- Las sustancias involucradas
Las sustancias involucradas en un accidente pueden agruparse de acuerdo a si son:
- sustancias peligrosas, por ejemplo explosivas, líquidos o
sólidos inflamables, agentes oxidantes, sustancias tóxicas o corrosivas;
- aditivos, contaminantes y adulterantes, por ejemplo en el
agua potable, bebidas o alimentos, medicamentos y bienes de consumo; y
- productos radioactivos, que no son considerados en esta presentación.
La cantidad de la sustancia química
liberada y sus propiedades tóxicas deberían también ser consideradas. Por ejemplo un
kilo de cianuro de sodio es más peligroso que un kilo de gas cloro.
Fuentes de la liberación
Las liberaciones pueden originarse por la actividad humana o tener origen natural, es
decir pueden ser antropogénicas o naturales. Entre las antropogénicas se incluyen:
manufactura, almacenamiento, manipulación, transporte (ferrocarril, carretera, agua y
tuberías), uso y eliminación. Entre las fuentes de origen natural se incluyen la
actividad volcánica, incendios y toxinas de origen animal, vegetal o microbiano.
Extensión del área contaminada
Los accidentes pueden clasificarse de acuerdo a si: fueron delimitados al área de una
instalación y que no afectaron a nadie en el exterior; afectaron únicamente la vecindad
inmediata de una planta; afectaron una zona extensa alrededor de la instalación o si se
dispersaron mucho.
Número de personas expuestas
Los accidentes podrán clasificarse por el número de personas afectadas, calculado en
términos de muertes, lesionados y/o evacuados. Sin embargo, la gravedad de un accidente
químico no puede determinarse únicamente sobre esta base y así se deberán tomar en
cuenta todas las circunstancias y consecuencias conocidas.
Vías de exposición
Desde la perspectiva de salud, las vías de exposición podrían ser un medio para
clasificar los accidentes químicos. Existen cuatro vías principales: inhalación,
exposición ocular, contacto con la piel e ingestión. Ninguna de estas vías es
mutuamente excluyente.
Consecuencias para la salud
Los accidentes químicos pueden ser clasificados también según las consecuencias
médicas o para la salud, o en función del sistema u órgano afectado. Ejemplos de éstos
serían los accidentes que causan efectos carcinogénicos, teratogénicos,
dermatológicos, inmunológicos, hepáticos, neurológicos, pulmonares u otros (OPS/OMS,
1998).
3. Aspectos toxicológicos
para la atención de un accidente químico
Algunos de los desastres que ocurrieron más
recientemente pusieron en evidencia la necesidad del conocimiento de la toxicidad de los
compuestos usados en la industria. Este conocimiento es esencial para la aplicación de un
tratamiento efectivo y rápido de los efectos tóxicos, como también para el tratamiento
de intoxicaciones accidentales. En el caso del accidente de Bhopal, que ocurrió en 1984
en la India, donde era fabricado el insecticida Carbaril, se produjo una emisión de
isocianato de metilo. De esta sustancia poco o nada se conocía, en esa época, sobre su
toxicidad y como consecuencia el tratamiento de las víctimas fue incierto y posiblemente
inadecuado.
La pregunta que surge, ante la gran cantidad de
sustancias químicas, es: "¿ Todas las sustancias químicas son tóxicas?".
Probablemente la mejor respuesta sería: "No hay sustancias químicas seguras sino
maneras seguras de usarlas (Timbrell, 1989).
En el documento OPS/OMS (1998) se aconseja que las
autoridades locales deberían estar preparadas para tomar parte en el proceso de
concientización y preparación para accidentes químicos, o en un programa similar,
incluyendo el intercambio de toda la información importante con la comunidad y la
industria local. Así, deberían participar en este proceso los hospitales y otras
instalaciones destinadas al tratamiento, los profesionales de salud y los centros de
información toxicológica y los centros para emergencias químicas.
