PREVENCIÓN, PREPARACIÓN Y RESPUESTA A EMERGENCIAS Y

DESASTRES QUÍMICOS

Dra. Susana I. GarcíaMinisterio de Salud de Argentina

Curso de Autoaprendizaje

Nociones básicas de toxicología aplicadas a las emergencias químicas

Disciplina científica dedicada al estudio de:- el peligro actual o potencial presentado por los efectos

nocivos de las sustancias químicas y los agentes físicos sobre los organismos vivos y ecosistemas,

- las relaciones de tales efectos nocivos con la exposición,

- los mecanismos de acción, - el diagnóstico, la prevención y el tratamiento de las

intoxicaciones.

Toxicología

Peligro

6.2.- SUSTANCIAS INFECCIOSAS

6.1.- SUSTANCIAS TÓXICAS

GAS OXIDANTE 2.3. GAS TOXICO

5.1.- OXIDANTES 8.- SUSTANCIAS CORROSIVAS

Posibilidad de que un agente produzca efectos dañinos, a causa de sus propiedades específicas y a las circunstancias y grado de la exposición.

¿Cuáles son las propiedades específicas?

OXIDACIÓN QUEMADURAS

INTOXICACIÓN

ACCIÓN NOCIVA DIRECTA SOBRE

CÉLULAS O TEJIDOS

CORROSIÓN

ACCIÓN NOCIVA DIRECTA CON

RIESGO DE DESTRUCCIÓN

CELULAR TOTAL

INFECCIÓNREPRODUCCIÓN

DE UN ORGANISMO VIVO

DENTRO DEL CUERPO

¿Qué tan tóxica es una sustancia?

261062

Bromuro de metilo Cloro

2661017

6631098

Alcohol alílico

3362480

Isocianato de metilo

I a. PRODUCTO EXTREMADAMENTE PELIGROSO MUY TÓXICO

Ib. PRODUCTO MUY PELIGROSO TÓXICO

II PRODUCTO MODERADAMENTE PELIGROSO NOCIVO

III PRODUCTO POCO PELIGROSO CUIDADO

PRODUCTOS QUE NORMALMENTE NO OFRECEN PELIGRO CUIDADO

Clasificación toxicológica en el rotulado

AGROQUÍMICOS

¿Cuál es más peligroso?

Ensayos toxicológicos para la identificación del peligro

Para la identificación del peligro se toma en cuenta toda la información disponible sobre la determinación de la toxicidad:

resultados de ensayos válidos in vitro, datos relevantes de experimentos con animales, sean positivos o

negativos, (preocupación ética por el bienestar de los animales). experiencia humana:

estudios epidemiológicos y clínicos fiables (no son aceptables los ensayos con seres humanos únicamente con fines de identificación de peligros)

observaciones e informes bien documentados sobre casos concretos(por ejemplo, datos en el lugar de trabajo o bases de datos sobre accidentes).

resultados de estudios sobre el lugar de aplicación, el mecanismo y el modo de acción..

No se considerarán los resultados de ensayos con animales de experimentación cuando: el mecanismo o el modo de acción no resultan relevantes para

los seres humanos. las diferencias toxicocinéticas son tan pronunciadas que

permiten asegurar que la propiedad tóxica no se manifestará a nivel humano.

Cuando la información sobre la sustancia objeto de estudio es escasa se tiene en cuenta la evaluación de las sustancias químicamente análogas: relación estructura-actividad –SAR- o relación estructura-propiedad –SPR-.

Ensayos toxicológicos para la identificación del peligro

Ensayos experimentales

En varias especies de mamíferosPor distintas vías de exposiciónPermite realizar estudios

multigeneracionales.Estudios histopatológicos como

herramienta sensible.

Estudios epidemiológicos en humanos

Cohortes: observación de cohortes seleccionadas por haber estado expuestas al tóxico (se procede a la evaluación de sus parámetros de salud),

Estudio de casos y controles: que presentan alteraciones de los parámetros de salud (se debe establecer su eventual exposición en el pasado), y se compara con casos control.

Casos individuales o acontecimientos puntuales.

Controlar las variables de confusión

ExposiciónSituación en la cual una sustancia puede incidir, por cualquier vía,

sobre un organismo, tejido o célula.

