Lección 2 Efectos biológicos de la contaminación del aire

Efectos biológicos de la contaminación del aire • 2-1

Lección 2

Efectos biológicos de la contaminacióndel aire

2-2 • Introducción a la toxicología de la contaminación del aire

Preguntas centrales

o ¿Qué mecanismos de protección obstaculizan el ingreso de sustancias tóxicas en el cuerpo

y las eliminan cuando logran ingresar?

o ¿Cuáles son los principales sistemas de protección de la vida que el cuerpo posee y cómofuncionan?

o ¿Cuáles son las nueve clasificaciones generales de las sustancias tóxicas del aire queafectan la salud y qué efectos provoca cada clase en el funcionamiento normal del cuerpo?

Palabras clave

o Absorcióno Macrófagos alveolareso Biotransformacióno Ciliao Toso Sistema digestivoo Sistema endocrinoo Sistema mucociliaro Mocoo Sistema osteomuscularo Sistema nerviosoo Sistema reproductoro Sistema respiratorio


Efectos biológicos de lacontaminación del aire

El cuerpo es un sorprendente conjunto de estructuras,sustancias, procesos y conductos diseñados para mantenera la persona nutrida, sana y consciente del entorno. Losmecanismos y partes del cuerpo se organizan en gruposbastante diferenciados, llamados sistemas, que realizandiversas funciones necesarias para la vida. Los sistemas delcuerpo comúnmente reconocidos son los siguientes:

• osteomuscular;• respiratorio;• nervioso (incluido el sensorial);• digestivo;• cardiovascular (incluida la sangre);• reproductor;• endocrino;• excretor, e• inmunológico.

Dichos sistemas están interconectados; es decir, elfuncionamiento de cada uno generalmente afecta a, o dependede, uno o más de los otros. Aunque en esta lección se lostrata por separado, usted apreciará cómo estos sistemastrabajan de manera conjunta, como un verdadero equipo.

El cuerpo humano tiene nuevesistemas reconocidos deprotección de la vida.


Al abordar la anatomía y la fisiología humana, yparticularmente los efectos de las sustancias tóxicas, esimportante comprender qué se quiere decir con lasexpresiones “dentro del cuerpo” y “fuera del cuerpo”. Elcuerpo es, en realidad, una masa de células atravesadascasi totalmente por un tubo, el tracto digestivo, y con suspuntos terminales conectados por otros dos tubos, el tractorespiratorio y el urogenital. No siempre lo que ingresa alorganismo se absorbe. Algunas cosas, como los alimentosfibrosos o las monedas y canicas que los niños pequeños aveces ingieren, no se apartan del camino constituido por eltubo digestivo para ingresar en el cuerpo, sino que,afortunadamente, son transportadas en forma directa hastaser evacuadas, pero la mayoría de gases, líquidos y sólidosmicroscópicos generalmente pasa a través de los tejidos yentra en el cuerpo.

El ingreso de sustancias al cuerpo a través de los tejidos—esto es, la absorción— por lo general ocurre en los pul-mones e intestinos (predominantemente, el intestino delgado).La absorción también puede ocurrir a través de la piel y elrevestimiento de la boca, entre otros.

Las defensas del cuerpo contra lainvasión

Las vías respiratorias, que van desde la nariz y la bocahasta los pulmones, y el tubo digestivo, que va desde laboca hasta el intestino grueso y delgado, están diseñadospara ayudarle a obtener del entorno los gases y nutrientesrequeridos para la vida. Como usted sabe, también estamosrodeados por numerosas sustancias nocivas para la saludque ponen en peligro la vida. El cuerpo emplea diversosmecanismos de defensa para impedir que las sustanciasquímicas nocivas ingresen en él e interfieran con losprocesos vitales. Esos mecanismos protectores se puedenagrupar, por lo general, en tres tipos:

• barreras físicas;• barreras mecánicas, y• barreras químicas.

La absorción a través de lostejidos generalmente ocurrecuando una sustancia ingresa en elcuerpo


Barreras físicas del cuerpo contra la invasión

El material del que está hecho el cuerpo y la forma en queestá diseñado ayudan a prevenir la penetración de sustanciasextrañas. Los seres humanos estamos cubiertos por un trajecompletamente hermético y a prueba de agua: la piel, quecuando se encuentra intacta y saludable constituye unabarrera física efectiva contra la invasión de sustanciasextrañas. Las vías respiratorias, con sus entradas y salidas,están perfectamente diseñadas para interceptar las partículastransportadas por el aire antes de que lleguen a las partesmás profundas de los pulmones, donde podrían causar mayordaño.

En primer lugar, cuando el aire entra por la nariz pasa através de un extenso filtro de revestimientos cubiertos demucosidad, pelos nasales e intrincados conductos. El mocoes un lubricante espeso secretado por las células en losrevestimientos de muchas cavidades y circuitos corporales.La forma de las cavidades nasales hace que el aire queingresa se agite y entre encontacto máximo con losrevestimientos cubiertos demucosidad de las vías res-piratorias. Las partículasinhaladas que no quedanobstruidas en la regiónnasal tienen mayor proba-bilidad de ser interceptadascuando el aire hace unacurva de 90 grados al pa-sar por la faringe (la parteposterior de la garganta)antes de entrar en la trá-quea. La efectividad deesta región para detectar gérmenes inhalados se pone demanifiesto en la alta incidencia de dolores de garganta.

Bajo el nivel de la tráquea, las vías respiratorias presentannumerosas bifurcaciones de diámetro cada vez más peque-ño y cada bifurcación genera una nueva oportunidad parala introducción de partículas en las paredes de las vías res-piratorias. El cuerpo incluso posee un mecanismo que con-trae las vías respiratorias, denominado broncoconstricción,

Las vías respiratorias superioresestán diseñadas para hacer quelas partículas que ingresan en elcuerpo queden atrapadas.


que ayuda a incrementar las probabilidades de que las par-tículas inhaladas entren en contacto con el revestimiento delas vías respiratorias. Ciertos agentes irritantes transporta-dos por el aire pueden provocar una acción refleja por lacual los músculos lisos que rodean parte de las vías respira-torias se contraen y de ese modo reducen el diámetro de losconductos.

Eliminación de elementos invasores de las víasrespiratorias por medios mecánicos

No basta solo con interceptar las partículas inhaladas; estastambién deben removerse de las vías respiratorias paramantener el funcionamiento efectivo del sistema deintercambio de gases. Los tres mecanismos que seespecializan en la remoción de elementos irritantes de lasvías respiratorias son los siguientes:

• el estornudo o la tos;• el movimiento mucociliar, y los• macrófagos alveolares

Sin duda usted está familiarizado con el estornudo y la tos,que constituyen los primeros intentos del cuerpo por desha-cerse de los agentes irritantesinhalados. El estornudo, que sirvea la región nasal, tiene como pro-pósito expulsar el material agresivofuera del cuerpo. La tos es un me-canismo reflejo que ayuda a lafaringe, a la tráquea y a los bron-quios superiores. Una tos efectivaexpulsa el agente irritante del cuer-po o lo coloca en un lugar dondepuede ser removido de las vías res-piratorias al expectorar o deglutir.La tos también puede ser provocada voluntariamente, perono será tan enérgica como la tos refleja.

