Uc01 toxicologia laboral

TTooxxiiccoollooggííaa LLaabboorraall

www.bureauveritasformacion.com

Toxicología Laboral

2

TOXICOLOGÍA LABORAL La toxicología es la ciencia que estudia las vías de entrada, distribución, metabolismo, y eliminación de tóxicos en el cuerpo humano y los valores límite de exposición a sustancias tóxicas. El desarrollo de esta ciencia está basado en el uso de diferentes métodos para la recogida de datos e información: la experimentación, el análisis y estudio de la epidemiología o la analogía química. De esta manera se consigue identificar y cuantificar los efectos adversos asociados a la exposición de agentes químicos, físicos y otras situaciones. OBJETIVOS Adquirir las competencias relacionadas con la toxicología y herramientas usadas por la misma para la prevención de riesgos laborales.

CONOCIMIENTOS ■ Transporte de Tóxicos a Través de las Membranas. ■ Absorción: Vías de Entrada de Tóxicos en el Cuerpo Humano. ■ Distribución y Metabolismo de los Tóxicos en el Organismo. ■ Excreción o Eliminación de Sustancias.


3

TRANSPORTE DE TÓXICOS A TRAVÉS DE LAS MEMBRANAS La cinética del tóxico en el interior del organismo está compuesta por distintas fases que marcan la evolución del tóxico a través del cuerpo humano:

■ Absorción.

■ Distribución.

■ Acumulación.

■ Metabolización.

■ Eliminación.

Para que se produzca 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 organismo y llega al torrente sanguíneo, éste circula alcanzando la zona en la que ejerce su acción. Posteriormente se deposita o se elimina, transformándose mediante reacciones metabólicas. La absorción, distribución y eliminación de un tóxico, conlleva la necesidad de las sustancias a atravesar algún tipo de membrana biológica.

La Membrana Biológica La estructura y características de la membrana son factores que regulan el paso de los tóxicos a través de ella. Su estructura es muy similar, están formadas por una bicapa lipídica y proteínas. Los fosfolípidos que forman la membrana tienen carácter anfipático ya que están formados por dos partes diferenciadas:

■ Polar o hidrófila : son las cabezas que se disponen hacia fuera.

■ No polar o apolar : es la que corresponde a las cadenas hidrocarbonadas de los ácidos grasos.

Estas características hacen que la bicapa lipídica sea fácilmente penetrable por sustancias liposolubles y difícilmente por sustancias hidrosolubles e ionizadas, como cationes, aniones y grandes moléculas polares. Estas sustancias necesitarán la ayuda de transportadores para poder atravesar la membrana biológica.


4

Tipos de Transporte Para entrar en el organismo y llegar al flujo sanguíneo las sustancias tóxicas han de atravesar varias barreras y entre ellas las membranas. El proceso de transporte elegido dependerá de varios factores:

■ Transporte a favor o en contra de gradiente químico o eléctrico. De ello dependerá la necesidad de consumo de energía.

■ Constitución y propiedades fisicoquímicas de las sustancias tóxicas:

− Hidrófilas: sustancias que presentan afinidad y pueden disolverse en agua. − Lipófilas: compuestos que presentan afinidad por las sustancias lipídicas (grasas) y que

pueden disolverse en las mismas.

Se distinguen por tanto los siguientes procesos de transporte a través de la membrana:

Transporte Pasivo

Características

■ No utiliza energía ya que se trata de un transporte a favor de gradiente de concentración, es decir, de un medio concentrado a otro menos concentrado y a favor de gradiente químico.

■ La velocidad de transporte viene dada por:

− Solubilidad de la sustancia en el medio. − Diferencia de concentraciones a ambos lados de la membrana.

Difusión Simple

Paso a través de la bicapa lipídica . Utilizado por sustancias que no necesitan ayuda para pasar las membranas:

■ Lipófilas : hormonas esteroideas, fármacos liposolubles, anestésicos, etc.

■ Sustancias apolares como el oxígeno.

■ Sustancias polares muy pequeñas : agua, dióxido de carbono, etanol, glicerina, etc.

Filtración

Paso a través de canales proteicos, proteínas que forman canales acuosos (poros) a través de la doble capa lipídica. De esta manera pasan junto con el agua:

■ Iones : como sodio, potasio y calcio.

■ Compuestos hidrófilos : de bajo tamaño molecular.

Tipos

Difusión Facilitada

El paso se realiza gracias a determinadas proteínas denominadas permeasas que actúan como portadoras para aquellas moléculas que no pueden atravesar la membrana a favor de gradiente:

■ Moléculas hidrófilas : como glucosas, aminoácidos, etc.


5

Transporte Activo

■ Se realiza en contra de gradiente químico o eléctrico, por lo que es necesario un gasto de energía.

■ La velocidad del transporte no viene dada por la diferencia de concentración de sustancia a un lado u otro de la membrana.

