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Capítulo 7. Evaluación del Riesgo para las Sustancias Tóxicas Persistentes

 

Fernando Díaz-Barriga*
Dania López?*
Ivan N. Pérez*
Lilia E. Batres*
Leticia Yáñez*


7.1 INTRODUCCIÓN

 

La evaluación del riesgo de las Sustancias Tóxicas Persistentes (STPs) debe considerar algunos aspectos particulares a ellas, como lo son: su alta persistencia, la capacidad de bioacumulación, la capacidad de biomagnificación, su toxicidad crónica y el hecho de que en la mayoría de las ocasiones se presentan en forma de mezclas químicas.

Ahora bien, debido a que la reducción del riesgo implica la reducción de la exposición, todos los aspectos antes señalados deben ser tomados en cuenta al momento de medir la exposición y, sobre todo, al momento de diseñar un programa de intervención. Debe quedar claro entonces, que no por suspender el uso de las STPs se obtendrá una inmediata reducción del riesgo. Los tratados internacionales buscan la suspensión del uso, pero los programas de salud deben de ir más allá, ya que la presencia residual de las STPs (dada su persistencia), también implica una fuente de exposición y, por ende, una fuente de riesgo en salud para los seres vivos.

 

7.2 ESCENARIOS DE EXPOSICIÓN

 

Lo primero que debe establecerse al momento de evaluar el riesgo es la descripción del escenario de exposición. Dicha descripción incluye las características del sitio contaminado (en las referencias 1 y 2 se detallan los puntos que debe incluir la caracterización de un sitio y, por lo tanto, se invita al lector a revisar tales documentos); y una esquematización de la fuente de STPs.

Por ejemplo, si el sitio contaminado es una región agrícola, deberán describirse las características geográficas y demográficas de la región, pero además, habrá de establecerse con detalle la historia de cuántos insecticidas organoclorados persistentes se aplicaron, cuáles fueron, dónde se realizó la aplicación y cuándo fue la última vez que se usaron. Conociendo estos puntos, el evaluador podrá establecer las rutas de exposición pasadas, presentes y futuras (ver siguiente sección). Un punto adicional para las zonas agrícolas es el manejo de los envases de plaguicidas y de la basura en general. En muchas áreas rurales es común la quema de este material con lo cual pueden surgir otras STPs como las dioxinas y los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs). Asimismo, para algunos cultivos, como la caña de azúcar, es una práctica usual la quema del campo, y si en el suelo había restos de insecticidas clorados, la quema también podría producir dioxinas. En fin, el evaluador que visita una zona rural debe abrir los ojos a otras fuentes potenciales de STPs, más allá de la aplicación de plaguicidas persistentes.

Otro escenario es un área urbana vecina a una zona industrial. Para este escenario lo primero que debe recordar un evaluador de riesgos es que posiblemente las actuales fuentes de STPs no sean las propias industrias, sino el suelo, el sedimento o el acuífero contaminados. En muchos países, como en México, la aplicación de normativas ambientales se remonta a finales del siglo 20. Es decir, debido a la persistencia de las STPs, la actual contaminación puede deberse a un hecho registrado antes de la aplicación de las leyes ambientales. El mal manejo de los residuos, el empleo de sustancias como los bifenilos policlorados, procesos de síntesis química mal vigilados, combustión de sustancias a baja temperatura, etcétera, eran prácticas comunes hasta los años 80s en muchos países y estas prácticas fácilmente pudieron ser las causantes de que hoy en día existan comunidades expuestas a STPs. Para entender bien este punto solamente consideremos que la vida media de las dioxinas en el subsuelo puede alcanzar los 100 años. El evaluador de un escenario industrial, entonces, no solamente debe advertir las actuales fuentes contaminantes sino también las fuentes históricas que expliquen la posibilidad de un riesgo actual. Ahora bien, con todo y la normativa ambiental, las industrias del presente pueden ser fuente de STPs. Por ejemplo, los polibromados son STPs que se emplean como retardantes de flama en una gran gama de productos como el material electrónico y los textiles. El pentaclorofenol todavía se emplea en algunos sitios como plaguicida para madera y los procesos de combustión cuando emplean combustibles “sucios” generan HAPs. En fin, las comunidades vecinas a las zonas industriales pueden estar expuestas a STPs por procesos históricos o por el uso de STPs en los actuales procesos industriales.