El movimiento mucociliar: implica, como su nombre lodice, el movimiento del moco ayudado por la moción ciliar.Ya hemos definido qué es el moco. Los cilios son pequeñasproyecciones de las superficies de algunas células, a manera

El movimiento mucociliar tiene lafunción de despejar de lospulmones las partículas que hanquedado atrapadas.


de pelos. Los revestimientos del tracto respiratorio estánciliados desde la nariz hasta los bronquiolos más pequeños.

Todos los cilios respiratorios ejercen fuerza hacia la faringee impulsan la capa de moco en esa dirección, por medio deondas. Cualquier partícula atrapada por el moco alcanza unpunto en el que puede expectorarse o deglutirse. Tanto lacantidad de moco como la rapidez de evacuación puedenincrementarse durante los periodos de ingreso máximo departículas en las vías respiratorias.

A pesar de los mecanismos de defensa físicos y mecánicosmencionados, algunas partículas pequeñas regularmente lo-gran alcanzar los alvéolos y penetrar en los pulmones. Eneste nivel, las partículas irritantes enfrentan la última líneade defensa mecánica, los macrófagos alveolares. Losmacrófagos alveolares envuelven las partículas y las ex-pulsan de los pulmones, y bien las transportan para quesean evacuadas mediante el movimiento mucociliar, bienlas llevan hasta los espacios existentes entre las célulaspulmonares. Desde ese punto, las sustancias pueden despe-jarse a través del sistema linfático.

El último frente de defensa: la guerra química

Las sustancias que vencen las barreras físicas y mecánicasdel cuerpo quedan libradas a los mecanismos químicos dedefensa. Para los invasores bióticos, como las bacterias, elataque químico en realidad empieza en la superficie de lapiel y se da con mayor fuerza en el ambiente ácido delaparato digestivo. Aquellos invasores que se absorben yentran en el torrente sanguíneo son atacados por el sistemainmunológico. En general, resulta más fácil eliminar a losinvasores vivos que desintoxicar el cuerpo de sustanciastóxicas inertes, como la mayoría de los contaminantes delaire, pero el cuerpo también está preparado para hacer estetrabajo.

Por lo general, este último frente de defensa implica cam-biar la estructura química de una sustancia para hacerlamenos tóxica y más fácil de eliminar. La biotransformaciónusualmente sirve para tomar los compuestos sumamentelipofílicos (aquellos que el cuerpo puede absorber con másfacilidad) y transformarlos en compuestos más hidrofílicos,

Los macrófagos alveolaresrealizan la función decisiva dedespejar los residuos de losalvéolos.

Una meta de la biotransformaciónes hacer que las sustancias nodeseadas sean fáciles de eliminar.


de eliminación más sencilla. Dicho proceso es solo una delas diversas reacciones metabólicas que ocurren continua-mente en nuestros cuerpos. Abordaremos con más detalleel metabolismo en la lección 3.

1. Usualmente las sustancias se introducen en el cuerpomediante el proceso de ___________.

2. Clasifique los elementos listados a continuación comomecanismos protectores de orden físico, mecánico oquímico. Escriba la letra correcta en cada espacio enblanco.

__ Movimiento mucociliar a. Químico__ Pelos nasales b. Mecánico__ Tos y estornudo c. Físico__ Bifurcaciones de las vías respiratorias__ Macrófagos alveolares__ Biotransformación

Como mayormente ocurre, las personas presentan una ampliavariación en cuanto a su capacidad de resistir y contrarrestarlas exposiciones a sustancias tóxicas. Además, las personasdebilitadas por enfermedades o las de determinado rangode edad son particularmente sensibles a los tóxicos. Loslactantes y los niños pequeños a menudo se encuentran endesventaja porque sus sistemas de defensa no estánplenamente desarrollados. Por otro lado, los ancianosgeneralmente poseen mecanismos de defensa insuficientespara contrarrestar la acción de los productos químicos quese encuentran en la vida cotidiana. El gobierno de los EstadosUnidos orienta todos los reglamentos de contaminantes delaire a la protección de los miembros más susceptibles de lasociedad, lo que constituye una estrategia en la que sepresupone como escenario posible el más desfavorable.

A continuación haremos una breve introducción de losdiferentes sistemas del cuerpo y de su funcionamiento normal.

Los niños y los ancianos presentanuna alta sensibilidad a la mayoríade sustancias tóxicas.


Funcionamiento normal del cuerpo

Una vez más mencionamos la lista de los diversos sistemasvitales del cuerpo:

• osteomuscular;• respiratorio;• nervioso (incluidos los sentidos);• digestivo;• cardiovascular (incluida la sangre);• reproductor;• endocrino;• excretor, e• inmunológico.

Los siguientes puntos sobre dichos sistemas se centran enlos componentes y mecanismos que los contaminantes tóxicosdel aire pueden afectar con mayor probabilidad.

Sistema osteomuscular

El sistema osteomuscular está constituido por todos losmúsculos (excepto el corazón), los huesos, los dientes y loscartílagos del cuerpo humano, junto con el tejido conjuntivoasociado (tendones y ligamentos). Las tres funcionesprincipales de este sistema son las siguientes:

• proporcionar la forma yel movimiento del cuerpo;

• proteger ciertos órganos ytejidos blandos: el cráneoprotege el cerebro, lasvértebras (la espina dor-sal) protegen la columnavertebral, mientras que lascostillas y el esternón pro-tegen el corazón y los pul-mones.

• Producir glóbulos en lamédula de ciertos huesos(véase la discusión poste-rior sobre el sistemacardiovascular y la san-gre).

El sistema osteomuscularproporciona forma y movimientoal cuerpo, protege ciertos órganosy tejidos y ofrece un marco parala producción de glóbulos.


El hueso es el espacio donde se almacenan el plomo, elfluoruro y el estroncio. En realidad, 90% del plomo en elcuerpo se encuentra en el esqueleto, lo que no representaun problema importante, porque dicho elemento no es tóxicopara el tejido óseo. En contraste, el fluoruro y el estronciocausan fluorosis esquelética y osteosarcoma.

Sistema respiratorio

Obviamente, el principal sistema afectado por loscontaminantes tóxicos del aire es el sistema respiratorio,que puede resultar un blanco o un sistema diana en sí mismo,como en la neumoconiosis, el enfisema pulmonar, el cáncerde garganta y el cáncer de pulmón, o puede ser una puertade ingreso para sustancias tóxicas que entran en contactocon la sangre y que luego esta transporta por todo el cuerpo.

En general, el sistema respiratorio humano está diseñadopara suministrar al cuerpo los gases esenciales de la atmós-fera circundante (principalmente oxígeno) y para expulsarlos gases residuales (sobre todo dióxido de carbono). Estesistema de intercambio de gases lamentablemente no distin-gue entre los beneficiosos y los provenientes de sustanciastóxicas nocivas del aire, que ingresan en el cuerpo con lamisma efectividad que el oxígeno vital.

El aparato respiratorio estádiseñado para transportar eintercambiar gases entre laatmósfera y la sangre.

El sistema respiratorio se dividetradicionalmente en superior einferior.


Las vías respiratorias se dividen tradicionalmente ensuperiores e inferiores. Las vías respiratorias superiores—constituidas por la región nasal, la faringe y la tráquea—sirven para calentar, humedecer y limpiar el aire yconducirlo hasta los pulmones. Los bronquios, bronquiolosy alvéolos constituyen las vías respiratorias inferiores opulmones, donde el gas se intercambia con la sangre. Lafuerza conductora o motor de la respiración es el diafragma,un músculo grande que abarca la cavidad abdominal en labase de los pulmones. En consecuencia, un tóxico queperjudique la acción muscular también puede tener efectosadversos en el aparato respiratorio.

