FACULTAD DE INGENIERA DEPARTAMENTO DE INGENIERA GEOGRFICA

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE

EVALUACIN DEL RIESGO TOXICOLGICO POR ARSNICO MEDIANTE EL USO DE ORINA COMO BIOMARCADOR

CLAUDIA ANDREA GAJARDO DEVIA LUNA TAMARA VIDAL GONZLEZ

Profesor Gua: Dr. Oscar Daz Schultze

Trabajo de Titulacin presentado en conformidad a los requisitos para obtener el Ttulo de Ingeniero de Ejecucin en Ambiente

Santiago - Chile 2009

2009. CLAUDIA ANDREA GAJARDO DEVIA LUNA TAMARA VIDAL GONZLEZ Se autoriza la reproduccin parcial o total de esta obra, con fines acadmicos, por cualquier forma, medio o procedimiento, siempre y cuando se incluya la cita bibliogrfica del documento.

DEDICATORIA

Dedicatoria de Claudia Gajardo Devia Es de a poco como se alcanzan metas y desafos, es con sabidura y paciencia como se abre el camino al xito y sobre todo, es con la mejor motivacin con la que se debe llegar al triunfo. Durante el transcurso de esta importante etapa, camin entre triunfos y fracasos y tuve que enfrentar cada da tener que continuar, con el propsito de lograr lo que quera alcanzar. Este proceso ha llegado a su fin y no me queda ms que reflexionar sobre el esfuerzo dedicado, siempre tuve en cuenta que Para empezar un gran proyecto, hace falta valenta y para terminar un gran proyecto, hace falta perseverancia. Gracias al Cielo!!!!

Dedicatoria de Luna Vidal Gonzlez Recuerdo el ao 2004 como un tiempo de altos y bajos, conoc a personas increbles, entre ellos profesores y algunos compaeros, pero tambin fue un ao difcil, fue un tiempo en que mi autoestima se vio en juego (las notas no eran de lo mejor), pero finalmente, despus de 5 aos puedo decir: La paciencia comienza con lgrimas y, al fin, sonre. (Ramn Llull), realizar el ltimo esfuerzo acadmico produce una gran alegra, ya que detrs de esto hubo paciencia y perseverancia; aunque no considero esto como lo ms importante en mi vida, s me siento orgullosa de cumplir con un objetivo: termina lo que empiezas, porque como dice Tomas Carlyle: Puede ser un hroe tanto el que triunfa como el que sucumbe, pero jams el combate, que abandona el combate de aqu en adelante comienza una nueva etapa en mi vida crecer y mejorar. Gracias totales!!

i

AGRADECIMIENTOS

Un agradecimiento muy especial a nuestro profesor gua, Oscar Daz, quien nos ha brindado un gran apoyo, colaborando en todo momento con orientacin y conocimiento, haciendo posible la elaboracin de esta tesis. Gracias tambin al profesor Hernn Soto, quien junto al profesor Oscar Daz, creyeron y confiaron en nosotras, permitindonos participar en este proyecto de consciencia social y ambiental, considerando la evaluacin del riesgo en poblaciones expuestas a algn txico, demostrando en todo momento su preocupacin por la salud de las personas, hacindonos reflexionar sobre nuestro real aporte a su bienestar, gracias a su notable calidad como docentes. A todos y cada uno de los profesores del departamento de Ingeniera Geogrfica, que nos dieron clases; por sus enseanzas, por su dedicacin y su tiempo; en especial aquellos que hicieron que nuestro paso por la universidad fuera fructfero. Reconocemos tambin los conocimientos del profesor Claudio Vargas, que fueron de gran aporte, adems de su ayuda sobre a que instituciones recurrir para la recopilacin de datos relevantes. Gracias a l logramos obtener informacin valiosa, procedente de la biblioteca del Ministerio de Salud del Dr. Bogoslav Juricic Turina. Nuestro ms sincero agradecimiento a todos los profesores, que han contribuido con su sabidura a la realizacin de esta tesis, adems de su enorme calidad humana y educadora, las que han sido fundamentales para el trmino de este trabajo.

ii

TABLA DE CONTENIDOS

DEDICATORIA .....................................................................................................i AGRADECIMIENTOS .........................................................................................ii INDICE DE TABLAS ...........................................................................................v INDICE DE ILUSTRACIONES............................................................................vi RESUMEN .........................................................................................................vii ABSTRACT ........................................................................................................ix

