Información A cerca Del Contaminante Organoclorado 2,3,7,8-

Tetraclorodibenzo-P-Dioxina Haciendo Énfasis En Las Propiedades

Fisicoquímicas, Distribución e Impactos En Los Sistemas Ecológicos Y su

Toxicología

Juan C. Medina Payares

Departamento de Biología y Química. Facultad de Educación y Ciencias. Universidad de sucre.

Sincelejo – Colombia

E-mail: juanmedinapayares@yahoo.es

RESUMEN

Con el fin de realizar una revisión de la información más importante relacionada con el

contaminante TCDD, se realizó este trabajo para abarcar temas sobre propiedades

fisicoquímicas, toxicológicas, entre otros. Debe tenerse en cuenta que la TCDD es el

contaminante organoclorado más toxico dentro del grupo de las dioxinas, subproducto no

intencional liberado al medio ambiente por la combustión de materia orgánica, y que tiene

efectos negativos en los seres humanos tales como cáncer, cloracné, disrupción endocrina, entre

otros problemas. A demás, tiende a acumularse en los tejidos adiposos y biomagnificarse,

pudiendo ser encontrada en sangre y leche exponiendo a lactantes a riesgos de contaminación.

Estas moléculas se pueden encontrar como solidos incoloros presentando un coeficiente de

partición octanol/agua de 6,8 a 7,58 e ingesta tolerable de 7pg/Kg/semana (UE), y que en estado

gaseoso se encuentran distribuidas en casi todos los rincones del mundo.

Palabras clave: toxicología, dioxinas, disrupción endocrina, equivalentes tóxicos, TCDD.

INTRODUCCIÓN

El grupo de las dioxinas encierra aquellas

moléculas que se caracterizan por presentar

anillos bencénicos conectados a través de

átomos de oxígeno y con cantidades de

átomos de cloro que pueden variar entre 1 y

8. Por esta característica, es normal

encontrar a las dioxinas en el grupo de los

organoclorados, fijándose principalmente en

sus orígenes en la combustión incompleta de

materia orgánica y de procesos industriales

que involucran a moléculas cloradas con el

fin de obtener un producto determinado.

En este grupo de las dioxinas se encuentra

una de las moléculas organocloradas más

toxicas inexistentes en la naturaleza y de

origen antropogénico llamada 2,3,7,8-

tetracloro dibenzo-p-dioxina (TCDD), de la

cual se muestra su composición y

organización en la figura 1.

Fig 1. 2,3,7,8-Tetracloro dibenzo-p-dioxina.

Esta estructura está conformada por 2 anillos

bencénicos unidos a través de 2 enlaces tipo

éter (toxina con presencia de 2 oxígenos:

característica responsable del nombre

“dioxina”). Presenta 4 átomos de cloro en

posiciones 2,3,7,8, característico de la forma

más toxica de este grupo.

Propiedades fisicoquímicas de la TCDD.

La TCDD es un sólido incoloro y cristalino

a temperatura ambiente que presenta

solubilidad en compuestos orgánicos y es

insoluble en agua. Esta propiedad le facilita

a estos contaminantes la bioacumulación y

persistencia en los tejidos grasos de los

organismos. Además, presentan estabilidad

al someterlos a calor, pero pueden ser

degradados al exponerlos a luz ultravioleta

(cdc.gov, 1984)

Tabla 1. Propiedades de TCDD

Se muestra en la tabla la alta temperatura

que se necesita para descomponer a la

TCDD que se encuentra en valores mayores

a los 700ºC. Por otra parte, la solubilidad se

comporta de manera descendente a medida

que los compuestos cambian desde los

aromáticos a los alcoholes, y finalmente en

agua donde su solubilidad es prácticamente

nula con un valor de 0,0000002 (cdc.gov,

1984).

Distribución, origen y entrada de las

TCDD a los sistemas vivos.

Las dioxinas en general se encuentran

ampliamente distribuidas en el medio

ambiente, incluso bioacumuladas en tejidos

vivos de organismos que alguna vez

estuvieron en contacto de manera directa,

expuestos al aire contaminado, como

también indirectamente al ingerir tejidos de

otros organismos contaminados. Es por esto

que a pesar de que las dioxinas se

encuentran en concentraciones bajas,

cualquier persona puede presentar niveles

detectables de estas, que además, por

exposiciones seguidas pueden seguir

acumulándose y perdurar en los tejidos

durante años hasta el punto de aumentar el

riesgo de cáncer (epa.gov, 2011).