La limitación de la exposición es la meta de la intervención en caso de incidentes

FASESA-D-M-E

ABSORCIÓN

METABOLISMO

DISTRIBUCIÓN

ELIMINACIÓN

FIJACIÓN

Ingreso de una sustancia a la circulación, atravesando las membranas biológicas. Para ello se deben penetrar las diferentes barreras: cutánea o dérmica, gastrointestinal,respiratoria (alveolar), vascular, etc.

piel

uñas

pelo

bocanarizABSORCIÓN

Vías de Exposición

cutánea o mucosa

por ej. ocular o nasaltener en cuenta cuero

cabelludo, uñas

área pulmonar extensa = 10 m2

inhalatoria o respiratoria

Vías de exposición

digestiva

transplacentaria

-Accidental-Suicida-Al comer en el lugar de trabajo-Al fumar en el lugar de trabajo-Al morderse las uñas

absorción rápida y eficiente.

Vía respiratoria

Gran permeabilidad del epitelio alveolar

Vascularización y riego sanguíneo

muy altos

Masa de partículas respirable en función del diámetro aerodinámico

Res. 295/03 MTSS - Argentina

50100

52.550

54.540

< 15830

66520

1507710

30~ 84875

9194942

1001001000

Masa de partículas

respirable (RPM) %

Masa de partículas

torácica (TPM) %

Masa de partículas

inhalable (IPM) %

Diámetro aerodinámico de la partícula

(µm)

Efecto del pH en la ionización del Ácido Cianhídrico (pK = 9,2)

pH 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

CN- 50% CNH

El grado de ionización depende del pKa delcompuesto y del pH del medio.

Vía respiratoria

Daños que se pueden observar:

•Irritación, tos,

•Bronquitis,

•Asma,

•Edema pulmonar,

•Hemorragia pulmonar,

•Mayor predisposición a infecciones respiratorias.

Vía cutánea o dérmica

1. Las sustancias se absorben más si la piel está dañada

2. El tiempo de contacto aumenta la superficie y la profundidad de las lesiones

DISTRIBUCIÓN

Fase posterior a la absorción en que la sustancia química es distribuida por la sangre a los distintos tejidos.

METABOLISMO

Transformación metabólica que convierte a una sustancia química exógena en un derivado (metabolito), en el organismo.

ELIMINACIÓN

Excreción de la sustancia en su forma original o como metabolitos, por diferentes vías: orina, bilis, heces, aire expirado y en menor grado por la leche, sudor, saliva y las secreciones del TGI.

Bioacumulación:Acumulación de las sustancias

en el organismo

•Sustancias muy solubles en grasas

•Se degradan lentamente

•Se concentran en los tejidos grasos y en piel

•Se acumulan en la placenta y en la leche materna

•Se acumulan en la cadena alimentaria

Ejemplos: plaguicidas organoclorados (DDT), PCBs, dioxinas.

Efecto del tóxico

depende de la concentración/dosis y del tiempo de exposición

Regla de Habers (1924)

Efecto = f (concentración x tiempo)

Toxicidad aguda

•Los efectos aparecen dentro de un corto plazo

•Exposición única o

•Exposiciones múltiples en un período no mayor a 24 horas.

Toxicidad crónica

Capacidad de una sustancia para producir efectos adversos consecuentes a una exposición prolongada (durante la exposición o después de interrumpida)

4 consecuencias posibles del contacto dérmico

La piel actúa como barrera efectiva y el agente químico no es capaz de dañarla

Reacción del agente químico con la superficie cutánea provocando desde irritación hasta destrucción de la piel, con úlceras y amputacionesEFECTO CORROSIVO

1

2

El agente químico penetra y produce sensibilización y reacción alérgica

El agente químico se difunde en toda la piel e ingresa en la corriente sanguínea para una posterior acción sobre órganos y sistemas

3

4

4 consecuencias posibles del contacto dérmico (cont.)

Toxicidad local por cáusticos

Apariencia típica de las lesiones por álcalis.

La profundidad de la lesión aumenta con el tiempo y la apariencia inicial hace que se subestime la gravedad.

Caso de derrame dentro de una bota

Toxicidad local por cáusticos

Las quemaduras químicas en los ojos pueden resultar en daño de la córnea.

Deben irrigarse con agua durante 30 - 60 minutos.

Otras lesiones locales

nariz: rinitis, úlceras, perforación del tabique, predisposición a infecciones,

boca y estómago: salivación, dificultad para tragar, gastritis, úlcera, perforación de estómago,

dientes: desgaste del esmalte dentario,

ojos: lagrimeo, conjuntivitis, úlcera de córnea, perforación, ceguera,

vías aéreas, pulmones: tos, bronquitis, asma, edema de pulmón, hemorragia y rotura de pulmón.

Toxicidad sistémica o generalizada Los efectos ocurren en distinto lugar de aquel por el que

el agente penetró en el cuerpo. Toxicidad específica de órganos diana:

hígado: hepatitis, cirrosis, riñón: problemas para orinar, sangre: anemia, ojo: ceguera, corazón: arritmias, infarto, paro cardíaco.

