CASO 3: Evaluación del riesgo por la exposición a Plomo Por: Contenido:Introducción:El presente ejercicio tiene la finalidad de dar a conocer algunos métodos de análisis para evaluar riesgos para la salud causados por sitios contaminados con plomo. El ejercicio ha sido elaborado en cuatro secciones. La primera sección da a conocer antecedentes ambientales y de toxicidad del plomo; el material impreso de esta parte ha sido diseñado con la finalidad de hacer transparencias. La segunda sección introduce a los estudiantes a los aspectos básicos de los métodos para la evaluación del riesgo; la tercera sección presenta un modelo biocinético de exposición integral al plomo (IEUBK); las secciones segunda y tercera incluyen tanto textos para lectura como materiales para hacer transparencias en ambos temas. La cuarta sección incluye una serie de cinco problemas que son ejemplos que permiten reforzar el aprendizaje y determinar el grado de comprensión alcanzada. Cada problema está presentado en dos partes, lo que corresponde al alumno y lo que corresponde al instructor. Para el uso del IEUBK durante el desarrollo de los problemas se proporciona a los alumnos el diskette con el modelo, para lo cual se requiere de computadoras en esta parte. Este ejercicio ha sido estructurado para durar ocho horas. Las secciones primera, segunda y tercera se desarrollan en aproximadamente una hora cada una. La cuarta sección se aborda en aproximadamente cuatro horas. Se deja una hora al final para aclaraciones. Las secciones primera, segunda y tercera son conferencias; la cuarta sección descansa en la participación activa de los estudiantes. Se espera que el ejercicio se desarrolle como un proceso interactivo, con comunicación y enseñanza fluidas. Es altamente deseable que los participantes sean profesionales que estén trabajando en el área de la contaminación ambiental por plomo y sus efectos en la salud. Es importante señalar que el IEUBK,
diseñado por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (USEPA), todavía
no es un modelo adoptado como definitivo y se espera que sea mejorado con nuevos
conocimientos que vayan adquiriéndose. Se agradece a la USEPA el haber facilitado el
material del IEUBK. ¿ Qué es el plomo?
Datos de 1990. (*) World Bureau of Metal Statistics. (**) Datos de EUA tomados de ATSDR, 1993. Fuentes Primarias: Obtención de plomo utilizando como materia prima mineral de plomo. México y Perú producen el 14% del plomo mundial a partir de este tipo de fuentes. Fuentes Secundarias: Obtención de plomo a partir de residuos ricos en plomo (por ejemplo, fundición de baterías). Usos del plomo
Usos modernos del plomo
Usos del plomo en México y países industrializados
Los datos son para 1990 y son porcentajes del total del plomo utilizado. Fuente: Environmental Health Criteria 165, Inorganic Lead, OMS 1995.
Fuente: Environmental Health
Criteria 165, Inorganic Lead, OMS 1995.
Comportamiento del Plomo en el Suelo
Comportamiento del plomo en el agua
Fuentes de plomo: Barro vidriado
Cuantificación de Plomo en Recipientes Cerámicos (m ug/g)
La extracción fue efectuada en tres recipientes diferentes, mediante la adición de ácido acético 0.4 M a 25 °C por 60 minutos. Entre ambas extracciones hubo un periodo de cuatro días. Cuantificación de Plomo en Frijoles Cocinados en Recipientes de Barro Vidriado
La misma muestra de frijol fue cocinada en un recipiente metálico (control) o en recipientes de barro vidriado. Para el caso del barro vidriado, el resultado es el promedio del nivel de plomo encontrado en una misma muestra de frijol cocinada en seis recipientes diferentes. Entre paréntesis se anotan los extremos mínimos y máximos del rango de las concentraciones de plomo encontradas en los frijoles. Esquema de Exposición Humana al Plomo y Cadena de Difusión
Niveles Promedio de Plomo en los Medios Ambientales de la Metalúrgica de Morales, México
Los niveles ambientales de Morales fueron los máximos registrados entre 1993 y 1996. El polvo se refiere al polvo colectado en interiores de las viviendas. (1) Norma mexicana para niveles trimestrales de plomo en
aire. Fuentes de plomo: minería
Niveles Promedio
de Plomo en el Ambiente
Los niveles ambientales de Villa de la Paz fueron los máximos registrados en un muestreo de 1997. El polvo se refiere al polvo colectado en interiores de las viviendas. (1) Recomendación de la Organización Mundial de la Salud
para plomo en agua. Distribución
Geográfica de las Principales Minas
Fuentes de plomo recicladoras de baterías
Fuentes de plomo: gasolina
Plomo utilizado en
la Producción de Gasolina y Promedio de Plomo
Fuente: J.L. Annest,: '' Trends in the blood lead levels of the U.S. population: The Second National Health and Nutricion Examination Survey (NHANES II) 1976-1980" eu Lead versus Health de M. Rutter y R.R.Jones, Eds., Nueva York: John Wiley e hijos © 1983, John Wiley & Sons, Ltd. Otras fuentes de Plomo
Absorción pulmonar1. Llegada de las Partículas al Tejido Pulmonar.
2. Entrada al Torrente Sanguíneo.
3. Datos en Humanos.
Absorción Gastrointestinal1. Datos en Humanos.
2. Factores que Afectan la Absorción.
3. Datos en Modelos Experimentales.
Distribución del plomo en el organismo humano
Fuente: Hernberg, S. (1988).