Como ya habíamos comentado, las TCDD

presentan una gran distribución en el planeta

tierra, pudiendo ser detectados en el aire,

suelo, sedimentos, y por supuesto en

alimentos principalmente de origen animal

como por ejemplo en la carne de cerdo, de

res, aves, pescado, etc. sin descartar la

entrada de dioxinas al organismo a través de

la ingesta de vegetales que puedan estar

tratados de manera deficiente. Por lo tanto,

las vías más importantes por las cuales

entran las dioxinas a nuestro organismo son

a través del aparato respiratorio y digestivo,

siendo la vía dérmica la menos eficaz debido

a que estos contaminantes no son lo

suficientemente volátiles como para penetrar

nuestra piel. Sin embargo, la exposición

directa con las dioxinas provoca problemas

que pueden desencadenar alergias y otras

reacciones cutáneas (epa.gov, 2011).

Algunas actividades antropogénicas que

provocan la formación de TCDD son las

conocidas incineraciones de residuos sólidos

urbanos producto de los desechos generados

por la sociedad, al igual que la incineración

de desechos médicos. A demás de estos

procesos de incineración de materia

orgánica, también existen algunas

actividades industriales como la fundición

de cobre, procesos en centrales eléctricas de

carbón, blanqueamiento de la pulpa de

madera con la utilización de cloro, entre

otros. Pero las dioxinas no solo tienen su

origen en procesos antropogénicos. Se

conoce que en las reacciones volcánicas e

incendios forestales naturales también se

pueden producir en cantidades considerables

(epa.gov, 2011).

Toxicología: ingesta tolerable, efectos en

las funciones de los organismos y

mecanismo de acción (Ahr) de TCDD.

En toxicología relacionada con las dioxinas

se utilizan algunos parámetros para

determinar la toxicidad que representan este

tipo de moléculas organocloradas de manera

individual y cuando se encuentran

mezcladas. Por ejemplo, las iniciales TEF

(factor de equivalencia toxica) son utilizadas

para darle un valor toxicológico a un

compuesto puro. Para esto se utiliza a la

TCDD como referencia asignándole un valor

de TEF=1 como la dioxina más toxica. En el

caso de las iniciales TEQ (equivalentes

tóxicos), indican la cantidad de equivalentes

de toxicidad que hay en una mezcla de

compuestos, y se determina su valor

multiplicando el TEF por la concentración

de cada componente de la mezcla. Estos

factores se utilizan para indicar la cantidad

de TCDD necesaria para producir la misma

toxicidad que el componente estudiado

(uah.es, 2011).

Con respecto a los valores de ingesta

permitida de dioxinas, estos presentan

variaciones que van desde los 0.006 hasta

los 14 pg/kg por día. En 1994, la

organización mundial de la salud (OMS)

estableció una ingesta máxima diaria de 10

pg/kg/día. Por otra parte, la agencia de

protección ambiental de los estados unidos

(USEPA) estableció el límite permitido en

0.006 pg/kg/día, 1700 veces más pequeña a

la establecida por la OMS. Otras como la

SCF en el año 2001 estableció valores para

las dioxinas de 14pg OMS TEQ/ kg/semana.

Por el contrario, la unión europea (UE)

estableció una ingesta tolerable de dioxinas

de 7 pg/Kg/semana (Allsopp, M., 1994)

Por otra parte, el grupo de las dioxinas en

conjunto con los furanos (los furanos tienen

comportamiento similar a las dioxinas)

presenta alrededor de 210 compuestos de los

cuales solo 17 son tóxicos, pero unos pocos

como el TCDD son considerados venenos

peligrosos que pueden presentar 70.000

veces mayor toxicidad que el cianuro, y

capaces de causar la muerte a una persona

de alrededor de 70 kilos con una dosis de tan

solo 70 nanogramos. Es decir, un

nanogramo (1-9

gr) por cada kilogramo de

peso corporal. Cabe destacar que a mayor

TEQ, mayor es la toxicidad (epa.gov, 2011).

Según una serie de estudios realizados para

la determinación de la toxicidad de la TCDD

tanto en organismos animales como en

humanos, se registraron resultados que

indican efectos en la función reproductiva

por disrupción endocrina, en el sistema

inmunológico, efectos mutagénicos y

cancerígenos, como también efectos en la

piel (ejemplo más famoso es el cloracné).

Impactos en la salud animal.

En estudios realizados con varias especies

animales se ha determinado la dosis de

TCDD necesaria para causarles la muerte,

obteniendo resultados de LD50 entre 0,6 y

5,000 mg TCDD/kg de peso corporal (pc).

Por otra parte, durante la evaluación de los

efectos en las funciones reproductivas en

ratas, se estimó una dosis de 0,01 mg

TCDD/kg pc/día suficiente para causar

disminución en la fertilidad y muerte de gran

parte de las crías de ratas embarazadas,

mientras que en machos que fueron tratados

con hasta 2,4mg/kg (pc) no presentaron

cambios significativos (Murray, F. et al.,

1979).

Con respecto a los estudios realizados para

evaluar los efectos cancerígenos en ratones

que fueron alimentados con dosis de 0.05 a

0.5 mg/kg de pc TCDD durante 78 semanas,

se confirmó el desarrollo de cáncer de

hígado y tiroides, mientras que la exposición

a cantidades de 0,005 mg/kg pc TCDD 3

días a la semana durante 2 años, mostró

como resultado el desarrollo de cáncer de

piel (National Toxicology Program, 1982).