Requiere la absorción y distribución del tóxico por el cuerpo.

Toxicidad reproductiva y para el desarrollo: Reprotoxicidad: Teratogénesis: malformaciones congénitas Fetotoxicidad: cualquier efecto tóxico sobre el feto

(sindrome de abstinencia, trastornos de la fertilidad futura, etc.)

Mutagenicidad: introducción de cambios heredados (mutaciones) en una célula como consecuencia de la alteración o la pérdida de genes o de cromosomas.

Carcinogenicidad: iniciación, promoción o progresión de tumores

Toxicidad sistémica

Mecanismos de acción: especifico o inespecífico

NOSIReceptores

BAJAALTAPotencia

NOSIPosibilidad de antagonismo específico

Muy bajaMuy elevadaEspecificidad biológica y química

Muy elevada > 10-

3 MMuy baja < 10-3

MConcentración efectiva

InespecíficoEspecifico

DL50 - CL50

DOSIS LETAL MEDIA (DL50): Dosis calculada estadísticamente, de un agente químico o físico (radiación) que se espera que mate al 50 % de los organismos de una población bajo un conjunto de condiciones definidas.

CONCENTRACIÓN LETAL MEDIA (CL50): Concentración (en aire o agua) calculada estadísticamente, de un agente químico o físico (radiación) que se espera que mate al 50 % de los organismos de una población bajo un conjunto de condiciones definidas.

Categorías de peligro de toxicidad aguda

5Prácticamente

no tóxico

4Ligera

3Moderada

2Alta

1Extrema

> 5,01,0 - 5,00,5 - 1,00,05 - 0,5< 0,05Polvos y nieblas(mg/l)

> 20,010,0 - 20,02,0 - 10,00,5 – 2,0< 0,5Vapores(mg/l)

> 200002500 - 20000500 - 2500100 - 500< 100Gases (ppmV)

2000 - 50001000 - 2000200 - 100050 - 200< 50Cutánea (mg/kg)

2000 - 5000300 - 200050 - 3005 - 50< 5Oral (mg/kg de peso corporal)

Categoría de toxicidadVía de exposición

Ref: United Nations, GHS (2007)

Clasificación de ingredientes pesticidas activos

DL50 para ratas (mg/kg peso corporal)

Oral Cutánea

Clase Color de banda en etiquetado

Sólidos Líquidos Sólidos Líquidos

Ia Extremadamente peligroso

ROJO ? 5 ? 20 ? 10 ? 40

Ib Altamente peligroso

ROJO 5 – 5’ 20 – 200 10 – 100 40 – 400

II Moderadamente peligroso

AMARILLO 50 – 500 200 – 2000 100 – 1000 400 – 4000

III Ligeramente peligroso

AZUL > 500 > 2000 > 1000 > 4000

Significado de la DL50

Efecto agudo

< DL50

> Toxicidad aguda

DL50 para algunos plaguicidas

Aldicarb 0,93 mg/kg

Cumafós 7,1 mg/kg

Disulfotón 2,6 mg/kg

Diclorvós 56 mg/kg

Paratión 13 mg/kg

Fuente: The WHO Recommended Classification of pesticides by hazard.

Dosis - RespuestaAldehido fórmico, formaldehido o formol:Umbral odorífico: 0,8 ppmCMP-CPT / CMP-C: 0,3 ppm Efecto irritante: 0,1 a 0,5 ppmTos y opresión torácica: 10 - 20 ppmEdema pulmonar: 50 - 100 ppmCancerígeno (A1) - mutágeno

Concentración Tiempo necesarioen ambiente para producir la muerte

5000 ppm 5 minutos4000 ppm 1/2 hora1400 ppm 1 hora800 ppm 2 horas600 ppm 3 horas

Monóxido de carbono

25 ppm TLV-TWA (CMP)9 ppm LMP para aire exterior

Cloro: Relación dosis-efecto

Umbral odorífico (desarrolla tolerancia)0,2 – 3,5 (5 años)

Neumonitis química y edema pulmonar40 – 60

Muerte después de 30 minutos de exposición430

Letal con pocas inhalaciones> 1000

Dolor Tx inmediato, disnea, tos30

Irritación inmediata de faringe. Daño pulmonar en 30 – 60 minutos

15 – 20

Irritación ocular, nasal y VAS severa, intolerable a los pocos minutos

5

Irritación leve de mucosas (tolerable 1 hora)1-3

Efectos sobre la salud humanaConcentración de cloro (en ppm)

IDLH10

TLV-STEL1,5

TLV-TWA0,5Umbral odorífico (desarrolla tolerancia)0,2 – 3,5

Neumonitis química y edema pulmonar40 – 60

Muerte después de 30 minutos de exposición430

Letal con pocas inhalaciones> 1000

Dolor torácico inmediato, disnea, tos30

Irritación inmediata de faringe. Daño pulmonar en 30 –60 minutos

15 – 20

Irritación ocular, nasal y VAS severa, intolerable a los pocos minutos

5

Irritación leve de mucosas (tolerable 1 hora)1-3

Efectos sobre la salud humanaConcentración de cloro (en ppm)

Mujer trabajadora de 36 años. Rx Tx dos horas postexposición a cloro con edema pulmonar difuso.