Finalmente, presentamos un tercer ejemplo de escenario donde puede ocurrir la exposición a STPs. Éste es el interior de una vivienda donde se emplea leña para la cocción de alimentos. La leña puede generar HAPs y dioxinas, pero además el riesgo se incrementa si dicha vivienda se ubica en un área palúdica y se realizaron fumigaciones interiores de DDT.

Con estos ejemplos deseamos hacer notar que la exposición a STPs puede presentarse en muchos escenarios y en casi todos ellos la exposición se da a mezclas de STPs. De ahí la necesidad de que el evaluador tenga amplios conocimientos sobre todas las fuentes posibles de los diversos tóxicos persistentes.

 

7.3 RUTAS DE EXPOSICIÓN

 

El concepto de ruta de exposición se refiere al camino que sigue el contaminante desde su fuente hasta la población. Toda ruta se constituye entonces de cinco componentes:

1. FUENTE DE CONTAMINACIÓN: fuente que emite contaminantes al ambiente; para el caso de las STPs, el evaluador debe tomar en cuenta que posiblemente la fuente actual sea un medio contaminado, por ejemplo, la fuente para STPs en peces podría ser el sedimento, en donde históricamente se habrían ido depositando los compuestos provenientes de actividades agrícolas, industriales, etc.

2. MEDIO AMBIENTAL: aire, agua, suelo, polvo, alimento, cenizas de procesos de combustión en interiores, etcétera, medio responsable de transportar los contaminantes desde la fuente hasta el punto de exposición.

3. PUNTO DE EXPOSICIÓN: lugar donde la población entra en contacto con los contaminantes (pozos profundos, área de recreación infantil, grifos caseros, etcétera). El evaluador debe considerar puntos de exposición para la población humana y para la biota.

4. VÍA DE EXPOSICIÓN: inhalación (aire, partículas finas), ingesta (agua, suelo, alimento, polvo), absorción dérmica, etcétera

5. POBLACIÓN RECEPTORA: personas o integrantes de la biota que están expuestos a los contaminantes, la población receptora es entonces la población expuesta.

La identificación de las rutas de exposición es un punto medular del método ya que, la ruta es el camino que utiliza el contaminante para llegar al hombre o a los demás integrantes de la biota; por consiguiente, cualquier programa de restauración deberá centrarse en el abatimiento de las rutas más importantes. Identificando a los componentes de las rutas de exposición, pueden diseñarse barreras que impidan la exposición de los seres vivos a los contaminantes críticos, en este caso, las STPs.

Dos ó más rutas pueden compartir elementos. Por ejemplo, es común que diferentes rutas compartan la misma fuente de contaminación. Pero de mayor importancia son las rutas que comparten idéntica población receptora. Un individuo podría estar expuesto a un mismo contaminante a través de diversas rutas. En este caso, la dosis total de exposición sería la sumatoria de la exposición a todas las rutas y dicha sumatoria podría llegar a superar el nivel tóxico del contaminante, lo cual entonces representaría un riesgo en salud para dicho individuo.

Aunado a lo anterior, debe considerarse la posibilidad de que en algunos casos los elementos de una ruta pudieren no estar bien definidos. Cuando a una ruta le falte alguno de sus elementos se le denominará ruta potencial y quedará a criterio del evaluador si debe considerarse como una ruta importante. Por ejemplo, el suelo contaminado en una zona sin población expuesta al momento del estudio es una ruta potencial. La importancia de su identificación es que esta zona contaminada no debiera tener vocación residencial.

