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Revista Ambiente y Desarrollo / VOL. XVIII / Nº 2-3-4 / 2002 49

NORMAS, ESTÁNDARES E INSTRUMENTOS DE REGULACIÓN AMBIENTAL / Capítulo II

dióxido de azufre, se produce un exceso de 4 mil muertespor efectos de la contaminación, causada principalmentepor uso de carbón en los sistemas de calefacción y en losprocesos de combustión industrial. Este efecto determinaque los diferentes países comiencen a preocuparse por lacalidad del aire, a comprender que este es importantepara la salud de las personas y que la contaminación puedecausar incluso la muerte. A partir de este episodiocomienzan los estudios para determinar normas paradiferentes contaminantes y años más tarde se establecennormas basadas en el conocimiento científico.

Las normas de calidad del aire se promulgan para protegerla salud humana y, generalmente, se refieren a un períododeterminado de exposición, estableciéndose normasdiarias, horarias o anuales. Por ejemplo, la norma de 24horas para material particulado respirable PM

10 es de 150

microgramos por metro cúbico (µg/m3). Esto indica quesi una persona está expuesta a 150 µg/m3 de partículasde 10 micrometros (µm) de diámetro, una vez en el añodurante 70 años, no tendría un riesgo importante para susalud. Sin embargo, existe la posibilidad que en la poblaciónse encuentren personas sensibles que pudieran serafectadas por esa exposición.

LOS CONTAMINANTES REGULADOS

Son aquellos para los cuales existen normas, establecidasen decretos del Ministerio de Salud. Por ejemplo, los

Toxicogenómica: una nueva disciplinapara evaluar el riesgo de la contaminación

ambiental

Marta Adonis y Lionel Gil Laboratorio de Bioquímica y Toxicología Ambiental, ICBM. Facultad de Medicina, Universidad de Chile

contaminantes del aire regulados en Chile son: monóxidode carbono (CO), dióxido de azufre (SO

2), óxido de

nitrógeno (NO), ozono (O3) y material particulado. Como

se observa en la Tabla 1, las normas en Chile para estetipo de compuestos, en general, son similares a las deEE.UU. y México, pero menos estrictas que las de Sueciay las recomendadas por la Organización Mundial de laSalud. En nuestro país, las decisiones sobre normas estánbasadas más en las decisiones ya tomadas en otros paísesy en la investigación sobre efectos de los contaminantesen la salud, realizada en países desarrollados, que eninvestigaciones efectuadas en Chile. Esto se debe a queen Chile no hay una política científica ambiental quepermita obtener la información requerida para decidirsobre una norma.

E

Tras la evaluación de los elementos contaminantes del aireen la capital chilena, los autores ponen de manifiesto laurgencia que requiere el país para manejar el tema de lacontaminación del aire. Dentro del texto, se mencionanalgunos de los elementos que deprimen la calidad ambientalde Santiago, y con ello la cantidad de estos materiales quedía a día invaden el aire de la capital de la RegiónMetropolitana. Tras estos factores, la ponencia presentauna novedosa área científica que permitirá conocer, a nivelgenético, los alcances de las toxinas ambientales en elorganismo: la toxicogenómica. De acuerdo a los autores,esta disciplina ofrecerá mayores antecedentes quecambiarán de forma dramática el conocimiento sobre elriesgo de las enfermedades humanas y proporcionaránuevas oportunidades para proteger la salud humana decontaminantes de alta toxicidad y a prevenir lasenfermedades que pudieran surgir producto de estoselementos.

Resumen

n diciembre de 1952 ocurrió en Londres unepisodio ambiental de enorme trascendencia.Debido a altas concentraciones de partículas y

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Capítulo II / NORMAS, ESTÁNDARES E INSTRUMENTOS DE REGULACIÓN AMBIENTAL

LOS CONTAMINANTESNO REGULADOS

El ser humano no puede seleccionar el aire que respira, yen ciudades como Santiago existen cientos de sustanciasquímicas, algunas muy tóxicas, para las cuales se carece denormas de regulación; por ejemplo, los hidrocarburoscomo los policíclicos aromáticos (HAPs); benceno, aminasaromáticas, nitrosoaminas, metales como cromo, níquel,metaloides como arsénico, etc. En general, para esoscontaminantes que se denominan contaminantes noregulados, no solo no existen normas, sino que tampocoson monitoreados y por lo tanto no se sabe de las posiblesconcentraciones que podrían estar afectando la salud delas personas.