■ Se precisa de un transportador específico, una enzima, que mediante la energía proporcionada por el ATP, modifica la estructura de la sustancia a transportar para facilitar su paso. Utilizado por:

− Sustancias lipófilas , hifrófilas y pequeñas en contra de gradiente. − Sustancias orgánicas de mayor tamaño y cargadas eléctricamente.


6

ABSORCIÓN: VÍAS DE ENTRADA DE TÓXICOS EN EL CUERPO HUMANO La absorción de un contaminante químico por el organismo supone su incorporación a la sangre, tras superar las diversas barreras biológicas como, paredes alveolares, epitelio gastrointestinal, epidermis, tejido vascular, etc., a las que se accede por distintas vías de entrada:

Tipos de Vías de Entrada

■ Respiratoria o pulmonar .

■ Dérmica .

■ Digestiva .

■ Parenteral .

También se considera una vía de entrada las mucosas (ocular, vagina, etc.), aunque con una menor importancia en el ámbito laboral. El mayor número de intoxicaciones se deben a las dos primeras, mientras que la vía oral no es una entrada común de tóxicos, sino más bien accidental.

VÍDEO EN LA PLATAFORMA

Navegando por esta Unidad de Competencia, se puede encontrar un vídeo ilustrativo sobre las diferentes vías de entrada de contaminantes en el organismo.

Vía Respiratoria o Pulmonar Es la vía más importante y más estudiada hasta el punto de que los valores de referencia en el ambiente están referidos, salvo determinados casos, de forma exclusiva a esta vía. La absorción en los pulmones es la principal vía de entrada de numerosos tóxicos que están en suspensión en el aire: gases, vapores, humos, nieblas, polvos, aerosoles, etc. Cualquier sustancia suspendida en el aire puede ser inhalada y en función de su composición y tamaño, llegar a las distintas partes de las vías respiratorias. Desde el punto de vista anatómico y fisiológico, el tracto respiratorio puede dividirse en tres compartimentos:


7

Zonas del Tracto Respiratorio

Nasofaríngea ■ Comienza en la nariz y se extiende hasta la faringe y la laringe.

■ En esta zona el aire inhalado es acondicionado en humedad y temperatura.

Traqueobronquial

■ Integrado por la tráquea, los bronquios y bronquiolos, que llevan el aire hasta los pulmones.

■ En ella existe un epitelio que segrega moco y una capa líquida compuesta por agua, lípidos y otras secreciones. El gas o vapor que pasa por esta zona, reacciona con los elementos químicos de la capa líquida, pudiendo derivar en efectos positivos o negativos según los productos generados.

Pulmonar ■ En los pulmones existen millones de alvéolos (sacos de aire) dispuestos en forma de racimo.

Penetración de los Contaminantes La penetración de un contaminante a través de la vía respiratoria depende de diferentes factores que harán que lo haga con mayor o menor facilidad.

Factores Influyentes en la Penetración por Vía Resp iratoria

Ventilación Pulmonar

■ Cuanto mayor sea ésta, la cantidad de contaminante inhalado aumenta y más posibilidades hay de que un contaminante pueda ser absorbido , debido a la diferencia de concentración en los alvéolos pulmonares.

■ Es función de la actividad física. Los valores límites de exposición están determinados para una persona estándar que realiza una actividad ligera.

Tamaño de Partícula

■ Las partículas más pequeñas , de tamaño menor a 5 micras, pueden llegar hasta la zona alveolar , al igual que lo hacen los gases y vapores .

■ Las partículas más grandes quedan retenidas por la mucosidad nasofaríngea y el epitelio ciliado de la tráquea y los bronquios superiores. Son posteriormente eliminadas por expectoración y estornudos, aunque en ocasiones pasan al sistema digestivo por deglución.

Naturaleza del Tóxico

■ Hidrófilos : gran parte de estos tóxicos se absorben fácilmente en la zona nasofaríngea y traqueobronquial, gracias a la capa líquida que las recubre.

■ Lipófilos : la mayor parte se absorbe por difusión a través de la membrana alveolocapilar.


8

Flujo Sanguíneo

Cuanto más alto sea el ritmo cardiaco, más absorción de gas en los alvéolos y más transporte del mismo por el organismo.

Difusión a través de la Membrana

Alveocapilar

La membrana alveolocapilar está constituida por dos finas capas de células, cuyo grosor es inferior a una micra. La posibilidad de que éste sea absorbido depende de la capacidad del contaminante de traspasar dichas capas.

■ Gases , vapores y aerosoles líquidos : lo harán principalemente por difusión, sobre todo los de carácter liposoluble. Algunos contaminantes líquidos pueden producir lesiones en este punto como la fibrosis intersticial.

■ Polvo y aerosoles sólidos : por difusión, transporte activo o pasivo y otros. Las partículas que no traspasan la membrana y quedan depositadas pueden dar lugar a lesiones que deriven en enfermedades como la neumoconiosis.