Debido a que las STPs tienen características hidrofóbicas que las hacen solubles en lípidos, una ruta de exposición particularmente importante es la ingesta de leche. Esto en virtud de que muchas STPs son excretadas por leche materna (animal y humana). Asimismo, debe hacerse notar que la exposición fetal también es una ruta a tomar en cuenta en el caso de las STPs.

 

7.4 EVALUACIÓN DE LA EXPOSICIÓN

 

Un aspecto fundamental para definir la magnitud del riesgo es la estimación o evaluación de la exposición. La exposición puede estimarse a través de fórmulas matemáticas, pero también puede evaluarse empleando biomarcadores de exposición.

La ESTIMACION se fundamenta en la obtención de datos ambientales que se utilizan para alimentar fórmulas matemáticas con el fin de calcular una dosis aproximada de exposición. Este camino asume un comportamiento estandarizado para toda la población y las incertidumbres en cuanto a toxicidad, biodisponibilidad y otros factores, se resuelven asumiendo máximo riesgo. La fórmula general para la estimación de la exposición es la siguiente:

 

 

Al analizar esta fórmula debe quedar claro que la estimación de la exposición no es muy útil para el caso de las STPs dado que es difícil incluir en ella el factor de bioacumulación. Esto es, la concentración tisular de STPs en un ser vivo no solamente depende de la concentración ambiental, sino también de la concentración que con el tiempo el ser vivo ha ido acumulando, sobre todo en su tejido adiposo, ya fuere por la exposición ambiental o ya fuere por el fenómeno de biomagnificación. Además, la estimación de la exposición a STPs debería tomar en cuenta, en todo caso, la exposición multimedia. Así, para el caso de un pez, la estimación de la dosis de exposición tomando en cuenta la concentración de las STPs en agua y/o sedimentos, es poco relevante dado que estaría subestimando la concentración tisular real en el organismo; para el pez, la ingesta de invertebrados o de otros peces es muy importante. Entonces, se debería conocer la concentración de STPs en todos los medios y en todas las fuentes alimenticias a fin de poder llegar a un estimado más real; sin embargo, se reitera que aun en este supuesto (de conocer la cantidad de STPs en todos los medios), el cálculo que se estaría haciendo de la dosis sería menor a la real ya que no está tomando en cuenta el factor de bioacumulación tisular. La estimación es una medida en un tiempo, la bioacumulación, en cambio, es la resultante de la exposición crónica a lo largo de muchos años.

Para resolver la limitante de la estimación de la exposición, la alternativa es la EVALUACION. La evaluación de la exposición implica la cuantificación de biomarcadores químicos con el objeto de certificar la absorción de los contaminantes en la población expuesta. Un biomarcador por lo general es el propio contaminante o alguno de sus metabolitos, capaz de ser cuantificado en tejidos (adiposo, pelo, placenta, etcétera) y/o fluidos biológicos (sangre, semen, orina, leche, etcétera). Los biomarcadores indican exposición y absorción. En la literatura se ha demostrado, por ejemplo, una excelente correlación entre los niveles de DDT en sangre y los valores de DDT en tejido adiposo (3). Así, sin necesidad de métodos invasivos, solamente colectando la sangre, puede establecerse si el organismo en estudio ha estado expuesto a STPs.
El evaluador de riesgos debe entender que para el caso de las STPs, el uso de biomarcadores implica que se va a obtener un valor que incluye varios años de exposición y varias rutas; es decir, es una herramienta integral. Los biomarcadores sirven para establecer cuáles sujetos están en riesgo, pero no permiten distinguir de dónde vino la sustancia tóxica que se está estudiando.

