sábado, 3 de diciembre de 2011

Contaminantes tóxicos


Los contaminantes más peligrosos
Todos conocemos, en mayor o menor medida, los males que ocasiona la contaminación. Ésta, un grave problema que todos los países deben afrontar, se refiere a cualquier sustancia que pueda generar algún daño en la naturaleza o en un ser vivo, la cual proviene de la actividad humana y genera una alteración negativa en el medio ambiente.
Existen varias sustancias contaminantes, pero algunas de ellas sobresalen por tener un mayor grado de contaminación, toxicidad y provocar efectos más notorios, tanto en la naturaleza como en los seres vivos. Dentro de estas sustancias contaminantes, podemos nombrar a los metales pesados, los organoclorados, los PAHs, las partículas y los radionucleidos.
Estas sustancias, con un alto porcentaje de toxicidad, son consideradas los contaminantes más peligrosos e impactan de forma considerable en aguas, suelos y atmósfera.


La contaminación de estos lugares y zonas conllevan grandes peligros y riesgos, donde todo ser vivo, natural y vegetal, puede sufrir grandes y graves consecuencias ya que puede incorporar en su organismo cualquiera de estos contaminantes.

Entre las distintas consecuencias de estos contaminantes peligrosos, muchas enfermedades, como distintos tipos de cáncer (cáncer del pulmón, piel, vejiga, hígado, riñón, próstata, etc.), tienen lugar.
A continuación, nos adentraremos un poco más en cada uno de estos contaminantes.
En el caso de los metales pesados, debemos mencionar al arsénico, al cadmio, al cromo, al mercurio y al plomo como metales peligrosos y carcinogénicos, es decir, que producen cáncer.

Dentro de los compuestos organoclorados, situamos a las dioxinas, hexaclorobenceno, PCBs y DDT como sustancias muy contaminantes y peligrosas. Amén de ser alguno de ellos cancerigenos, traen problemas en el sistema inmune, endocrino, en el desarrollo de feto y sistema nervioso, entre otras complicaciones más.

Refiriéndonos a los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs), tenemos que reparar en que son considerados como COPs, compuestos orgánicos persistentes, cuyos principales impactos en la salud humana se refleja en sus propiedades genotóxicas. Esto significa que provocan daños al material genético. Así mismo, muchos PAHs son carcinógenos y pueden provocar efectos adversos en la reproducción, el desarrollo y el sistema inmunológico.

Por su parte, los radionucleidos hacen alusión a la contaminación radiactiva, la cual acarrea graves perjuicios para la salud humana y para el medio ambiente, tales como cáncer, mutaciones genéticas e inmunodeficiencia. A modo de ejemplo, nombramos al uranio 238 y radio 226 como elementos radiactivos peligrosos.

Por último, esta comprobado por muchos estudios de epidemiología humana que la contaminación por partículas esta relacionada con enfermedades respiratorias y con un aumento de mortalidad prematura, ya que las mismas generan enfermedades respiratorias y del corazón.

jueves, 1 de diciembre de 2011

Cálculo de la concentración en el punto de contacto y de la dosis externa

Cálculo de la dosis suministrada
La DS se calcula utilizando la siguiente ecuación: 
Ds = (CTFD)/(MP)
Donde:
C = concentración promedio durante el período de exposición
T= tasa de contacto: la cantidad  de medio contactado por unidad de
tiempo. Sus unidades dependen  del estado físico del medio;
habitualmente: l/día (líquidos), mg/día (sólidos), m
3
/día (gases).
F = frecuencia de exposición (días/año)
D = duración de exposición (años)
M = masa corporal media durante la exposición (kg)
P = tiempo de premediación (días) La Ds se puede encontrar también en la literatura calculada para dos
supuestos de distinto grado de conservadurismo:
- Exposición más probable (MLE, most likely exposure): la
media de la tasa de exposición de la población
- Exposición máxima razonable (RME, reasonable maximum
exposure): corresponde al percentil 95 de la tasa de
exposición de la población.
-
Incertidumbres.  Las principales fuentes de incertidumbre en el cálculo
de la DS son:
- la variabilidad en los datos analíticos
- el uso de modelos para estimar algunas variables
- uso de valores supuestos para algunos parámetros.