La velocidad de paso a través de la membrana vendrá marcada por la diferencia de concentración del tóxico en el aire alveolar y en la sangre, lo cual dependerá de su solubilidad en sangre.

Solubilidad del Tóxico en Sangre

■ La sangre está compuesta de dos partes muy diferenciadas con respecto a la absorción de gases: una parte acuosa (75%) y otra lipídica (grasa).

■ La absorción del contaminante en sangre depende de la diferente solubilidad en agua o en grasa del mismo (coeficiente de reparto).

Difusión y Solubilidad

del Tóxico en Tejidos

El paso de una sustancia contaminante de la sangre a los tejidos, dependerá de:

■ La circulación sanguínea a través del tejido.

■ Capacidad de difundir a través de las membranas tisulares.

■ La composición, cantidad en proporción de grasa y de agua del tejido.

Vía Dérmica Es la segunda vía de entrada en importancia desde el punto de vista laboral y debe tenerse muy presente en Higiene Industrial, ya que su contribución a la intoxicación suele ser significativa e incluso para algunas sustancias puede ser la principal vía de penetración. Para esas sustancias los VLA vendrán con la indicación de “vía dérmica”, y para algunas de ellas se pueden consultar los Valores Límite Biológicos, VLB. La piel, con una superficie de 1.8 m2 en una persona adulta, recubre la superficie del cuerpo y es una barrera contra los agentes físicos, químicos y biológicos, manteniendo la integridad y homeostasis del cuerpo y realizando muchas otras funciones fisiológicas. La piel consta de tres capas bien diferenciadas:


9

Estructura de la Piel

Epidermis

■ Más importante desde el punto de vista toxicológico , constituyendo una barrera impermeable para casi todas las sustancias.

■ Capa más externa , de aproximadamente un milímetro de espesor, más gruesa en las palmas de las manos y en las plantas de los pies.

■ Constituida por varias capas de células llamadas queratinocitos, que producen queratina, una proteína que fortalece, impermeabiliza y hace flexible la superficie de la piel.

− Capa superior: superficie irregular de células muertas aplanadas (estrato córneo).

− Capa interior: la capa basal es la más interna, donde se generan las células vivas.

− Membrana lipídica : barrera protectora, sobre la que descansa la epidermis, pero en las partes velludas de la piel penetran por ella tanto los folículos pilosos como los canales de las glándulas sudoríparas.

Dermis

■ Constituye la mayor proporción de la piel y representa el verdadero soporte de este órgano , con un espesor de unos cuatro milímetros.

■ Las células forman un complicado sistema de fibras entrelazadas, de diferentes tipos de fibras:

− Colágeno: principal componente de las dermis, responsables de la resistencia y firmeza de la estructura de la piel.

− Elásticas: más escasas que las anteriores, son las responsables de la elasticidad de la piel.

− De reticulina: muy escasas, se disponen alrededor de los anejos (pelos, uñas, glándulas) y de los vasos sanguíneos.

■ En la dermis se encuentran los vasos sanguíneos que irrigan la piel, las terminaciones nerviosas y los anejos cutáneos, que son de dos tipos:

− Córneos : pelos y uñas. − Glandulares : glándulas sebáceas y sudoríparas.

Hipodermis Tejido subcutáneo: capa más profunda de la piel. Se halla constituida por gran multitud de células grasas, y cuya misión principal consiste en aislar el cuerpo del frío y del calor exterior.


10

Mecanismos de Absorción a Través de la Piel Las sustancias pueden pasar a través de la piel en función de su naturaleza química, distinguiéndose entre:

■ Hidrófilas: son aquellas que no pueden traspasar la capa sebácea lipídica y por tanto tienen que traspasar a través de roturas en la piel (vía parenteral) o a través de zonas en las que una sustancia abrasiva hubiera previamente eliminado esa capa.

■ Lipófilas : son los compuestos que pueden atravesar con facilidad la capa sebácea lipídica de la piel , por lo que las sustancias de este tipo se absorben fácilmente.

Así pues, la absorción por la piel puede producirse por cualquiera de los mecanismos siguientes:

Absorción Transepidérmica

Por difusión a través de la membrana lipídica, sobre todo de sustancias lipófilas (disolventes orgánicos, plaguicidas, etc.) y en pequeña medida de algunas sustancias hidrófilas a través de los poros.

Absorción Transfolicular

■ Se produce alrededor del tallo del pelo hasta penetrar en el folículo piloso, evitando así la barrera de la membrana.

■ Ocurre únicamente en las zonas de la piel que tienen vello.

Conductos de las Glándulas Sudoríparas Representa menos del 1% de la absorción dérmica.

Penetración de los Contaminantes La penetración de un contaminante a través de la vía dérmica depende de factores característicos de la propia piel y otros que dependen de las condiciones en el lugar de trabajo.