Recordemos que el sistema respiratorio tiene numerosasformas de impedir que las sustancias tóxicas particuladasingresen en el cuerpo. Sin embargo, no ocurre lo mismocon los tóxicos gaseosos, que una vez inhalados se absor-berán hasta cierto punto. La única variable es el lugar dondeocurre la absorción. Un gas soluble en el agua tiene másprobabilidades de ser absorbido en las vías respiratoriassuperiores. Tales gases pueden despejarse con el moco opueden ingresar en el cuerpo a través del revestimientoepitelial del tracto respiratorio. Por otro lado, los gasesmenos solubles tienen más probabilidades de ser transpor-tados al tracto respiratorio inferior y a los alvéolos, dondela absorción depende más de las presiones parciales de losgases que se encuentran en el aire que se ha respirado.

Los efectos tóxicos en el sistema respiratorio incluyen:

• constricción de las vías respiratorias y edema(acumulación de líquido);

• interferencia con el mecanismo mucociliar de evacuación;• destrucción de las células que revisten las vías

respiratorias;• fibrosis: cambio en la composición de las células, y• cáncer.

3. Identifique las tres funciones principales del sistemaosteomuscular.

4. ¿Cuál es la función principal del tracto respiratorioinferior?


El sistema nervioso (incluidos los sentidos)

El sistema nervioso humano cumple diversas funciones,como la percepción y transmisión de información sobre losmedios externos e internos que provocan las diversas ac-ciones y reacciones musculares, así como el monitoreo ycontrol de diversos mecanismos y la descarga de sustanciasquímicas. Esta complicada red de comunicación depende

de la interacciónunificada de sus di-versos componen-tes, que van desdelas células nervio-sas individuales oneuronas, pasandopor los ganglios(centros de distri-bución de impulsosnerviosos), hasta lamédula espinal y elcerebro. El sistemanervioso tiene dosdivisiones principa-les: el sistema ner-vioso periférico(SNP), que propor-ciona conductosneuronales, senso-riales y motrices, yel sistema nerviosocentral (SNC), con-formado principal-mente por lamédula espinal y elcerebro, que pro-cesa informaciónsensorial, genera

los procesos de pensamiento, monitorea y controla las fun-ciones corporales. Durante la operación normal del siste-ma, las terminaciones nerviosas sensoriales reciben ytransmiten la información al sistema nervioso central, quealmacena la información o transmite una respuesta median-te las neuronas efectoras apropiadas, o ambas cosas.

El sistema nervioso es, dicho demanera sencilla, una compleja redde comunicación similar a unsistema telefónico.

El funcionamiento efectivo delsistema nervioso depende delbalance apropiado de ciertoscompuestos químicos.


Las neuronas sensoriales, ubicadas por todo el cuerpo, seespecializan en ciertas sensaciones (dolor, calor, presión).La retina de los ojos, en realidad, no es más que un conglo-merado de terminaciones nerviosas, altamente especializadas,sensibles a la luz, que forman parte de la red sensorial.

Las neuronas efectoras llevan los impulsos del sistemanervioso central a los músculos y glándulas para estimularla acción apropiada, ya sea un movimiento o una secreciónquímica, en respuesta a determinado estímulo sensorial. Lavaina de mielina es un componente importante de muchasneuronas. Constituye una especie de aislamiento que rodeala parte exterior de las fibras nerviosas, mantiene elfuncionamiento adecuado del sistema nervioso y previenecortocircuitos.

Un factor fundamental para el funcionamiento normal delsistema nervioso es el balance químico adecuado tanto den-tro de las neuronas (en el interior y exterior de las membra-nas de las células nerviosas) como entre ellas (en las brechaso sinapsis que existen entre las células). La relación ade-cuada entre los iones (compuestos químicos cargados eléctri-camente) y las células nerviosas proporciona la base paraque los impulsos eléctricos se transmitan a las neuronas.

Entre los efectos tóxicos producidos en el sistema nerviosoestán los siguientes:

• anoxia (falta de oxígeno);• desajuste iónico, e• interferencia con los neurotransmisores químicos o

sus receptores.

Sistema digestivo

El sistema digestivo básicamente consta de una serie detubos unidos por los extremos, que se extiende desde laboca hasta el intestino grueso, con diversas estructuras ac-cesorias, glándulas, músculos y órganos. Un términocomúnmente usado para referirse al sistema digestivo estracto gastrointestinal. Sus dos funciones principales—relacionadas entre sí— son: 1) mantener el movimientodel material ingerido a lo largo del tubo digestivo y2) desintegrar el material ingerido en sustancias básicas que


las células del cuerpo puedan absorber y usar. A continua-ción se identifican los órganos principales que intervienenen esos procesos:

• boca y dientes;• glándulas salivales;• esófago;• estómago;• hígado;• vejiga y conductos de la vesícula biliar;• páncreas;• intestino delgado, e• intestino grueso.

Como procesador principal de los materiales extraños queingresan en el cuerpo, el sistema digestivo está expuestocontinuamente a sustancias tóxicas. El cáncer, debido a lanaturaleza penetrante de la enfermedad, puede perjudicarel sistema digestivo en casi cualquier punto (boca, garganta,estómago, páncreas). Posteriormente, en esta lección, ustedaprenderá más sobre el cáncer y sus agentes causales. Porel momento, nos concentraremos en el órgano digestivoque tiene mayores probabilidades de sufrir consecuenciasadversas por la exposición a contaminantes tóxicos del aire,el hígado.

En realidad, el hígado cumple muchas funciones cruciales.Una de sus funciones digestivas es ayudar a desintegrargotas grandes de grasa en gotitas pequeñas y más digeribles.La bilis realiza esta desintegración en el intestino delgado.

La bilis es una sustancia amarillo-verdosa secretada por elhígado y almacenada en la vesícula biliar. Ciertos compo-nentes de la bilis también sirven para activar las enzimasque ayudan a digerir las grasas y que son secretadas por elpáncreas en el intestino delgado.

El hígado también es un componente importante para elmetabolismo o la biotransformación. Tiene la función dealterar químicamente los nutrientes, las hormonas, loscomponentes sanguíneos desechados y otras sustanciasextrañas, para fines de nutrición, almacenamiento,desintoxicación y excreción. No es necesario tratar en detallelos complejos mecanismos involucrados en estos procesospara apreciar la importancia del hígado. Dado que este

El sistema digestivo involucradiversas partes del cuerpo quevan desde la boca hasta elintestino grueso.


órgano es tan multifacético, cualquier tóxico que lo dañepuede tener efectos de gran alcance..

Otro punto importante relacionado con el hígado es el he-cho de que el metabolismo no siempre da como resultado ladesintoxicación. El hígado también puede alterar química-mente sustancias inocuas y convertirlas en tóxicos. Entrelos efectos tóxicos vinculados con el hígado están los si-guientes:

• acumulación de grasas (“hígado graso”);• ictericia (acumulación de bilirrubina en la sangre);• muerte celular (necrosis);• cirrosis (acumulación de tejido hepático dañado), y• cáncer.

5. Explique brevemente la importancia del balancequímico adecuado en el funcionamiento de un sistemanervioso saludable.

6. Explique cómo ayuda el hígado para la digestión degrasas en el intestino delgado

El hígado es un órgano crucialpara el cuerpo.