Desde este punto de vista se considera
importante que los participantes, en la atención de una emergencia química, tengan
conocimientos básicos de toxicología. Estos conocimientos facilitarán las actividades
de los profesionales que participan en la atención de la emergencia así como la
protección adecuada para evitar efectos tóxicos.
En un artículo publicado por Gajraj, en
1988, en la revista UNEP Industry and Environment, sobre necesidades de capacitación en
la mitigación y contención para accidentes, ya se consideraban los aspectos
toxicológicos entre las actividades de ese tipo de curso.
4. Toxicología
La toxicología es la ciencia que
estudia los efectos nocivos producidos por las sustancias químicas sobre los organismos
vivos. Así, el individuo humano, los animales y las plantas pueden estar expuestos a una
gran variedad de sustancias químicas. Éstas pueden ser desde metales y sustancias
inorgánicas hasta moléculas orgánicas muy complejas.
Según el Programa Nacional de toxicología
del Servicio de Salud Pública de EUA (EUA, 1999) existen en ese país 80,000 sustancias
químicas a las que sus habitantes pueden estar expuestos a través de productos
industriales y de consumo, como también por estar presentes en los alimentos, en el agua
para beber y en el aire que se respira. Generalmente, se supone que relativamente pocas
representan un riesgo significativo para la salud humana, en las concentraciones de
exposición existentes, y que los efectos en la salud producidos por la mayoría de ellas
son generalmente desconocidos.
En 1998, según otra publicación, el
inventario de las sustancias químicas comerciales en Europa registró 100,000
comercializadas para varios propósitos. De acuerdo con la Asociación de las Industrias
Químicas de la República Federal de Alemania solamente alrededor de 4,600 sustancias son
producidas en cantidades superiores a 10,000 t anuales. El resto de las sustancias se usan
en el laboratorio o en productos manufacturados.
Conceptos básicos de
toxicología
Algunos términos de uso frecuente en toxicología son
importantes y deben ser conocidos. Por ejemplo: sustancia peligrosa, riesgo, toxicidad,
dosis, exposición, absorción, biodisponibilidad, distribución, acumulación,
biotransformación, eliminación y efecto tóxico.
Sustancia peligrosa
Una sustancia peligrosa o un agente peligroso tiene la
capacidad de causar daño en un organismo expuesto. Un ejemplo aclarará este concepto: la
estricnina es una sustancia química muy tóxica. Cuando está dentro de un frasco
perfectamente cerrado puede manipularse sin que se produzca un efecto tóxico. Su
toxicidad no mudó pero al no estar en contacto con un organismo vivo no es posible
evidenciar su capacidad de producir su efecto tóxico (Ottoboni, 1991).
Riesgo
Riesgo es la probabilidad de que
aparezca un efecto nocivo debido a la exposición a una sustancia química.
Toxicidad
La toxicidad de una sustancia química
se refiere a la capacidad de causar daño en un órgano determinado, alterar los procesos
bioquímicos o alterar un sistema enzimático.
Todas las sustancias, naturales o
sintéticas son tóxicas, es decir que producen efectos adversos para la salud en alguna
condición de exposición. Es incorrecto denominar algunas sustancias químicas como
tóxicas y otras como no tóxicas. Las sustancias difieren grandemente en su toxicidad.
Las condiciones de exposición y la dosis son factores que determinan los efectos tóxicos
(Ottoboni, 1991).
Dosis
Paracelso, en el Siglo XVI afirmó:
"Todas las sustancias son tóxicas. No hay ninguna que no sea tóxica. La dosis
establece la diferencia entre un tóxico y un médicamente". Esta afirmación
continúa siendo de gran importancia para la toxicología e involucra la idea de dosis.
Una información muy usada es la denominada
dosis letal 50 - DL50, que es la cantidad de una sustancia química que cuando
es administrada en una sola dosis por vía oral, expresada en masa de la sustancia por
masa de animal, produce la muerte en el 50% de los roedores en experimentación dentro de
un período de observación de 14 días (Swanson, 1997). En la Tabla 1 se presenta la
clasificación de las sustancias basada en el valor de la DL50.