 

7.5 EVALUACIÓN DE LOS EFECTOS EN SALUD

 

Una vez demostrada la exposición, en algunos casos podría ser útil la evaluación de los efectos en salud. Entre los efectos en salud susceptibles de ser estudiados están los efectos tóxicos asociados a las diferentes STPs, los cuales pueden ser resultado de exposiciones agudas o crónicas. Si bien es importante el estudio de enfermedades (como algunos tipos de cáncer), siempre será mucho más útil evaluar biomarcadores de efectos biológicos a nivel celular. Estos biomarcadores incluyen: actividades enzimáticas (por ejemplo, para ver daño hepático); niveles de algunas proteínas en líquidos biológicos; expresión de genes; frecuencia de muerte celular; frecuencia de daños al ADN; etcétera. En algunas ocasiones estos efectos no tienen conexión clara con alguna enfermedad, pero no por ello son menos útiles para definir efectos ocasionados por la exposición, en este caso, a STPs.

 

7.6 ESTUDIO DE CASO: EXPOSICIÓN AL DDT EN COMUNIDADES PALÚDICAS DE MÉXICO

 

Para ejemplificar la evaluación de riesgos por la exposición a una STP, presentamos el caso de la exposición al DDT en comunidades palúdicas de México. El DDT fue utilizado en nuestro país para el control del paludismo desde 1957 y hasta el año 2000. Este insecticida se empleó para fumigar paredes y techos al interior y al exterior de las viviendas. Debido a su persistencia y amplio uso, la hipótesis del proyecto es que los habitantes se encuentran expuestos y presentan efectos biológicos asociados al DDT. Con el apoyo de la Comisión de Cooperación Ambiental de América del Norte, los trabajos han sido realizados en los estados de Chiapas, Quintana Roo y Oaxaca.

A nivel ambiental hemos mostrado que tanto el DDT como sus metabolitos, DDD y DDE se encuentran presentes en suelo superficial tanto al exterior como al interior de las viviendas, pero siempre a niveles por debajo de las guías ambientales. Sin embargo, en sedimentos marinos y en sedimentos de ríos, muchas muestras han presentado concentraciones de estos compuestos por arriba de las guías internacionales (4). En peces hemos encontrado valores en tejido muscular por debajo de las guías de salud pero por arriba de las guías de vigilancia para procesos de biomagnificación. En un estudio reciente fuimos capaces de establecer que los niños que comen más pescado tienen mayores niveles de exposición al DDE (5). No hemos monitoreado DDT en otros alimentos, pero sí contamos con un dato y es que las mujeres del sureste mexicano presentan muy altas concentraciones de DDT y DDE en sangre en comparación con mujeres controles (4,6). Este dato implica que la leche materna y la vía fetal son rutas de exposición de importancia y la población infantil debería de tener altas concentraciones de tales compuestos. Para probar lo anterior, monitoreamos los niveles de DDT, DDD y DDE en sangre de niños y, efectivamente, salieron superiores a la de los adultos (4). Una vez evaluada la exposición, estudiamos los efectos en salud y para ello seleccionamos dos efectos: el daño al ADN y la apoptosis. En niños demostramos mayor frecuencia de apoptosis en células sanguíneas significativamente asociada con la exposición al DDE (7). En tanto que en mujeres, encontramos mayor genotoxicidad asociada al DDT y al DDE sanguíneos (8). Estudios recientes nos indican que la apoptosis está relacionada con un daño oxidativo (9).

En este caso se demostraron algunas rutas de exposición, se registró la exposición vía biomarcadores sanguíneos y se valoró el daño biológico mediante dos bioensayos (apoptosis y daño al ADN). Las mujeres y los niños son poblaciones en riesgo, aunque los niños presentaron mayores valores de exposición. Con los datos se establece que, efectivamente, existe un riesgo para la salud (por ejemplo, la apoptosis de células sanguíneas puede estar asociada a eventos de inmunosupresión) y, por lo tanto, se justifica un programa de intervención. El estudio debería de continuar ahora con un análisis más detallado de las rutas de exposición para establecer cuáles deben de ser controladas. Asimismo, un programa de vigilancia epidemiológica debería instrumentarse para atender a los niños y mujeres más expuestos.