Lead. In. : Occupational Medicine. C. Zenz, ed. Chicago, III.: Mosby
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Fuente: Rabinowitz et al (1976) Kinetic Analysis of Lead Matabolism in Healthy Humans. J. Clin. Invest. 58:260-270
1. Plomo Sanguíneo
No es bueno para medir contenido corporal dado que un mismo nivel puede alcanzarse con una alta exposición aguda y una baja exposición crónica por los ciclos hueso/sangre.
Sin embargo, es un buen indicador, ya que varía con respecto a la exposición.
2. Plomo Dental
El plomo de la dentina es buen indicador de exposición crónica.
3. Plomo en Hueso
Es buen indicador de exposición crónica pero el equipo requerido para su cuantificación es costoso.
4. Plomo Urinario
Excelente biomarcador para esquemas de quelación.
5. Plomo en Pelo
Malo debido a posibles adsorciones externas.
Respuesta en niños |
Nivel de Pb en sangre (µg/dL) |
Respuesta en adultos |
150 |
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muerte |
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100 |
encefalopatía | |
encefalopatía |
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nefropatía |
anemia |
|
anemia |
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cólico |
longevidad disminuida |
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50 |
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neuropatía periférica |
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40 |
|
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30 |
Hipertensión
arterial |
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20 |
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10 |
hipertensión arterial (?) |
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abortos espontáneos (?) |
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Tabla adaptada de ATSDR, Case studies in environmental medicine No. 1 (ATSDR, 1990).
1. Encefalopatía
(100 - 120 µg/dl de Pb en sangre)
Pérdida de memoria, atención pobre, irritabilidad, cefalea, temblores musculares, torpeza, alucinaciones, fatiga, ataxia, convulsiones, coma, etc.
2. Efectos neurológicos y neuroconductuales (40-80 µg/dl)
Cefalea, pérdida de la libido, depresión, debilidad, etc. Alteración en los tiempos de reacción, pobre desempeño en las pruebas de coordinación viso-motora, etc.
3. Sistema nervioso
periférico
(30 µg/dl)
Disminución en la conducción nerviosa.
1. Encefalopatía (80 - 100 µg/dl de Pb en sangre)
Pérdida de memoria, atención pobre, irritabilidad, cefalea, temblores musculares, torpeza, alucinaciones, fatiga, ataxia, convulsiones, coma, etc.
2. Efectos auditivos
Población con niveles de plomo en sangre de 7-18 µg/dl
Pérdida de 2 dB de capacidad auditiva a frecuencias de 500, 1000, 2000 y 4000 Hz.
Pérdida de 5 puntos en el CI ... 50 - 70 µg/dl
Pérdida de 4 puntos en el CI ... 30 - 50 µg/dl
Meta-análisis de estudios prospectivos:
2.6 puntos de diferencia de CI entre 10 y 20 µg/dl con un intervalo de confianza al 95% de 1.2 - 4.0 puntos (p<0.001)
Meta-análisis de estudios transversales:
2.1 puntos de diferencia de CI entre 10 y 20 µg/dl con un intervalo de confianza al 95% de 1.2 - 3.1 puntos (p<0.001)
1. Adultos (40 - > 100 µg/dl de Pb en sangre)
Daño Agudo Reversible .. Inclusiones nucleares, cambios mitocondriales y citomegalia, todo en células de túbulo proximal; puede presentarse aminoaciduria, glucosuria y fosfaturia.
Daño Crónico Irreversible .. Fibrosis intersticial, dilatación tubular, atrofia de células tubulares, disminución de filtración glomerular.
2. Niños
Se presenta daño renal tubular a bajas concentraciones de plomo medida por la presencia de N-acetil-beta-D-glucosaminidasa en orina. Por cada 10 µg/dl de plomo en sangre se incrementa la enzima en orina en un 14%.
Meta - análisis de 15 estudios
Decremento de 10 µg/dl a 5 µg/dl está asociado con una disminución en la presión sanguínea sistólica de 1.25 mm Hg (intervalos de confianza al 95% : 0.87 - 1.63).
"Una evaluación en Estados Unidos estimó que una reducción de 50 % en los niveles de plomo en sangre evitaría 24 mil casos de infarto al miocardio y 100 mil casos de todas las enfermedades cardiovasculares ".
Efectos del Plomo
Alteración en síntesis del grupo hemo y sus
expresiones bioquímicas
| Sustrato | Enzima afectada | Efecto Bioquímico | Tipo de muestra indicada | |
| Succinik CoA + Glicina |
AAL-alterada (estimulación/inhibición) |
Aumenta o disminuye actividad AAL-S | ||
| AAL + AAL | Aumenta concentarción de AAL | Orina (AAL-U) | ||
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AAL-D Inhibida | Disminuye actividad de AAL-D | Eritrocitos | |
| Porfobilinógeno | Aumenta concentarción de porfobilinógeno | Plasma | ||
|
¿Diversas enzimas inhibidas? | |||
| Uroporfirinógeno | Aumenta concentarción de uroporfirina | Orina | ||
|
||||
| Coproporfirinógeno | ||||
|
Oxidasa inhibida | Aumenta concentarción de coproporfirinas | Eritrocitos orina (CP-U) | |
| Potoporfirinógeno | ||||
|
||||
| Protoporfirina IX | ||||
|
Ferroquelatasa Inhibida | Disminuye síntesis de Hemoglobina | Sangre | |
| Protoporfirina IX | ||||
|
Aumenta protoporfirina IX | Eritrocitos | ||
| Zn prototorfirina IX | Aumenta concentarción de ZNPP | Eritrocitos |
Fuente: Corey G. y Galvao L.A. Plomo. Serie Vigilancia 8. Centro Panamericano de Ecología Humana y Salud, Metepec, México, 1989
El plomo ha sido definido como un probable carcinógeno para el humano, tanto por la EPA* como por la IARC**.