Cuando el hígado metaboliza oaltera una sustancia, el resultadono siempre es positivo.


El sistema cardiovascular y la sangre

El sistema cardiovascular usa la sangre para transportartanto nutrientes a las células del cuerpo como los residuosdel metabolismo fuera de las células. El corazón es unamasa muscular del tamaño de un puño, con cámaras,válvulas y fibras nerviosas. Cualquier sustancia que dañelos músculos o el sistema nervioso tiene el potencial dealterar el funcionamiento adecuado del corazón. Asimismo,las sustancias que causan constricción (contracción) odilatación (ensanche) de los vasos sanguíneos pueden afectarla función circulatoria.

La sangre tiene numerosos componentes y cada uno deellos es decisivo de una manera particular para la vida. Losglóbulos rojos participan en el transporte de gases en eltorrente sanguíneo; principalmente llevan el oxígeno a lascélulas y remueven el dióxido de carbono de estas. Lasplaquetas ayudan a mediar en la coagulación de la sangre,

un mecanismo quedebe mantenerse mi-nuciosamente afinadopuesto que la sangreque coagula con mu-cha facilidad es tan pe-ligrosa como aquellaque no lo hace. Losleuco-citos ayudan aobstaculizar las infec-ciones y las enferme-dades. La mayor partede estos diferentes ti-pos de células, salvoalgunos leucocitos, seproducen en la médu-la de ciertos huesos(los huesos largos dela pierna, los huesosde la cadera). Obvia-mente, cualquier sus-

tancia tóxica para la médula ósea, como el benceno, puedecausar efectos graves y generalizados.

Los tres principales componentesde la sangre son los glóbulosrojos, los leucocitos y lasplaquetas.


Entre los efectos tóxicos en el sistema cardiovascular y enla sangre se incluyen los siguientes:

• cáncer de médula ósea;• arterioesclerosis (aparentemente, tiene un componente

ambiental), y• anemia (reducción significativa de glóbulos rojos).

Sistema reproductor

Tanto el sistema reproductor femenino como el masculinoposeen estructuras que crean y almacenan células sexuales(gametos) y ambos tienen mecanismos y conductos diseña-dos para conseguir que estos gametos lleguen a un puntoen el que puedan unirse. Sin embargo, los dos sistemasdivergen después de la fecundación. Solo el sistema feme-nino es capaz de alojar al embrión y al feto, nutrirlo yalumbrarlo.

Los contaminantes tóxicos del aire pueden interferir con elproceso reproductor en diversos puntos. El dibromoclo-ropropano y otros insecticidas pueden truncarlo en su ori-gen; por ejemplo, al bloquear la formación de esperma.Asimismo, la radiación y algunos hidrocarburos aromáti-cos policíclicos (PAH, por sus siglas en inglés: polyciclicaromatic hydrocarbons) pueden interferir en la misma eta-pa en el sistema femenino al detener el desarrollo de gametoso causar esterilidad permanente. Los efectos tóxicos en elsistema reproductor incluyen los siguientes:

• disminución del índice de fertilidad (femenina o mas-culina);

• incapacidad del embrión o feto para sobrevivir;• teratogénesis o alteración en la descendencia (mayo-

res detalles en la siguiente sección), y• cáncer (por ejemplo, a los ovarios o a la próstata).

Sistema endocrino

Además del sistema nervioso, otro sistema que ayuda aintegrar las actividades corporales y a mantener la constan-cia del ambiente interno en el ser humano es el sistemaendocrino. Si comparamos el sistema nervioso con una in-trincada red telefónica, de comunicación casi instantánea,el sistema endocrino corresponde al sistema postal, por ser

Un embrión o feto en etapa decrecimiento constituye otroposible receptor final de latoxicidad en el sistemareproductor.


un poco más lento. Este sistema está compuesto de diversasglándulas que, en todo el cuerpo, secretan sustancias quí-micas llamadas hormonas.

Las hormonas son, sencillamente, mensajeros químicos queprovocan respuestas particulares en sus blancos. En gene-ral, el aparato circulatorio “lleva el correo” al sistema en-docrino y entrega las hormonas a sus puntos de acción. Elcuadro 2-1 resume los componentes primarios del sistemaendocrino del cuerpo humano.

Cuadro 2-1. Componentes primarios del sistema endocrino

El cáncer es la principal amenaza para el funcionamientoadecuado del sistema endocrino y, como es conocido, puedetener efectos de gran alcance.

Glándula(s) Ubicación Hormona(s) Efectos

Pituitaria Debajo delcerebro

Diversas Influye en el metabolismo celular en ciertaspartes del cuerpo.Ejerce control sobre otras glándulasendocrinas.

Tiroides En el cuello,alrededor de lalaringe.

Diversas Controla el metabolismo y el desarrollocelular.Controla los suministros de energía corporal.

Paratiroides (2) Cerca de latiroides.

Parathormonas Controla los niveles de calcio y de ionesfosfóricos en la sangre, decisivos para elfuncionamiento apropiado de los nervios ymúsculos.

Suprarrenal (2) Una sobre cadariñón

Esteroides Mantiene el equilibrio adecuado de agua ysal en la sangre.

Epinefrina ynorepinefrina

Prepara el cuerpo para la dinámica de"lucha o huida".

Islotes deLangerhans

Dispersos entodo el páncreas

Glucagón einsulina

Controla el metabolismo de loscarbohidratos.

Gónadas(ovarios en lamujer ytestículos en elhombre)

Abdomeninferior

Diversas Controla el desarrollo de las característicassexuales secundarias.


7. Identifique tres componentes sanguíneos diferentes ydescriba la función de cada uno.

8. Mencione tres efectos tóxicos en el sistema repro-ductor humano.

9. Describa brevemente cómo funciona el sistema en-docrino.

Sistema excretor

El cuerpo tiene muchas maneras de librarse de los materialesno deseados. Prácticamente cualquier sustancia que sale delcuerpo es un portador potencial de tóxicos: la orina, lasheces, el aire espirado, la transpiración, las lágrimas e inclusola leche. Ya hemos tratado acerca de algunas de estassustancias al hablar de los sistemas corporales. La presentesección se centra en la orina y los riñones, que remuevenesos residuos que pueden volverse solubles en el agua.

Los riñones son filtros complejos y elaborados que tamizanel suministro de sangre al cuerpo, remueven los residuos yretienen los materiales esenciales, como los nutrientes y elagua. En consecuencia, los riñones controlan la composicióntanto de la orina como de la sangre. Para que los riñonessean efectivos, el flujo sanguíneo debe ser constante y elaparato que funciona como filtro debe mantenerse despejadoy activo. Las sustancias que interfieren con el flujo uniformede la sangre y la orina o que alteran la filtración o losmecanismos de resorción se denominan sustancias tóxicasrenales. El cadmio, el mercurio, el tetracloruro de carbonoy el cloroformo son algunos de los más comunes.

La orina producida por los riñones se transporta, a travésde tubos llamados uréteres, a la vejiga, el depósito del sistemaexcretor. Aquí se almacena hasta que se excrete del cuerpoa través de otro tubo, la uretra.

Muy similares al hígado, los riñones se encuentran enextrema desventaja cuando se exponen a contaminantesambientales. No solo son blanco de algunos tóxicos sinoque también deben procesar la sangre, lo cual prácticamentegarantiza que cualquier compuesto químico que el cuerpohaya absorbido entre en contacto con ellos.

