2-Toxicología

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Seguridad de Procesos y Prevención de Pérdidas _____________________________________________________________________________________________ 2 . INTRODUCCION A LA TOXICOLOGIA INDUSTRIAL ______________________________________________________________________________ Debido a las cantidades y variedad de productos químicos utilizados en el hogar, laboratorios e instalaciones industriales, que en algunos casos son productos de beneficio para el bienestar del ser humano; el profesional relacionado con las ciencias exactas e ingenierías debe tener un conocimiento básico acerca de: El camino mediante el cual productos químicos identificados como tóxicos ingresan al organismo Las formas como estos materiales son eliminados por el organismo Los efectos de productos químicos tóxicos sobre el organismo Los métodos para prevenir o reducir la entrada de productos químicos tóxicos al organismo Los tres primeros aspectos se relacionan con la toxicología. El último aspecto es esencialmente relacionado con la higiene laboral. La toxicología es definida como el estudio de los agentes químicos y físicos los cuales interactúan con sistemas biológicos para producir una respuesta en los organismos. La historia de la toxicología resulta tan antigua como los orígenes del hombre; Hipócrates (400 AC) introduce los principios de la toxicología clínica al mencionar conceptos como “biodisponibilidad” y “sobredosis”, así como también citar venenos de la Grecia antigua, una descripción de los trabajos de Hipócrates es presentada en http://classics.mit.edu/Browse/browse-Hippocrates.html . Dioscórides, un farmacéutico griego realiza el primer intento por clasificar los “venenos”. Sócrates (470-399 AC) envenenado al tomar “cicuta” es uno de los casos más conocidos de muerte por envenenamiento. El uso de venenos formó parte importante de la historia durante la Edad Media, surgiendo “Los Borgia” y “Los Médicis” en Italia, familias que utilizaban ampliamente los venenos y tenían a su disposición gente que trabajaba para ellos y los suministraba; Catalina de Médicis es conocida por probar diferentes venenos entre gente pobre, bajo el concepto de ser una “¡¡¡ Buena Samaritana !!!” y no permitir que los mismos sufrieran. Ellenbog (1480) estudia la toxicidad del plomo y el mercurio. La toxicidad es la capacidad relativa de una substancia para causar lesiones al tejido biológico. Dado el amplio espectro de toxicicidades cualesquier substancia puede afectar un organismo, esto es fácil de entender cuando el alquimista Paracelso (1493-1541) dijo: “Todas las substancias son venenos, así como todas la substancias no lo son. La dosis correcta diferencia un veneno de un remedio”. Debe reconocerse que es Paracelso el primero en realizar y publicar trabajos que sientan las bases de la toxicología. La Toxicología cubre campos tan diversos como: Toxicología Clínica, Toxicología Forense, Toxicología Ambiental, Toxicología Reproductiva, Toxicología Veterinaria, Toxicología Molecular, Toxicología de Plantas, Toxicología de Alimentos, etc.

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2 . INTRODUCCION A LA TOXICOLOGIA INDUSTRIAL ______________________________________________________________________________ Debido a las cantidades y variedad de productos químicos utilizados en el hogar, laboratorios e instalaciones industriales, que en algunos casos son productos de beneficio para el bienestar del ser humano; el profesional relacionado con las ciencias exactas e ingenierías debe tener un conocimiento básico acerca de: • El camino mediante el cual productos químicos identificados como tóxicos ingresan al