En la discusión sobre qué normas necesitamosimplementar y cómo estas pueden afectar nuestra saludo nuestra economía, es necesario tener claro si podemostener normas diferentes para una entrada correspondientea un ingreso per cápita de US$ 500 o de US$ 5.000. Enestas decisiones, muchos profesionales que no son delárea de la salud tienden a considerar diversos factores y aperder la perspectiva de que las normas son para protegerla salud humana. Es importante recordar que el númerode genes que tiene un individuo y que determinan sususceptibilidad a enfermedades relacionadas a lacontaminación del aire, es el mismo ya sea para el quetiene una entrada per cápita de US$ 500 como para elque tiene una de US$ 5.000 y, por lo tanto, las normasno deberían estar basadas en el nivel de nuestra economía,sino en una efectiva protección de la salud de la población.

En Santiago, las restricciones debido a la mala calidad delaire generalmente están dadas por los niveles de PM10 yse refieren a la circulación de vehículos y funcionamientode industrias. También, muchas veces se superan las normasde monóxido de carbono y los niveles de ozono. Sinembargo, los niveles de estos contaminantes nodeterminan restricciones, aunque puedan afectar la salud,ya que las decisiones sobre restricciones están basadasen la relación entre índice de calidad de aire yconcentración de contaminantes. El nivel que determinala restricción es una decisión que no siempre está basadaen el conocimiento científico y es más bien una decisiónde la autoridad. A diferencia de Santiago, en Ciudad deMéxico la mayor parte de las restricciones son por losniveles de ozono y no por PM

10. Si las pendientes de las

curvas entre índice de calidad de aire y concentración decontaminantes fueran establecidas sobre la base decriterios científicos, seguramente serían similares en Méxicoy en Chile, y en tal caso, en Santiago habría restriccionespor los niveles de ozono en primavera y verano, y enMéxico habrían restricciones por PM

10 principalmente

en invierno.

¿QUÉ ES EL MATERIAL PARTICULADO?

Es el término genérico para una gama de sustanciasquímicas y físicas que existen como partículas y que tienenun rango amplio de tamaño. Este es un concepto muyimportante, por cuanto el tamaño es uno de los factoresque tiene influencia directa en los efectos en salud. Laspartículas más pequeñas penetran profundamente en el

Tabla 1. Normas para contaminantes ambientales aplicadas en Chile, México, EE.UU., Suecia y propuestas por la Organización Mundial de la Salud.

Contaminante Chile México Estados Unidos Suecia OMS

SO2 (µg/m3) 24 hrs. 365 340 365 100 125

SO2 (µg/m3) anual 80 - 80 50 50

NO2 (µg/m3) 24 hrs. 260 - - 75 150

NO2 (µg/m3) anual 100 - 100 50 -

O3 (µg/m3), 1 hr. 160 216 235 120 150 –200

PTS (µg/m3), 2 hrs. 160 275 - 110 120

PTS (µg/m3), anual 75 - - 50 -

PM10 (µg/m3) 24 hrs. 150 150 150 100 70

PM10

(µg/m3) anual 50 * 50 50 20 -

* Recomendación



tracto respiratorio y pueden alcanzar los alvéolos. Imágenesde microscopia electrónica de partículas (Figura 1) handemostrado que estas poseen una gran superficie quepermite la absorción de cientos de compuestos químicos.

¿De qué depende la toxicidad de una partícula? Deltamaño, de la cantidad inhalada, del tejido en el cual sedepositan, de la solubilidad en los fluidos corporales, y lomás importante, de su composición química. Hay partículasque son activas y otras que son inertes.