Como principales filtrossanguíneos del cuerpo, los riñonesno solo determinan qué abandonael cuerpo sino también quépermanece en él.


Entre los efectos tóxicos en el sistema excretor están lossiguientes:

Sistema inmunológico

El sistema inmunológico es una red de diversos tipos decélulas esparcidas por todo el cuerpo. Sus tres funcionesprincipales son las siguientes:

• eliminación de agentes infecciosos que invaden elcuerpo;

• vigilancia contra neoplasmas que puedan surgir(cáncer);

• rechazo de los injertos tisulares extraños.

La capacidad de distinguir entre células normales del cuer-po y agentes invasores es decisiva para el cumplimiento deesas funciones. Cuando se pierde la capacidad de hacerdicha distinción, el sistema inmunológico puede atacar par-tes del propio cuerpo, condición que se conoce comoautoinmunidad. La neutralización del sistema inmunológico,ya sea intencional (durante un transplante quirúrgico) o nointencional (por los tóxicos ambientales), a menudo abre lapuerta al desarrollo de infecciones y cáncer.

Entre los efectos tóxicos del sistema inmunológico están lossiguientes:

• inmunosupresión;• proliferación incontrolada de células inmunológicas

(leucemia);• alteración de los mecanismos de defensa, y• alergia (hipersensibilidad) o autoinmunidad.

• Disminución en la tasade filtración.

• Obstrucción del flujo deorina.

• Deterioro de los túbulosrenales (con filtraciónposterior).

• Cáncer.

Cuando el sistema inmunológicose neutraliza, el cuerpo pierdeparte importante de su sistema dedefensa.


El asma es uno de los tipos principales de hipersensibili-dad. En los Estados Unidos, afecta de 3 a 5 por ciento de lapoblación. Tanto trabajadores industriales como consumi-dores están expuestos a muchos materiales capaces de in-ducir el asma. Entre los tóxicos transportados por el aire,las sustancias que comúnmente causan el asma incluyen elformaldehído, los plaguicidas, las resinas (por ejemplo, eldiisocianato de tolueno), el níquel, el cromo, el mercurio yel berilio.

Se ha demostrado que algunos compuestos de metales pe-sados producen autoinmunidad. Las investigaciones actua-les se centran en determinar el mecanismo que subyace aeste fenómeno.

Procesos vitales básicos

Ya que hablamos del funcionamiento corporal normal, re-trocedamos hasta las funciones más básicas de la vida: lareplicación genética y la división celular. Estos son los pro-cesos que aseguran la continuidad de la vida y la reproduc-ción de las especies. La interferencia en dicho nivel defuncionamiento puede tener consecuencias nefastas debidoa que tales procesos son básicos para la existencia.

Replicación genética

En el núcleo de cada célula corporal hay materiales quedeterminan las características hereditarias, el anteproyectode quién será uno. A menudo se menciona el ADN, quealgunos consideran el ladrillo de la vida. Dicho material seorganiza en pequeñas unidades codificadas llamadas genes,que rigen cada rasgo físico del cuerpo, desde el color delos ojos hasta la talla de calzado. Los estudios indican quelos genes influyen mucho en los procesos de pensamiento yla conducta.

Los genes se agrupan en numerosas hebras denominadascromosomas. Cada especie animal o vegetal tiene un nú-mero característico de cromosomas en cada célula normal,llamado número diploide. Los gametos, células usadas parala reproducción, son un caso especial: tienen solo la mitaddel número diploide estándar de cromosomas (númerohaploide). De esta manera, cuando dos de los gametos se

Cada célula del cuerpo contienegenes codificados, que rigen laapariencia, las funcionescorporales, e influyen en elcomportamiento.


unen para formar un nuevo organismo, este tiene el núme-ro diploide de cromosomas y así se mantiene la integridadde las especies.

El número diploide para el hombre es 46. Se podría pensarque los demás organismos, ya que son menos avanzadosque los seres humanos, tienen menos cromosomas, peroesto solo es cierto para el número de genes, mas no para elde cromosomas. Aunque las moscas de la fruta tienen solo8 cromosomas y el maíz 20, los caballos tienen 66, la pimientanegra 128, y los cangrejos de río 196.

Es importante entender que todas las plantas y animalesproducen continuamente células nuevas. Cuando un orga-

nismo unicelular produce unacélula nueva, en realidad ha crea-do un nuevo organismo. Lamayoría de plantas y animales pro-duce células nuevas ya sea paracrecer o para reemplazar las célu-las viejas o gastadas. Para mantenerla integridad de una especie y ase-

gurar la salud y el bienestar de cada célula y organismo,cada nueva célula producida debe tener el número decromosomas que caracteriza a la especie. (La excepción seda en la formación de gametos, como se mencionó ante-riormente.) En otras palabras, para cada célula nueva todoslos genes deben copiarse y reproducirse exactamente. Lareplicación de genes es un proceso complejo, minuciosa-mente sincronizado, que implica la interacción conjunta demuchas partes de las células. Después de la réplica, la célu-la está preparada para dividirse.

División celular

En el cuerpo ocurren dos tipos básicos de división celular:mitosis y meiosis. Los nombres no son lo más importante;más bien conviene comprender cuáles son las diferenciasentre ambos procesos. La mitosis es la división celular re-gular y cotidiana para formar células nuevas e idénticas. Lameiosis consiste en el proceso por el cual se crean célulasgerminales, con el número haploide de cromosomas. Engeneral, la mitosis ayuda a mantener la uniformidad en unindividuo, mientras que la meiosis contribuye a sostener la

Cada vez que una célula se divide,los genes deben duplicarse.


integridad y a promover una diversidad beneficiosa dentrode una especie. Del mismo modo que la replicación genética,ambos procesos implican un manejo complicado y coordi-nado de los componentes subcelulares. Las principales di-ferencias entre mitosis y meiosis se resumen en el cuadro2-2.

Cuadro 2-2. Comparación entre mitosis y meiosis

De acuerdo con lo antes mencionado, el proceso de mitosises continuo en los organismos vivos y en la mayoría decélulas ocurre bastante rápido. Algunas células del cuerpose dividen una vez cada 20 minutos. Con esta tasa, unacélula podría multiplicarse en aproximadamente 70 milmillones de células en medio día (es evidente que eso nosucede: la división celular de individuos saludables escuidadosamente regulada por los genes). Es fácil observarpor qué es tan importante hacer copias exactas de genes;un pequeño error puede ser grave. La próxima seccióntrata diversos tipos de efectos adversos, incluidas lasmutaciones y el cáncer, los dos problemas principales queocurren con la replicación genética y la división celular.

10. ¿Por qué los riñones se encuentran en gran desventajaen cuanto a las exposiciones tóxicas ambientales?

11. ¿Cuáles son las tres funciones principales del sistemainmunológico?

12. Las hebras pequeñas del ADN que controlan losrasgos físicos e influyen en parte en la conducta sedenominan _________.

Criterio Mitosis Meiosis

Número de divisionescelulares

Una Dos

Número de célulasformadas

Dos Cuatro

Número de cromosomasen cada célula formada

Diploide Haploide

Tipo de célula formada Somática(cuerpo)- completamente idéntica

Germen (gametos)- completamente diferente

Las células del cuerpo humanocrecen y se dividenconstantemente.


