Módulo II – Rutas de exposición

Notas para la instrucción

I. Tipos de ambientes

A fin de comprender las rutas y las vías de exposición, es importante entender el término “ambiente”. El ambiente se define de diferentes maneras (7):

A. Ambiente interior vs. ambiente externo
Se refiere al cuerpo humano y comprende el ambiente dentro del cuerpo y el otro ambiente fuera del cuerpo. El cuerpo humano posee tres barreras protectoras contra los contaminantes ambientales externos.

• La piel, la cual protege al cuerpo de los contaminantes fuera del cuerpo;
• El sistema gastrointestinal, el cual protege el interior del cuerpo de los contaminantes (toxinas) ingeridos,
• Las membranas dentro de los pulmones, las cuales protegen el interior del cuerpo de los contaminantes inhalados.

No obstante, cada una de estas barreras es propensa a sufrir daños bajo ciertas circunstancias. Los contaminantes penetran al interior del cuerpo a través de la piel al disolver la capa de cera que recubre las glándulas oleosas (sebáceas). El sistema gastrointestinal es también muy vulnerable a compuestos solubles que se absorben fácilmente y entran a las células del cuerpo. Sin embargo, el cuerpo tiene maneras de proteger el sistema gastrointestinal. Por ejemplo, materiales no deseados se vomitan por la boca o se excretan rápidamente por los intestinos (como en el caso de la diarrea).

Los pulmones constituyen la ruta más importante para las sustancias tóxicas y son también los más frágiles. Los materiales atmosféricos que se inhalan se depositan en los pulmones y, si son solubles, se absorben. Diferentes mecanismos protegen a los pulmones, como la tos común o la limpieza de “macrófagos” que envuelven y facilitan la eliminación de todo lo que sea extraño.

A menos que un agente toxicológico o un contaminante ambiental penetren una de las tres barreras que protegen el cuerpo, éste no se introducirá al ambiente interior, e incluso si lo hiciera, existen otras maneras de eliminarlo. Por ejemplo, la toxicidad de los materiales que se introducen al sistema circulatorio (arterias, venas, etc.) se elimina en el hígado o se excreta a través de los riñones.

B. Ambiente personal vs. medio ambiente
El ambiente personal representa el ambiente que usted puede controlar. El medio ambiente (laboral) representa el ambiente sobre el cual usted no tiene control. Se cree que el medio laboral es la amenaza más grande para la salud, pero algunos expertos en salud consideran que el ambiente personal, influenciado por diferentes factores, es el más importante para nuestro bienestar. Los factores que son importantes para el ambiente personal son la higiene, el régimen alimentario, las prácticas sexuales, el ejercicio, el consumo de tabaco, el consumo de drogas y alcohol y la frecuencia con que se hacen los exámenes medicos.

C. Ambientes gaseosos, líquidos y sólidos
Nuestro medio ambiente existe en una de tres formas: gaseosa, líquida o sólida, cada una de las cuales puede estar contaminada. Las partículas (partículas grandes) y los gases se liberan a la atmósfera (gaseoso), los residuos de aguas negras y líquidos se introducen al agua (líquido); y los residuos sólidos, como plásticos y sustancias químicas sólidas se eliminan en la tierra (sólido). Las personas interactúan con todos estos ambientes.

D. Ambientes químicos, biológicos, físicos y socioeconómicos
Estos tipos de ambientes podrían afectar la salud de las personas.

• Los factores y los contaminantes químicos comprenden desechos y pesticidas tóxicos presentes en el ambiente; sustancias químicas utilizadas en el hogar (productos de limpieza) y en la industria y conservantes para los alimentos.
• Los factores biológicos incluyen las diferentes formas de los organismos de las enfermedades en los alimentos y el agua, y aquellos que son transmitidos por insectos y animales y por el contacto entre las personas.
• Los factores físicos incluyen elementos que repercuten en la salud y el bienestar, como lesiones y muertes por accidentes, ruido alto y excesivo, temperaturas extremas (calor y frío) y los efectos de la radiación.
• Los factores socioeconómicos son difíciles de medir, pero afectan considerablemente la vida y la salud de las personas. Un bajo nivel socioeconómico aumenta las tasas de defunción y enfermedad.

II. Rutas de exposición

Se calcula que a nivel mundial se usan casi 70.000 sustancias químicas y el sector de los productos químicos introduce aproximadamente entre 200 y 1.000 sustancias químicas nuevas cada año (8). Por ello, estamos expuestos a diferentes sustancias químicas en nuestro hogar, en el trabajo y en el medio ambiente en general. Los alimentos, el aire y el agua potable contienen cantidades ínfimas de sustancias químicas tóxicas. La exposición a sustancias tóxicas tiene lugar a través de las tres rutas principales mencionadas a continuación.