Investigaciones realizadas en poblaciones humanas deEE.UU. y Europa sugieren que la inhalación de partículasfinas, PM2.5 en concentraciones menores que la normaPM

10, induce un riesgo elevado de muerte prematura, in-

cremento en las admisiones hospitalarias y una serie deotros efectos adversos para la salud (Costa, 2000).

Se desconoce el mecanismo biológico que podría serresponsable de estos efectos. A pesar de todo elconocimiento que existe en la humanidad, no sabemospor qué ocurre esto; no está claro si el efecto es producidopor la partícula misma, por un componente particular opor una mezcla de contaminantes.

El material particulado es el único estándar de calidadambiental que no es químicamente específico, ya que sucomposición dependerá de las substancias absorbidas ensu superficie. Surge la pregunta: ¿cuál es la concentraciónde material particulado que no tiene efecto en la saludhumana? A pesar de toda la investigación científica, no losabemos. ¿Existe una dosis umbral para la población? Lodesconocemos.

TOXICIDAD DEL MATERIAL PARTICULADO

Estudios realizados en seis ciudades de EE.UU. porDockery y col., en 1993, y por Friedlander y Lipman, en1994, demostraron que hay un riesgo de muerte asociadoa la concentración de material particulado fino, y este es26 por ciento más alto en las ciudades que tienen mayorcontaminación del aire respecto de las menoscontaminadas. Esos estudios comprobaron que lacontaminación en ciudades que tienen niveles de PM

10

entre 18 y 46 µg/m3 y niveles de PM2.5 entre 11 y 30 µg/m3, estaba asociada con muerte por cáncer pulmonar ymuer te por enfermedades cardiopulmonares. Lamor talidad estaba mejor correlacionada con laconcentración de partículas finas y la concentración desulfato. Como señalamos, la norma que tenemos en San-tiago para PM10 es de 150 µg/m3 y la sobrepasamos, comomínimo, 60 días en el año. Se estima que el PM2.5 es almenos un 50 % del PM

10. Es decir, estos efectos han sido

observados a concentraciones de partículas respirables,mucho menores que las que se respiran en Santiago enperíodos de otoño e invierno.

Adonis y Gil (1993) demostraron que el materialparticulado del aire de Santiago era altamente mutagénicoy que contenía elevados niveles de hidrocarburospolicíclicos aromáticos (HAPs) cancerígenos. Estosinvestigadores en 2000 caracterizaron en diferentesfracciones de material particulado la mutagenicidad y elcontenido de HAPs, incluyendo el carcinógeno máspotente, el benzo(a)pireno. En 1996, el investigadornorteamericano B. Ostro analizó datos de Santiago ydemostró una asociación entre PM

10, PM

2.5 y mortalidad

diaria e indicó que un cambio de 10 microgramos pormetro cúbico en el promedio diario de PM10, se asociabacon un incremento del 1 % en la mortalidad. Estosresultados se han comprobado en diversos lugares delmundo, incluyendo EE.UU., Europa y Asia. Recientemente,Pope y col. (2002), en un estudio realizado en EE.UU. en500 mil personas, en 116 ciudades y por un período de16 años, demostraron que, excluyendo el hábito de fumar,dieta, exposición laboral y otros factores contundentes, laexposición a material particulado fino explicaría un incre-mento de 8 % de las muertes por cáncer pulmonar porcada 10 microgramos por metro cúbico de PM

2.5. Este

trabajo tendrá gran relevancia, ya que disipa cualquier dudasobre la estadística requerida para validar este tipo deestudio. Esto sugiere que en Santiago, que presenta nivelesde cancerígenos superiores a los de las ciudades máscontaminadas de EE.UU., el material particulado fino podríaser un factor importante de riesgo a cáncer pulmonar.

Figura 1. Microscopia electrónica de materialparticulado del tubo de escape de un vehículo diésel.