En un estudio entre trabajadores expuestos ocupacionalmente al plomo, se encontró un aumento significativo de cánceres de estómago y de pulmón.
Sin embargo, la prevalencia de cáncer digestivo entre individuos trabajadores de recicladoras de baterías se ha mantenido igual a lo largo de los años, a pesar de que la exposición a plomo era mucho mayor en años anteriores
*EPA: AGENCIA DE PROTECCIÓN AMBIENTAL DE LOS ESTADOS
UNIDOS.
**IARC: AGENCIA INTERNACIONAL DE INVESTIGACIÓN EN CÁNCER, DE LA OMS
Un estudio retrospectivo en trabajadores de fundiciones primarias de plomo, encontró una tasa de mortalidad estandarizada (SMR) de 2.04 para cáncer renal. Un seguimiento del grupo encontró una tasa de 2.39 para cáncer de riñón entre los trabajadores más expuestos.
A nivel experimental, altas dosis de acetato de plomo y de fosfato de plomo han mostrado ser cancerígenos para roedores. El cáncer que con mayor frecuencia se presenta es el cáncer de riñón.
Calmodulina :
El plomo se parece parcialmente al calcio y por ello es capaz de asociarse a la calmodulina; se ha postulado que así el plomo podría activar a esta proteína.
Radicales libres :
En sistemas in vitro el plomo facilita la generación de radicales libres mediada por hierro.
Mitocondria
Al igual que muchos otros metales el plomo altera la estructura de este organelo con una consecuente disminución en la actividad de la cadena respiratoria.
El calcio es de suma importancia para la actividad neuronal, ya que controla procesos como la secreción de neurotransmisores.
El calcio entra a la neurona a través de canales, los cuales se abren por una despolarización de la membrana (canales dependientes de voltaje) o por la unión directa a una molécula (canales activados por receptor). Estos últimos también se llaman canales activados por NMDA (N-METIL-D-ASPARTATO) ya que esta molécula los abre.
La evaluación del riesgo en salud para sitios contaminados con plomo se compone de las siguientes ocho fases.
Fases ambientales: (1) antecedentes del sitio, (2) análisis de rutas de exposición y (3) contaminación ambiental.
Fases biológicas: (1) evaluación de biomarcadores de exposición, (2) estudio de biomarcadores nutricionales y (3) caracterización del riesgo en salud.
Fases conclusivas: (1) conclusiones generales y (2) recomendaciones.
Las fases ambientales sirven para determinar el nivel y la localización del plomo en el sitio. En tanto, las fases biológicas son adecuadas para caracterizar el riesgo al que se hayan sujetos los individuos en dicho sitio. Combinando los resultados de las fases de estudio ambientales y biológicas, se pueden establecer conclusiones y se pueden generar recomendaciones, sobre todo de medidas de intervención para abatir o disminuir el riesgo por la contaminación de plomo.
Podrá advertirse que el esquema de trabajo propuesto para sitios contaminados con plomo, es una modificación del método descrito por la Agencia para Sustancias Tóxicas y Registro de Enfermedades; por consiguiente, se invita al lector a revisar el manual correspondiente (ATSDR, 1992). En el esquema que a continuación se presenta, se define como sitio al área contaminada con plomo. El tamaño del área puede variar, desde un par de kilómetros, como sería el caso de una zona vecina a una fuente fija (por ejemplo, alrededor de una fundición), hasta decenas de kilómetros, como sería el caso de una ciudad contaminada por fuentes móviles (por ejemplo, automotores que utilicen gasolina con plomo). El esquema de trabajo es el mismo, pero es evidente que en el caso de la ciudad, primero habría que seleccionar los puntos más impactados, siendo un buen criterio, el tráfico vehicular.
Antes de iniciar una evaluación del riesgo, es indispensable tener un conocimiento lo más amplio posible sobre el sitio contaminado. Debe recordarse que la evaluación del riesgo pretende definir el nivel de exposición al plomo pero también busca analizar las rutas por las cuales se da esta exposición. Si tanto el nivel de exposición como las rutas son claramente distinguibles, al final de la evaluación se podrá emitir una serie de recomendaciones que permitirán reducir el riesgo. Para medir la exposición se analizan biomarcadores, pero a fin de establecer las rutas se requiere conocer el sitio y su nivel de contaminación.
1.1. Descripción del sitio. Es necesario conocer la ubicación geográfica y se busca una descripción general del área. La información de este punto deberá complementarse anexando los mapas más adecuados. Siempre es importante incluir con sus alturas sobre el nivel del mar, puntos como poblaciones, ríos, lagos, montañas, etc. Aunado a lo anterior y ya como descripción propia del sitio, es útil contar con datos sobre guarderías, jardines de niños, escuelas primarias, hospitales, asilos, principal actividad ocupacional en la zona, etc.
1.2. Información oficial sobre los tóxicos presentes en el sitio. Este punto es importante para definir cuáles otros contaminantes, además del plomo, pueden presentarse en el área de estudio. Para la mayoría de los sitios, es poco probable que exista este tipo de información; sin embargo, en caso de que la hubiere, es de suma importancia que se cuente con datos que nos permitan establecer la calidad y, por ende, la confiabilidad de la misma. Un factor que podría ser de utilidad para definir la presencia de otros tóxicos, es la identificación de posibles fuentes contaminantes. Note que en el caso de una ciudad, puede darse la situación de que en una área determinada coexistan fuentes fijas y fuentes móviles.