Severa dificultad respiratoria

Relación momento de exposición-efecto

Mutación

En 1927 Herman Muller definió a las mutaciones como los cambios en la cantidad, cualidad y arreglo de los genes.

Mutación

•ESPONTÁNEAS•INDUCIDAS POR:

•Agentes físicos (temperatura, luz ultravioleta o radiaciones ionizantes) •Agentes químicos

Cambios en la información contenida en el material genético que son propagados a generaciones posteriores de células o individuos.

Agente iniciador

(co-carcinógeno)

Agente promotor

(co-carcinógeno)

Agente progresor

(co-carcinógeno)Carcin

ógen

o co

mple

to

Célula tumoral

Célula promovida

Célula iniciada

Célula normal

Progresió

nPromoción

Iniciació

n

Neoplasia

Metástasis

Proliferación celular autónoma

Invasión de otros tejidos y órganos

Latencia

Agente iniciador

(co-carcinógeno)

Agente promotor

(co-carcinógeno)

Agente progresor

(co-carcinógeno)Carcin

ógen

o co

mple

to

Célula tumoral

Célula promovida

Célula iniciada

Célula normal

Progresió

nPromoción

Iniciació

n

Neoplasia

Metástasis

Proliferación celular autónoma

Invasión de otros tejidos y órganos

Latencia

Esquema del proceso carcinogenético

Clasificación IARC para agentes, mezclas o circunstancias de exposición

Grupo Estudios en humanos Estudios en animales Otros datos relevantesevidencia suficiente - -Grupo 1

Carcinógeno parahumanos

evidencia insuficiente evidencia suficiente mecanismos relevantes para humanos

evidencia limitada evidencia suficiente -Grupo 2 Aprobablementecarcinógeno parahumanos

evidencia inadecuada evidencia suficiente mecanismos relevantes para humanos

evidencia limitada evidencia menos quesuficiente

evidencia inadecuada evidencia suficiente

Grupo 2 Bposiblementecarcinógeno parahumanos evidencia inadecuada evidencia limitada mecanismos relevantes para humanos

evidencia inadecuada evidencia inadecuadao limitada

evidencia inadecuada evidencia suficiente mecanismo en los animales que NOoperaenhumanos

Grupo 3no clasificables porsu carcinogenicidaden humanos

Toxicología reproductivaEfectos adversos sobre la función sexual y la fertilidad de hombres y

mujeres adultos, que incluyen:

alteraciones del aparato reproductor masculino y femenino,

efectos adversos sobre el comienzo de la pubertad, la producción y el transporte de los gametos,

desarrollo normal del ciclo reproductor, comportamiento sexual, fertilidad, parto,

resultados de la gestación, la senescencia reproductora prematura, alteraciones del sistema endócrino conexo, o modificaciones de otras funciones que dependen de la integridad del aparato reproductor.

Toxicología del desarrollo

efectos adversos sobre el desarrollo de los descendientes: inducidos durante el embarazo o resultantes de la exposición de los

padres, pueden manifestarse en cualquier

momento de la vida del organismo. Incluyen:

muerte del organismo en desarrollo, anomalías estructurales, alteraciones del crecimiento y deficiencias funcionales.

http://www.chemsoc.org/exemplarchem/entries/jhardy/health_effects.htm

Disruptor hormonal

Interfiere con la síntesis de hormonas, depósito, secreción o liberación, transporte, eliminación, unión a receptores o

alteración temporaria o permanente de los mecanismos de retroalimentación que involucran el eje hipotálamo -hipofisario, gonadas, tiroides y otros órganos.

Daño primario vs. exacerbación de enfermedades previas

Enfermedades previas: anemia enfermedades respiratorias alteraciones hepáticas y/o renales problemas cardíacos alergias trastornos metabólicos (diabetes, gota) déficit enzimático (destrucción de glóbulos rojos por cobre) adicciones

Interacciones tóxicas

Adición

Sinergismo

Potenciación

Antagonismo

Tóxicos domiciliariosTóxicos en ambiente laboralAditivos alimentariosContaminantes ambientalesMedicamentos