TOXICOLOGÍA LABORAL

Introducción

La Toxicología puede definirse como el “estudio de las interacciones entre sustancias químicas y sistemas biológicos con el objetivo de determinar la capacidad de estas sustancias para producir efectos adversos en los organismos vivos, e investigar su naturaleza, incidencia, mecanismo de producción, factores influyentes y reversibilidad de dichos efectos adversos”*.

Estos efectos adversos se conocen con el nombre de efectos tóxicos y la probabilidad de que una sustancia produzca efectos tóxicos, riesgo.

El riesgo dependerá de la toxicidad de la sustancia (de lo venenosa que sea) y de las posibilidades de entrar en contacto con ella, que a su vez vendrán determinadas por las circunstancias de exposición asociadas con su uso, como la ubicación y concentración en el ambiente, duración y frecuencia de la exposición, sistemas de protección y por sus propiedades físico-químicas como volatilidad (inhalación), solubilidad (en el agua de consumo) o lipofilia (absorción por la piel).

El principal objetivo de la Toxicología Laboral es identificar y cuantificar los riesgos antes mencionados para precisar los niveles admisibles de exposición y las pertinentes medidas de intervención con el fin de prevenir efectos indeseables sobre la salud de los trabajadores.

Tipos de efectos tóxicos

Toxicidad local: el efecto tóxico de la sustancia se manifiesta en el primer lugar de contacto con el sistema biológico (ojos, piel, vías respiratorias,...).

Toxicidad sistemática: los efectos adversos se producen lejos del lugar de entrada del tóxico. Se sucede una absorción y distribución de la sustancia desde el lugar de contacto inicial hasta donde ejerce su acción tóxica. Los órganos normalmente afectados por este tipo de toxicidad son los pulmones, el hígado, el sistema nervioso central, los riñones, la piel y la médula ósea (sustancias neumotóxicas, hepatóxicas, neurotóxicas,...).

La mayoría de tóxicos ejercen este último tipo de toxicidad aunque algunas como la hidracina y el ácido fluorhídrico producen ambos.

Los mencionados efectos pueden derivarse de una única exposición o de una exposición múltiple (repetida). En función de esta exposición hablaremos de toxicidad aguda (gralte. inferior a 24 horas) y toxicidad crónica (durante un largo periodo de tiempo, habitualmente años). Lo más frecuente en el mundo laboral son las exposiciones prolongadas a pequeñas cantidades de tóxico.

Otro factor importante, además de la duración, es la frecuencia de exposición; ya que condiciona la eliminación del tóxico y reparación de las lesiones producidas.

Los efectos tóxicos se clasifican en temporales (reversibles) y permanentes (irreversibles). Esto quedará en función de la capacidad de regeneración del órgano afectado. También pueden manifestarse las efectos inmediatamente después de la exposición (inmediata) o presentarse después de un largo periodo de tiempo (retardada).

Finalmente, una respuesta anormalmente exagerada puede darse lugar en algunos individuos debido a su predisposición genética. Se habla entonces de toxicidad idiosincrásica, producida por un xenobiótico (sustancia extraña al organismo).

Relación dosis-respuesta/ dosis-efecto

Dado que los efectos tóxicos son causados por efectos adversos en un sistema biológico, no es de extrañar que se presente una variabilidad bastante elevada entre individuos. Aun así, existe normalmente una relación directa entre la concentración de un agente tóxico al que se expone un grupo y la magnitud del efecto provocado y/o el número de individuos de ese grupo afectados.

Cuando hablamos de dosis de exposición o dosis externa hacemos referencia a la cantidad total de sustancia ala que el organismo es expuesto (para sólidos y líquidos es expresada en miligramos o mililitros por kilogramo de peso corporal y para gases y sustancias volátiles como miligramos por litro de aire y hora o partes por millón por hora) combinando dosis y duración de la exposición. La dosis absorbida o dosis interna es la cantidad de sustancia que penetra en el organismo a través de la vía de exposición (cutánea, inhalatoria u oral).

Existen dos tipos de relación entre dichas sustancias y la respuesta del organismo a ellas:

• Relación dosis-efecto: describe la respuesta de un solo individuo a diferentes dosis de un compuesto. Está caracterizada por un aumento de con la dosis de la gravedad del efecto (respuesta gradual)

• Relación dosis-respuesta: describe la distribución de respuestas a diferentes dosis en una población de individuos. Se caracteriza por un aumento con la dosis del número de individuos afectados (respuesta cuantal: presente o ausente).

Es importante precisar que existen sustancias en las que no puede definirse un nivel de exposición por debajo del cual no se produce un efecto tóxico. Es el caso de agentes carcinogénicos de los que una sola molécula en interacción con una de ADN puede originar un cáncer.

Mecanismos de toxicidad (Toxicodinamia)

Los mecanismos por los que una sustancia química puede producir toxicidad son diversos y muy complejos (algunos están todavía por determinar). De manera que los agruparemos de forma general en:

Esta clasificación es útil pero no completa ni excluyente dado que normalmente, en el proceso que conduce a una patología de origen tóxico, está envuelto más de un mecanismo.

Por otra parte, dependiendo de si el xenobiótico es tóxico por sí solo o necesita algún tipo de transformación para manifestar dicha toxicidad hablaremos de:

• Toxicidad directa: la de los xenobióticos que pueden interaccionar directamente con algunas moléculas vitales por tener una reactividad química intrínseca elevada.