organismo • Las formas como estos materiales son eliminados por el organismo • Los efectos de productos químicos tóxicos sobre el organismo • Los métodos para prevenir o reducir la entrada de productos químicos tóxicos al organismo Los tres primeros aspectos se relacionan con la toxicología. El último aspecto es esencialmente relacionado con la higiene laboral. La toxicología es definida como el estudio de los agentes químicos y físicos los cuales interactúan con sistemas biológicos para producir una respuesta en los organismos. La historia de la toxicología resulta tan antigua como los orígenes del hombre; Hipócrates (400 AC) introduce los principios de la toxicología clínica al mencionar conceptos como “biodisponibilidad” y “sobredosis”, así como también citar venenos de la Grecia antigua, una descripción de los trabajos de Hipócrates es presentada en http://classics.mit.edu/Browse/browse-Hippocrates.html. Dioscórides, un farmacéutico griego realiza el primer intento por clasificar los “venenos”. Sócrates (470-399 AC) envenenado al tomar “cicuta” es uno de los casos más conocidos de muerte por envenenamiento. El uso de venenos formó parte importante de la historia durante la Edad Media, surgiendo “Los Borgia” y “Los Médicis” en Italia, familias que utilizaban ampliamente los venenos y tenían a su disposición gente que trabajaba para ellos y los suministraba; Catalina de Médicis es conocida por probar diferentes venenos entre gente pobre, bajo el concepto de ser una “¡¡¡ Buena Samaritana !!!” y no permitir que los mismos sufrieran. Ellenbog (1480) estudia la toxicidad del plomo y el mercurio. La toxicidad es la capacidad relativa de una substancia para causar lesiones al tejido biológico. Dado el amplio espectro de toxicicidades cualesquier substancia puede afectar un organismo, esto es fácil de entender cuando el alquimista Paracelso (1493-1541) dijo: “Todas las substancias son venenos, así como todas la substancias no lo son. La dosis correcta diferencia un veneno de un remedio”. Debe reconocerse que es Paracelso el primero en realizar y publicar trabajos que sientan las bases de la toxicología. La Toxicología cubre campos tan diversos como: Toxicología Clínica, Toxicología Forense, Toxicología Ambiental, Toxicología Reproductiva, Toxicología Veterinaria, Toxicología Molecular, Toxicología de Plantas, Toxicología de Alimentos, etc.

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La dosis o cantidad de substancia dada a un organismo influencía el establecer si los efectos se catalogan como tóxico o benéfico. En estudios toxicológicos la dosis dada que se prueba en animales es expresada en términos de cantidad administrada: • Por unidad de peso usualmente expresada como miligramos de substancia por kilogramo de

masa corporal (mg/kg). • Por área de piel superficial expresada como mg/cm2. • Por unidad de volumen de aire inhalado usualmente expresado como partes de vapor o gas

por millón de partes de aire (ppm) en volumen. Los sólidos pueden ser expresados como miligramos de material por metro cúbico de aire (mg/m3). Dosis inhaladas también pueden ser expresadas en función del tiempo.

Una dosis también puede ser expresada como una función de la duración de la exposición. Por ejemplo, 5mg/kg/3d es 5 miligramos del producto químico por kilogramo de masa animal cuando se administra por un período de 3 días. Actualmente, la toxicología es más adecuadamente definida como el estudio de los efectos adversos de agentes tóxicos sobre organismos vivos. Un material tóxico puede ser un agente químico o físico que incluyen polvos, fibras, ruido y radiación. La toxicidad de un agente químico o físico es la propiedad del agente que describe su efecto sobre organismos biológicos. 2.1 VIAS DE INGRESO DE AGENTES TOXICOS A ORGANISMOS BIOLOGICOS Para organismos superiores, las rutas que tiene un agente químico a través del cuerpo están bien definidas. Los agentes tóxicos ingresan en organismos biológicos por las siguientes rutas: • Ingestión: vía boca al estómago • Inhalación: vía boca o nariz a los pulmones • Inyección: vía cortes a la piel • Absorción dérmica: a través de la membrana de la piel La Tabla 2.1 sumariza las rutas de entrada, las cuales pueden ser controladas por la

aplicación de técnicas de higiene adecuadas.

TABLA 2.1 RUTAS DE ENTRADA DE AGENTES TOXICOS Y METODOS DE CONTROL

Ruta de entrada

Organo de entrada Métodos para control

Ingestión Boca o estómago Reforzar las reglas sobre comer, beber y fumar.

Inhalación Boca o nariz Ventilación, respiradores, campanas de extracción

Inyección Cortes en la piel Proporcionar ropa de protección

Absorción dérmica Piel Proporcionar ropa de protección

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La Figura 2.1 muestra los niveles de concentración esperados en sangre como una función del tiempo y la ruta de entrada. Los niveles de concentración en sangre son función de una gran cantidad de parámetros, así variaciones en este comportamiento pueden esperarse. Inyección usualmente se traduce en un nivel de concentración mayor, seguido de inhalación, ingestión y absorción. El sistema respiratorio, la piel y el tracto gastrointestinal, juegan un papel significativo en las diferentes rutas de entrada.