Evaluación de la exposición

La evaluación de la exposición consta de tres etapas:
1) Caracterización del Escenario de Exposición
2) Identificación de las Rutas de Exposición
3) Cuantificación de la Exposición
EVALUACIÓN  DE LA EXPOSICIÓN

1) Caracterización del Escenario de Exposición


 2) Identificación de las Rutas de Exposición
La trayectoria que sigue un tóxico desde la fuente de emisión hasta el
contacto con las poblaciones previamente seleccionadas como
potencialmente expuestas (incluyendo  la vía de ingreso del tóxico a los
organismos expuestos)
Una ruta medioambiental completa incluye 4 elementos: 
™ Fuentes y mecanismos de emisión de tóxicos
™ Medio de retención y transporte (o medios en el caso de
que haya transferencias de un medio a otro):
compartimentos medioambientales
™ Punto de contacto potencial entre el medio contaminado y
los individuos
™ Vía de ingreso al organismo (vía de exposición) 1. Fuente de contaminación. Las características fundamentales de
la fuente son su localización y los mecanismos de emisión.
 Transporte y destino del tóxico (Compartimentos
medioambientales):

El análisis del proceso de transporte de tóxicos en el medio ambiente
permite contestar las siguientes preguntas sobre los tóxicos:
• ¿Cuáles especies químicas están presentes en las fuentes dentro del
sitio?
• ¿En qué medios, dentro y fuera del sitio, y en qué formas químicas
se encuentran los tóxicos?
• ¿En qué medios y en qué localizaciones se podrán encontrar en el
futuro?
Los X pueden: 
™ acumularse en uno o más medios incluyendo el de recepción
™ transportarse por una corriente de agua, disuelto o suspendido en
algún sedimento, o por
™ los vientos, en estado gaseoso o en los polvos
™ transformarse físicamente (volatilización, precipitación),
químicamente (fotólisis, hidrólisis, oxidación, reducción, etc.) o
biológicamente (biodegradación)
Con los modelos se puede estudiar la cinética de los tóxicos en cualquier
lugar de la ruta
Uno de los propósitos del análisis de destinos y transportes es  predecir
las exposiciones futuras y para servir de base en el diseño de
estrategias de prevención de la contaminación. 3. Punto de Exposición. Cualquier contacto potencial entre los
pobladores con un medio contaminado es un punto de exposición. Son más
importantes los puntos de exposición dónde la concentración que va a ser
contactada sea la más alta y dónde la población expuesta se clasifique
como de interés especial por pertenecer a un grupo sensible.
4.Vías de exposición. el mecanismo por medio del cual el tóxico
entra  al  organismo.  En  el  caso  de  exposiciones ambientales las vías de
exposición son ingestión, inhalación y contacto cutáneo. 
La selección de cuáles vías se deben de estudiar, depende de los medios
en los que se encuentre el tóxico en el punto de contacto. 
 Identificación de las rutas significativas
Se consideran como significativas, y merecen ser evaluadas, las rutas
completas de exposición que produzcan exposiciones efectivas
Muestreo biológico y/o biomarcadores  :    se  identifica  la  presencia  del
tóxico o sus manifestaciones dentro de los organismos expuestos

