2. QUÉ ES LA TOXICOLOGÍA 1. La toxicología como ciencia La toxicología es la ciencia que trata sobre los efectos adversos de los productos químicos en los seres vivos (desde las algas marinas hasta los humanos, pasando por el resto de la flora y la fauna). No existen compuestos seguros: todos los productos químicos pueden llegar a ser venenosos, perjudiciales e incluso mortales. Sin embargo, es posible utilizarlos con seguridad (su efecto depende de la dosis y la exposición) si se toma la debida precaución en su manejo y se aprovechan sus propiedades de modo "aceptablemente seguro". El objetivo de los estudios toxicológicos es evaluar los efectos adversos ligados a las distintas dosis, a fin de encontrar ese grado de seguridad aceptable. El trabajo se desarrolla en dos fases: en primer lugar, recopilación de datos sobre las propiedades de los compuestos, los resultados de los estudios y los usos accidentales inapropiados de los productos químicos; en segundo lugar, predicción de los efectos de las sustancias químicas en situaciones diversas. Para que las predicciones sean de interés, es necesario contar con cierta información sobre los aspectos siguientes: el compuesto y sus propiedades físicas y químicas el organismo afectado los efectos o la respuesta que el compuesto causa la exposición (dosis, tiempo, situación) Esta información procede de ensayos de laboratorio realizados con células, bacterias o animales, así como de los accidentes en los que intervino el compuesto. Existen bases y bancos de datos con copiosa información sobre toxicología.

2. Exposición Para que un compuesto cause un efecto adverso es necesario que penetre en el organismo. La exposición depende de la cantidad de compuesto y del periodo durante el cual éste afecta al receptor de la exposición (ya se trate de ser humano, animal o bacteria). 2.1 Rutas Las principales rutas a través de las cuales los tóxicos pueden introducirse en el organismo, en condiciones laborales normales, son: inhalación, penetración cutánea e ingestión. En muchos compuestos, los efectos más graves y las respuestas más rápidas ocurren cuando la penetración tiene lugar directamente en el torrente sanguíneo. En los experimentos de toxicología animal, las vías de exposición pueden ser: Inhalación (al inspirar aire) Absorción (a través de la piel o de los ojos) Ingestión, vía oral (al comer o ingerir en general) Paso a través de la placenta hasta el feto Inyección intravenosa (punción en vena) Inyección intramuscular (punción en músculo) Inyección subcutánea (punción bajo la piel) Inyección intraperitoneal (punción en la membrana que reviste la pared interior del abdomen) 2.2 DL50 y CL50 La dosis necesaria para producir un efecto adverso varía enormemente entre los diferentes compuestos. Para comparar la toxicidad aguda, se utilizan los valores DL50. Es posible establecer una clasificación basada en los valores de DL50 o CL50 (véase: Anexo 8A de 'Identificación, clasificación y etiquetado de los productos químicos' y 'Productos químicos que entrañan riesgos de accidentes mayores'). La evaluación de los efectos se efectúa en laboratorios mediante el uso de animales (principalmente, ratas, ratones y conejos). Se administra el compuesto o la preparación al animal, ya sea por vía oral, bajo la piel, por inhalación, en el abdomen o en vena. Los parámetros DL50 y CL50 se emplean para cuantificar los resultados de ensayos diversos, a fin de poder compararlos. La abreviación DL50 significa la dosis que causa la muerte del 50% de la población examinada. La abreviación CL50 significa la concentración que causa la muerte de la mitad de la población expuesta al tóxico. La DL50 viene expresada en miligramos por kilogramo de peso corporal del animal examinado (dato del que debe quedar constancia). La CL50 viene expresada en mililitros por kilogramo de peso corporal del animal examinado (dato del que debe quedar constancia), expuesto al compuesto por inhalación durante un periodo especificado. La gama de valores de los parámetros DL50 y CL50 es muy amplia. La siguiente lista recoge la gama de valores de DL50 medidos en estudios de dosis ingerida en ratas: ________________________________________ Compuesto DL50 (mg/kg, vía oral, rata) ________________________________________ Vitamina C 11 900 Etanol ('alcohol') 7 060 Ácido cítrico 5 040 Cloruro de sodio 3 000 (sal de mesa) Sulfato ferroso 320 Dieldrin 38 Paration 2 Dioxina (contaminante 0,02 en herbicidas) ________________________________________ Es importante señalar la especie en la que se realizó el ensayo, ya que los valores de DL50 o CL50 dependen de varios  factores: el sistema biológico o animal, la raza, el sexo, la edad, la dieta, etc. Así, en el caso del insecticida DDT, la DL50 es de 87 mg/kg de peso corporal cuando se administra por vía oral en ratas, pero alcanza 150 mg/kg de peso corporal en perros. La DL50 correspondiente a la dioxina es de 0,02 mg/kg de peso corporal en ratas y de 0,001 mg/kg de peso corporal en perros; es decir: la rata tolera una dosis veinte veces superior a la que toleran los perros. Aunque para valorar cómo respondería un organismo humano no basta una extrapolación directa de los resultados obtenidos con animales, estos sí dan idea del grado de toxicidad. 