• Toxicidad metabólicamente mediada: los compuestos requieren una conversión metabólica para ejercer una acción tóxica (bioactivación).

• Toxicidad mediada por radiación: compuestos no tóxicos o de baja acción que se transforman en tóxicos mediante la exposición a radiaciones solares o isotópicas.

Disposición de tóxicos (Toxicocinética)

Determina la cantidad de tóxico presente en el lugar de acción (sitio activo) y el tiempo de permanencia en ese lugar de los cuales depende, junto con la toxicodinamia, la gravedad de una lesión. Describe el transporte, transformaciones y eliminación que sufre un tóxico cuando entra en un organismo. La concentración de este en la sangre y diferentes tejidos está en función de:

• La absorción: proceso de transferencia del compuesto desde la puerta de entrada a la sangre. Puede ocurrir a través de varias vías de exposición (generalmente la pulmonar, la cutánea y la oral). A nivel bioquímico, la absorción consiste en el transporte de moléculas del exterior al interior de las células a través de sus paredes: por filtración, difusión, transporte activo y endocitosis.

• Filtración: Las paredes celulares poseen multitud de poros a través de los cuales pueden penetrar pequeñas moléculas a cierta concentración. Además, están formadas por una capa lipídica que las hace impermeables a sustancias hidrófilas pero permeables a sustancias lipófilas.

• Transporte activo: Ocurre para una o un grupo de sustancias, permitiendo su paso al interior de la célula de manera que queda una concentración en el interior muy superior a la del exterior.

• Endocitosis (fagocitosis cuando afecta a sólidos y pinocitosis cuando afecta a líquidos): Consiste en una invaginación de la pared celular alrededor del xenobiótico con lo que se forma una vesícula que se introduce en la célula. Es especialmente importante en los pulmones.

• La distribución: Es el movimiento de las moléculas desde el lugar de absorción hasta los diferentes tejidos. Una vez absorbidos, los xenobióticos entran en la circulación sanguínea a distintos niveles según el lugar de absorción (piel-circulación periférica, pulmones-circulación pulmonar o tubo gastrointestinal-vena porta). Desde la sangre son distribuidos a los diferentes tejidos a través de los capilares sanguíneos y las paredes celulares. Esto dependerá de sus características fisico-químicas puesto que, si no existen sistemas de transporte específicos, sólo pasarán a la corriente sanguínea las moléculas de pequeño tamaño o compuestos liposolubles no ionizados.

• El metabolismo: La liposolubilidad que favorece el proceso de absorción actúa de manera opuesta en la excreción. Uno de los objetivos del metabolismo de xenobióticos es transformar estos compuestos en derivados más polares (más solubles en la orina) para su mejor eliminación o disminuir su toxicidad transformándolos en derivados menos activos (detoxicación). Aunque puede ocurrir que con la transformación de xenobióticos se genere un derivado o metabolito más tóxico que la molécula original (bioactivación). El hígado es el principal órgano de la metabolización de xenobióticos seguido del riñón, los pulmones, la piel y el tubo gastrointestinal.

• La eliminación: La vía más importante de eliminación para la mayoría de compuestos no volátiles es la orina seguida de la bilis y para sustancias volátiles y gaseosas es el aire espirado. La excreción en la leche y transferencia al recién nacido es de especial consideración para compuestos liposolubles. Otras vías menores son el sudor, las uñas, la saliva, la secreción gastrointestinal, las lágrimas y el semen.

Exposición a múltiples sustancias

Normalmente un individuo se ve expuesto simultánea y/o secuencialmente a un grupo de sustancias. Esto puede alterar las velocidades de absorción, el grado de unión a proteínas o los grados de biotransformación o excreción de uno o varios de los compuestos interaccionantes. Así que, para analizar el riesgo de este tipo de exposición habrá que considerar las posibles interacciones fisicoquímicas entre las sustancias, la duración, el momento, la vía y las condiciones (concentración, temperatura,...)de la exposición, y el efecto que un xenobiótico puede tener sobre la exposición del otro.

Ante una exposición mixta de dos o más compuestos a un sistema biológico pueden darse estos efectos:

• Adición, cuando el efecto combinado de dos compuestos es igual a la suma del efecto de cada agente dado por separado.

• Sinergismo, cuando el efecto combinado es mayor que la suma de los efectos de los agentes por separado.

• Potenciación, cuando un agente no tóxico aumenta el efecto de un agente tóxico.

• Antagonismo, que es la interferencia de un compuesto con la acción de otro disminuyendo su efecto.

Los mecanismos de estas interacciones se agrupan en:

• Interacciones químicas: cuando dos compuestos reaccionan entre sí para dar otro que puede ser más o menos tóxico.

• Interacciones toxicocinéticas: cuando un compuesto altera la disposición y con ella la cantidad de xenobiótico y metabolitos reactivos que llegan al sitio activo.

• Interacciones toxicodinámicas: cuando la presencia de un compuesto influye sobre la respuesta celular del otro por competición en un mismo centro activo.

Bibliografía

SALUD LABORAL. Conceptos y técnicas para la prevención de riesgos laborales.© 1997. MASSON, S.A.