Tabla 1
DL50 aguda para algunas sustancias químicas (IPCS, 1997)
|
Sustancia
química
|
DL50,
rata macho, vía oral; mg/kg de peso corporal
|
|
Etanol
|
7,000
|
|
Cloruro de sodio
|
3,000
|
|
Sulfato de cobre
|
1,500
|
|
DDT
|
100
|
|
Nicotina
|
60
|
|
Tetradotoxina
|
0.01
|
|
Dioxina (TCDD)
|
0.02
|
Otro valor es la
concentración letal 50 - CL50, que es la concentración en el aire de una
sustancia química que cuando es inhalada continuamente por 8 horas produce la muerte en
el 50% de los roedores en experimentación.
Si la dosis de una sustancia es
suficientemente alta puede ser peligrosa para cualquier ser vivo, como también si la
dosis de una sustancia muy tóxica es muy baja podrá no producir efecto adverso. El agua
(un elemento esencial para la vida) al ingerirse en grandes cantidades puede resultar
tóxica. Esto debido a que un volumen superior a aquél considerado como ingestión diaria
normal para un adulto, entre 2 L y 2,5L, puede causar la eliminación por la orina de
sustancias que son esenciales para el organismo.
El periodo de tiempo en el que se
administra una dosis y la frecuencia son informaciones muy importantes.
Otro dato importante es el denominado
concentración de interés (en inglés: levels of concern-LOCs) que es la concentración
en el aire de una sustancia extremadamente peligrosa por encima de la que podrá producir
efectos graves en la salud o la muerte como resultado de una sola exposición durante un
período relativamente corto. Algunas publicaciones (USEPA, 1987) consideran el LOC como
la décima parte de la concentración denominada de peligro inmediato para la vida o la
salud (cuya sigla en inglés es IDLH), según publicado por el National Instituto of
Occupational Safety and Health - NIOSH o de un valor aproximado del IDLH para animales.
Exposición
Para que una sustancia química
produzca un efecto, ésta debe estar en contacto con el organismo. Las sustancias
químicas pueden ingresar al organismo por tres vías principales: digestiva, respiratoria
y dérmica. Después del ingreso, por cualquiera de estas vías, las sustancias químicas
pueden ser absorbidas y pasar a la sangre, distribuirse por todo el organismo, llegar a
determinados órganos donde son biotransformadas, producir efectos tóxicos y
posteriormente ser eliminadas del organismo.
También una sustancia química puede
entrar al organismo por otras vías como por ejemplo por inyección venosa o intramuscular
pero estas vías no son de gran interés desde el punto de vista toxicológico y
especialmente cuando se trata de accidentes producidos por sustancias químicas.
Un esquema bastante usado para clasificar
las sustancias químicas según la toxicidad está basado en la duración de la
exposición. Los toxicólogos generalmente buscan los efectos de la exposición aguda,
subcrónica y crónica, y entender para cada una de estas tres exposiciones el tipo de
efecto adverso.
Absorción
La absorción implica que la sustancia
química atraviesa membranas biológicas. En el caso de que una sustancia sea ingerida,
ésta puede ser absorbida en cualquier parte del tracto gastrointestinal. Así todo, la
mayor absorción es en el intestino delgado de donde pasa al sistema circulatorio por la
vena porta y la sustancia química es transportada directamente al hígado.
La inhalación es la vía más rápida por
la cual ingresa una sustancia química al organismo. Un ejemplo es la inhalación del
éter etílico, un gas anestésico, que al llegar al pulmón se absorbe, pasa a la sangre
y posteriormente se observa el efecto. También pueden ingresar por la vía respiratoria
sustancias como material particulado o gases.
La vía cutánea es otra vía de ingreso
importante. El espesor de la piel en las distintas regiones del organismo influye la
absorción. Así la región del abdomen y del escroto, donde la piel es más fina, la
absorción es más rápida que en otras donde es más gruesa como la planta de los pies o
la palma de la mano. El parathión es fácilmente absorbido por vía cutánea. Cuando un
área grande de piel está en contacto con una sustancia química la cantidad absorbida
será mayor que si se trata de una superficie pequeña. El tiempo de contacto también es
importante, siendo mayor la absorción cuanto mayor es el tiempo de contacto.