2.3 Valores límite Con objeto de atenuar los efectos de toxicidad, se plantea la necesidad de fijar un orden de prioridades, objetivos y estrategias. En los lugares de trabajo, una solución posible es establecer valores límite que sirvan de guía para los usuarios. Los valores límite en el medio laboral están basados en los mejores datos disponibles recogidos de la experiencia industrial, de estudios experimentales en laboratorio y de accidentes anteriores. Más que de normas de seguridad fijas, se trata de compromisos acordados y fundados. Hay diversos tipos de valores límite. Los TLV (Valores límite umbral) son los publicados por la ACGIH (American Conference of Governmental Industrial Hygienists) y se refieren a las concentraciones de los compuestos peligrosos en el aire. Establecen una concentración límite por debajo de la cual, según se cree, prácticamente todos los trabajadores pueden sufrir una exposición repetida día tras día y, sin embargo, no causarles efectos adversos. Los TLV están sometidos a una revisión/corrección periódica, según van apareciendo nuevos datos. TLV - TWA (Valor límite umbral - Media ponderada en el tiempo) es la concentración, como media ponderada temporal, durante una jornada laboral de ocho horas (40 horas a la semana) a la cual pueden estar expuestos de manera repetida los trabajadores sin sufrir efectos adversos. TLV - STEL (Valor límite umbral - Límite de exposición a corto plazo) es la concentración a la cual pueden estar expuestos durante un periodo breve (normalmente, 15 minutos) los trabajadores sin sufrir irritación, daños hísticos crónicos o irreversibles o un deterioro susceptible de aumentar daños por accidente, perjudicar la capacidad de autoprotección o reducir el rendimiento en el trabajo. No valores diarios de TLV - STEL no deben superarse. TLV - C (Valor límite umbral - Límite superior) es la concentración que jamás debe superarse durante la exposición laboral.

3. ¿Cómo responde un organismo a los tóxicos? El organismo humano necesita el aporte, en muy pequeñas cantidades, de ciertos productos químicos que son tóxicos en dosis mayores. Así ocurre, por ejemplo, con algunos metales como el cobre, el magnesio y el manganeso, que representan un problema en el medio laboral. La manifestación de efectos adversos guarda una estrecha relación con la dosis. Los tóxicos causan efectos de índole menor (alteraciones del apetito, por ejemplo), problemas de salud graves o, en último lugar, un efecto mortal. En la figura siguiente se describe el efecto de una dosis aguda, comparado con la exposición a varias dosis menores. El organismo puede ser incapaz de eliminar un tóxico (el cadmio, por ejemplo), de modo que éste se acumula. Cuando la capacidad de eliminación existe, aunque sea limitada, la acumulación es más lenta; sin embargo, como consecuencia de una exposición repetida, también en este caso puede alcanzar un grado que origine problemas de salud. Una única dosis - Varias dosis reducidas 3.1 El organismo humano Los efectos de toxicidad, reversibles o irreversibles, pueden ser inmediatos o aparecer con posterioridad (véase: Parte 1., Introducción a la seguridad en el uso de los productos químicos). Toxicidad local y toxicidad sistémica Hay dos modos principales a través de los cuales pueden ejercer los productos químicos su toxicidad. Los efectos locales tienen lugar en la zona del cuerpo que ha estado en contacto con el producto. Así ocurren las quemaduras provocadas por ácidos o los daños pulmonares por inhalación de gases reactivos. Los efectos sistémicos tienen lugar después una vez que el producto se ha absorbido y distribuido desde el punto por el que penetró hasta otras zonas del organismo. Casi todos los compuestos causan efectos sistémicos, aunque algunos pueden causar ambos. Tal es el caso del aditivo para gasolinas plomo tetraetilo, que provoca efectos cutáneos en la zona de contacto y, por otra parte, se absorbe y causa unos característicos efectos sobre el sistema nervioso central y en otros órganos. Órganos