Por otro lado, se determinaron los efectos

inmunológicos en rata, teniendo como

resultado la atrofia del timo e

inmunosupresión en los individuos

descendientes (Vos, J. & Moore, J., 1974).

Impactos en la salud humana.

En la actualidad no se tiene ningún estudio

realizado en base a los efectos de la TCDD

en humanos debido a que los casos que se

conocen son resultados de la exposición a

diferentes sustancias plaguicidas que además

de estar contaminadas con TCDD también

presentan otras moléculas que causan

problemas de salud. Por lo tanto, no ha sido

posible evaluar los efectos de TCDD de

manera individual porque no sería correcto

atribuir todos los efectos negativos

únicamente a esta dioxina, habiendo

presencia de otras que son potencialmente

toxicas.

Cloracné: Un efecto negativo en la salud

humana ocasionada por las PCDD,

atribuida principalmente a la TCDD.

El cloracné es un tipo de erupción en la piel

que puede causar desfiguraciones en el

rostro y otras zonas del cuerpo gracias a la

exposición a compuestos aromáticos

halogenados incluyendo TCDD. De esta

enfermedad se han presentado numerosos

casos en los que ha habido exposición

accidental con productos químicos

contaminados con TCDD (Castellani, F.,

2004)

Fig 2. Viktor Yushchenko, ex presidente de

Ucrania con cloracné, debido a un

envenenamiento con TCDD. Los médicos le

diagnosticaron pancreatitis aguda, además

de presentar cambios edematosos

intersticiales. Al realizarse los exámenes de

sangre se encontraron concentraciones de

TCDD mil veces mayor que la encontrada

normalmente en una persona (Castellani, F.,

2004)

Mecanismo de acción de la TCDD (Ahr)

El reconocimiento de las dioxinas como la

TCDD por parte del organismo se da a

través de ciertos receptores citosolicos

ubicados en las células. Estos receptores son

llamados Ahr (receptor de aril

hidrocarburos). Se ha determinado

experimentalmente que la TCDD provoca

una desregulación de los niveles de RNAm

mediada por el receptor Ahr que puede

ocasionar la síntesis descontrolada de

proteínas, desencadenar problemas a nivel

de sistema inmunológico (inmunosupresión

humoral y celular) y desembocar en el

desarrollo de cáncer (Moffat, I. Boutros, P.

Chen, H. Okey, A. & Pohjanvirta, R., 2010).

En este proceso se ha determinado que

ocurre una involución precoz del timo,

ocurriendo una pérdida de timocitos e

inducción de la apoptosis de células T. A

demás, la interacción entre la TCDD y el

receptor Ahr provoca una disminución en el

número de células dendríticas y ocasiona un

efecto negativo en la expansión de las

células T reguladoras CD4+, CD25+ y en

células T de respuesta CD8+ (fig 3). El

proceso comienza con la entrada de la

TCDD al interior de la célula por difusión

debido a que esta molécula presenta una

estructura lipofílica. Teniendo en cuenta que

el receptor Ahr es específico para este tipo

de moléculas organocloradas (especialmente

la TCDD), termina uniéndose a ella y

desatando un conjunto de reacciones que

tienen como finalidad el aumento en la

velocidad de transcripción de algunos genes

específicos. Luego de la transcripción de

RNAm, estos son traducidos a diferentes

proteínas entre las cuales se encuentran un

conjunto de enzimas poco especificas

llamadas isoenzimas del citocromo P-450

(monooxigenasas), entre otras, que realizan

reacciones de oxidación insertando átomos

de oxigeno molecular en el determinado

sustrato (TCDD) a la vez que el otro átomo

es reducido en agua. De esta forma, el

organismo puede metabolizar de manera

poco eficiente algunos contaminantes, pero

con el riesgo de que en el proceso se

originen nuevos metabolitos que puedan

resultar mucho más tóxicos que las formas

iniciales (Ridolfi, R. Guidoboni, M. &

Ridolfi, L., 2010).

Fig 3. Mecanismo de acción de la TCDD en

la inmunosupresión de la respuesta humoral

y celular de un organismo contaminado con

dioxinas.

Finalmente, la TCDD resulta ser la dioxina

con las propiedades más toxicas, capaz de

causar la muerte a organismos vivos a través

de la vía oral en pequeñas dosis, y por su

puesto por vía respiratoria. También es

capaz de ocasionar cáncer y problemas a

nivel de sistema reproductor e

inmunológico, a pesar de que en humanos

no se pueda asegurar a ciencia cierta que los

efectos sean ocasionados especialmente por

esta dioxina. Existen algunos casos que la

involucran, como en el envenenamiento del

ex presidente Ucraniano Yushchenko, con el

que está comprobado que la TCDD es

causante de cloracné.

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