.
CLASIFICACIÓN
DE LOS CONTAMINANTES QUÍMICOS
Hemos concretado el efecto tóxico ( o
intoxicación ) en la capacidad que tienen los compuestos químicos de producir
efectos biológicos adversos. En realidad no existen productos químicos inocuos.
Entre estos efectos se dan las siguientes dualidades, que se emplean como
sistema para clasificar los contaminantes químicos:
Locales
y generales
Los primeros aparecen en el lugar de
contacto del tóxico con el organismo y los segundos se manifiestan en puntos
apartados de dicho lugar.
Agudos
y crónicos
Responden a una distinción desde el
punto de vista clínico según la duración de la evolución de las
manifestaciones.
Reversibles
e irreversibles
Hace referencia a la posibilidad de
recuperación del estado normal tras la remisión de los cambios biológicos
producidos por el tóxico.
Acumulativos
y no acumulativos
Diferencia entre los tóxicos que
actúan por acumulación en el organismo, al ser eliminados muy lentamente, y
aquellos otros cuya eliminación es mucho más rápida, y que actúan cuando la
exposición es suficientemente intensa.
Estocásticos
(cuantales) y no estocásticos (graduados)
En el primer grupo, la posibilidad de
que se produzca el efecto aumenta con la dosis de tóxico recibida (ej.: los
cancerígenos). En el segundo, es la intensidad o gravedad del efecto la que
depende de la dosis (ej.: los corrosivos).
EFECTOS
DE LA EXPOSICIÓN
Por otro lado, los efectos pueden
deberse a la exposición a un solo producto o bien a una exposición combinada,
es decir, una exposición simultánea a una mezcla de substancias tóxicas. Así,
pueden presentarse tres tipos de efectos combinados:
– Independientes:
cada uno de los tóxicos concurrentes produce un efecto distinto a través de un
modo de acción diferente.
– Sinérgicos:
el efecto combinado es mayor que el de cada uno de los componentes de la
mezcla. A su vez, los efectos sinérgicos pueden ser de dos clases:
a) aditivos, cuando la magnitud del
efecto combinado es igual a la suma de los efectos producidos separadamente por
cada uno de los tóxicos.
b) potenciales, cuando el efecto
combinado es más que aditivo.
–
Antagónicos:
el efecto combinado es inferior al aditivo.
RELACIONES
DOSIS-EFECTO Y DOSIS-RESPUESTA
Se denomina relación dosis-efecto a la
correspondencia entre la dosis de exposición y la magnitud de un efecto
específico en un individuo determinado, y se entiende por relación dosis-respuesta
a la correspondencia entre la dosis de exposición y la proporción de
individuos, dentro de un grupo definido de sujetos, que presenta un efecto
específico con una magnitud determinada.
Ambas
relaciones pueden representarse de modo gráfico.
El conocimiento completo de estas
relaciones permite la determinación de la dosis máxima con la que no se observa
respuesta en condiciones definidas, es decir, el nivel umbral de respuesta, de evidente
interés en Prevención.
EVALUACIÓN
DE LA TOXICIDAD
Para determinar la toxicidad de una
substancia nos hemos de asegurar en primer lugar de su grado de pureza y, si se
trata de un producto mezcla de varios compuestos, cuales son estos y la
proporción exacta en que se encuentran.
Una vez conocida la composición y
concentración, así como sus propiedades y constantes fisico-químicas, se
procede a determinar varios parámetros a fin de fijar el potencial tóxico del
mismo. El más usual y útil es el cálculo de la toxicidad aguda, para lo cual se
calculan las llamadas dosis efectiva 50 (DE5O) y la dosis letal 50 (DL50), sea
cuál sea la vía de entrada del tóxico en el organismo, excepto para la vía
respiratoria, para la que se utiliza la concentración efectiva 50 (CE50) y la
concentración letal 50 (CL50).
Para el cálculo de la DE50 o la DL50
se administra a lotes de animales (ratas, cobayas...) por la vía que se desee
estudiar en dosis progresivas el compuesto a investigar y se van observando los
efectos producidos. Las dosis se expresan en mg/kg. de peso del animal.