Biodisponibilidad
Algunos factores físicos o químicos
pueden afectar la absorción de una sustancia con relación a la cantidad a ser absorbida
y al tiempo de absorción. Por ejemplo, no todas las formas químicas de un metal son bien
absorbidas en el intestino, así en el caso de ingerirse mercurio metálico, poco será
absorbido pero no ocurre lo mismo con un compuesto orgánico como el metilmercurio.
Otra situación es la siguiente, los
compuestos de bario son tóxicos, pero el sulfato de bario es usado, en forma segura, como
medio de contraste en las radiografías del colon debido a que esta sal es insoluble en
agua y en grasa. No podría ser usado cloruro de bario porque su solubilidad en agua
sería suficiente para que fuera absorbida una cantidad que podría producir efectos
tóxicos.
Los anteriores son ejemplos de la
importancia de la forma química del compuesto con relación a la absorción.
Distribución
Después que la sustancia química es
absorbida se distribuye por la sangre a todo el organismo causando los efectos nocivos
especialmente en el órgano blanco.
Se entiende por órgano blanco el órgano
donde se evidencia primero un efecto nocivo. Para producir esos efectos la sustancia
química debe alcanzar una concentración determinada en el órgano, por esta razón es
importante la dosis. La existencia de un órgano blanco no significa que en los otros
órganos no se verifiquen efectos y a medida que aumenta la dosis y el tiempo de
exposición otros órganos serán afectados.
Acumulación
Una parte de la sustancia química, que es
distribuida en el organismo, puede acumularse. Esto puede ocurrir también en la sangre ya
que algunas sustancias pueden unirse a las proteínas sanguíneas. El flúor y el plomo
pueden acumularse en los huesos, los bifenilospoliclorados (según la sigla en inglés,
PCBs) pueden acumularse en la grasa; otro ejemplo es el cadmio que se une a las proteínas
y se acumula en el riñón.
Biotransformación
Así como se utiliza la denominación del
metabolismo para indicar la transformación de diferentes sustancias que son necesarias
para la vida, se ha propuesto la denominación de biotransformación para el proceso de
conversión de las sustancias que no son necesarias para el organismo como es el caso de
las sustancias tóxicas. El término biotransformación describe cómo los organismos
transforman las sustancias tóxicas absorbidas en otras de toxicidad menor y, en general
solubles en agua, o en metabolitos de mayor toxicidad como es el caso del ácido fórmico
en la biotransformación del metanol. En este proceso el hígado cumple una función
importante.
Eliminación
Las sustancias solubles en agua son
eliminadas por la orina. Las sustancias que son volátiles, como etanol y acetona, y los
gases como el monóxido de carbono se eliminan parcialmente por el aire expirado. Algunas
también son eliminadas por la leche y sudor.
Efectos nocivos
Los efectos tóxicos observados pueden ser:
daño a los tejidos y otras modificaciones patológicas, lesiones bioquímicas, efectos
teratogénicos, efectos en la reproducción, mutagenicidad, teratogenicidad, efectos
irritantes y reacciones alérgicas. Los tres primeros puntos de contacto entre sustancias
químicas presentes en el ambiente y el organismo son el tracto gastrointestinal, el
sistema respiratorio y la piel. Debe recordarse que las sustancias químicas se absorben y
pasan a la sangre, luego siguen al hígado, riñones, sistema nervioso y el sistema
reproductivo, entre otros.
No es posible describir todos los efectos
que pueden ser producidos por la gran cantidad de sustancias tóxicas y sólo será
presentada, a continuación, una breve explicación.