1.3. Datos históricos. Esta sección tiene como objetivo recopilar información para contestar cuatro preguntas: ¿Cuál es el origen de la contaminación? ¿Desde cuándo existe la contaminación en el sitio? ¿Ha sido la contaminación siempre la misma? ¿Desde cuándo ha ocurrido la exposición humana al plomo? Estas interrogantes permitirán brindar un contexto histórico de la presencia del plomo en el ambiente del sitio. Además, aportarán información para facilitar la contestación a una quinta pregunta: ¿Por qué se busca realizar una evaluación del riesgo por la exposición al plomo en el sitio seleccionado?
1.4. Información demográfica. La información de esta sección debe obtenerse a partir de los datos censales. Sin embargo, siempre que sea posible, durante la visita al sitio habrá que verificar la información obtenida. Dos son los objetivos de la información demográfica: (1) definir el tamaño de la población que se considera expuesta al plomo; y (2) establecer con detalle la distribución por edades, sexo y grupos étnicos de esta población. Del censo deberá obtenerse la siguiente información: Grupos de Edad. Nivel Socioeconómico. Tipos de Vivienda (incluyendo origen y tipo del material de construcción). Nivel Educativo. Acceso a Drenaje y a Agua Potable. Esta información deberá ser obtenida para los siguientes tipos de poblaciones: (a) población o comunidad más cercana gradiente abajo y gradiente arriba del punto o área que se considera como más contaminado; y (b) poblaciones o comunidades dentro de radios de distancia de uno y tres kilómetros de dicho punto o área.
1.5. Medios ambientales. Recordando que el plomo puede transportarse por todos los medios del ambiente, será de suma importancia que se recopile información de todos ellos. Suelo .. Este punto deberá centrar la información en el tipo de suelo y en datos sobre la cubierta vegetal. Atención con la localización de puntos de recreación infantil. Agua superficial .. Se requiere de su clasificación (arroyo intermitente, río, lago, etc.). Información sobre sus usos (consumo humano, agrícola, abrevadero, pesca, recreación, lavado de ropa, etc.). Datos sobre descargas industriales, agrícolas, urbanas, etc. Antecedentes sobre inundaciones en los últimos años. En caso de que las inundaciones sean frecuentes: ¿El sedimento ha contaminado el suelo? Agua profunda .. Clasificación (acuífero no confinado, semiconfinado o confinado). Dirección de la corriente subterránea. Antigüedad, localización, profundidad y usos de los pozos ubicados en el área. ¿Puede contaminarse el acuífero por el material presente en la superficie? ¿Existen datos de sobreexplotación del acuífero? ¿El acuífero superficial podría estar en contacto con el acuífero profundo a través de los pozos? En caso de que no hubiere antecedentes en la zona del sitio, habrá que examinar la información oficial que hubiere sobre la región. La dirección de la corriente subterránea puede estimarse con base al nivel del agua en los pozos profundos del área.
1.6. Datos meteorológicos relevantes. Promedio anual de precipitación pluvial. Época de lluvia máxima y época de estiaje (secas). Temperatura promedio anual. Época de frío y época de calor. Dirección de vientos predominantes (rosa de vientos). Cambios de vientos según las épocas del año.
1.7. Visita al sitio. Además de corroborar y/o complementar la información sobre los puntos anteriores, la visita al sitio tiene dos objetivos más: obtener información sobre las preocupaciones de la comunidad con respecto a la situación ambiental del sitio en estudio y determinar de una manera preliminar, las rutas de exposición de mayor importancia para dicho sitio. En resumen, en una visita al sitio se certificará la presencia de posibles fuentes contaminantes, la evidencia de medios ambientales impactados por plomo, los posibles puntos de contacto donde la población se expone a este metal y, finalmente, el tipo de la población en riesgo (tamaño y edades). Durante la visita al sitio un factor crítico es la identificación de hábitos y elementos que pudieren favorecer la exposición al plomo, por ejemplo, uso de loza vidriada para la cocción de alimentos, uso de fármacos tradicionales con alto contenido de plomo (por ejemplo, azarcón, greta, etc.), presencia en la comunidad de casas con pintura vieja en mal estado (pintura descarapelada), etc.
El concepto de ruta ambiental de exposición se refiere al trayecto que sigue el contaminante desde su fuente hasta contactar la población. Toda ruta se constituye entonces de cinco componentes:
Fuente de contaminación .. fuente que emite contaminantes al ambiente.
Medio ambiental .. aire, agua, suelo, polvo, alimento, etc., medio responsable de transportar los contaminantes desde la fuente hasta el punto de exposición.
Punto de exposición .. lugar donde la población entra en contacto con los contaminantes (pozos profundos, área de recreación infantil, grifos caseros, etc.).
Vía de exposición .. inhalación (aire, partículas finas), ingesta (agua, suelo, alimento, polvo), absorción dérmica, etc.
Población receptora .. personas que están expuestas a los contaminantes.
La identificación de las rutas de exposición es un punto medular del esquema, ya que la ruta es el camino que recorre el contaminante para llegar al hombre; por consiguiente, cualquier programa de restauración deberá centrarse en el abatimiento de las rutas más importantes. Si las rutas no están bien definidas, el programa de restauración a proponerse para el sitio podría no ser el más adecuado.