Figura 2.1 Niveles de concentración en sangre como función de la ruta de exposición

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La Figura 2.2 muestra otro enfoque en relación a las vías de entrada y una comparación de la importancia de las mismas entre el trabajo que se desarrolla en una unidad de negocio y el hogar, donde la presencia de materiales tóxicos está más que latente (limpiador de hornos, limpiador de sarro, agente desinfectante, soluciones limpiavidrios, insecticidas, solventes, pinturas); los cuales desafortunadamente por una mala identificación o almacenamiento seguro han derivado en ingestión de parte de infantes y niños, en algunos casos con fatales consecuencias.

Figura 2.2 Vías de entrada de susbtancias tóxicas al organismo incluyendo el hogar

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2.1.1 Sistema Respiratorio El sistema respiratorio tiene un papel significativo en la entrada de agentes tóxicos al cuerpo a través de la respiración. La principal función del sistema respiratorio es el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono entre el flujo sanguíneo y el aire inhalado. En un minuto una persona normal en reposo inhala un estimado de 250 ml de oxígeno y exhala 200 ml de dióxido de carbono. Aproximadamente 8 litros de aire son inhalados por minuto. Solamente una fracción del aire total en el pulmón es intercambiada en cada pulmón. Estos valores se modifican significativamente cuando se realizan actividades físicas. El sistema respiratorio se divide en: Sistema respiratorio alto y bajo, tal y como se muestra en la Figura 2.3. El sistema respiratorio alto está conformado por la nariz, senos paranasales, boca, faringe (sección entre boca y esófago), laringe (caja de voz) y tráquea; es el sistema respiratorio alto el responsable de filtrar, calentar y humidificar el aire. El sistema respiratorio bajo se compone de pulmones y sus pequeñas estructuras, incluyendo bronquios y alvéolos. Los bronquios transportan el aire fresco a partir de la tráquea a través de una serie de tubos ramificados a los alvéolos. Los alvéolos son pequeños sacos de aire en un número aproximado de 300’000,000 en un pulmón normal y contribuyendo al área superficial total del pulmón en aproximadamente 70 metros cuadrados; es en los alvéolos donde el intercambio de gases con la sangre.

Figura 2.3 Sistema respiratorio

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La presencia de materiales tóxicos puede afectar al tracto respiratorio alto sobre todo si los materiales son solubles en agua, estos materiales reaccionan o se disuelven en la mucosa para formar ácidos y bases. Los agentes tóxicos en el sistema respiratorio bajo afectan los alvéolos al desarrollar un bloqueo físico a la transferencia de gases (por ejemplo polvos insolubles). El fosgeno gas, por ejemplo, reacciona con el agua sobre la pared de los alvéolos para producir ácido clorhídrico y monóxido de carbono. En relación a material particulado, partículas con tamaños mayores a 5 micrómetros de diámetro son filtradas en el sistema respiratorio alto, partículas entre 2 y 5 micrómetros generalmente aparecen en el sistema bronquial y partículas menores a 1 micrómetro de diámetro aparecen en los alvéolos. La Figura 2.4 nos muestra los tamaños de contaminantes que son transportados por el aire. 2.1.2 La Piel La piel juega un papel importante en las rutas de entrada absorción dérmica e inyección. La inyección incluye a ambas rutas ingresando por absorción a través de cortes y mecánicamente con agujas hipodérmicas. La inyección mecánica puede ocurrir por un manejo inadecuado de agujas hipodérmicas y material punzo cortante, lo anterior resulta sobre todo en aquellos lugares en los cuales se manifiesta peligro por la potencial presencia de agentes biológico infecciosos tales como HIV y Hepatitis B, situación a considerarse en laboratorios de análisis clínicos, hospitales y unidades de atención a emergencias médicas. Debe destacarse que en los últimos años, la atención a agentes biológico infecciosos ha cobrado alta importancia, sobre todo por los problemas de salud pública que a nivel mundial representan enfermedades como el SIDA; sin embargo es importante que agentes biológico infecciosos aparentemente erradicados tales como el agente causal de tuberculosis empiezan a cobrar una atención relevante de las autoridades de salud a nivel mundial. La piel se conforma de un conjunto de capas como se muestra en la Figura 2.5; las cuales están constituidas de células que frecen resistencia a la permeación de agentes tóxicos. La absorción también puede ocurrir a través de folículos y glándulas sudoríparas, aunque está normalmente es despreciable. Las propiedades de absorción se ven modificadas por el lugar y el grado de humectación de la piel, la presencia de agua incrementa la hidratación de la piel y a su vez incrementa la permeabilidad y absorción a través de esta. El fenol, por ejemplo, requiere solamente de una pequeña área de la piel para que el cuerpo absorba cantidades importantes, que en el peor escenario puede conducir a la muerte.