Así, se llega a calcular la dosis que
afecta al 50% de los animales del lote, o sea, la DE50. Si el efecto estudiado
es la muerte, se determina la DL50
NIVELES
ADMISIBLES DE EXPOSICIÓN
Desde el punto de vista de la
prevención de riesgos laborales, los índices señalados no son de gran utilidad
práctica, ya que no permiten deducir unos niveles admisibles de exposición.
Para establecer unas adecuadas medidas
preventivas seria preciso conocer las relaciones dosis-efecto y dosis-respuesta
de cada posible contaminante, principalmente en el punto referente a valores
umbral de respuesta, para poder deducir los niveles máximos de concentración
ambiental que no producen efectos nocivos ni desagradables bajo una exposición
crónica. El conocimiento de estas relaciones no siempre es fácil, por lo que
los niveles indicados deben establecerse en función de toda la información disponible,
sea toxicológica, epidemiológica o clínica.
VALORACIÓN
BIOLÓGICA
De entre todas las técnicas propuestas
para el control de la enfermedad profesional, una de las más importantes es,
sin duda, aquella que analiza al individuo considerándolo muestreador de su
propio puesto de trabajo.
Independientemente del elevado grado
de calidad que hoy día se consigue en la evaluación de la concentración de los
contaminantes químicos en ambientes industriales, que duda cabe que la última
respuesta a la pregunta referente a cómo se absorbió y actuó sobre el organismo
un determinado tóxico, debe basarse por un lado en el análisis cuantitativo de
dicho tóxico y/o sus metabolitos en aire expirado, fluidos biológicos, tejidos,
etc., y por otro, en la magnitud del efecto generado sobre el organismo.
Una forma de predecir la respuesta
humana a un determinado tóxico es la experiencia previa con animales, ya que la
experiencia con personas es el último test toxicológico que se debe hacer. De
todas formas, los limites tolerables de exposición humana solo se pueden
establecer a partir de datos de experiencias con personas, ya que,
desgraciadamente, no existen factores matemáticos, que aplicados a los
resultados obtenidos con animales, puedan valer para el hombre.
Tampoco, a veces, son parecidos los
metabolismos del xenobiótico en animales
y en el hombre. Sin embargo, las respuestas en animales pueden orientar
bastante, tanto en el grado de aproximado de toxicidad como en el tipo de
órgano o tejido elegido por el tóxico.
Por último, y dada la variedad de
respuesta del organismo en función del tipo deindividuo, se hace preciso la
elección de grupos suficientemente grandes. Solo así si podrán descubrir las
respuestas de la mayoría de los individuos, quedando marginados tanto aquellos
que se afectan por cantidades excesivamente pequeña de tóxico, como en aquellos
que pueden soportar concentraciones más altas que el término medio.
IMPORTANCIA
DE LAS VÍAS DE ENTRADA Y TIPOS DE MUESTRAS BIOLÓGICAS
La consideración más importante que
hay que tener en cuenta en un control de exposición es la valoración de la
contribución relativa de las tres vías de entrada al organismo ( respiratoria,
dérmica y digestiva ), ya que es de vital importancia determinar en la fase de
investigación más temprana posible, cómo se absorbe el tóxico objeto del estudio.
Normalmente, la ruta digestiva es de
poca importancia si se han establecido buenas medidas de higiene personal,
aunque no debe ignorarse la entrada por dicha vía del polvo recogido tanto en
la región nasofaríngea como en los cilios bronquiales.
CUESTIONARIO
(En grupos)
1) Explique con sus propias palabras
que entiende por toxicología laboral
2) Explique cada uno de los pasos que
sigue un toxico al entrar al organismo.
3) Qué relación existe entre
exposición y dosis? Explique mediante un ejemplo.
4) Mencione y explique con sus propias
palabras los tipos de intoxicaciones. Qué acciones se deberían de seguir en
cada uno de los casos?
5) Explique con sus propias palabras
las formas en que se realiza la evaluación de la toxicidad.
6) Realice un mapa conceptual del
documento.
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