¿Cómo afectan los contaminantestóxicos del aire la manera en quefunciona el cuerpo?

Los contaminantes tóxicos del aire pueden clasificarse dediversas maneras. Este curso introduce brevemente los tresesquemas más comunes de clasificación: según las fuentes,según los efectos que tienen en la salud y según sus propie-dades químicas. Ya revisamos cómo funciona el cuerpocuando está saludable, así que veamos primero la clasifica-ción de contaminantes tóxicos según sus efectos en la sa-lud.

Cuando se buscan las causas de muchas enfermedades ycondiciones de salud, los investigadores generalmente sos-pechan que los factores son agentes ambientales no infec-ciosos. Estos pueden tener la forma de productos químicos,radiación o ciertos fenómenos o materiales físicos, y susefectos van desde la mera irritación hasta la muerte de lascélulas, los tejidos o incluso del organismo. Los agentestóxicos pueden ejercer sus efectos en todo el cuerpo dediferentes maneras y en diferentes sistemas. Según sus efectos,los tóxicos se suelen clasificar en las siguientes categorías:

• mutágenos;• carcinógenos;• tóxicos del desarrollo (teratógenos);• neurotóxicos;• tóxicos hepáticos o hepatotóxicos;• tóxicos pulmonares;• tóxicos que causan disfunción reproductora;• agentes tóxicos de efectos agudos, y• agentes tóxicos de efectos crónicos.

Dado que esta clasificación se basa en los efectos, lasdiferentes categorías no son mutuamente excluyentes. Lassustancias químicas a menudo afectan a varios órganos,pero también pueden causar diferentes tipos de toxicidaden un solo órgano. Por ejemplo, un mismo tóxico puedeser carcinógeno, mutágeno y, por tanto, entrar también enla clasificación de agentes que producen efectos crónicos;los neurotóxicos generalmente son de efectos tóxicos agudos;etcétera.

Las sustancias tóxicas tienen unaamplia gama de efectos en elsistema corporal del ser humano.


Mutágenos

Los mutágenos son sustancias que causan mutaciones oalteraciones en el material genético. Según lo que hemosvisto en la sección sobre reproducción celular, el materialgenético (ADN) es el “anteproyecto” que controla toda laactividad celular, desde la producción de energía hasta sureproducción. La alteración de este “anteproyecto” puedeconducir a un funcionamiento inadecuado de la célula. Enrealidad, las mutaciones constituyen el hecho principal entrediversos tipos de efectos adversos en la salud. Por ejemplo,se cree que la mayoría de tipos de cáncer surgen de undaño provocado sobre un gen que controla la división celular.

La alteración del material genético de una célula puedeadoptar tres formas:

• cambio en la composición química del ADN;• alteración del ajuste físico del ADN, y• adición o supresión de todos los cromosomas.

En términos técnicos, solo la primera alteración, el cambioquímico, se considera una mutación. Los genetistas clasificanel reajuste físico del ADN como un hecho clastogénico y lapresencia de un número anormal de cromosomas en unacélula se llama aneuploidea. Los términos nuevos no son lomás importante en esta sección. Para fines de la exposición,considérese cualquier alteración anormal del materialgenético como una mutación y cualquier agente que causatal cambio como un mutágeno.

Es importante señalar que la mayoría de células son capa-ces de reparar el ADN. Siempre que estos mecanismos dereparación estén intactos, se puede confiar en que la mayo-ría de mutaciones se corregirá antes de que creen unproblema. Sin embargo, cuando se comprometen los meca-nismos de reparación es probable que un mayor número demutaciones genere consecuencias adversas. Algunos estu-dios han indicado que el deterioro del sistema de reparacióndel ADN es responsable en parte de muchos de los efectosadversos en la salud que generalmente se observan en laedad avanzada.

Un mutágeno es una sustancia quealtera el material genético.

Por lo general, las célulassaludables son capaces de repararel material genético dañado.


El daño genético puede conducir a una serie de efectos,que van desde el funcionamiento celular deficiente a la muertecelular o incluso la muerte del organismo. Veamos:

Un cambio en el ADN puede alterar las proteínasde las células. Qué proteínas se ven afectadas y enqué tipo de células ocurre la alteración son factoresimportantes para determinar los efectos finales. Cuan-do la mutación ocurre en una célula del embrión endesarrollo, el resultado puede ser una anomalíareproductiva (aborto espontáneo) o la generación deanormalidades en la descendencia. Si la mutaciónafecta a una proteína que controla el funcionamientocelular adecuado, el resultado puede ser una enfer-medad crónica. Las alteraciones genéticas que afectanla reproducción celular pueden detener la prolifera-ción de una célula y causar su muerte o suproliferación incontrolada, como en un cáncer.

Asimismo es posible que el daño genético no tenga efectoperjudicial alguno. Debe recordarse que cada célula delcuerpo tiene un complemento total de cromosomas; es decir,cada célula contiene toda la información necesaria para laestructura y el funcionamiento adecuado de todo el cuerpo.Obviamente, gran parte del ADN en una célula está inactiva.Por ejemplo, una célula en la planta del pie no usa el plangenético específico para la producción de saliva. Si el geno los genes codificados para la producción de salivaestuviesen dañados en una de las células del pie, nadie lonotaría, y la salud no se vería afectada; sería una “mutaciónsilenciosa”.

Entre los mutágenos gaseosos o transportados por el airemás comunes están el DDT, la dioxina, el ozono, las salesde plomo, el benceno y el cloruro de vinilo. El cloruro devinilo puede causar una mutación que por lo generaldesemboca en una clase particular de cáncer hepático.

13. Defina brevemente los mutágenos.

14. Presente dos razones por las cuales una mutaciónpuede no tener un efecto evidente.


Carcinógenos

Los carcinógenos son las sustancias químicas que inducenel cáncer. El cáncer es el crecimiento anormal e incontrola-do de células; también se le llama neoplasia o tumor. Ac-tualmente, el cáncer constituye una preocupación centralde salud en el mundo. Cerca de 20 por ciento de todas lasdefunciones acaecidas en los Estados Unidos se relacionancon el cáncer. Además, se calcula que en los Estados Uni-dos entre 50 y 90 por ciento de todos los tipos de cáncerestán relacionados con factores ambientales asociados conel estilo de vida y la exposición industrial. Un buen ejem-plo de un factor vinculado con el estilo de vida es el taba-quismo, que ha sido relacionado con el cáncer al pulmón, ala laringe, al páncreas y a la vejiga.

Cuatro reacciones que indican una tasa anormal de incidenciade neoplasias son las siguientes:

• presencia de tipos de tumores no vistos en loscontroles;

• mayor incidencia de tipos tumorales observadosnaturalmente en los controles;

• aparición temprana de tumores, y• mayor número de tumores por individuo en un grupo

de exposición, comparado con los miembros delgrupo control.

La carcinogénesis —la inducción y formación de un tu-mor— parece ser un proceso gradual que empieza con unquímico. Este hecho inicial es, generalmente, una altera-ción genética. Sin embargo, debe recordarse que la mayoríade células tiene la capacidad de reparar el ADN; por consi-guiente, no todas las células que han pasado por este eventoinicial desarrollan el cáncer. La etapa siguiente en lacarcinogénesis involucra a una sustancia química promotora.Un promotor es un carcinógeno que trabaja para incremen-tar la incidencia de cáncer solo después de que ha ocurridoel inicio de la enfermedad. El desarrollo de cáncer requie-re, al parecer, exposiciones repetidas por un periodoprolongado y los estudios han indicado que los efectos pue-den ser reversibles cuando cesa la exposición. Algunassustancias químicas tienen la capacidad de ser iniciadores ypromotores, y se las denomina apropiadamente carcinógenoscompletos.