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Figura 2.4 Tamaño de contaminantes transportados por el aire

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Figura 2.5 La Piel 2.1.3 Tracto Gastrointestinal El trato gastrointestinal también juega un papel relevante en tóxicos que ingresan al cuerpo a través de la ingestión. Alimentos y bebidas son el mecanismo usual de exposición. Las partículas del aire (sólidas o líquidas) pueden también alojarse en las mucosas del tracto respiratorio alto. La velocidad y selectividad de la absorción del tracto gastrointestinal son significativamente dependientes de múltiples variables, por ejemplo: el tipo de agente tóxico, peso molecular, tamaño molecular y forma, susceptibilidad a ser atacado por la flora intestinal, velocidad de movimiento a través del tracto gastrointestinal, etc. El tracto gastrointestinal tiene sistemas de transporte muy especializados, que es el caso del hierro y el calcio; sin embargo, algunos agentes xenobióticos pueden tomar ventaja de dichos sistemas y ser absorbidos en el cuerpo; es el caso del plomo el cual utiliza el calcio como sistema de transporte.

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2.2 FACTORES QUE INFLUENCIAN LA TOXICIDAD Muchos factores afectan la toxicidad de una agente sospecho como tóxico, los más relevantes son:

2.2.1 Ruta de exposición: Mecanismo a través del cual el agente ingresa al organismo

2.2.2 Sexo: Algunos agentes resultan más tóxicos para un sexo respecto al otro. Por ejemplo, las mujeres generalmente tienen un mayor porcentaje de grasa corporal en su peso corporal respecto al hombre, lo cual se traduce en una mayor acumulación substancias solubles en grasa.

2.2.3 Edad: La gente de edad avanzada así como los infantes presentan sus sistemas hepáticos, musculares, metabolismo y sistemas excretorios con grandes diferencias respecto a la gente joven, lo cual altera la disposición y efectos de agentes tóxicos.

2.2.4 Sinergismo, Antagonismo y Potenciación: Algunas combinaciones de agentes tóxicos producen diferentes efectos, así al referirnos al sinergismo es la combinación de agentes que producen un efecto aditivo; la potenciación es un tipo de sinergismo donde el agente por sí solo no es tóxico pero presenta la capacidad de incrementar la toxicidad de otros agentes y finalmente el antagonismo en el cual al combinarse los agentes disminuyen los efectos que se esperarían por la presencia de cada uno por separado.

2.2.5 Genéticos: Las personas no son genéticamente iguales, la carencia de algunos genes que producen enzimas pueden alterar las toxicidades de algunos químicos. Por ejemplo, cuando el individuo presenta deficiencia en la enzima G6PD (glucosa 6-difosfato) y se le suministra aspirina o ciertos antibióticos, puede manifestar daño en los glóbulos rojos comparativamente con personas que no presentan la referida deficiencia.

2.2.6 Variación en las especies: Existen diferencias fisiológicas entre especies de animales utilizados en estudios toxicológicos, por lo tanto, la adecuada selección de animales de prueba requiere de un conocimiento profundo de las mismas debido a que el objetivo de este tipo de estudios es extrapolar los resultados obtenidos a la respuesta de seres humanos.