11

Factores Influyentes en la Penetración por Vía Dérm ica

Ambientales

■ El empleo de ciertas sustancias pueden alteran la composición y propiedades de la piel, provocando un aumento de la permeabilidad a las sustancias químicas, como por ejemplo:

− Detergentes. − Ácidos y bases. − Disolventes.

■ El vehículo o compuesto utilizado para facilitar la aplicación del producto puede modificar la capacidad de penetración de las sustancias.

■ El área y la duración del contacto de la sustancia con la piel y la concentración de la sustancia influyen, obviamente, sobre la cantidad absorbida.

■ Si aumenta la temperatura y/o la humedad ambiental , aumenta, en general, la absorción de las sustancias por la piel.

■ Unas condiciones de bajas temperaturas y alta humedad relativa cuartean la piel, abriendo así nuevas vías de entrada.

Físico-Anatómicos

■ Integridad y condición de la piel : es el factor que más influye en la absorción de contaminantes, en especial si la barrera que forma está completa o no.

■ El contenido hídrico de la piel : el aumento de la hidratación, aumenta la facilidad de absorción. Cuando la piel tiene más agua entre sus capas de la que suele haber (agua ocluida), la posibilidad de absorción de sustancias aumenta hasta en 4 ó 5 veces más, y ésto puede deberse a diferentes causas.

− Por lavados. − Uso de ropas cerradas o sintéticas. − Temperatura y humedad exterior.

■ Espesor de la piel: la velocidad de absorción de sustancias es inversamente proporcional al grosor de la piel.

■ Apéndices de la piel: durante los primeros minutos del contacto dérmico con una sustancia, los apéndices de la piel son la principal ruta de entrada.

■ El aumento de la temperatura de la piel, el pH , el flujo sanguíneo local y la transpiración .

■ Enfermedades de la piel : psoriasis, ictiosis, eczemas, dermatitis seborreica, etc.

■ Quemaduras, excoriaciones, irritaciones, etc.

■ La parte del cuerpo ; según el área de la piel dónde se produzca el contacto, el grado de absorción varía, por ejemplo, de mayor a menor grado sería: escroto, frente, cuero cabelludo, abdomen, parte anterior del hombro, espalda, cara anterior del antebrazo, palma de las manos y planta de los pies.


12

Vía Digestiva El tubo digestivo es una membrana biológica, formado por la boca, el intestino y el estómago. En él se absorben únicamente las sustancias liposolubles, por difusión pasiva principalmente, con influencia decisiva del pH del medio y de la liposolubilidad de las mismas. Actualmente la intoxicación por vía digestiva se produce de manera accidental , y no como consecuencia de un cierto grado medible de agente contaminante en el ambiente. Esta intoxicación se suele dar con una cierta asiduidad en los lugares donde se come, bebe o fuma con las manos manchadas de un contaminante, o por salpicaduras del tóxico liquido en la boca. La vía digestiva es la más frecuente en las intoxicaciones voluntarias, criminales y accidentales. También penetran por esta vía los contaminantes ambientales que alcanzan y contaminan el agua y los alimentos. El aseo personal, así como la prohibición de comer, beber o fumar en los puestos de trabajo, minimiza la entrada del contaminante por esta vía.

Órgano Características y Sustancias Absorbidas

Estómago

■ La pared del estómago es muy rugosa para incrementar la superficie de absorción y secreción.

■ Los ácidos débiles, se absorben en este órgano mayoritariamente ya que al tener un pH ácido (1 a 3) estos tóxicos se encuentran principalmente en forma no ionizada.

Intestino Delgado

■ La absorción se produce fundamentalmente en el duodeno, donde existen una gran cantidad de vellosidades.

■ Las bases débiles se absorben aquí, ya que el pH en el intestino tiene un valor de 5 a 7.

Vía Parenteral Supone la penetración directa del tóxico en la sangre , a través de una discontinuidad de la piel como consecuencia de una lesión traumática, como puede ser una herida. A pesar de tener un carácter mayoritariamente accidental ha de ser tomada en cuenta, ya que el tóxico puede pasar directamente al torrente circulatorio sin que apenas existan barreras que se lo impidan. Constituye la vía de entrada más grave e importante para los cont aminantes biológicos . Esta vía de entrada adquiere importancia en el sector sanitario y en los laboratorios , lugares donde se manejan objetos punzantes con regularidad como agujas hipodérmicas.


13

DISTRIBUCIÓN Y METABOLISMO DE LOS TÓXICOS EN EL ORG ANISMO La distribución es la segunda fase de la toxicocinética, los tóxicos una vez absorbidos y en el torrente sanguíneo son difundidos hasta los diferentes tejidos del organismo , ya sea para ejercer su acción tóxica o acumularse . Las células del cuerpo humano están separadas del medio en que se encuentran por medio de membranas, por lo que los tóxicos, de nuevo deben atravesar un gran número de membranas biológicas hasta llegar a los diferentes compartimentos biológicos.