CAPTULO I: INTRODUCCIN...........................................................................1 1.1 1.2 1.3 1.4 METODOLOGA APLICADA .....................................................................3 ESTADO ACTUAL DEL PROBLEMA ........................................................3 HIPTESIS GENERAL..............................................................................5 OBJETIVO GENERAL ...............................................................................5

1.4.1 Objetivos Especficos.................................................................................5

CAPTULO II: DESARROLLO DEL TEMA .........................................................6 2.1 2.2 EL ARSNICO (As) ...................................................................................6 ASPECTOS FSICOS QUMICOS DEL As ................................................7

2.2.1 Compuestos Inorgnicos ...........................................................................8 2.2.2 Compuestos Orgnicos..............................................................................9 2.3 TOXICIDAD DEL As ................................................................................12 2.3.1 Intoxicacin a corto plazo (Aguda)...........................................................13 2.3.2 Intoxicacin a largo plazo (Crnica).........................................................15 2.4 2.5 2.6 2.7 EFECTOS DEL As SOBRE LA SALUD HUMANA...................................16 CARCINOGENICIDAD DEL As ...............................................................18 MANIFESTACIONES CLNICAS DEL As ................................................19 CONCENTRACIONES DE As CON RIESGO A CAUSAR DAO EN .....22 2.4.1 Vas de ingreso del As .............................................................................16

LA SALUD iii

2.7.1 Norma Nacional para agua potable .........................................................22 2.7.2 Lmite Nacional para As urinario ..............................................................22 2.7.3 Normas Internacionales ...........................................................................23 2.7.4 Lmites Internacionales de ingesta para As .............................................24 2.8 2.9 USO DE BIOMARCADORES ..................................................................26 EVALUACIN DEL RIESGO TOXICOLGICO ......................................30 2.8.1 Clasificacin de Biomarcadores...............................................................27

CAPTULO III: MARCO METODOLGICO ......................................................32 3.1 3.2 3.3 3.4 REA DE ESTUDIO ................................................................................32 SELECCIN DE POBLACIN AFECTADA ............................................34 MUESTREO DE ORINA ..........................................................................35 ESPECTROFOTOMETRA DE ABSORCIN ATMICA (EAA)..............38

3.4.1 Anlisis Cuantitativo.................................................................................42 3.4.2 Ley de Lambert Beer ............................................................................45 3.4.3 Sistema de Generacin de Hidruros ........................................................47 3.5 3.6 EQUIPO PARA MEDICIN DE AsTot URINARIO...................................49 DETERMINACIN DEL NIVEL DE CREATININA ...................................51 3.5.1 Determinacin de AsTot urinario..............................................................49

CAPTULO IV: RESULTADOS Y DISCUSIN DE LOS RESULTADOS .........52 4.1 4.2 4.3 RESULTADOS DE AsTot EN ORINA ......................................................52 DISCUSIN DE LOS RESULTADOS......................................................57 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...........................................60

BIBLIOGRAFA .................................................................................................62 ANEXOS............................................................................................................68

iv

NDICE DE TABLAS

Tabla 2.1. Principales propiedades qumicas del As...........................................7 Tabla 2.2. Principales propiedades fsicas del As...............................................8 Tabla 2.3. Lmites de As para agua potable y orina..........................................24 Tabla 2.4. Rangos de concentraciones de AsTot normalmente .......................30 encontradas en sujetos no afectados por ingestin de alimentos del mar o por sobreexposicin en ambientes laborales Tabla 2.5. Concentracin de AsTot en orina como referencia ..........................31 para el diagnstico toxicolgico. Actualizacin 2007 Tabla 3.1. Ventajas e inconvenientes del muestreo utilizado ...........................35 Tabla 3.2. Trminos utilizados en el anlisis cuantitativo .................................43 Tabla 3.3. Condiciones de anlisis utilizados para la determinacin ................50 de AsTot, mediante EAA GH IF Tabla 4.1. Concentracin de AsTot en muestras de orina, primer muestreo ....53 Tabla 4.2. Concentracin de AsTot en muestras de orina, segundo muestreo 54 Tabla 4.3. Resultados estadsticos de AsTot en orina, primer muestreo ..........54 Tabla 4.4. Resultados estadsticos de AsTot en orina, segundo muestreo ......55 Tabla 4.5. Resultados estadsticos de AsTot en orina en ambos muestreos....55 Tabla 4.6. Valores de AsTot urinario segn rangos normales y txicos ...........56