Durante la visita al sitio el evaluador hará los esfuerzos necesarios para identificar a los componentes de las rutas de exposición más probables para el área de estudio. Además de lo expuesto en el párrafo anterior, la importancia de reconocer las rutas de exposición radica en el hecho de que la presencia de plomo será evaluada sólo en los puntos de exposición (que serían los puntos de mayor riesgo). Si las rutas de exposición no se disecan de manera individual, el análisis ambiental será impreciso y la identificación de las comunidades en riesgo podría ser errónea.
Es tan importante este punto, que se invita al lector a que revise el capítulo específico en el manual de ATSDR (ATSDR, 1992). A continuación solamente se exponen algunos elementos que pueden ser de importancia para el caso del plomo.
2.1. Solubilidad en agua. Los compuestos de plomo solubles en agua se adsorben con menor afinidad a los suelos y, por lo tanto, son rápidamente transportados desde el suelo hasta los cuerpos de agua superficial y/o profunda. Por el contrario, los compuestos menos solubles se podrán encontrar en suelos, sedimentos y en partículas en suspensión de cuerpos de agua. Otro factor que afecta la solubilidad del plomo es el pH del agua. A un pH > 5.4 la solubilidad del plomo es aproximadamente de 30 µg/L en agua dura (alto contenido de sales disueltas) y de 500 µg/L en agua blanda (con bajo contenido de sales disueltas). En general, el contenido de plomo disuelto en agua es bajo debido a que este metal forma complejos de baja solubilidad con aniones como los hidróxidos, carbonatos, sulfatos y fosfatos. Se han encontrado valores hasta de 27:1 para la relación plomo en sólidos suspendidos: plomo disuelto en agua.
2.2. Aire.
Debe prestarse atención a la partículas suspendidas. Las funciones metálicas y los
automotores que usan gasolina con plomo son excelentes fuentes de plomo para el aire.
Ahora bien, el plomo en el aire finalmente se deposita en el suelo, por lo cual habría
que analizar ambos medios. Las partículas de mayor tamaño (>2µm) se depositan cerca
de la fuente (por ejemplo, a 25 m de las zonas de alto tráfico vehicular), pero las
partículas más pequeñas se depositan a distanciasmayores.
Las partículas emitidas por lo automotores son pequeñas, pero crecen en tamaño por un
fenómeno de coagulación.
2.3. Suelo. La interacción del plomo con el suelo depende del pH del suelo y de la presencia de elementos quelantes como algunos iones y algunos elementos de la materia orgánica de este medio. A un pH mayor a cinco, y en un suelo con más de cinco por ciento de materia orgánica, el plomo se secuestra en los primeros cinco centímetros de suelo. Al mismo pH en suelos con menor carga de materia orgánica, el plomo puede inmovilizarse por la interacción con iones fosfatos y carbonatos. A pHs ácidos, el plomo se solubiliza y puede entonces lixiviarse contaminando acuíferos o puede ser captado por las plantas. Otro factor que favorecería la lixiviación sería que la concentración del plomo fuese de tal magnitud que se sobrepasase la capacidad amortiguadora del suelo. En conclusión, la presencia de carbonatos y la alcalinización de suelos serían factores que impedirían la solubilidad del plomo.
2.4. Cadena alimentaria.El plomo no se biomagnifica pero si puede bioconcentrarse en organismos acuáticos y terrestres que pueblan zonas impactadas por el metal. En cuanto a alimentos se refiere, más que la contaminación del alimento per se, el riesgo mayor se da durante su preparación. En algunos países se acostumbra utilizar recipientes de barro vidriado para la cocción de alimentos. El barro vidriado tiene un alto contenido de plomo y durante la cocción este plomo puede lixiviarse, pasando así a los alimentos.
2.5. Factores del sitio que podrían influir en el destino y el transporte del plomo. Existe una serie de factores locales que deben considerarse durante una evaluación del riesgo. El índice de precipitación es importante dado que se ha demostrado que el plomo se remueve de la atmósfera por deposición húmeda. La temperatura fría facilitaría las inversiones térmicas y con ellas se incrementaría la concentración del plomo en el aire. La dirección de los vientos podría llevar plomo a zonas habitadas. La fuerza de los vientos podría provocar tolvaneras que llevarían partículas de suelo contaminado al interior de las residencias.
En esta fase es necesario estudiar la presencia de plomo en todas las posibles rutas, hayan sido registradas éstas dentro del sitio o fuera de él. Es muy importante que los primeros puntos a muestrear sean los que representen mayores riesgos para la salud. Estos lugares son los puntos de exposición donde los contaminantes entran en contacto con la comunidad afectada.
3.1. Muestreo. Es de suma importancia que el muestreo se efectúe bajo normas de calidad, por consiguiente, se invita al lector a consultar manuales profesionales de muestreo, como los de la Agencia de Protección Ambiental (EPA), el publicado por la ATSDR (ATSDR, 1994), o el Manual de Procedimiento en la Toma de Muestras Biológicas y Ambientales para Determinar Niveles de Plomo, publicado por el Centro Panamericano de Ecología Humana y Salud (ECO/OPS, 1995). El muestreo deberá ser completo (todos los medios del ambiente) y representativo (número de muestras estadísticamente suficientes para cada medio).