Transporte de las Sustancias Tras ser absorbido el tóxico pasa a la sangre , la linfa u otros fluidos corporales, siendo la sangre el principal vehículo de transporte . La sangre circula por el interior de los vasos sanguíneos en condiciones de alta presión , por lo que parte del líquido se escapa del sistema por filtración, y pasa al sistema linfático , una red de pequeños capilares linfáticos, de finas paredes, que se ramifican por los tejidos y órganos blandos, y que se encarga de realizar la labor de drenaje.

Componentes de la Sangre

Plasma (Fase Líquida)

■ Agua.

■ Proteínas : albúminas, globulinas, fribrinógeno, etc.

■ Ácidos orgánicos : láctico, glutámico, cítrico, etc.

■ Otras sustancias : lípidos, lipoproteínas, glicoproteínas, enzimas, sales, xenobióticos, hormonas y otras moléculas que intervienen en muchas funciones fisiológicas.

Componentes Celulares

(Fase Sólida)

■ Glóbulos rojos o eritrócitos.

■ Glóbulos blancos o leucócitos.

■ Reticulocitos: glóbulos rojos que no han alcanzado su madurez.

■ Plaquetas .

Los tóxicos se absorben en forma de moléculas y de iones. Algunos tóxicos debido al pH de la sangre forman partículas coloidales, de manera que durante el transporte de sustancias por el organismo , éstas pueden:

■ Unirse física o químicamente a los componentes de la sangre , sobre todo a los eritrocitos.

■ Disolverse físicamente en el plasma en estado libre , solo ocurre en sustancias muy solubles al agua y sin grupos lipófilos.


14

■ Unirse a otros componentes del plasma : proteínas plasmáticas, ácidos orgánicos o agentes quelantes (sustancia orgánica que se une con un ion metálico polivalente), en este caso se forma un quelato estable que se elimina rápidamente por el riñón.

Sólo las formas libres de los tóxicos en el plasma están disponibles para penetrar por las paredes de los capilares que participan en la distribución. El tóxico unido a proteínas (ligado) no es activo, ya que su elevado tamaño molecular no permite que pueda difundir a los tejidos ni ser excretado; ni fijarse a sus receptores y producir los efectos tóxicos. Esa fracción libre está en equilibrio dinámico con la fracción unida:

Distribución y Acumulación de Sustancias La concentración de los tóxicos en la sangre está en equilibrio dinámico con su concentración en los órganos y tejidos, lo que determina su retención (acumulación) o su salida de ellos. A medida que el tóxico libre va difundiendo a los tejidos para ejercer su acción, la fracción ligada irá cediendo más tóxico libre que será distribuido por el organismo de modo que la fracción ligada constituye un almacén del tóxico que va liberándose poco a poco. El que la ecuación se desplace hacia un lado o el otro depende de la cantidad de proteínas y el grado de afinidad de los agentes por la proteína : cuando varios tóxicos compiten por la misma proteína, se fijará aquel que tenga mayor afinidad o capacidad de combinación. El organismo humano, en función de cómo se van a distribuir los diferentes tóxicos se puede compartimentar de la siguiente manera:

■ Órganos internos.

■ Piel y músculos.

■ Tejidos adiposos.


15

■ Tejidos conectivos y huesos.

Están ordenados de forma decreciente en cuanto a vascularización y contenido en agua , factores que influyen en como se distribuyen por los tóxicos por el organismo, junto con muchos otros, tal y como se describe a continuación.

Factores que Influyen en la Distribución

Grado de Perfusión Vascular Sanguínea

■ Los órganos que están muy perfundidos, consiguen la concentración más alta de tóxicos en el tiempo más corto, así como un equilibrio entre la sangre y ese compartimento.

■ La captación de tóxicos por tejidos menos perfundidos es mucho más lenta, pero la retención es superior y el tiempo de permanencia mucho más largo (acumulación ).

Afinidad por Proteínas Tisulares

En los tejidos, el tóxico se fija al mismo tipo de proteínas que en el plasma.

Liposolubilidad: Coeficiente de

Partición

■ Tóxicos hidrosolubles : se distribuyen de manera uniforme en función del contenido de agua de los compartimentos, como el etanol, cationes y aniones monovalentes tales como, litio, sodio, potasio o rubidio cloro y bromo.

■ Tóxicos liposolubles : tienden a acumularse en tejidos con mayor contenido en lípidos: el hígado, cápsulas suprarrenales, tejido adiposo, tejido nervioso, etc., siendo dicha fijación a veces muy selectiva. Algunos ejemplos son:

− Vapores de Hg y los derivados orgánicos de Hg (metil-mercurio): son muy liposolubles y se fijan en el SNC, que son las abreviaturas del sistema nervioso central, produciéndose una afectación neurológica.

− Fenil mercurio y mercurio oxidado: muy hidrosolubles, se fijan en el riñón siendo nefrotóxicos.