Los efectos observados, en la exposición a
sustancias químicas por vía respiratoria, son irritación causada por gases como
amoníaco, cloro, formaldehído, dióxido de azufre y polvos siendo que estos pueden
contener metales como cromo. La respuesta típica para la exposición a concentraciones
altas de estas sustancias es la constricción de los bronquios y esto es acompañado por
disnea, es decir de una sensación de no poder respirar. Con este cuadro de constricción
de las vías aéreas, el oxígeno no puede llegar tan rápido como es necesario para
satisfacer la demanda del organismo.
Una segunda categoría de efectos en el
sistema respiratorio es el daño causado en las células del tracto respiratorio. Ese
daño puede producir la liberación de líquido para los espacios internos y resultar en
su acumulación, denominado edema. Este edema puede ocurrir como un efecto retardado, que
aparece después de exposición crónica o subcrónica.
El dióxido de nitrógeno (NO2) es un buen
ejemplo de este efecto. Una exposición de larga duración puede causar enfisema, con
pérdida de la capacidad del intercambio gaseoso respiratorio.
La tercera categoría de efecto, y de
interés en la exposición causada por accidentes que involucran sustancias químicas, son
las alergias. Las reacciones alérgicas son un grupo especial de efectos adversos. La
exposición a una sustancia química antigénica resulta en la interacción de ésta con
algunas proteínas para formar complejos denominados antígenos que provocan la formación
de anticuerpos. Posteriores exposiciones a la sustancia química provocarán una reacción
entre los antígenos y los anticuerpos presentes conduciendo a una serie de efectos
bioquímicos y fisiológicos, hasta producir la muerte.
Las otras dos áreas del organismo que
primero están en contacto con las sustancias químicas presentes en el ambiente son el
tracto gastrointestinal y la piel. El tracto gastrointestinal es la entrada principal de
sustancias ambientales presentes en los alimentos, en el agua y también en el suelo y
polvo.
Las sustancias muy cáusticas, como el
hidróxido de sodio, al ser ingeridas pueden causar efecto grave en el tracto
gastrointestinal debido a que alteran la constitución química de las células de las
membranas.
La irritación de la piel puede ser
producida por una serie de sustancias químicas y es caracterizada por enrojecimiento,
hinchazón y picazón que generalmente disminuye después que termina la exposición.
Las reacciones alérgicas pueden ser
producidas por el mismo mecanismo que fue mencionado anteriormente.
Las sustancias químicas son absorbidas y
pasan a la sangre que las transporta a los distintos órganos. Cuando la concentración de
las sustancias químicas o de sus productos de biotransformación alcanza altos niveles
puede ocurrir intoxicación sistémica. Algunas sustancias químicas son directamente
tóxicas para los diferentes elementos de la sangre y otras producen cambios en ciertos
elementos de la sangre que provocan alteraciones en otros sistemas del organismo. Puede
ser citado como ejemplo el monóxido de carbono (CO) que al ser inhalado se une a la
hemoglobina produciendo carboxihemoglobina que impide el transporte de oxígeno por la
sangre a los tejidos.
Las sustancias químicas que ingresan por
vía digestiva se absorben y a través de la vena porta llegan al hígado. Las células
hepáticas tienen una capacidad muy grande para biotransformar agentes xenobióticos,
siendo convertidos, en general, en sustancias más hidrosolubles que se eliminan por vía
renal.
Las sustancias hepatotóxicas se clasifican
de acuerdo con el efecto nocivo que producen en el hígado. Algunas causan acumulación
excesiva de lípidos; otras pueden producir la muerte de las células, es decir necrosis,
y otras producen colestasis es decir la disminución de la secreción de bilis, que lleva
a ictericia.
Varias sustancias químicas pueden producir
efectos nocivos en los riñones por mecanismos de acción diferentes. Los metales pesados
como mercurio, cadmio, cromo y plomo producen efectos sobre el túbulo renal.
Concentraciones elevadas de metales presentes en el filtrado flomerular pueden dañar las
funciones de los túbulos y producir la pérdida de grandes cantidades de moléculas
esenciales para el organismo como glucosa y aminoácidos. En el caso de que la
concentración de metales sea suficientemente alta puede ocurrir la muerte de las células
y alterar la función renal como un todo. El tetracloruro de carbono y el cloroformo son
hepatotóxicos y nefrotóxicos.