 3) Cuantificación de la Exposición La  cuantificación  de  la  exposición  consiste  en  determinar  la  magnitud,
frecuencia y duración de las exposiciones de los individuos miembros de
la población para cada una de las rutas significativas.
Si la exposición ocurre durante un determinado período, la exposición
total se divide entre el tiempo  de ocurrencia para calcular la  tasa de
exposición promedio por unidad de tiempo y frecuentemente esta tasa
promedio de exposición se expresa por unidad de masa corporal.
La dosis externa o ingesta es la cantidad de contaminante con la que los
receptores entran en contacto  por unidad de tiempo y masa corporal
(mg/kg/día)
La  dosis absorbida es la parte de la dosis externa que penetra en el
torrente sanguíneo para su distribución en el organismo. 
En ER se suele utilizar la Dosis externa ó ingesta ó Dosis suministrada
(ó ADD: dosis diaria promediada durante un período definido de
exposición). Se expresa en términos de la cantidad de la sustancia (mg) en
contacto  con  el  cuerpo  por  unidad  de  masa  corporal  (Kg)  por  unidad  de
tiempo (día)
Al  área física que comprende el lugar donde se derraman o emiten los
tóxicos al ambiente, donde se transportan y donde las poblaciones entran
en contacto con los medios contaminados.
Las características del sitio y de  las poblaciones que interesan serán
aquellas que son útiles para estimar las exposiciones.
Descripción del sitio
Variables que puedan tener influencia sobre la movilidad de los tóxicos y
los niveles de contaminación: para alimentar los modelos de transporte y
destino y estimar las dosis suministradas: 
clima, vegetación, topografía, edafología (composición y estructura de
suelos) y geohidrología (estratos en el subsuelo, acuíferos subterráneos y
corrientes superficiales).
En lo que se refiere al suelo y al subsuelo es conveniente describirlos en
función de la humedad, pH, contenido de carbono orgánico y presencia de
otros intercambiadores de iones.Descripción de las poblaciones
dentro del sitio y sus cercanías, así como los que pudieran quedar
expuestos en el futuro. Las poblaciones se describen especificando
aquellas características que influyen en la exposición y sus consecuencias:
1. Localización la información más importante es su  posición
relativa con respecto a la fuente de contaminación y a la dirección de
los desplazamientos más probables de los tóxicos.
2. Subpoblaciones especiales son las más susceptibles de sufrir un
daño al quedar expuestas a un determinado agente
3. Patrones de actividad de los individuos en el escenario; están
determinados por el  tipo de uso del escenario de exposición. para
caracterizar su efecto sobre la intensidad, frecuencia y duración de las
exposiciones:
™ determinar el porcentaje del tiempo que los individuos pasan dentro
del escenario de exposición. 
™ clasificar las subpoblaciones de acuerdo a si realizan sus actividades
a la intemperie, en el interior o en ambos ambientes
™ identificar los cambios estacionales de actividades
™ determinar si la población local tiene acceso restringido o ilimitado
al sitio
™ identificar las características de la población que pudieran estar
determinadas por el sitio.

Identificación de los peligros

Existe un problema?
¿Hay algo en el ambiente que provoca o puede producir efectos adversos
sobre la salud?
Se realiza mediante la recopilación y análisis de la información disponible
sobre los efectos del X: - efecto tóxico, 
- propiedades físico-químicas
- Comportamiento en el Medio Ambiente
Se trata de precisar si el X es: agente carcinógeno  genotóxico, no
carcinógeno, teratógeno,…

4.-Evaluación de riesgo

La evaluación de riesgo toxicológico (ER) es un proceso cuyo objetivo  final es estimar la probabilidad de que un X produzca efectos tóxicos en el organismo.
La ER es una herramienta de predicción cuantitativa de los efectos adversos  sobre la salud humana causados por compuestos químicos presentes en el medio ambiente.  Es un proceso largo y difícil estructurado en etapas para alcanzar conclusiones válidas: a medida que se incrementan los datos conseguidos, va disminuyendo la incertidumbre
Esta metodología se desarrolló  en EEUU (décadas 70-80): necesidad de  una metodología estandarizada (dado que las nuevas técnicas analíticas alcanzaban límites de resolución más bajos): Risk Assesment in the Federal Government: Managing the Process (1983).