LAS EMISIONES TRANSABLES COMOALTERNATIVA

Para disminuir la contaminación del aire en Santiago sehan generado algunas políticas de incentivo económico.Uno de estos instrumentos son las emisiones transables.La pregunta que se debe formular es: ¿qué se transa? Si sequiere transar gases, podría ser un instrumento útil, porquepara los gases regulados se conoce exactamente cuál esla composición química y sus efectos en la salud.

Como se ha explicado, el material particulado no tienecomposición química definida y su toxicidad depende denumerosos factores. Por lo tanto, al admitir un cierto nivelde partículas hay que ser más cuidadosos, y estos niveles,en caso de ser factibles, deberían ser evaluados en cuantoa su toxicidad, o, simplemente, no ser transadas.

Para comprender mejor estosconceptos, se pueden analizar losresultados de un estudiorealizado en Chile por nuestrogrupo de investigación de laFacultad de Medicina de laUniversidad de Chile y que estápublicado en la Revista Médicade Chile (Gil y col., 1995) y enuna revista inglesa (Gil y col.,1997). La investigación se realizóen una zona rural (Curacaví) yen Santiago, en la calle Bandera.Esta calle fue elegida por el altoflujo vehicular de buses queutilizan motores diésel, cuyasemisiones son altamente tóxicas.Se determinaron los niveles departículas PM5 (cuyo diámetro es50% menor que PM10), lapresencia de agentescancerígenos en mater ialparticulado y la capacidad de esaspartículas para alterar el DNA yproducir mutaciones.

Como se puede apreciar en laFigura 2, a concentracionesrelativamente similares departículas en Curacaví y en calleBandera, la concentración decancerígenos fue tres veces másalta en calle Bandera, y la actividad

para producir mutaciones en el DNA fue casi 30 vecesmayor en calle Bandera que en Curacaví.

¿Qué demuestra esto? Un hecho muy claro, la dificultadde transar por masa sin conocer la composición químicay la toxicidad. Es de esperar que en el momento de legislary de reglamentar, estos conceptos sean comprendidospor los encargados de la toma de decisiones.

TOXICOGENÓMICA: LA NUEVA DISCIPLINAEN LA EVALUACIÓN DEL RIESGO DEENFERMEDADES RELACIONADAS ACONTAMINANTES AMBIENTALES

El año pasado se ha completado el primer borrador delgenoma humano. No hay que olvidar que los efectos en

Figura 2.

Concentración promedio de 24 hrs. de material particulado respirablePM

5, e Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAPs) (A) y potencial

mutagénico (B) absorbidos en PM5. Zona urbana (calle Bandera) y zona

control (Curacaví).

400

300

200

100

0PM5 Totales Cancerígenos

HAPs

PM

S (

µg/

m3

)

Bandera

Curacaví

HA

Ps (ng/m3)

3000

2000

1000

0PM5 Totales Cancerígenos

PM

S (µ

g/m

3)

Bandera

Curacaví

(Revertantes/m

3)

+S9 -S9

Potencial Mutagénico

A

B



salud de los contaminantes son efectos en los individuos,los cuales pueden presentar diferencias genéticas en susrespuestas dentro de una misma etnia y con mayor razónentre diferentes etnias. Por ejemplo, en EE.UU. la tasa demortalidad por cáncer pulmonar es de 70/100.000 parablancos y de 105/100.000 para afroamericanos. En Chiletenemos una tasa de mortalidad de 13/100.000. ¿Quéestá indicando esto? Que si bien es cierto el número degenes puede ser el mismo, tenemos una variación racial yuna variación individual. Por lo tanto, cuando estamoshablando de normas, y queremos normar, tenemos quehacer estudios en Chile. Copiar no sirve.

La información sobre la secuencia del genoma humanorepresenta una biblioteca donde podemos encontrartodos los posibles productos de los genes en las célulashumanas. Es decir, una gran biblioteca (genoma) llena delibros (genes), que en conjunto contienen toda lainformación de la vida humana. Los genes codifican o tienenla información para la producción de proteínas, las cualesrealizan la mayor parte de las funciones celulares. Lasecuenciación del genoma humano y de otras especiesnos permite saber quiénes somos desde el punto de vistagenético. Mucha de esta información aún no lacomprendemos, ya que no conocemos completamenteel significado de la traducción de este código, es decir, aúnno hemos llegado a entender el significado y función decada uno de los libros (genes) de esta gran biblioteca.