2.3 FORMAS DE ELIMINACION DE AGENTES TOXICOS EN ORGANISMOS BIOLOGICOS

Los agentes tóxicos pueden eliminarse o inactivarse por las siguientes rutas:

• Excreción: A través de riñones, hígado, pulmones u otros • Detoxificación: Cambio del químico en otro menos perjudicial por

biotransformación • Almacenamiento o acumulación: Este proceso se realiza en el tejido graso

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2.4 EFECTOS DE AGENTES TOXICOS SOBRE ORGANISMOS BIOLOGICOS El rango de efectos que pueden ocasionar agentes tóxicos es muy variado. Químicos utilizados como drogas son buenos ejemplos. Cuando una droga es utilizada para propósitos terapéuticos esto es usualmente el principal efecto que se desea (efecto terapéutico), sin embargo otros efectos pueden observarse y si los mismos se manifiestan son denominados efectos tóxicos. Efecto Inmediato (Acute Effect).- Desarrollan inmediatamente diversos síntomas en tiempo muy corto. Por ejemplo, la exposición a cianuros puede matar a una persona en cuestión de minutos. Efecto Subinmediato (Subacute Effect).- En este caso la severidad de los síntomas es menor pero los efectos tóxicos son los mismos. Efecto Crónico (Chronic Effect).- Estos se desarrollan lentamente y en diferentes intensidades. El diagnóstico diferencial puede ser difícil. Por ejemplo la exposición a largo plazo a asbestos o agentes cancerígenos. La Tabla 2.2 presenta una lista de los efectos o respuestas que se pueden presentar a partir de la exposición a un agente tóxico. El problema básico es el determinar los niveles de exposición antes de que síntomas substanciales se presenten. Los problemas respiratorios son diagnosticados utilizando un espirómetro, en el cual el paciente inhala y exhala tan rápido como le sea posible; el espirómetro mide el volumen total exhalado llamado capacidad vital forzada (FVC) en unidades de litros, el volumen expirado forzado medido en un segundo (FEV)1 con unidades de litros por segundo, e; flujo expirado forzado en el rango medio de la capacidad vital forzada ( 25 - 75 % FEV) en litros por segundo y la relación observada (FEV)1 a FVC × 100 ( FEV1 / % FVC). Reducción en el flujo de expiración es indicativo de problemas bronquiales tales como asma o bronquitis. Reducciones en FVC pueden relacionarse con fibrosis; el aire residual en el pulmón es denominado volumen residual (RV), un incremento en el RV es indicativo de deterioro en los alvéolos debido a enfisema, las mediciones de RV requiere de un trazador especial con helio. Los desordenes del sistema nervioso son diagnosticados por análisis del estado mental del paciente, reflejos del sistema motor y sistemas sensorios. Un electroencefalograma checa el cerebro y funciones del sistema nervioso.

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TABLA 2.2 RESPUESTAS A DIVERSOS AGENTES TOXICOS

Efectos irreversibles Cancerígeno o Carcinógeno causa cáncer Mutagénico causa daño a cromosomas Esterilidad causa daño al sistema reproductivo Teratogénico causa defectos congénitos o de nacimiento Efectos que pueden ser o no reversibles Dermatotóxico afecta la piel Hemotóxico afecta la sangre Hepatotóxico afecta al hígado Neurotóxico afecta el sistema nervioso Nefrotóxico afecta riñones Neumotóxico afecta pulmones

Cambios en la textura de la piel, pigmentación y apariencia del pelo y uñas son indicativos de posibles exposiciones tóxicas. Análisis de sangre son también utilizadas para determinar exposiciones tóxicas. Mediciones de células rojas y blancas, contenido de hemoglobina y conteo de plaquetas son regularmente efectuadas. Daños a riñones son determinados por una gran variedad de pruebas que miden la orina. Para un riñón dañado, proteínas y azúcares son encontrados en la orina. Daños al hígado son diagnosticados por una gran variedad de pruebas químicas en sangre y orina. 2.5 ESTUDIOS TOXICOLOGICOS El principal objetivo de un estudio toxicológico es cuantificar los efectos de un agente sospechoso como tóxico sobre un órgano objetivo. Para los estudios toxicológicos, animales de laboratorio son utilizados con la idea que los resultados obtenidos pueden extrapolarse a humanos. Antes de realizar un estudio toxicológico, los siguientes puntos deben de tomarse en cuenta: • El agente tóxico • El objetivo u organismo de prueba • Los efectos o respuesta a ser monitoreada • El rango de la dosis • El período de prueba