El sistema nervioso está relacionado con
prácticamente todas las funciones mentales y físicas del organismo. Los
neurotoxicólogos generalmente dividen los efectos tóxicos de acuerdo con el local
primario de acción de la sustancia química.
Algunas sustancias químicas como el
monóxido de carbono pueden producir falta de oxígeno o de glucosa en el cerebro con
graves efectos para el organismo. Otras sustancias como el plomo y el hexaclorobenceno son
capaces de producir pérdida de mielina, y algunos compuestos orgánicos del mercurio
pueden producir efectos en las neuronas periféricas.
El sistema reproductivo de hombres y de
mujeres puede ser dañado por determinadas sustancias químicas. En los hombres algunas
sustancias como DBCP y cadmio, pueden reducir o impedir la producción de esperma.
Alteraciones en el proceso reproductivo
pueden ocurrir como, por ejemplo, la inducción de modificaciones fisiológicas y
bioquímicas que reducen la fertilidad, e impiden el completo desarrollo del feto o del
nacimiento normal.
Un aspecto muy bien estudiado de la
toxicidad reproductiva es la llamada toxicidad del desarrollo. Esta área comprende el
estudio de los efectos de las sustancias químicas en el desarrollo del embrión y del
feto durante la exposición en el útero y en el desarrollo posterior del niño después
del nacimiento. En esta época la exposición puede cesar o continuar porque la sustancia
química recibida por la madre es transferida a la leche y también puede continuar toda
la vida porque existen fuentes adicionales diferentes a las que la madre estuvo expuesta.
Después de la fertilización del óvulo,
comienza la proliferación de las células que dan origen al feto. En los humanos,
alrededor del noveno día comienza el proceso de diferenciación celular y los distintos
tipos de células específicas que constituyen el organismo comienzan a formarse y migran
a su posición apropiada. Esto ocurre hasta el desarrollo completo del feto. Algunas
sustancias químicas pueden causar efectos en la descendencia que no son hereditarios y
son denominadas sustancias teratogénicas.
Un medicamento, talidomida, puede ser
mencionado como ejemplo de sustancia teratogénica. Éste, cuando fue ingerido por las
mujeres durante el embarazo, produjo efectos teratogénicos en la descendencia.
Los individuos están expuestos a
sustancias químicas que causan cáncer, es decir un tumor maligno, y éstas pueden estar
presentes en el aire, agua, alimentos, productos de consumo y aún en el suelo.
Los expertos en cáncer, con pocas
excepciones, no determinan la causa específica del cáncer en los individuos. En general
se pueden descubrir los factores que contribuyen para la frecuencia de cáncer en grandes
grupos de población.
Se considera que entre 70% y 90% de los
cánceres humanos son de origen ambiental. Este término es usado en un sentido amplio
abarcando sustancias químicas industriales y contaminantes, dieta, hábitos personales,
fumar, comportamiento y radiaciones.
Los efectos referidos son un breve resumen
de aquéllos indicados por Rodrick (1994) y estas informaciones son solamente con el
objetivo de alertar sobre los diferentes efectos nocivos de las sustancias químicas sobre
el organismo humano.
5. Conclusiones
Según Timbrell, actualmente los
toxicólogos conocen solo parcialmente los mecanismos de los efectos tóxicos de las
sustancias químicas. Como consecuencia la evaluación de riesgo para el organismo humano
es difícil e incierta. Estas limitaciones necesitan ser recordadas por el público, los
industriales, los economistas y por quienes están involucrados en los procesos de
legislación y también por los toxicólogos.
Posiblemente el público espera mucho mas
de los científicos en general y de los toxicólogos en particular. Los toxicólogos no
pueden proveer todas las respuestas a las preguntas que el público muchas veces hace y
más aún el público muchas veces demanda seguridad absoluta con relación a los
compuestos químicos.
6.
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