Para cuerpos de agua superficial se requiere el análisis gradiente arriba de la supuesta fuente contaminante, y el análisis gradiente abajo de todos los puntos de exposición posibles (especial atención con los puntos donde el agua se utiliza para consumo humano, recreación, limpieza de ropa, etc.). Aunado a lo anterior, es importante que la colecta de muestras considere los periodos estacionales, esto es, épocas de lluvias y de secas. Debe conocerse el pH a efecto de establecer la posible solubilidad del plomo. Siempre que se analice un cuerpo de agua superficial, habrá que obtener información de los sedimentos. Estos serán muestras simples y superficiales (0-5 cm), gradiente arriba y gradiente abajo, en los puntos de exposición humana.
Los acuíferos deberán ser monitoreados no sólo a través de los pozos construidos por el hombre, sino también colectando muestras de manantiales, ojos de agua, etc. Dada la naturaleza heterogénea de los acuíferos, éstos deberán ser analizados cuando menos tres veces durante un año. Los muestreos de acuíferos deben ser completados con análisis de grifos caseros, ya que la concentración del plomo en éstos puede variar con respecto al valor encontrado en el pozo o en el manantial.
Para aire deben considerarse las partículas suspendidas. Los puntos de muestreo deben tomar en cuenta las actividades industriales dentro y fuera del sitio, así como las condiciones meteorológicas prevalentes. Es factible que pueda requerirse del modelaje a fin de identificar los puntos más probables de contaminación (siempre deberán tomarse muestras de aire ambiental). Las muestras de aire se colectarán bajo un esquema de 24 horas en un calendario que considere todas las condiciones meteorológicas a lo largo de un año. Cada muestreo debe considerar el registro de las actividades en el sitio y de la información meteorológica al momento de la colecta. Las muestras deben tomarse a la altura de la zona respiratoria, esto es, 1.2-1.5 metros sobre la superficie. En el caso de sitios muy contaminados podría ser necesaria la toma de muestras al interior de las residencias.
Teniendo como objetivo la evaluación de la exposición (sobre todo en población infantil), las muestras de suelo deberán ser simples y superficiales (0-5 cm), colectadas en áreas contaminadas y en áreas "libres" de plomo. Para el muestreo en áreas urbanas es muy importante notar si no ha existido remoción o intercambio de suelo como resultado de obras de urbanización. La colecta contemplará la época fría en sitios que con frecuencia son afectados por la nieve, y la época de lluvias en sitios normalmente impactados por inundaciones o por corrientes superficiales.
Las muestras de polvo residencial se colectarán en aquellos sitios peligrosos que tienen las condiciones para que el plomo sea transportado del exterior al interior de las residencias. Este es el caso, por ejemplo, de un sitio metalúrgico donde el suelo contaminado con plomo pueda transportarse a través del viento. Antes de proceder a la colecta de polvo residencial deberá generarse un mapa de la residencia donde se apuntará con precisión los puntos más frecuentados por la población infantil.
En cuanto a alimentos, se analizarán muestras de los alimentos de origen vegetal y animal producidos en la zona y de aquéllos consumidos habitualmente por la población aunque vengan de zonas alejadas al sitio. Es importante incluir además de las fuentes agrícolas, a los alimentos generados por la pesca y la caza. Especial atención se tendrá con los alimentos si existe la costumbre de utilizar recipientes de barro vidriado.
En todos los medios estudiados, siempre habrá que colectar muestras basales que indiquen los niveles naturales de sustancias en el sitio (por ejemplo: metales en zonas mineras). El evaluador deberá establecer durante la visita al sitio, los puntos mas apropiados para dicho muestreo. En cualquier caso, los valores basales no deben superar a los valores de referencia que se utilicen para obtener criterios de contaminación (ver punto 3.3. de esta sección).
3.2. Análisis de laboratorio. Para evaluar la exposición se requiere del análisis cuantitativo de los contaminantes, para lo cual deberán utilizarse los métodos de laboratorio más adecuados y los procedimientos de control de calidad más estrictos. Para el caso de plomo, el método de mayor popularidad es la espectrofotometría de absorción atómica, seguida por la espectrometría de emisión de plasma. Aunque la voltametría es ampliamente empleada en algunos países.
Independientemente del equipo, debe quedar claro que el método a utilizar debe tener un límite de detección adecuado al medio ambiental que se esté analizando. Por ejemplo, la detección de plomo en suelos contaminados por lo general se realiza por espectrofotometría de absorción atómica bajo el método de flama, pero este método no es el adecuado para algunas muestras de agua, en cuyo caso podría hacerse necesario el horno de grafito.
Además de contar con el equipo idóneo, el laboratorio debe contar con buenas prácticas. Tanto la colecta como la preparación de las muestras para su análisis requieren igual atención como el análisis mismo. Para la colecta de la muestra se recomienda seguir los métodos descritos en el Manual de ECO (ECO/OPS, 1995).
Dentro de las prácticas de control de calidad altamente recomendables para el laboratorio, se pueden apuntar dos: el control de calidad externo y el uso de matrices certificadas. Con respecto al control de calidad externo, la mejor práctica es que al establecer un método, el laboratorio que lo establezca busque certificar su recuperación y reproducibilidad ante otro laboratorio que tenga experiencia en dicho método. Por su parte, las matrices certificadas, tienen la cualidad de que sirven para la vigilancia del trabajo diario. Cada determinado número de muestras problemas, puede analizarse una muestra certificada que haya sido tratada de manera idéntica al problema, y así se vigila día a día, la calidad del método analítico. Las matrices certificadas pueden ser adquiridas de fuentes comerciales en los Estados Unidos, Japón o Europa.