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2.6 DOSIS CONTRA RESPUESTA Los organismos biológicos responden de forma distinta a la misma dosis de un agente tóxico. Estas diferencias son el resultado de la edad, peso, dieta, salud general y otros factores. Por ejemplo, considerando los efectos de un vapor irritante sobre los ojos humanos, dada la misma dosis de vapores, algunos individuos pueden presentar una irritación ligera o no experimentar alguna respuesta (respuesta baja) y otros pueden presentar una irritación muy severa (alta respuesta). Considerando una corrida toxicológica de prueba con un número grande de individuos, cada uno expuesto a la misma dosis registrando sus respuesta; una gráfica del tipo presentado en la Figura 2.6 es preparada con los datos obtenidos. La fracción o porcentaje de individuos que experimentan una respuesta específica es graficada.

Figura 2.6 Distribución Gaussiana o normal representando la respuesta

biológica a la exposición de un agente tóxico.

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Las curvas con la forma presentada en la Figura 2.6 son frecuentemente representadas por una distribución normal o gaussiana dada por:

Donde: f (x): probabilidad (o fracción) de individuos que experimentarán una Respuesta específica x : respuesta σ : desviación estándar µ : media La desviación estándar y la media caracterizan la forma y localización de la curva de distribución normal, respectivamente. Para su cálculo se utilizan las ecuaciones:

Donde: n : número de datos σ2 : varianza Una curva completa de dosis-respuesta se produce por graficar la media acumulativa de respuesta a cada dosis. Las barras de error son dibujadas a ± σ alrededor de la media. Una gráfica típica es mostrada en la Figura 2.7.

) 2.1 ( 2

1 (x) 2 -x

21

-e ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

= σµ

πσf

( )

) 2.3 ( )(x

)(x - x

) 2.2 ( )(x

)(x x

n

1 ii

n

1 ii

2i

2

n

1 ii

n

1 iii

=

=

=

=

=

=

f

f

f

f

µσ

µ

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Figura 2.7 Curva de Dosis-Respuesta

Por conveniencia, la respuesta es graficada contra el logaritmo de la dosis como muestra la Figura 2.8.

Figura 2.8 Curva de Respuesta versus Logaritmo de la Dosis

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Si la respuesta de interés es el índice de fatalidad o muertes, la curva de log de la dosis contra la respuesta es denominada curva de dosis letal. Para propósitos de comparación, la dosis que se traduce en un 50 % de muerte de los individuos es normalmente reportada como dosis LD50. Otros valores tales como LD10 o LD90 son algunas veces reportados. El Instituto Nacional para la Salud y Seguridad Ocupacional (National Institute for Safety and Health, NIOSH (www.niosh.gov), en los Estados Unidos) ha definido una serie de términos para Dosis-Respuesta en su registro de substancias tóxicas, los cuales se explican a continuación:

• Dosis Tóxica Baja (TDLo): La dosis baja de una substancia introducida por cualquier ruta, diferente a la inhalación, en un período de tiempo y reportada como productora de un efecto tóxico en humanos o produciendo efectos reproductivos o tumores en animales.

• Concentración Tóxica Baja (TCLo): La concentración de una substancia en el aire a la cual humanos o animales en un período de tiempo que producen cualquier efecto tóxico en humanos o efectos reproductivos o tumores en animales.

• Dosis Letal Baja (LDLo): La dosis más baja, diferente a Dosis Letal 50 LD50, de una substancia que ingresa por cualquier ruta excepto inhalación, la cual ha sido reportada como causal de muerte en humanos o animales.