Los carcinógenos son sustanciasque causan un crecimiento celularanormal o incontrolado.

Los iniciadores químicos sonnecesarios para empezar elproceso de carcinogénesis.

Una sustancia química promotoraactúa para incrementar laincidencia de cáncer, pero solodespués de que la iniciación haocurrido.


También deberíamos familiarizarnos con algunos otros tér-minos referentes a la carcinogenicidad. Un carcinógenoprimario es una sustancia que por el solo hecho de estar enel ambiente produce cáncer. Por otro lado, un procar-cinógeno se convierte en carcinógeno solo después de unaconversión a partir de una forma benigna. La mayoría delos carcinógenos ambientales son de este tipo. Los cocarci-nógenos, aunque no son carcinogénicos en sí mismos,incrementan la potencia del efecto carcinogénico de otrassustancias químicas.

Aunque en los últimos años se ha aprendido mucho acercadel inicio y desarrollo de cáncer, todavía es difícil estable-cer relaciones claras de causa y efecto para posiblescarcinógenos. Una dificultad para identificar carcinógenosespecíficos es su prolongado periodo de latencia, común-mente de 15 a 40 años entre la exposición y la manifesta-ción de la enfermedad. No obstante, los investigadoresredoblan sus esfuerzos para advertirnos acerca de loscarcinógenos potenciales. Debido a la estrecha relación en-tre carcinogenicidad y mutagénesis se usan algunas prue-bas de corto plazo sobre mutagenicidad como pruebas detamizaje para la carcinogenicidad. Sin embargo, actualmenteninguna de estas pruebas es suficiente para hacer un juiciodefinitivo acerca de la carcinogenicidad. La evidencia másconcreta generalmente proviene de los estudios epidemio-lógicos realizados con seres humanos.

El cuadro 2-3 presenta una lista parcial de los carcinógenoshumanos comprobados y de los probables, junto con losprincipales lugares del cuerpo donde ejercen su toxicidad.

Cuadro 2-3. Algunos carcinógenos humanos ysus ámbitos corporales de toxicidad

Compuesto químico Ámbitos carcinogénicos

A-Aminobifenil

Asbesto

Benceno

Bencina

Berilio

Cromo

Radionucleidos

Cloruro de vinilo

Vejiga

Pulmones, mesotelio

Médula ósea

Vejiga

Pulmones

Vías respiratorias

Médula ósea, pulmones

Hígado

Los carcinógenos ambientales setornan nocivos, en su mayorparte, solo después de suconversión a partir de algunaforma inofensiva.


Los radionucleidos son una clase particular de mutágenos ycarcinógenos. Ya en el siglo XVI, la radiación causaba unaenfermedad mortal al pulmón en los mineros europeos. Ainicios del siglo XX, esta enfermedad se asoció con el radón.

La radiación ionizante se diferencia de la luz visible y deotras radiaciones de bajo nivel en el hecho de que puededesprender electrones a partir de átomos. Cuando este tipode radiación transfiere su energía a una célula y desprendelos electrones orbitales que integran a los átomos enmoléculas, la célula puede morir o sobrevivir dañada. Lamutación resultante puede iniciar el cáncer o transmitirse ala descendencia.

Los estudios realizados en Japón con los sobrevivientes dela bomba atómica —que sirven de base para las normasactuales de exposición a la radiación— indicaron que laleucemia mieloide, un cáncer a la médula ósea, fue el únicoque resultó de la exposición a la radiación. Recientes estudioshan revelado que la exposición ocupacional a la radiaciónionizante de bajo nivel aumenta el riesgo de cáncer en lostejidos respiratorios, digestivos y los que forman la sangre.

Tóxicos del desarrollo

En la sección anterior sobre mutágenos se mencionó quealgunas mutaciones pueden causar anormalidades en la des-cendencia. Los agentes que dañan directamente al feto endosis que no afectan a la madre se clasifican comoteratógenos. Estos son solo un tipo de sustancias tóxicas deldesarrollo. Entre los efectos teratogénicos se pueden men-cionar: órganos o estructuras tisulares anormales, funcio-namiento metabólico o químico deficiente y retardo mental.Algunas anormalidades teratogénicas y disfunciones pue-den ser tan sutiles como para no tener prácticamente efectoalguno sobre el organismo.

Un factor importante que influye en la toxicidad de losteratógenos, además de los factores estándar de toxicidad—magnitud y duración de la exposición— es el tiempo enque ocurre la exposición durante el desarrollo del feto.Cada sistema corporal en desarrollo pasa por un periodocrítico durante el cual es particularmente sensible al desarrolloanormal químicamente inducido. En los seres humanos, la

Las mutaciones y el cáncer sonlos principales problemas de saludrelacionados con la exposición ala radiación.

Los teratógenos son sustanciasque dañan al feto pero no a lamadre.


mayoría de estos períodos de desarrollo crítico se presentanentre la tercera y la duodécima semana de desarrollo delfeto. Por lo general, las anomalías producidas por la expo-sición después de este periodo son menos graves.

Otras sustancias tóxicas que afectan el desarrollo puedenejercer sus efectos durante los primeros años de vida, antesde que todos los sistemas del cuerpo terminen de desarro-llarse. Un ejemplo es el plomo, que puede impedir el creci-miento del sistema nervioso central y causar discapacidadespermanentes en el aprendizaje si los niños lo consumen oinhalan. Otros teratógenos químicos supuestos o conocidosincluyen la dioxina, el mercurio orgánico, el arseniato desodio y el humo del cigarrillo.

15. Describa brevemente el cáncer.

16. Un carcinógeno promotor no puede causar cáncerhasta que sea activado por un __________.

17. ¿Qué es un teratógeno?

Neurotóxicos

La toxicidad puede ocurrir en diversos puntos del sistemanervioso.

• cerebro;• otros cuerpos de células nerviosas;

Un factor crítico en lateratogenicidad es la etapa dedesarrollo del feto en la queocurre la exposición.


• fibras nerviosas;• vainas de mielina que cubren las fibras nerviosas;• uniones de nervio a nervio y de nervio a músculo.

Las células nerviosas tienen una tasa metabólica alta y, porconsiguiente, requieren más oxígeno que otras célulascorporales. Dado que un suministro adecuado de oxígenoes esencial para un buen funcionamiento cerebral, cualquiersustancia que comprometa el flujo sanguíneo al cerebro (elcianuro, por ejemplo) puede causar graves daños.

El plomo es un neurotóxico típico, muy conocido por susefectos perjudiciales. Algunos historiadores creen que lacaída del Imperio Romano puede haberse debido, en parte,a los efectos adversos del plomo en las cañerías. La poten-cia extrema del plomo se atribuye, parcialmente, a susdiversos mecanismos de acción. Puede afectar el funciona-miento neuronal al degenerar los axones, destruir la vainade mielina e interferir con los neurotransmisores químicosen la sinapsis.

Los insecticidas organofosforados (por ejemplo, el malatióny el paratión) también interfieren con la función química deneurotransmisión del sistema nervioso, comúnmente causandebilidad y parálisis y a veces la muerte. Otros ejemplos deproductos neurotóxicos son la acrilamida, el DDT y algunasformas de mercurio.