La información a obtener, o la información que se analice a partir de otras fuentes informativas, deberá contener al menos los siguientes puntos:
* fecha de muestreo;
* diseño y representatividad del muestreo;
* localización de los puntos de muestreo;
* contaminante;
* medio del ambiente analizado;
* valores promedio (media y mediana, con desviación o error estándares)
* concentraciones mínimas y máximas;
* método de laboratorio utilizado; y,
* programa de control de calidad empleado en el estudio (con énfasis en el porcentaje de
recuperación para el contaminante
en la matriz analizada).
3.3. Valores de referencia. A fin de tener un marco de referencia para establecer un escenario de la contaminación, los valores ambientales registrados en los puntos de exposición pueden compararse contra diversos valores de referencia. En la siguiente tabla se exponen algunos de ellos.
medio ambiental |
AIRE |
AGUA |
SUELO |
POLVO |
valores
de |
1.01 |
10.02 |
2503 |
basal4 |
(1) Recomendación de la OMS para plomo en aire (promedio anual) (OMS, 1987)
(2) Recomendación de la OMS para plomo en agua (OMS, 1995).
(3) Recomendación para plomo en suelo en áreas de recreación infantil (Madhavan et al., 1989).
(4) Al no existir valores de referencia sería recomendable emplear el nivel basal del área, para lo cual se colectará la muestra de polvo en alguna vivienda fuera del área contaminada.
Biomarcadores de Exposición
Una vez conocidos los niveles de las concentraciones de plomo en las muestras ambientales, deberá establecerse mediante fórmulas adecuadas el nivel de exposición real. Otro mecanismo adecuado para ello es la cuantificación de las concentraciones de plomo en sangre. La determinación de los niveles de plomo en sangre es un buen parámetro para la caracterización del riesgo (ver la sección 6) y asimismo sirve para tener una idea del factor de biodisponibilidad. En relación con este último punto, no es raro que en algunos sitios, como los mineros, las muestras ambientales presenten altas concentraciones de plomo, en tanto los niveles sanguíneos de plomo en los niños de dichos sitios, sean bajos. En este ejemplo, dicha diferencia se debe a la pobre biodisponibilidad del plomo en las muestras ambientales.
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. En el caso del plomo, los biomarcadores de exposición que se han utilizado son plomo en pelo (ATSDR, 1993), plomo en orina (ATSDR, 1993), plomo en diente (ATSDR, 1993), plomo en placenta (Díaz-Barriga et al., 1995) y plomo en sangre (ATSDR, 1993), (CDC, 1991). El pelo no es una matriz adecuada ya que el metal puede adsorberse por la superficie externa. La orina es solamente una buena matriz en los casos de tratamiento farmacológico para la eliminación del plomo. El diente (y sobre todo la dentina) es un buen indicador de exposición crónica pero su uso es limitado y no puede aplicarse con facilidad en un estudio epidemiológico. La placenta podría ser un buen indicador pero al igual que el diente, su uso se limita a una etapa de la vida y en este caso, es específico de sexo.
Por tal motivo, el biomarcador más utilizado es la detección sanguínea de plomo.
La detección de plomo debe realizarse en sangre venosa, por la menor probabilidad de contaminación externa. Sin embargo, si se tiene personal capacitado, la detección en sangre capilar puede ser aceptada. De todas formas, un valor alto de plomo en sangre capilar debe ser confirmado en sangre venosa.
Es recomendable que en caso de requerirse una selección, primero se estudien los niños que habiten o entren en contacto con los puntos de exposición más contaminados.
Un punto que no puede escapar en la preparación de un estudio con biomarcadores es definir el tamaño y tipo de población que será sujeta al estudio. ¿Cuántos individuos se estudiarán? ¿Cuáles serán los criterios de inclusión o exclusión que determinarán la selección de individuos? La contestación de éstas y otras preguntas debería basarse en un análisis estadístico previo que permitiese el diseño epidemiológico del estudio. Sin embargo, por lo general, para efectuar dichos análisis requerimos de información básica de la cual se carece en muchos sitios. Además, un hecho real, para definir el tamaño de la población a estudiar, el factor económico en no pocas ocasiones será mejor guía que la fórmula matemática.
Debido a la ubicuidad del plomo, todo el material de análisis debe estar libre de este elemento.
El análisis de biomarcadores en el laboratorio debe seguir la misma rigurosidad de calidad exigida a las muestras ambientales. En el área existen dos métodos para la cuantificación de plomo en sangre uno es la espectrofotometría de absorción atómica con horno de grafito y otro es la voltametría de redisolución anódica. Ambos son adecuados y con sensibilidad suficiente.
Sin embargo, para garantizar los resultados y sobre todo a bajas concentraciones, el laboratorio analítico deberá tener la costumbre de analizar matrices certificadas (por ejemplo, el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de México cuenta con un estándar certificado para plomo en sangre).
Además, es recomendable la participación en programas de control externo. Uno de ellos es el de los Centros para el Control de las Enfermedades de los Estados Unidos (CDC por siglas en inglés); en tanto, la Organización Panamericana de la Salud lleva a cabo un ejercicio de intercalibración de laboratorios.
Para la colecta de la muestra de sangre se recomienda seguir el método propuesto en el Manual de ECO (ECO/OPS, 1995).