v

NDICE DE ILUSTRACIONES

Figura 2 1. Toxicidad del As...........................................................................12 Figura 2 2. Epitelioma basocelular en una pierna ..........................................18 Figura 2 3. Angiosarcoma heptico primario .................................................20 Figura 2 4. Lmites de ingesta de AsIn, recomendado por FAO/OMS ...........25 Figura 3 1. Ubicacin geogrfica de Socaire .................................................32 Figura 3 2. Pueblo de Socaire........................................................................33 Figura 3 3. Envase para muestras de orina ...................................................36 Figura 3 4. Principales etapas de la EAA.......................................................38 Figura 3 5. (A) tomo en estado fundamental, (B) tomo en estado.............41 excitado Figura 3 6. Absorcin atmica .......................................................................42 Figura 3 7. Intensidad de emisin lumnica segn la espectrofotometra ......43 Figura 3 8. Representacin esquemtica de un espectrofotmetro...............44 de absorcin atmica Figura 3 9. Grfico de calibracin lineal que relaciona la absorbancia ..........46 con la concentracin Figura 3 10 Generador de hidruros con control de flujo..................................48

vi

RESUMEN En la zona norte de Chile, las concentraciones de As son elevadas, ya sea por la actividad minera, como tambin por razones naturales. Por tal razn, el objetivo de este trabajo est orientado hacia un pueblo andino llamado Socaire, ubicado en la Regin de Antofagasta, en el cual no existen tratamientos para abatir las concentraciones de As en el agua de bebida, por lo tanto, se tomaron muestras de orina en un grupo de habitantes de Socaire, para usarlo como biomarcador de exposicin reciente y evaluar el riesgo toxicolgico existente en la poblacin. El mtodo utilizado en este trabajo, para determinar la concentracin de As Total (AsTot) en la orina de cada individuo, fue el de espectrofotometra de absorcin atmica acoplada a generacin de hidruros con inyeccin en flujo (EAA GH IF). Se realizaron dos periodos de muestreos; durante el primer muestreo correspondiente al ao 2007 se recolectaron 22 muestras de orina y en el segundo muestreo realizado durante el ao 2008, se recolectaron 9 muestras de orina. Las alcuotas de las muestras, fueron trasladadas al laboratorio del Instituto de Agroqumica y Tecnologa de Alimentos, Espaa; lugar donde realizaron el anlisis de las muestras de orina. Los resultados de la concentracin de AsTot urinario, correspondientes a ambos muestreos realizados entre los individuos seleccionados de Socaire, entrega como promedio el valor de 238 (g/L). Dicho valor supera 10 veces el promedio para las muestras de la ciudad control, correspondiente a Calama (25 g/L). Se concluye que en Socaire existe una situacin de riesgo toxicolgico, debido a que la concentracin de AsTot urinario obtenido a partir de las muestras, cumplen con la condicin de txica segn el Instituto Nacional de Toxicologa y Ciencias Forenses. Sevilla y el rea de Toxicologa de la Universidad de Sevilla. vii

PALABRAS CLAVES Arsnico Total Biomarcador de exposicin reciente Evaluacin del riesgo toxicolgico Espectrofotometra de absorcin atmica

viii

ABSTRACT In Northern Chile, arsenic is found in its natural form in the environment. High concentration of this metalloid can produce severe damage to people, because of mining activity. This work is focused to measure the arsenic concentration in urine collected from a group of inhabitants of Socaire town (Antofagasta Region) and then to evaluate the toxicological risk. There are no treatment system to reduce the concentration of As in drinking water, so the level of this metalloid is very high. Urine samples collected in Calama city were selected as control. The instrumental method employed to measure total arsenic (AsTot) concentration in urine, was Flow Injection Hydride Generation Atomic Absorption Spectrophotometry (FI HG AAS). Two sampling period was established: The first, in November 2007, which 22 samples were collected and the second, in September 2008, 9 samples were obtained. The samples were sent to the laboratory of Heavy Metal Contamination, belonging to the Food Technology and Agrochemistry Institute of Valencia, Spain. The results of urinary arsenic concentration corresponding to both sampling, reached 238 g/L, which exceed by 10 times the average obtained in urine samples from Calama (25 g/L). It is concluded that exists a high toxicological risk situation inhabitants of Socaire, because all samples are within condition of toxic ( 50 gAs/L), established by National Institute of Toxicology and Forense Science, Sevilla, Spain and the University of Sevilla. KEYWORDS: Total Arsenic Recent Exposal Biomarker Toxicological Risk Evaluation Atomic Absorption Spectrophotometry

ix

CAPTULO I.