Hepatotóxicos (tóxicos del hígado)

Como se indicó anteriormente, los efectos tóxicos en elhígado incluyen la acumulación de grasa, la ictericia, lamuerte celular, la cirrosis y el cáncer. Además, las sustan-cias químicas que incrementan o disminuyen los niveles deenzimas metabólicas en el hígado pueden afectar la toxici-dad de otros compuestos mediante la alteración de su meta-bolismo.

El tetracloruro de carbono, probablemente el hepatotóxicomás conocido, no es tóxico para el hígado en su forma nometabolizada. Esta es una de esas sustancias químicas cuyatoxicidad se ve incrementada por el hígado en lugar de dis-minuida. Además, se sabe que los efectos tóxicos deltetracloruro de carbono en el hígado (que incluyen casitodos los extremos tóxicos mencionados anteriormente) seintensifican cuando se exponen previamente al alcohol.

El plomo ataca el sistemanervioso de diversas formas.

El tetracloruro de carbono es unhepatotóxico prominente.


Otros hepatotóxicos comunes son el berilio, el cloroformo,el tricloroetileno y el cloruro de vinilo. El berilio producenecrosis; el cloroformo y el tricloroetileno producen necrosise hígado graso; los vapores de cloruro de vinilo puedencausar cáncer hepático.

Tóxicos pulmonares

Los efectos tóxicos en los pulmones incluyen la irritación yconstricción de las vías respiratorias, la necrosis, el edema(retención excesiva de líquido), la fibrosis (cambios en eltipo o la composición de las células) y el cáncer. Los resul-tados finales varían desde el malestar hasta la asfixia y lamuerte. Aunque los efectos irritantes generalmente sonreversibles, la exposición crónica a un irritante puede con-ducir al daño celular permanente.

El asbesto, el arsénico y la radiación son tres de las causasmás comunes de cáncer de pulmón. El asbesto tambiénpuede causar fibrosis, tal como otros agentes minerales. Lasensibilización alérgica y su posterior irritación y edemason los resultados comunes de la exposición a los compues-tos como el diisocianato de tolueno.

18. Describa cuatro formas en que las toxinas puedenafectar el sistema nervioso.

19. Identifique seis consecuencias de la toxicidad en elhígado.

20. Los efectos irritantes en los pulmones sonirreversibles... ¿siempre, a veces, nunca?

Agentes que causan disfuncionesreproductoras

Los contaminantes tóxicos del aire que causan disfuncionesreproductoras pueden clasificarse en tres tipos generales:

• aquellos que reducen la fecundidad;• aquellos que reducen las oportunidades de que el

embrión o feto sobreviva, y• aquellos que causan efectos teratogénicos.


Ya hemos abordado los teratógenos —productos químicosque causan defectos congénitos— en la clasificación de lostóxicos que afectan el desarrollo.

Los agentes que reducen la fecundidad pueden actuar enlos mecanismos reproductores del hombre o de la mujer.La toxicidad en los ovarios se puede observar mediante laquimioterapia con la radiación. Además, los investigadoreshan informado que algunos hidrocarburos poliaromáticos(PAH, por sus siglas en inglés) afectan directamente a losoocitos. Algunos de estos compuestos, como el benzopirenoy el dimetil-benzantraceno, son productos de combustión.En cuanto al sistema masculino, ya se ha establecidoclaramente que el dibromocloropropano, un insecticida, esun compuesto antiespermatogénico.

Otros agentes tóxicos que provocan efectosagudos o crónicos

Algunos tóxicos no aparecen en las siete clasificacionesanteriormente presentadas. Estos se clasifican de maneramás sencilla según la duración de exposición requerida paraprovocar una respuesta tóxica. Algunos agentes son inten-samente tóxicos y provocan una respuesta solo después deuna exposición de corto plazo. El formaldehído es un agen-te tóxico que produce efectos agudos como irritación de losojos, de la piel y de los revestimientos respiratorios. Otrassustancias requieren una exposición de largo plazo o enforma repetida para tener un efecto. Se dice que dichassustancias presentan una toxicidad crónica.

Aunque el asbesto también es tratado como un tóxicopulmonar, es un ejemplo típico de tóxico que produce efec-tos crónicos. El hecho de que cause escaso o ningún efectoagudo hace que el asbesto sea mucho más insidioso. Obsér-vese que, generalmente, algunos agentes presentan toxici-dad tanto aguda como crónica en diferentes tejidos.

Algunos contaminantes tóxicos del aire pueden inhibir osuprimir el sistema inmunológico. La estimulación ocurremediante uno de varios mecanismos: la producción de unarespuesta alérgica o desencadenando la producción desustancias químicas como el interferón, un intermediario de

Los efectos tóxicos en el sistemainmunológico incluyen tanto laestimulación como la inhibición.


la respuesta alérgica. Las sustancias tóxicas que inhiben elsistema inmunológico pueden aumentar la sensibilidad a lainfección y a veces abren las puertas a la carcinogénesis.

21. ¿Cuáles son los tres tipos generales de disfunciónreproductora?

22. Las sustancias tóxicas que inhiben el sistemainmunológico pueden aumentar las probabilidadesde que el cuerpo desarrolle _________ y _________.


Respuestas a las preguntas de autoevaluación

1. Absorción.

2. BCBCBA

3. La forma corporal y el movimiento; la protección de órganos y tejidos; la producción deglóbulos sanguíneos.

4. Efectuar el intercambio de gases en la sangre.

5. Un equilibrio químico adecuado en las membranas de las neuronas y en las brechasexistentes entre ellas es esencial para la transmisión fluida de los impulsos nerviosos.

6. El hígado secreta la bilis, una sustancia que descompone las gotas grandes de grasa yactiva las enzimas que la digieren.

7. Los glóbulos rojos transportan los gases, principalmente O2 y CO2; las plaquetas sonimportantes para la coagulación de la sangre; los leucocitos ayudan a atacar a los agentesque causan enfermedades.

8. Reducción de la fecundidad; deficiencias del embrión para sobrevivir; teratogénesis.

9. Las glándulas endocrinas secretan hormonas que son transportadas por el torrente sanguíneohasta sus puntos de acción.

10. Dado que los riñones se ocupan de procesar la sangre, están expuestos a casi todos losagentes tóxicos ambientales que se introducen en el cuerpo.

11. Eliminación de los agentes infecciosos; vigilancia contra eventuales neoplasias; rechazode los agentes tisulares extraños.

12. Genes.

13. Los mutágenos son sustancias que causan mutaciones o alteraciones en el material genético.

14. La mayoría de las células tiene mecanismos de reparación del ADN; las mutaciones amenudo se corrigen antes de que puedan causar algún daño.

16. Iniciador.

17. Un teratógeno es un producto químico que daña a un feto en desarrollo sin afectar a lamadre.


18. Pérdida de oxígeno en el cerebro; degeneración neuronal; destrucción de la vaina demielina; interferencia química.

19. Alteración de los niveles enzimáticos, cáncer, muerte celular, cirrosis, acumulación degrasas, ictericia.

20. A veces.

21. Disminución del índice de fertilidad y de las probabilidades de supervivencia del embrióno feto, efectos teratogénicos.

22. Infección, cáncer.

Lección 2 Efectos biológicos de la contaminación del aire

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