Es importante recordar que para los estudios de biomarcadores, deben colectarse muestras humanas y, por lo tanto, es requisito contar con la aprobación de un Comité de Bioética que revise los procedimientos que se planean seguir durante la colecta. Asimismo, en todos los casos, deberá solicitarse por escrito el consentimiento del donador (cuando sea un adulto) o del padre o tutor cuando la colecta se realice en población infantil. En dicho consentimiento, quien autorice deberá tener conocimiento de los objetivos y alcances del estudio. Además, por ética, los estudios deberán ser con carácter voluntario, anónimo y gratuito, con el compromiso adicional de que tan pronto se obtengan los resultados en el laboratorio, los donadores conocerán los resultados de sus análisis y lo que significan para su salud.
En el reporte final, el evaluador buscará obtener una correlación entre los valores de plomo en sangre y el nivel de contaminación en el sitio, tomando en cuenta la antigüedad de la contaminación, el tiempo de residencia en el sitio, el tiempo de exposición de los individuos, etc. Las concentraciones de plomo en sangre servirán para caracterizar el riesgo como se apunta en una siguiente sección. En el caso de muestras seriadas en un mismo individuo, se definirán como cambio significativo sólo aquellas concentraciones mayores o menores a 5 µg/dl.
Dos grupos poblacionales son los de mayor riesgo ante la exposición al plomo y siempre deberán ser considerados en una evaluación de plomo en sangre. Ellos son los niños y las mujeres en edad reproductiva.
En cuanto a los niños, se sabe que absorben más plomo que los adultos, lo almacenan en menor proporción en hueso (es decir existe más cantidad de plomo disponible para ser distribuido a los tejidos blandos como el cerebro), lo excretan en menor proporción y la barrera hematoencefálica en los infantes todavía está inmadura, lo cual facilita la llegada del plomo al tejido nervioso central.
Con respecto a las mujeres en edad reproductiva, el riesgo es que durante su embarazo ocurra traspaso de plomo desde la madre hasta el feto a través de la placenta. Esto es particularmente importante ya que durante el embarazo, la mujer, además de estar expuesta al plomo por medio de las fuentes exógenas (dieta, ambiente, etc.), tiene una fuente endógena que es la redistribución del plomo óseo hacia la sangre.
Biomarcadores Nutricionales
El estado nutricional se encuentra muy relacionado con la absorción del plomo. Algunos estudios han mostrado una correlación inversa entre los niveles de plomo y los niveles de micronutrientes como el hierro y el calcio. Por tal motivo, podría esperarse que un individuo con deficiencia nutricional sea más susceptible a los efectos tóxicos del plomo por tener mayor capacidad de absorción.
Ahora bien, la evaluación nutricional es en extremo compleja dada la gran cantidad de nutrientes susceptibles a ser estudiados y por la amplia variabilidad individual. No obstante, para simpleza de los estudios hemos seleccionado tres indicadores: el peso corporal, los niveles sanguíneos de hierro (incluyendo la capacidad de fijación) y un cuestionario de ingesta de calcio. Habrá investigadores que consideren más adecuado el análisis de otros indicadores. Creemos que esto es positivo siempre y cuando dichos indicadores reflejen el estado nutricional de los individuos y existan antecedentes en la literatura sobre su relación con el plomo.
La evaluación de los biomarcadores nutricionales debe efectuarse de manera simultánea con el estudio de los biomarcadores de exposición. Esto es, ambos tipos de biomarcadores deben analizarse en los mismos individuos y, de ser posible, en la misma época.
En el reporte final se buscará establecer el nivel nutricional de la comunidad expuesta y se tratará de correlacionar la exposición con el nivel de nutrición. Aquellos individuos desnutridos que además hubieren registrado resultados positivos en cuanto a los biomarcadores de exposición, deberán ser considerados sujetos de alto riesgo. Para ellos habrá que instrumentar programas de vigilancia epidemiológica.
El método para la estimación preliminar del riesgo que exponemos a continuación se basa en la metodología de estimación de riesgo desarrollada en los Estados Unidos. En su planteamiento original la metodología consiste en cuatro fases iniciales:
6.1. Identificación del contaminante
En esta sección se resume la información sobre los contaminantes presentes en el sitio; en este caso, el plomo. Deberán contestarse las siguientes interrogantes:
¿Cuáles son las rutas de exposición más importante en el sitio?
¿Existen hábitos en la población que incrementan la exposición al plomo? (uso de azarcón, de loza vidriada, presencia de casas con pintura a base de plomo, etc.)?
¿Están presentes en dichas rutas otros contaminantes además del plomo? (el contestar esta interrogante es de suma importancia ya que el plomo pudiera interactuar con otros metales, por ejemplo, con el cadmio y el arsénico).
¿Cómo se da la exposición al plomo (frecuencia, duración, etc.)?
¿Cuál es la población en riesgo (niños, adultos, mujeres embarazadas, etc.)?
6.2. Análisis dosis-respuesta
Este apartado debe considerar las relaciones entre los niveles de plomo en sangre y los efectos descritos para población infantil o para población adulta (debe tenerse especial cuidado con los efectos a nivel reproductivo en la mujer). Un ejemplo de esta relación se expone en la siguiente tabla (la actualización de los datos de esta tabla será responsabilidad del evaluador).
Respuesta en niños |
Nivel de Pb en sangre (µg/dL) |
Respuesta en adultos |
150 |
||
muerte |
||
100 |
encefalopatía | |
encefalopatía |
||
nefropatía |
anemia |
|
anemia |
||
cólico |
longevidad disminuida |
|
50 |
|
|
neuropatía periférica |
||
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40 |
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|
30 |
Hipertensión
arterial |
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20 |
|
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