Consulte la nota 2.1. Rutas de exposición

A. La piel (absorción cutánea)
El contacto con la piel es la vía más común de exposición a las sustancias tóxicas (1). La piel está compuesta por tres capas:

• La epidermis (capa externa). La capa más exterior es el estrato córneo (capa carnificada). Esta es la estructura que determina la tasa de absorción de las sustancias a través de la epidermis. Por ejemplo, un pesticida como el malatión, que penetra fácilmente el estrato córneo, avanza velozmente a través de las otras capas de la piel y se absorbe de manera rápida en el torrente sanguíneo. El DDT, otro tipo de pesticida, no penetra fácilmente el estrato córneo, de manera que la tasa de absorción es mucho más baja.
• La dermis (capa interior). La capa interna de la piel suele llamarse la piel verdadera. En la piel de los animales, esta es la capa que se convierte en cuero con el procesamiento químico. La dermis es la fuente de oxígeno y de nutrientes para la epidermis. En esta capa se encuentran los folículos capilares, las glándulas sudoríparas y las glándulas sebáceas (oleosas). Estas estructuras desempeñan una función limitada en la absorción de sustancias en la piel.
• Tejido adiposo subcutáneo. Esta capa ofrece amortiguación para las estructuras subcutáneas y confiere cierto movimiento a la piel.

Los factores que afectan la absorción cutánea de sustancias tóxicas comprenden:

• El estado de la piel. El estrato córneo intacto (epidermis) es una barrera eficaz contra la absorción de algunas sustancias químicas tóxicas. No obstante, el daño físico a la barrera protectora, como un corte o abrasión, permite la penetración de las sustancias tóxicas a la epidermis y el ingreso a la dermis donde se introducen más fácilmente al torrente sanguíneo y se transportan a otras partes del cuerpo.
• La constitución química de la sustancia. Las sustancias y las sustancias químicas inorgánicas no se absorben fácilmente a través de la piel intacta, sana (como el cadmio, el plomo, el mercurio y el cromo). Las sustancias químicas orgánicas disueltas en el agua no penetran la piel fácilmente porque la piel es impermeable al agua. Sin embargo, los solventes orgánicos, como el diluyente de pinturas o la gasolina, se absorben fácilmente a través de la epidermis.
• El aumento de la concentración de la sustancia tóxica o el tiempo de exposición incrementa la tasa o la cantidad del material absorbido.

B. El sistema respiratorio (inhalación)
La inhalación es el medio más fácil y rápido de exposición a las sustancias tóxicas porque estas sustancias se absorben fácilmente en el sistema respiratorio. El recubrimiento del sistema respiratorio NO es eficaz para evitar la absorción de sustancias tóxicas en el cuerpo. El sistema respiratorio comprende las vías nasales, la tráquea, la laringe y los pulmones. Los siguientes factores afectan la inhalación de sustancias tóxicas:

• La concentración de sustancias tóxicas en la atmósfera,
• La solubilidad de la sustancia en la sangre y en los tejidos,
• La tasa respiratoria,
• La duración de la exposición,
• El estado del sistema respiratorio, y
• El tamaño de la partícula tóxica.

C. El sistema digestivo (ingestión)
La ingestión de sustancias tóxicas generalmente es incidental o inadvertida. El sistema digestivo comprende la boca, el esófago (conducto por donde pasan los alimentos), el estómago y el intestino (grueso y delgado). La función principal del sistema digestivo es digerir y absorber los alimentos que comemos. La absorción de sustancias tóxicas es afectada por factores físicos y químicos como la estructura del cuerpo y el tiempo que permanecen en el cuerpo los alimentos que contienen las sustancias. Una vez que se absorbe una sustancia química, los efectos que provoca dependen de la concentración que se presenta en los órganos afectados, su forma química y física, lo que ocurre después de la absorción y cuánto tiempo permanece la sustancia en el tejido o el órgano afectado. Después de que la sustancia química es absorbida en la sangre, se distribuye a todo el cuerpo de inmediato; se traslada de un órgano o tejido a otro (translocación) o se transforma en un nuevo compuesto (biotransformación).

D. Otras rutas de exposición
Los ojos son un punto de contacto común para las sustancias tóxicas. El punto primario de contacto para las sustancias tóxicas es la córnea. Los compuestos ácidos y básicos son los tipos más comunes de exposiciones dañinas. Según el grado de la lesión, la córnea se puede reparar a sí misma. La capa exterior del ojo está compuesta por tejido conjuntivo denominado esclerótica. En la parte frontal del ojo, este tejido forma la córnea, la cual es transparente. La capa media del ojo se denomina coroides, la cual forma el iris, en la parte frontal del ojo. La capa más interior es la retina, la cual produce las imágenes. En dos compartimientos oculares se alberga una sustancia líquida denominada humor acuoso y una sustancia gelatinosa transparente denominada humor vítreo. El oxígeno y los nutrientes deben propagarse a través del humor acuoso en la parte posterior de la córnea para reparar el tejido dañado.Las inyecciones constituyen otra ruta común de exposición. Se utilizan principalmente en los estudios con animales de laboratorio. A continuación se mencionan los diferentes tipos de inyecciones:

• Inyecciones intravenosas (en una vena).
• Inyecciones intramusculares (en un músculo).
• Inyecciones intraperitoneales (en la cavidad abdominal).
• Inyecciones intracutáneas (en la piel).
• Inyecciones subcutáneas (bajo la piel).