7.7 GRUPOS EN RIESGO

 

Un grupo en riesgo es un grupo que es particularmente susceptible a la toxicidad de las STPs, fuere por su alto nivel de exposición o fuere por algunas características adyuvantes (por ejemplo, que por desnutrición tuviere menor concentración de defensas antioxidantes y que, por lo tanto, fuere más propenso a los efectos de tóxicos oxidantes como el DDT, las dioxinas y otros). Existen grupos humanos en riesgo (por ejemplo, los niños) y grupos en riesgo en la biota (por ejemplo, los mamíferos acuáticos que por su dieta almacenan grandes concentraciones de STPs en tejido adiposo). El evaluador deberá valorar los grupos en riesgo en cada sitio ya que ellos deben ser los primeros en analizarse en un estudio de evaluación de la exposición.

Nuestro grupo tiene resultados muy preliminares en un grupo indígena que indican resistencia al DDT: estos indígenas, a pesar de su alta exposición, no muestran la misma frecuencia de apoptosis que otros grupos étnicos. Estamos lejos de explicar las razones de este hallazgo, sin embargo, lo incluimos en el presente documento para alertar sobre el hecho de que no siempre una alta exposición implica un riesgo biológico. Ahora bien, se debe notar que nuestro estudio solamente evaluó como indicador toxicológico a la apoptosis; no evaluamos otros indicadores como el daño neurológico. Los indígenas en cuestión quizá fueren resistentes a la apoptosis pero no al daño neurológico.

Es decir, los mecanismos de toxicidad pueden ser diferentes y en este momento deseamos introducir el tema de las mezclas químicas. Individuos expuestos a las STPs generalmente están expuestos a mezclas de compuestos diversos y, por lo tanto, es difícil advertir de antemano los efectos que pudieran presentarse en los sujetos expuestos. Un ejemplo baste para ilustrar este punto. Un sujeto expuesto al DDT, realmente está expuesto a una mezcla conformada por el compuesto original (DDT), por sus metabolitos (DDE, DDD, DDE metilsulfonado, etcétera) y por isómeros (op’ o pp’). El pp’-DDE es antiandrogénico, el op’-DDT es estrogénico, el DDE metilsulfonado es tóxico para la glándula adrenal al nivel de la síntesis de glucocorticoides, el DDT, DDD y DDE causan apoptosis y genotoxicidad; aparentemente todos además son neurotóxicos. ¿Cuáles son los efectos resultantes de esta mezcla en el individuo expuesto? Esto es solamente con el DDT, pero las dioxinas, los bifenilos policlorados, los furanos y los hidrocarburos aromáticos policíclicos, también se presentan en diferentes formas moleculares, unas más tóxicas que otras. Además, los escenarios generalmente están contaminados por mezclas de STPs. Las mezclas, entonces, son muy importantes en el escenario de las sustancias tóxicas persistentes y el evaluador deberá tener conocimiento de ello al momento de caracterizar el riesgo.

 

7.8 REDUCCIÓN DEL RIESGO

 

La reducción del riesgo implica el control de las rutas de exposición; esto que parece simple, para el caso de las STPs no lo es. ¿Cómo limpiar el suelo o el sedimento en las áreas que por años recibieron el impacto de los compuestos orgánicos persistentes? ¿Cómo indicarles a los indígenas costeros que no coman pescado, cuando éste es una parte muy importante de su dieta? Claro que al suspender el uso, paulatinamente disminuyen las concentraciones ambientales y con ello la exposición, pero debe quedar claro que la reducción del riesgo no es una conclusión inmediata de la suspensión del uso. La persistencia de las STPs implica una continua exposición a concentraciones residuales y por ello debe darse la vigilancia epidemiológica en las comunidades más expuestas. Aquí destaca entonces la importancia de los biomonitoreos. Solamente con biomonitoreos de exposición se podrá determinar cuáles son las comunidades de mayor riesgo, tanto bióticas como humanas. Los biomonitoreos han resultado clave para la vigilancia de las comunidades de seres vivos en diferentes regiones del planeta, aunque en este rubro destacan el Ártico (10) y el Mar Báltico (11).