− Insecticidas organoclorados como el DDT, son en general compuestos orgánicos persistentes, por su gran liposolubilidad. Se almacenan en el tejido adiposo, donde pueden persistir durante largos periodos de tiempo.


16

Fijación Selectiva por Afinidad

La afinidad química de algunas sustancias por determinados órganos es verdaderamente importante, como pueden ser:

■ Monóxido de carbono: se fija a la hemoglobina.

■ Paraquat: por el pulmón.

■ Plomo: siguiendo el metabolismo del calcio, se fija en el tejido óseo, dónde resulta inofensivo, llegando a alcanzar concentraciones que serían letales si su acción la desarrollara sobre otros tejidos.

■ Arsénico y otros metales pesados: tóxicos con una especial afinidad por los grupos SH (grupos tiólicos), acumulándose por tanto en faneras (pelos, uñas), donde abunda la queratina, proteína muy rica en el aminoácido metionina y grupos SH.

Tipo de Intoxicación

La fijación de los tóxicos no es igual en una intoxicación aguda o crónica . Ejemplos:

■ Plomo: si la intoxicación es aguda se fija en hígado y riñón, en vez de en el tejido óseo.

■ Benceno: en la intoxicación aguda se fija preferentemente en el SNC, causando depresión, en cambio en la intoxicación crónica se fija fundamentalmente en la médula ósea, produciendo aplasia medular.

Otros ■ Grado de ionización : depende del pKa de la sustancia y el pH. Es

un factor importante en el caso de iones.

■ Estado funcional de los órganos, el equilibrio hormonal y otros.

Mecanismo de Defensa La distribución de los tóxicos constituye un mecanismo de defensa frente al tóxico, ya que si dicho tóxico se encuentra distribuido por el organismo, la concentración en un lugar determinado será menor. Este mecanismo es importante sobre todo con aquellos tóxicos letales que sufren una degradación lenta. El organismo posee algunas barreras que obstaculizan la penetración de algunos grupos de tóxicos, en determinados órganos y tejidos, como son:

■ Barrera hematoencefálica o cerebroespinal : capa muy tupida de células endoteliales que limita la entrada de moléculas grandes y tóxicos hidrófilos en el cerebro y el SNC.

■ Placenta : barrera lipoide fácilmente atravesada por los compuestos liposolubles y con mucha dificultad por los hidrosolubles.

■ Barrera histohematológica en las paredes de los capilares: permeable para moléculas de pequeño y mediano tamaño y algunas de mayor tamaño, así como para iones; ya que


17

presenta un tamaño de poro lo suficientemente grande como para permitir el paso de sustancias hidrófilas.

Metabolismo de Sustancias

El metabolismo o biotransformación es un proceso o conjunto de transformaciones que sufre un tóxico en el organismo, cuyo objetivo final es obtener un compuesto hidrosoluble, poco tóxico y fácilmente eliminable. La disminución de la toxicidad y la eliminación de cualquier tipo de sustancia extraña, se realiza en dos fases:

■ Fase 1: reducción de las sustancias a estructuras más sencillas y más hidrosolubles mediante reacciones químicas como:

− Oxidación. − Reducción. − Hidrólisis. − Degradación.

■ Fase 2: se combinan las sustancias del anterior proceso con moléculas creadas por el cuerpo humano. Se producen:

− Reacciones de conjungación: unión del tóxico transformado en la Fase I con un compuesto o ligando endógeno dando lugar a una nueva sustancia más hidrosoluble. y fácilmente eliminable por el riñón.


18

Aspectos Relacionados con la Capacidad Metabólica Las sustancias tóxicas varían su composición durante el proceso del metabolismo . Es muy importante que estas sustancias se conviertan en compuestos hidrosolubles, y de esta manera se puedan eliminar fácilmente a través del riñón. Esta vía de eliminación no siempre se consigue, dependiendo de la naturaleza química de la sustancia. El proceso de biotransformación tiene una capacidad máxima de absorción, que viene dada principalmente por factores genéticos del individuo, pero también por otros mecanismos químicos que la aumentan o disminuyen.

Factores Intrínsecos

Del propio tóxico: liposolubilidad, unión a proteínas, dosis, vía de entrada y vía de eliminación.

Factores Individuales o

Genéticos

■ Factores fisiopatológicos , entre ellos hay que destacar: la raza, la edad, el sexo, embarazo, estado nutricional, existencia de determinadas enfermedades, especialmente hepatopatías como la hepatitis, la cirrosis, etc.

■ Polimorfismos genéticos , de los enzimas encargados de metabolizar los tóxicos tanto de la fase I como de la fase II. Hay estudios que asocian estos polimorfismos enzimáticos con enfermedades derivadas de la exposición a sustancias químicas ambientales.

Factores Ambientales

Pueden variar las funciones fisiológicas al alterar la producción de hormonas y enzimas en el organismo.