La Toxicogenómica es una nueva área científica que estudiala respuesta genómica de los organismos expuestos aagentes químicos. Estos incluyen fármacos, contaminantesambientales, aditivos de alimentos y otros productosquímicos de uso común. La Toxicogenómica usa lasmetodologías e información de la ciencia genómica y dela informática para mejorar nuestra comprensión sobrelas bases biológicas de las respuestas a estrés y a agentestóxicos ambientales, por lo tanto, es una disciplina quenos permite entender el rol de las interacciones entregenes y medio ambiente en el desarrollo de lasenfermedades.

El análisis de la expresión de genes proporcionainformación importante sobre los estados de las células ysus respuestas a estímulos químicos y ambientales. Laprimera fase del programa genómico se centró en conocerla secuencia exacta de los nucleótidos en el código delADN, es decir, descifrar el número, orden y secuencia delos pilares (nucleótidos) de la molécula de ADN. Ahoraque este trabajo prácticamente se ha completado, losinvestigadores quieren comprender cómo el código

genético se traduce en la función del gen. Es decir,queremos saber cuáles son los genes responsables demantener nuestra salud y también cuáles, al ser dañadoso alterados, contribuyen al desarrollo de enfermedades.Queremos saber cómo y cuándo las señales externas alas células estimulan la expresión de ciertos genes en suinterior.

La Toxicogenómica permite aplicar el conocimiento sobrela expresión de los genes y sus productos (las proteínas),para estudiar los efectos de los agentes químicos en lossistemas biológicos. Esta nueva área del conocimiento esde interés para la Medicina, la industria Químico-Farmacéutica, los consumidores, los científicos, las agenciasreguladoras y el público en general. Es indudable que laToxicogenómica tendrá un impacto revolucionario en lasalud, en la evaluación del riesgo ambiental.

La Toxicogenómica utiliza tecnologías de genómica y deproteómica (estudia el comportamiento de las proteínas).Estas tecnologías permiten evaluar los cambios en laexpresión de genes, proporcionando una perspectiva glo-bal sobre cómo un organismo responde a un estrés, o aun agente químico ambiental. Esta información puededefinir redes de respuesta de genes, identificar circuitosregulatorios complejos dentro de células, tejidos uorganismos, determinar moléculas endógenas susceptiblesal ataque de agentes tóxicos, intervenir en las cascadas deeventos bioquímicos y moleculares que son perturbadaspor agentes químicos o físicos que inducen estrésambiental, seleccionar posibles biomarcadores, diseñarprocesos alternativos de ensayo, identificar individuossensibles a contaminantes ambientales, ayudar a prevenirenfermedades relacionadas al medio ambiente, etc.

El avance de esta disciplina permitirá comprender lasrespuestas biológicas a agentes ambientales y agentesestresantes, e identificar aquellos que son de riesgo parala salud humana.

También facilitará mejorar la evaluación de la exposición.Perfiles específicos de expresión de ARN de corta vida(mensajeros), provocados por agentes tóxicos, serán labase de nuevas herramientas para evaluar la exposiciónhumana. Mediante estos perfiles será posible identificar elagente químico y la dosis a la cual los individuos de unapoblación han estado expuestos. Esto ayudará a desarrollarbiomarcadores proteicos de exposición y de riesgo.

Programas de vigilancia podrán ser implementados enhumanos y en animales, donde se sospecha exposición ocontaminación. Idealmente, esto permitirá detectar



exposición antes de la manifestación de síntomasfisiopatológicos.