La reducción del riesgo también podría darse mediante la introducción de procesos que interfirieran con los mecanismos de toxicidad de las STPs. Por ejemplo, si el daño oxidativo es relevante para la toxicidad del DDT, una dieta rica en antioxidantes (vitamina C, vitamina E, etcétera), podría proteger a los individuos expuestos. Esta área representa una gran oportunidad de investigación. Quizá en un futuro próximo no podamos limpiar los sedimentos pero sí podamos prevenir la toxicidad.

 

7.9 CONCLUSIÓN

 

La evaluación de riesgos de las STPs implica la aplicación de conocimientos ambientales, toxicológicos y químicos que, además, deben ser realizadas en poblaciones humanas y en el resto de la biota. En consecuencia, debe ser un proceso multidisciplinario. Nuestro país requiere de dichas evaluaciones, no solamente por los compromisos internacionales contraídos, sino por el amplio uso que se ha hecho de las STPs en diversos escenarios, y siempre, dichas evaluaciones, deben tener como fin último la reducción de los riesgos en salud.

 

7.10 REFERENCIAS

 


ATSDR (2001) Public Health Assessment Guidance Manual. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. Department of Health and Human Services, USA http://www.atsdr.cdc.gov/HAC/HAGM/index.html

Díaz-Barriga F (1999) Metodología de identificación y evaluación de riesgos para la salud en sitios contaminados. OPS/OMS. Un curso de autoinstrucción puede analizarse en: http://www.cepis.ops-oms.org/tutorial3/e/bienvenida.html

Lopez-Carrillo L, Torres-Sanchez L, Lopez-Cervantes M, Blair A, Cebrian ME y Uribe M. (1999) The adipose tissue to serum dichlorodiphenyldichloroethane (DDE) ratio: some methodological considerations. Environ Res. 81: 142-145.

Yáñez L, Ortiz-Péres D, Batres L.E., Borja-Aburto VH, y Díaz-Barriga F (2002) Levels of dichlorodiphenyltrichloroethane and deltamethrin in humans and environmental samples in malarious areas of Mexico. Environ. Res. 88: 174-181.

Herrera-Portugal C, Ochoa H, Franco-Sánchez G, Yáñez L y Díaz-Barriga F. Environmental pathways of exposure to DDT for children living in a malarious area of Chiapas, Mexico. Enviado a publicación. Environmental Research

Díaz-Barriga F, Borja-Aburto V, Waliszewski S y Yáñez L (2002) DDT in Mexico. En: The Handbook of Environmental Chemistry Vol 3, Parte O, Persistent Organic Pollutants (Fiedler H. ed). Springer-Verlag, Berlin. pp 371-388.

Pérez-Maldonado I, Díaz-Barriga F, de la Fuente H, González-Amaro R, Calderón J y Yáñez L (2004) DDT induces apoptosis in human mononuclear cells in vitro and is associated with increased apoptosis in exposed children. Environmental Research 94: 38-46.

Yáñez L, Borja-Aburto VH, Rojas E, de la Fuente H, González-Amaro R, Gómez H, Jonguitud AA, y Díaz-Barriga F (2004) DDT induces DNA damage in blood cells. Studies in vitro and in women chronically exposed to this insecticide. Environmental Research 94: 18-24.

Pérez-Maldonado I, Herrera C, Batres L, González-Amaro R, Díaz-Barriga F y Yáñez L. DDT-induced oxidative damage in human blood mononuclear cells. Enviado a publicación. Environmental Research.

Canadian Arctic Contaminants Assessment Report II. Indian and Northern Affairs Canada, 2003.

Persistent Organic Pollutants. A Swedish View of an International Problem. Swedish Environmental Protection Agency, 1998.

 

 

 

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Última Actualización: 15/11/2007