III. Elementos para una vía de exposición

La ATSDR define una vía de exposición como el proceso por el cual una persona está expuesta a contaminantes que se originan de alguna fuente de contaminación (9). Para que la exposición ocurra, debe existir una vía de exposición completa. Una vía de exposición completa tiene que tener los siguientes cinco elementos:

• Una fuente de contaminación, por ejemplo, una chimenea de humo en una fábrica;
• Medios para el desplazamiento del contaminante, como el agua subterránea, el suelo superficial, el agua superficial, el aire, el suelo subterráneo, los sedimentos y la biota (vida animal y vegetal);
• Un punto de exposición, o un lugar donde las personas actualmente entran en contacto con el material contaminado;
• Una ruta de exposición, o cómo los contaminantes entran en contacto con el cuerpo (es decir, ingestión, inhalación, contacto dérmico y absorción cutánea); y
• Una población receptora, o aquellas personas que están expuestas o potencialmente expuestas a los contaminantes.

Existe una vía de exposición potencial cuando falta uno o más de los elementos, pero la información disponible indica que la exposición es probable. Existe una ruta de exposición incompleta cuando falta uno o más de los elementos y la información disponible indica que no se espera que ocurra la exposición.

IV. Tipos de exposición

Los productos químicos tóxicos generalmente producen el mayor efecto y la respuesta más rápida cuando se insertan directamente en el torrente sanguíneo (2). La exposición ocupacional generalmente ocurre por respirar aire contaminado (inhalación) y / o el contacto directo o prolongado de la sustancia con la piel (exposición dérmica). En contraste, la intoxicación accidental y suicida ocurre con mayor frecuencia por ingestión oral. Los tipos de exposiciones son

• Aguda, que es la exposición a un químico durante 24 horas o menos.
• Crónica, que es la exposición a un químico por más de 3 meses.
• Subaguda, que es la exposición a un químico durante 1 mes o menos.
• Subcrónica, que es la exposición a un químico entre 1 a 3 meses.

V. Efectos después de la exposición

Los efectos locales se ven en o cerca de la parte o partes del cuerpo donde ocurrió la exposición. Por ejemplo, la inhalación de partículas puede causar la irritación del tracto respiratorio, lo que produce efectos que van desde estornudos a dolores en el pecho y dificultad para respirar. Una picadura de hormiga produce enrojecimiento e hinchazón en el lugar de la picadura.

Algunas sustancias se absorben en el torrente sanguíneo y luego se transportan a otras partes del cuerpo, donde causan efectos. Estos tipos de sustancias generalmente causan efecto en uno o dos órganos blancos (dianas) del cuerpo. Si estos efectos ocurren o no depende de la concentración del producto químico en el órgano blanco. La concentración en el órgano depende de la absorción, distribución, biotransformación y excreción de la sustancia. La biotransformación ocurre cuando una sustancia se cambia de una forma a otra, lo que también puede cambiar las propiedades tóxicas de la sustancia. Generalmente ocurre en varios pasos, principalmente en el hígado, pero también puede ocurrir en otros tejidos como los riñones, los pulmones y el tracto digestivo.

Algunas sustancias se absorben desde el torrente sanguíneo y se almacenan en tejidos donde pueden no causar un efecto adverso. Por ejemplo, el plomo puede almacenarse principalmente en los huesos largos del cuerpo, pero cuando se libera, tiene un efecto tóxico en el sistema nervioso.

VI. Excreción de toxinas

La velocidad a la que se elimina una sustancia tóxica del cuerpo determina si tendrá un efecto tóxico. Cuanto más tiempo permanezca una sustancia química en el cuerpo, mayor será la probabilidad de daño. La principal forma en que un químico se elimina del cuerpo humano es a través de la orina, pero los riñones, los pulmones y el hígado también son importantes en eliminar ciertos químicos del cuerpo. El riñón elimina la mayor cantidad de toxinas que cualquier otro tejido/órgano. Los pulmones eliminan sustancias que se encuentran en la fase gaseosa, como el dióxido de carbono. El hígado elimina sustancias como el plomo o DDT (pesticida) al excretarlas en la bilis, que es producida por el hígado y viaja al intestino delgado. Desde allí, la sustancia puede ser absorbida en las heces y luego eliminada por excreción. Ni las glándulas sudoríparas ni el tracto GI son rutas importantes para excretar sustancias tóxicas (2). La piel, el cabello y la leche materna son vías, aunque menores, de excreción.

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