afectados La magnitud del efecto de toxicidad difiere entre los distintos órganos. Normalmente, son uno o dos los órganos que manifiestan especialmente el efecto (órganos afectados por cada compuesto en particular). Los órganos y tejidos del sistema nervioso central son los más frecuentemente afectados cuando hablamos de toxicidad sistémica. A este respecto, les siguen el aparato circulatorio, el hígado, los riñones, los pulmones y la piel. Unos pocos compuestos afectan a los músculos y a los huesos. El aparato reproductor (tanto en el varón como en la mujer) también es vulnerable a muchos compuestos. La piel constituye el órgano más extenso del cuerpo humano, pues tiene una superficie de entre 1,5 y 2 m2. Aunque hace las funciones de frontera protectora para el organismo, cuando la carga es excesiva puede no ser suficiente. Numerosos compuestos pueden atravesar la piel intacta y sana y alcanzar el torrente sanguíneo. La exposición al fenol y la penetración de éste por la piel puede tener un efecto fatal. La inmensa mayoría de las enfermedades cutáneas de tipo laboral comprende eczemas por contacto, irritación e inflamación de la piel. Este proceso consiste en una reacción (que puede ser alérgica o no) frente a los compuestos químicos. Entre los habituales sensibilizadores por contacto se encuentran varios pigmentos y colorantes, metales como el níquel y sus sales, las sales de cobalto y cromo y los organomercuriales, los monómeros de muchos acrilatos y metacrilatos, aditivos del caucho y pesticidas. En la práctica, los daños cutáneos provocados por productos químicos se ven influidos también por condiciones del entorno, tales como la humedad y el calor. La pulmonar es la vía principal a través de la cual penetran en el organismo los tóxicos del lugar de trabajo. También es el pulmón el primer órgano que se ve afectado por la inhalación de polvos, vapores metálicos, disolventes y gases corrosivos. Algunos materiales como el polvo de algodón, el TDI (tolueno-diisocianato, empleado en la fabricación de plásticos de poliuretano) y el MIC (isocianato de metilo, empleado para fabricar el insecticida Carbaryl) pueden provocar reacciones alérgicas. En la catástrofe de Bhopal, India, accidente químico ocurrido en 1984, más de 2.000 personas murieron por exposición al isocianato de metilo. Las reacciones alérgicas pueden estar causadas también por la exposición a hongos o a bacterias: tal es el caso de las alergias que provoca la manipulación del heno o la caña de azúcar seca. Después de inhalar partículas de polvo de determinados compuestos y de cierto tamaño, éstas quedan embebidas en los pulmones, ya que son incapaces de eliminarlas, lo que origina un estado denominado pneumoconiosis, problema que afecta principalmente a los trabajadores expuestos al polvo de sílice (cuarzo) o amianto, y que representa, a escala mundial, la enfermedad pulmonar laboral más habitual entre las no tumorales. Otros compuestos y materiales, como el formaldehído, el dióxido de azufre, los óxidos de nitrógeno y las nieblas ácidas pueden provocar irritación y disminución de la capacidad pulmonar. El sistema nervioso, 'misterio de la materia y la mente', es sensible a los efectos perjudiciales de los disolventes orgánicos. También le afectan algunos metales, sobre todo los pesados, como el plomo, el mercurio y el manganeso. Los insecticidas organofosforados como el malatión y el paratión dificultan peligrosamente la transmisión de información en el sistema nervioso (función de los neurotransmisores), lo que conduce a debilidad, parálisis y, en algunos casos, muerte. El torrente sanguíneo es objeto de efectos adversos provocados por los disolventes. La producción de las células sanguíneas tiene lugar principalmente en la médula ósea. El benceno altera este tejido; como primer signo, se observa una mutación en los linfocitos. Para estudiar la mutación, se cultivan los linfocitos en el laboratorio y se observa la existencia de tipos específicos de cambios celulares. El plomo (ya sea como metal o formando compuestos) es otro clásico ejemplo de producto químico que puede originar problemas en la sangre. En ella, puede inhibir la actividad de ciertas enzimas de los glóbulos rojos implicadas en la producción de hemoglobina. Una intoxicación crónica por plomo puede dar como resultado un estado de anemia (por la disminución de la capacidad de la sangre para distribuir el oxígeno en todo el organismo). El hígado es el mayor de los órganos internos del cuerpo y ejerce varias funciones importantes. Constituye una planta purificadora que descompone en la sangre los compuestos indeseables. El hígado cuenta con una