INTRODUCCIN

Los compuestos inorgnicos del arsnico (As) se encuentran de manera natural en la Litsfera (rocas, suelos, sedimentos) representando el 90%, en la Atmsfera el aporte es de entre 7 - 8%, en la Hidrsfera (mares, lagos, cursos superficiales y profundos de aguas), y en la Bisfera. Sin embargo, en algunas reas del planeta la concentracin de As en los suelos y aguas que los cursan es extremadamente alta, como ocurre en la regin del norte de Chile y Argentina y en el sur de Per y Bolivia (Santolaya R. y colab., 1995). La exposicin al As, en Chile tiene su origen en dos fuentes: una natural, como es la contaminacin de las aguas y en suelo en el norte del pas y otra antropognica derivada de la actividad minera. Son fuentes antropognicas de As los yacimientos de cobre y el proceso de fundicin del mineral en que este es oxidado a trixido de arsnico (As2O3) exponindose la poblacin a este compuesto principalmente por va respiratoria. La Agencia de Proteccin Ambiental de Estados Unidos (EPA), ha determinado que el arsnico inorgnico (AsIn) es reconocido como sustancia carcinognica en seres humanos y lo clasific en el GRUPO A. La inhalacin y, probablemente tambin la ingestin de As produce cncer de pulmn. Por otra parte, la ingestin de As origina cncer de piel y de hgado, y quizs cncer de vejiga y de rin. Hay evidencia de que fumar tabaco y la simultnea exposicin a As, actan sinrgicamente para causar cncer de pulmn, es decir, que su efecto conjunto es mayor que la que ejercera la suma de los efectos individuales si actuasen independientemente. No se conoce ningn riesgo sobre la salud humana, en el caso de que lo haya, de las concentraciones de fondo de As que se encuentran en el medio ambiente. Su efecto letal, en el caso de ser ingerido en una dosis aguda, ocasiona un dao gastrointestinal que da lugar a

1

fuertes vmitos y diarrea. El arsnico trivalente (As+3) inorgnico es ms txico que el arsnico pentavalente (As+5), aunque este ltimo se reduce al primero en el cuerpo humano. Los efectos por intoxicacin con As en humanos, pueden ser agudos o crnicos. Ambos producen alteraciones en el sistema respiratorio, gastrointestinal, cardiovascular y nervioso. Hay muchos factores que determinan si la exposicin al As perjudicar a la poblacin. Entre estos factores influyen: la dosis, la duracin y la manera como entr en contacto con esta sustancia. Tambin se deben considerar otras sustancias qumicas a las que se puede estar expuesto; adems de la edad, sexo, dieta y condicin de salud. Los compuestos trivalentes del As, tienen tendencia a acumularse en el organismo, en la queratina1 de las uas, pelo y piel. Al ingresar el AsIn al organismo este es metilado, formando los cidos dimetilarsnico (DMA) y monometilarsnico (MMA). Se excreta por orina, heces y clulas crneas de la piel. Las proporciones de As trivalente, pentavalente y compuestos metilados en orina, varan segn la magnitud de exposicin y la hora de toma de la muestra. La exposicin puede ser valorada midiendo la concentracin del txico en muestras de aire, lo cual se denomina monitorizacin ambiental o identificando parmetros biolgicos en el trabajador: sangre, orina o aire exhalado, denominada monitorizacin biolgica. A estos ltimos se les llama indicadores biolgicos de exposicin o biomarcadores, que valoran la cantidad1

Protena rica en azufre, que constituye la parte fundamental de las capas ms externas de la epidermis

de los vertebrados.