• Dosis Letal Cincuenta (LD50): Dosis calculada de una substancia que ingresa por cualquier ruta excepto inhalación, que se espera ocasione la muerte de un 50 porciento de la población animal sujeta a la experimentación.

• Concentración Letal Baja (LCLo): La concentración más baja de una substancia en el aire, diferente a LC50, la cual ha sido reportada como causal de muerte en humanos o animales.

• Concentración Letal Cincuenta (LC50): Concentración calculada de una substancia en el aire, en un tiempo de exposición especificado que causa la muerte de un 50 porciento de la población animal sujeta a la experimentación.

La Figura 2.9 muestra las las definiciones mencionadas anteriormente.

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Figura 2.9 Tipos de curvas Respuesta versus Logaritmo de la Dosis 2.7 TOXICIDAD RELATIVA En términos de Toxicidad, se llegan a manejar otros criterios; uno de ellos ampliamente utilizado es el grado toxicidad dado por Hodge-Sterner1 y presentado en la Tabla 2.3, la cual cubre un rango de dosis de 1.0 mg / kg a 15,000 mg / kg. _______________ 1 N. Irving Sax; “Dangerous Properties of Industrial Materials” ; Van Nostrand Reinhold Company, New York (1984)

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TABLA 2.3 TABLA DE HODGE-STERNER PARA EL GRADO DE TOXICIDAD

LD50 experimental dosis por kg de masa corporal

Grado de toxicidad Dosis letal probable para una persona de 70 kg

< 1.0 mg Peligrosamente tóxico Una degustación 1.0 - 5.0 mg Seriamente tóxico Una cucharada 50 - 500 mg Altamente tóxico Una onza 0.5 - 5.0 g Moderadamente tóxico Una pinta 5 - 15 g Ligeramente tóxico Un cuarto de libra > 15 g Toxicidad baja Más de 1/4 de libra

2.8 INDICADORES DE TOXICIDAD El valor más bajo en la curva de dosis - respuesta es llamado dosis de umbral. Abajo de esta dosis el cuerpo tiene la capacidad de detoxificarse y eliminar el agente sin ningún efecto detectable. En realidad la respuesta es cero solamente cuando la dosis es cero pero a pequeñas dosis, la respuesta no es detectable. La Conferencia Americana de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH, American Conference of Governmental Industrial Hygienists, www.acgih.org) ha establecido las dosis de umbral conocidas como valores límite de umbral (Threshold Limit ValuesTLV's) para un gran número de agentes químicos. Los TLV's se refieren a las concentraciones en aire que corresponden a condiciones donde no se registran efectos adversos durante el tiempo de vida del trabajador. Tres tipos distintos de TLV's son manejados y su definición se presenta en la Tabla 2.6

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TABLA 2.6 DEFINICIONES PARA VALORES LIMITE DE UMBRAL (TLV's)

TLV-TWA : Tiempo promedio ponderado para una jornada de trabajo de 8 horas o 40

horas por semana, concentración a la cual los trabajadores pueden estar expuestos, día a día sin efectos adversos. Exposiciones por encima de este valor pueden compensarse con exposiciones por debajo de esta concentración

TLV-STEL : Tiempo corto de exposición. Concentración máxima a la cual pueden exponerse los trabajadores continuamente por un período de 15 minutos sin sufrir: 1) irritación intolerable, 2) cambio en tejidos crónico o irreversible, 3) narcosis en un grado tan alto que incremente los niveles de accidentes o reduzca la eficiencia del trabajador, no se permiten más de cuatro exposiciones al día, con un intervalo de 60 minutos entre exposición y exposición.

TLV – C : Tope máximo. Concentración a la cual no debe exponerse en forma instantánea.

Nota: Los TLV's no deben utilizarse para: 1) marcar un índice relativo de toxicidad, 2) en trabajos de polución de aire o 3) en operaciones de asistencia a tóxicos peligrosos en una exposición continua e ininterrumpida.