■ Inducción enzimática : tóxicos que aumentan de la capacidad metabólica de una enzima, pudiendo influir en la metabolización de otras sustancias. Algunos ejemplos son:

− Hidrocarburos aromáticos policíclicos y los agentes tipo fenobarbital, etanol, rifampicina, dexametasona, clofibrato,etc.

■ Inhibición enzimática : en el ser humano se puede producir la inhibición de las enzimas por determinadas sustancias, con lo que se altera gravemente el proceso de biotransformación, debido a una disminución en la cantidad de enzimas. Algunos ejemplos son:

− Cadmio, tetracloruro de carbono, etc.

Bioactivación Cuando los metabolitos resultantes de la biotransformación de la sustancia absorbida son más tóxicos que el compuesto original, se habla de bioactivación, un conjunto de reacciones metabólicas que incrementan la toxicidad de los xenobióticos, Generalmente se produce por las enzimas de la Fase I, aunque algunas de las enzimas de la Fase II también pueden bioactivar algunos xenobióticos.


19

Se trata de un efecto lateral indeseable que se suele dar cuando los metabolitos resultantes son especies químicas muy reactivas, normalmente compuestos electrofílicos con gran afinidad por los nucleófilos: el ADN, las proteínas y los lípidos.


20

EXCRECIÓN O ELIMINACION DE SUSTANCIAS La excreción de sustancias tóxicas es el conjunto de procesos que permiten al organismo la eliminación la estructura primaria de un xenobiótico o de sus metabolitos. Los tóxicos una vez son absorbidos y se encuentran en el organismo, sufrirán diferentes de procesos de eliminación, en función, fundamentalmente de su naturaleza:

Propiedad del Tóxico Proceso de Eliminación

Hidrosoluble ■ Pueden ser eliminados sin previas modificaciones directamente a través

de los riñones, por vía renal.

■ Ejemplos: diquat y paraquat (herbicidas).

Liposoluble

■ Se producen modificaciones por vías metabólicas con el fin de aumentar la hidrosolubilidad del xenobiótico y en función de ésta será excretado por una vía renal, biliar o pulmonar.

■ La eliminación por vía pulmonar tendrá lugar cuando se generan metabolitos volátiles y dióxido de carbono.

Estructura Molecular

■ Algunos compuestos lipofílicos, con resistencia a ser metabolizados, pueden fijarse según su afinidad en diferentes tejidos y permanecer durante largos periodos en el organismo, hasta su lenta eliminación por vía fecal o biliar.

■ La mayoría son compuestos halogenados, como es el caso de bencenos polihalogenados o bifenilos como los PCB, de uso industrial e insecticidas clorados como el DDT.

La velocidad de este proceso de eliminación varía dependiendo de diferentes parámetros del cuerpo humano y la naturaleza de las sustancias.

Parámetros Determinantes de la Velocidad de Elimina ción de Sustancias

■ Naturaleza del tóxico y tamaño molecular.

■ Capacidad de biotransformación, es decir, de ser metabolizados.

■ Afinidad por los depósitos, como por ejemplo el tejido graso.

■ Solubilidad en sangre.

■ Grado de ionización (dependiente del pH).

■ Otros factores individuales: edad, sexo, funcionalidad de los órganos implicados, etc.


21

Vías de Eliminación de las Sustancias La eliminación de sustancias se hace a través de varias vías, que pueden agruparse en dos tipos, según se trate de una excreción de tipo:

■ Activa : en contra de gradiente, mediante un mecanismo específico que implica gasto de energía, es el caso de la eliminación renal y biliar.

■ Pasiva : procesos de eliminación a favor de gradiente, se trata de la eliminación pulmonar, mamaria, a través del pelo, las uñas, etc.

Eliminación Renal Los riñones son los órganos de eliminación de sustancias extrañas que entran al organismo más eficaces, principalmente de todas las moléculas xenobióticas y metabolitos, de carácter hidrófilo.

Mecanismos

Ultrafiltración Glomerular

■ Todas las sustancias que llegan al riñón se someten a un filtrado, permaneciendo las sustancias de alto peso molecular, como grasas o grandes compuestos iónicos.

■ Las sustancias unidas irreversiblemente a proteínas no pueden ser eliminadas a través del glomérulo.

Reabsorción Tubular Pasiva

■ Las sustancias solubles en lípidos son reabsorbidas a través de las paredes de las células tubulares de las nefronas por difusión pasiva y vuelven al torrente sanguíneo.

■ Las sustancias ionizadas, que no se reabsorben, se eliminan por orina, de modo que el pH es un factor a tener en cuenta.

Secrección Tubular Activa

■ Mecanismo mediado por "transportadores" de elementos polares, en contra de gradiente, desde la sangre a la orina.

■ Las sustancias formadas por iones se desplazan a través de un sistema activo de absorción a través de túbulos de aniones y cationes activos.