LA METODOLOGÍA DE LA EVALUACIÓN TOXICOLÓGICA DE
RIESGOS
Estructurada en cuatro etapas:
1. Identificación de los Peligros o Identificación del Riesgo:
Determinación de los efectos adversos
2. Evaluación de la Exposición: Determinación de las
concentraciones/dosis a las cuales la población está expuesta
3. Valoración de la Toxicidad o Relación Dosis-Respuesta:
Determinación de la relación entre la dosis o nivel de exposición y la
severidad de los efectos
4. Caracterización del Riesgo: Integración de los datos anteriores
En la práctica no se realizan  de forma secuencial:
- Las tres primeras se llevan a cabo simultáneamente mediante
experimentación (animales, in vitro, epidemiológicos, clínicos…)
Caractericación: interpretación global de los resultados obtenidos

Efectos no cancerígenos

Efectos cancerígenos

Los índices de toxicidad para cancerígenos que se encuentran publicados son el peso de la evidencia y el factor de pendiente.
La mayoría de los estudios experimentales para determinar la capacidad de una substancia para inducir cáncer, se hace con animales de laboratorio a concentraciones del cancerígeno mucho más altas de las que se podrían presentar en las exposiciones a tóxicos ambientales. Esto se hace porque, a concentraciones bajas se necesitan lotes experimentales muy grandes en experimentos de larga duración. Se han hecho experimentos con decenas de miles de roedores con duración de varios años. Para obtener datos a más corto plazo y con un número más reducido de animales se tienen que hacer experimentos en los que la concentración del tóxico sea varias órdenes de magnitud mayores que las que el hombre pueden encontrar en el medio ambiente. En los estudios de carcinogénesis experimental se utilizan dosis similares a la máxima dosis tolerable, que es la dosis que el animal de laboratorio puede tolerar sin que presente síntomas de intoxicación que induzcan estados de enfermedad diferentes al cáncer.

Concepto de no-tolerancia. La carcinogénesis es un fenómeno para el cual no se considera apropiado el concepto de tolerancia. Se supone que un número reducido de eventos a nivel molecular puede producir cambios en una célula que pueden conducir a una proliferación descontrolada y eventualmente a un estado clínico de enfermedad. Por lo tanto, no existe un nivel de exposición en el que un cancerígeno no presente una probabilidad, no importa que tan pequeña, de originar un cáncer. Esto quiere decir que no hay dosis que se considere libre de riesgo.
Lo anterior, se aplica a los cánceres formados por el mecanismo de genotoxicidad. Los cánceres inducidos por mecanismos diferentes al anterior, como podría ser la elevación de la incidencia de cáncer debido a que el tóxico acelera la reproducción celular sin afectar la integridad del ADN, presentan un comportamiento similar al de los tóxicos no cancerígenos y el índice de toxicidad más adecuado en este caso es la dosis de referencia DdR.

Peso de la evidencia. Es una evaluación de la información existente para determinar si un compuesto se puede considerar como cancerígeno para humanos. La información se caracteriza en forma separada, la proveniente de estudios humanos y animales, como suficiente, limitada, inadecuada, inexistente o evidencia de no efecto. En base a esta información la substancia se asigna a uno de los grupos que aparecen en la Tabla que sigue


Tabla 2.5.2.A. Clasificación de la Cancerogenicidad por Peso de la Evidencia.
GRUPODESCRIPCION
A
B
 B1
  B2
C
D
E
Cancerígeno para Humanos
Probable cancerígeno para Humanos
Hay información limitada con humanos
Hay información suficiente en animales pero no con humanos
Posible cancerígeno humano
No clasificable como cancerígeno para humanos
Evidencia de no-carcinogenicidad para humanos

La clasificación de peso de la evidencia que se presenta en esta tabla, se basa fundamentalmente en la demostración experimental de que la substancia produce tumores.

En la actualidad se ha propuesto una alternativa diferente para clasificar los cancerígenos en función de la información experimental disponible. En esta clasificación las substancias se agrupan en tres grandes categorías: 1.-Cancerígeno Comprobado/Probable, 2.-No se ha probado que sea cancerígeno y 3.- No es probable que sea cancerígeno.

Se propone que se le de peso a los resultados obtenidos en estudios de genotoxicidad in vitro y que no se dependa exclusivamente de los resultados de estudios de tumorogénesis. Después de asignar la substancia a cualquiera de los 3 grupos, se hace una descripción resumida de la base experimental para clasificar la substancia en esa categoría.