Otro parámetro frecuentemente reportado es la concentración inmediatamente peligrosa a la vida y salud (Immediately Dangerous to Life or Health IDLH, www.cdc.gov/niosh). Exposiciones a estas concentraciones deben evitarse en cualquier circunstancia, ya que la exposición se traduce en un riesgo significativo a la salud. Datos relativos a valores actualizados de IDLH es factible encontrarlos en publicaciones especializadas como: NIOSH Pocket Guide To Chemical Hazards en forma electrónica y disponible en línea a través de NIOSH (www.cdc.gov/niosh/npg/npg.html) y CDC (Centers for Disease Control and Prevention, Centros para Prevención y Control de Enfermedades, ( www.cdc.gov). Otro concepto relacionado con niveles de exposición a agentes químicos y físicos es el PEL (Nivel Permisible de Exposición, Permissible Exposure Level emitido por la OSHA, Occupational Safety and Health Administration, www.osha.gov) cuyos valores aparecen listados y continuamente revisados a través de la página web de la organización. La compilación más actualizada de valores de TLV´s y PEL es factible adquirirla a través de hacer contacto con la dirección electrónica www.acgih.org/store/. Los TLV's son reportados utilizando ppm (partes por millón en volumen), mg / m3 (miligramos de vapor por metro cúbico de aire); para polvos en mg / m3 o mppcf (millones de partículas por pie cúbico de aire).

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Cuando se presentan situaciones de emergencia relacionadas con la liberación accidental de materiales peligrosos a la atmósfera (Capítulo 5); se manejan diferentes criterios de los cuales destacan: Acute Exposure Guideline Level, AEGL. National Research Council (www.epa.gov/oppt/aegl/index.htm). Los AEGL´s se manejan como concentraciones del material en el aire y presentan 3 niveles:

AEGL-1: Concentración en aire a la cual la población en general, sufre irritación o sensación de no confort,; sin embargo los efectos son transitorios y reversibles al terminar la exposición.

AEGL-2: Concentración en aire a la cual la población en general, puede sufrir efectos irreversibles, efectos a la salud a largo plazo y disminuye su capacidad para escapar.

AEGL-3: Concentración en aire a la cual la población en general, sufre efectos a la salud amenazantes o la muerte.

Emergency Response Planning Guidelines, ERPG . American Industrial Hygiene Association AIHA (www.aiha.org) . Los ERPG´s se manejan como concentraciones del material en el aire y presentan 3 niveles:

ERPG-1: Máxima concentración a la cual se cree los individuos pueden estar expuestos durante una hora, sin experimentar efectos adversos a la salud.

ERPG-2: Máxima concentración a la cual se cree los individuos pueden estar expuestos durante una hora, sin experimentar efectos irreversibles a la salud o afectación de sus habilidades para tomar acciones protectoras.

ERPG-3: Máxima concentración a la cual se cree los individuos pueden estar expuestos durante una hora, sin experimentar efectos severos a la salud o amenaza de la vida.

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Temporary Emergency Exposure Limits, TEEL. US Department of Eneregy ESH (www.eh.doe.gov/chem_safety/teel.html). Los TEEL´s se manejan como concentraciones del material en el aire y presentan 4 niveles:

TEEL-0: Concentración de umbral debajo de la cual la mayoría de la gente no experimenta riesgo apreciable de efectos a la salud.

TEEL-1: Concentración máxima a la cual se cree los individuos sin experimentar efectos a la salud transitorios.

TEEL-2: Concentración máxima a la cual se cree los individuos sin experimentar efectos a la salud irreversibles u otros efectos a la salud severos.

TEEL-3: Concentración máxima a la cual se cree los individuos expuestos sin experimentar efectos que amenacen su vida.

Una de las situaciones que regularmente causa confusión en el proceso de familiarizarse con los conceptos anteriormente definidos es el proceso de llevar datos reportados para materiales puestos en el aire en términos de ppm a mg / m3 o a la inversa, sobre todo por el antecedente de manejo de concentraciones de materiales contaminantes en agua expresados comúnmente en ppm. Para vapores, mg / m3 pueden convertirse a ppm utilizando la ecuación:

Donde: T : Temperatura absoluta, °K P : Presión absoluta , atm M : Peso molecular, g / mol

) 2.4 ( )mg/men (C M P

T 0.08205

)mg/men (C P1

273T

M22.4 C

3

3ppm

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=