■ Constituyen sistemas especializados para sustancias ácidas, como la penicilina y el ácido acetilsalicílico, y básicas como la morfina.


22

Eliminación Biliar Se produce a través de la secreción de bilis en el hígado. Algunos tóxicos, una vez transformados en hígado, pasan a bilis, ésta se acumula en la vesícula biliar y es segregada al intestino. Se trata sobre todo de sustancias polares , con un peso molecular superior a 500 daltons y que presentan grupos ionizables en su molécula. Tanto los aniones como los cationes orgánicos, pueden ser transportados de forma activa a la bilis por transportadores similares a los que utilizan estas sustancias en los túbulos renales. Desde la bilis estas sustancias pueden seguir posteriormente caminos de eliminación diferentes.

Camino Proceso

Eliminación Fecal

■ Entrar en el tracto gastrointestinal y ser eliminado con las heces.

■ Algunas sustancias pueden ser sometidas a una metabolización enterobacterial por medio de las bacterias intestinales, de la flora intestinal, devolviéndole su carácter liposoluble y de ésta manera ser reabsorbida en el intestino.

Circulación Enterohepática

■ Reabsorción en el intestino de las sustancias lipofílicas hacia la sangre, y de ahí al hígado otra vez.

■ Se prolonga la permanencia del tóxico en el organismo.

Eliminación Pulmonar

La eliminación de tóxicos a través de los pulmones normalmente sólo se produce con compuestos gaseosos o líquidos volátiles. Ciertos gases provenientes del resultado del metabolismo (como el CO2) son eliminados por esta vía.

Existen una serie de factores que determinarán la posibilidad de eliminar ciertos tóxicos por esta vía:

Presión de Vapor

■ Aquellos compuestos con una presión de vapor sufici ente , a la temperatura corporal , les permite ser eliminados por esta vía.

■ Este principio tiene su aplicación práctica en la determinación del grado de alcoholemia en las personas, al analizar el aire expirado.


23

Reactividad del Tóxico

■ A mayor reactividad con los diferentes compuestos presentes en el cuerpo, menor será la eliminación del tóxico de esta forma.

■ Es necesario que no ocurran reacciones rápidas de combinación con constituyentes orgánicos o de degradación que produzcan metabolitos poco volátiles.

Ventilación Pulmonar

Los tóxicos que proceden de la sangre deben atravesar la membrana alveolar, para posteriormente ser eliminados en la expiración.

Solubilidad en la Sangre

Cuanto más soluble sea un compuesto en la sangre, más reducida será su eliminación a través de los pulmones.

Otras Vías de Eliminación Existen otras vías de eliminación de sustancias pero no son muy importantes en comparación a las vías de eliminación anteriores, ya que las cantidades que eliminan son muy pequeñas.

Otras Vías

Sudor ■ Los tóxicos excretados por esta vía pueden dar lugar a una dermatitis.

Saliva

■ Los tóxicos eliminados a través de la saliva pueden pasar al aparato digestivo y seguir un proceso de absorción .

■ Algunos de estos tóxicos son los metales (Hg, Pb,etc.) que pueden originar lesiones como puede ser el ribete gingival (ribete de Burton del plomo).

Leche Materna

■ Se eliminan gran cantidad de sustancias . La leche es rica en grasas lo que permite que se eliminen compuestos liposolubles como los insecticidas organoclorados, DDT, dioxinas, etc.

■ Alto contenido en calcio : favorece la eliminación de metales ligados a él, como el plomo, y el cadmio.

■ pH es ligeramente ácido : permite la eliminación de sustancias básicas como la nicotina.

■ Especial cuidado con las madres que den de mamar a sus bebes y puedan estar expuestas a un agente contaminante en el medio laboral.

CURSOS SUBVENCIONADOS A LAS EMPRESAS Bureau Veritas Formación es Entidad Organizadora de Gestión de las subvenciones a la Formación, ofreciendo el servicio de impartir y gestionar su Formación con las siguientes ventajas:

■ Realizar la formación en el momento en que la empresa lo necesite.

■ Tramitación de la documentación ante la Fundación Tripartita para la subvención de la Formación a cargo del Crédito Anual de la empresa.

■ En la Plataforma de Formación www.bureauveritasformacion.com puede conocer los trámites para agrupar su empresa, ver la oferta de formación e inscribir a trabajadores en los Cursos.

Toxicología Laboral Bureau Veritas Formación S.A.

Depósito Legal: 5353-2009 Director del Proyecto: Luis Lombardero

Dirección Pedagógica: Carmen González

Reservados todos los derechos. El contenido de esta obra está protegido por la Ley. Queda prohibida toda reproducción total o parcial de la obra por cualquier medio o procedimiento sin autorización previa.

ÁREAS DE FORMACIÓN

Teléfono: 902 350 077 E-mail: [email protected]

www.bureauveritasformacion.com

Uc01 toxicologia laboral

Health & Medicine

Transcript of Uc01 toxicologia laboral