considerable capacidad de reserva; los trastornos hepáticos son sintomáticos sólo en enfermedades graves. Determinados disolventes, como el tetracloruro de  carbono, el cloroformo y el cloruro de vinilo, al igual que el alcohol, son compuestos peligrosos para el hígado. Los riñones forman parte del aparato urinario. Tienen la doble misión de excretar los productos de desecho que llegan a ellos, transportados por la sangre, desde diversos órganos y de mantener el necesario equilibrio de fluidos y de sales. También mantienen constante el grado de acidez de la sangre. Los disolventes pueden irritar los riñones y deteriorar su función. El tóxico más peligroso para el riñón es el tetracloruro de  carbono. Igualmente, una gran cantidad de trementina resulta nociva para estos órganos: el denominado en inglés 'painter's kidney' ('riñón de los pintores') es un conocido síndrome ligado a una exposición por motivos laborales. Otros productos de los que se sabe que causan daño renal son el plomo y el cadmio. Reacciones alérgicas Una reacción alérgica, también denominada hipersensibilización, puede aparecer tras un contacto repetido con algún material. Una vez producida la sensibilización, incluso el contacto con una dosis muy baja puede desencadenar la reacción. La gama alergias es muy amplia y se manifiestan de forma diversa: desde leves irritaciones cutáneas hasta procesos muy graves e incluso mortales. El patrón de sensibilización varía conforme a la especie; así, por ejemplo, en el ser humano, la piel y los ojos son las zonas de respuesta alérgica más habituales, mientras que en el conejo de Indias, las reacciones más frecuentes tienen lugar en las vías respiratorias. Interacciones El efecto final de la exposición simultánea a varios compuestos puede equivaler (aunque no siempre) a una simple suma (1+1=2). Los plaguicidas organofosforados (como dialifos, naled, paratión) son ejemplos de productos químicos en los que el efecto combinado es la suma de los efectos observados individualmente en cada uno. El efecto puede ser mayor que la suma de los efectos particulares de los diversos productos (1+1=4, por ejemplo). Este aumento del riesgo ocurre con la combinación de fibras de amianto y humo de cigarrillos. Ambos materiales actúan de forma conjunta, con lo que el riesgo de desarrollar cáncer de pulmón después de la exposición a fibras de amianto aumenta cuarenta veces cuando el sujeto es fumador. También en el caso de la exposición conjunta a los disolventes tricloroetileno y estireno, el riesgo combinado es superior a un mero efecto aditivo. Los efectos adversos de dos compuestos pueden verse contrarrestados (1+1=0). Tal es el objetivo que se persigue al buscar el antídoto a un veneno. En otros casos, sucede que un compuesto, inocuo por sí mismo, puede hacer que el efecto de otro producto resulte mucho más perjudicial  (0+1=3). Es lo que ocurre con dos disolventes de uso habitual: el isopropanol y el tetracloruro de carbono. El primero, aun en concentraciones no perjudiciales para el hígado, sí aumenta el daño hepático provocado por el segundo. En algunos casos, la repetición del contacto con un compuesto puede disminuir la sensibilidad del organismo frente a ese producto, es decir: puede aumentar su tolerabilidad. 3.2 El entorno El medio ambiente cuenta con cierta capacidad de degradación de los compuestos tóxicos. Sin embargo, algunos de estos son resistentes a los procesos de descomposición. Los efectos adversos aumentan cuando lo hace la concentración de tales compuestos y cuando estos quedan incorporados a las cadenas tróficas. En el entorno natural existen numerosos compuestos potencialmente tóxicos. En determinados casos, el compuesto puede no ser intrínsecamente tóxico pero sí interactuar con otros tóxicos o, en condiciones específicas, transformarse en un compuesto más peligroso o concentrarse hasta tal punto que ya no sea inocuo. Un ejemplo de reacción contaminante del aire es la producción fotoquímica de smog (nieblas espesas mezcladas con humos industriales). Los hidrocarburos clorados, como el DDT y el dieldrin presentan similitud en cuanto a su química y a sus efectos biológicos. Cuando actúan juntos sus efectos revisten mayor gravedad que cuando lo hacen por separado. Existen ciertos indicadores de ecotoxicidad para evaluar los efectos de los tóxicos sobre el medio ambiente. En el laboratorio se emplean peces e insectos (la pulga de agua Dafnia) para examinar los efectos de toxicidad aguda en el medio acuático. Para valorar la contaminación de las aguas también se utilizan algunas especies de clorofíceas.

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