Además, facilitará identificar factores de susceptibilidad queinfluencian la respuesta individual a agentes tóxicosambientales. Es ampliamente conocido que los individuosdifieren en su susceptibilidad a enfermedades relacionadasal medio ambiente. Los estudios toxicogenómicos puedendefinir la expresión de genes en individuos no susceptiblesy en susceptibles que han sufrido respuestas adversas aagentes químicos. Estos trabajos pueden ayudar a diseñarensayos específicos que pueden utilizarse para predecir ydetectar qué individuos serán, probablemente, afectadospor determinados agentes químicos. Estos estudiosayudarán a comprender los mecanismos de susceptibilidada diferentes agentes químicos ambientales, los cualespermitirán utilizar y diseñar mejores terapias y fármacos.También se pondrán comprender las diferencias étnicasen susceptibilidad a agentes tóxicos ambientales.

Esta información cambiará dramáticamente elconocimiento sobre el riesgo de las enfermedadeshumanas y proporcionará nuevas oportunidades paraproteger la salud humana de contaminantes de altatoxicidad y a prevenir las enfermedades.

¿POR QUÉ HACER INVESTIGACIÓNEN CHILE?

La Toxicogenómica permite, además, estudiar el perfil delas alteraciones en los genes expuestos a agentes químicosque llevan al desarrollo de tumores. Más del 80 % de loscánceres son producidos por agentes químicos y muchosde ellos son contaminantes ambientales, por lo tanto, estadisciplina contribuirá a comprender los mecanismos decarcinogénesis, a identificar individuos con mayorsusceptibilidad a ciertos tipos de cánceres y a establecercuáles son los agentes químicos de mayor riesgo, todo locual facilitará la prevención de la enfermedad. En nuestropaís, la presencia de arsénico en agua potable en altasconcentraciones, entre 1958 y 1970, en la II Región, esprobablemente el factor que explica la alta incidencia decáncer que afecta principalmente vesícula, riñón, hígado,pulmón y piel, en esa región.

El cáncer broncopulmonar presenta una tasa demortalidad tres veces mayor en la II Región que elpromedio del país. Según el Registro Nacional de Cáncerdel año 2000, la tasa de mor talidad por cáncerbroncopulmonar fue 34,4/100.000, y cifras aún no oficiales

indican que el 2001 sería de 36,5/100.000 (Dr. MarioGoycolea, comunicación personal). Por otra parte, trabajosde nuestro grupo, publicados en diversas revistas nacionalese internacionales, han demostrado que los habitantes deSantiago han estado expuestos por muchos años a altosniveles de hidrocarburos policíclicos aromáticoscancerígenos presentes en diferentes fracciones de ma-terial particulado respirable.

Las promesas de estas nuevas tecnologías son tan grandes,que van a generar gran cantidad de datos de un grannúmero de agentes químicos y condiciones de exposición.Diversas instituciones en EE.UU., como NIEHS o ILSI, estántrabajando en crear estas bases de datos que estarán adisposición de la comunidad científica y permitirándesarrollar un conocimiento sin precedentes, que guiarálas futuras investigaciones para mejorar la salud pública yayudar en las decisiones sobre regulaciones para protegerel medio ambiente.

Si se analiza la política científica ambiental de este país, sies que esta existe, se concluye que no hay ningún fondoconcursable que sea específico para el área de medioambiente. Muchos de los recursos que ha destinadoCONAMA a investigación no han sido concursables yuna gran parte de los científicos interesados ni siquierahan sido informados.

Aquellos que somos investigadores, durante muchos añoshemos competido en concursos con todos los científicosde todas las áreas; solo nos aprueban los proyectos siestos son de muy buena calidad, lo que nos parece muybien. Pero si vamos a normar, si queremos aplicar las nuevastecnologías, como la Toxicogenómica, es importante teneruna política científica ambiental que permita realizar lasinvestigaciones que el país requiere para proteger la saludde las personas y tener un medio ambiente más limpio.La creación de un fondo de investigación concursable,orientado a resolver los problemas ambientales prioritariosdel país, es indispensable en una nación que se ha definidopor el desarrollo sustentable. AD

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