2

absorbida de un qumico o de los subproductos de su biotransformacin en medios biolgicos, lo que permite cuantificar al agente en el organismo. Como bioindicador de exposicin al As se sugiere la medicin de arsnico total (AsTot) urinario, ya que la concentracin de As en orina, parece ser el mejor indicador de la exposicin reciente, o de hace pocos das, a As orgnico e inorgnico. 1.1 METODOLOGA APLICADA Para cuantificar la concentracin de AsTot, se utiliz el mtodo de espectrofotometra de absorcin atmica acoplada a generacin de hidruros con inyeccin en flujo (EAA GH IF). Se basa en el principio que los tomos libres en estado fundamental pueden absorber la luz a una cierta longitud de onda. La absorcin es especfica, por lo que cada elemento absorbe a longitudes de onda nicas. La determinacin de elementos que generalmente se encuentran en concentraciones muy bajas, como lo son el arsnico, selenio, antimonio, bismuto, telurio y estao, requiere del uso de la tcnica de Generacin de Hidruros, la cual se realiza por medio de una reaccin externa para convertir el elemento en su hidruro correspondiente, y leerlo en el equipo de Absorcin Atmica al conducirlo con un gas inerte. 1.2 ESTADO ACTUAL DEL PROBLEMA Una gran cantidad de personas afectadas por el consumo de agua con elevadas concentraciones de As, han sido documentadas en muchas reas del mundo. Entre las reas implicadas con mayor poblacin y extensin geogrfica destacan en Asia el Golfo de Bengala en Bangladesh y el noreste de la India, Mongolia Interior en China, Taiwn y Vietnam. En Amrica, esta problemtica

3

est siendo afrontada en Norteamrica en el oeste de Estados Unidos y Mxico; y en Sudamrica en Argentina, Chile, Bolivia y Per. El conocimiento de la presencia de elevadas concentraciones de As en el agua y sus efectos sobre la salud, estn bien documentados en el Cono Sur americano desde principios del siglo XX, tanto desde el punto de vista hidrogeolgico como epidemiolgico. Los estudios epidemiolgicos sobre el abastecimiento de agua con elevadas concentraciones de As en determinadas reas de Argentina y Chile, estn siendo de vital importancia para el conocimiento de esta problemtica. Es importante destacar que en algunas de estas zonas, los efectos se pueden haber originado desde hace miles de aos. Se han observado elevadas concentraciones de As en tejidos de cuerpos momificados encontrados en lugares arqueolgicos, por ejemplo, en las regiones de Atacama y Tarapac (Arriaza, B. y colab., 2008) En Chile, el sector correspondiente a la zona arsenical es muy estrecho, extendindose por lo general unos pocos kilmetros hacia el oeste de la cordillera. Hacia el norte llegara a la frontera chilena con Per y hacia el sur comprendera hasta el paralelo 30 S, a la altura de la ciudad de la Serena. Realizar un anlisis de AsTot en las aguas de consumo de las localidades rurales de la Regin de Antofagasta, es realmente importante, ya que permite tener una visin actual y real, de la situacin en que se encuentra la contaminacin por As en agua de bebida, en estas localidades. Adems, con estos datos y otros necesarios, como las concentraciones de As urinario, se podr determinar si sus habitantes estn en una situacin de riesgo toxicolgico frente al As, ya que en estas localidades an se pueden evidenciar altas concentraciones de As en el agua de bebida. De esta manera, se podrn tomar medidas para disminuir las enfermedades asociadas al arsenicismo.

4

1.3

HIPTESIS GENERAL La comunidad de Socaire, ubicada en la Regin de Antofagasta, est

expuesta a un alto riesgo de contraer enfermedades asociadas al arsenicismo, como consecuencia del alto nivel de arsnico presente en el agua de bebida. 1.4 OBJETIVO GENERAL Evaluar el riesgo toxicolgico al que est expuesta la poblacin seleccionada, utilizando la orina como biomarcador de exposicin reciente al metaloide. 1.4.1 Objetivos Especficos Determinar niveles de creatinina en la orina obtenida de una muestra de la poblacin de Socaire. Determinar la concentracin de arsnico total en la orina de los individuos seleccionados. Determinar los resultados obtenidos de AsTot en la orina de cada individuo a travs de la concentracin de creatinina.

5

CAPTULO II.

DESARROLLO DEL TEMA

En este captulo se plantean los temas que dan bases a este estudio, abordando lo esencial para la fundamentacin e interpretacin de los resultados obtenidos en el presente trabajo. 2.1 EL ARSNICO (As) Es un metaloide, con propiedades tanto de metal como de elemento no metal; sin embargo, se le refiere frecuentemente como un metal. El As elemental2 es un material slido de color gris acero. Sin embargo, en el ambiente el As se encuentra combinado con otros elementos como por ejemplo: oxgeno, cloro y azufre. El As combinado con estos elementos se conoce como arsnico inorgnico. El As combinado con carbono e hidrgeno se conoce como arsnico orgnico. El As puede presentarse en tres estados alotrpicos: gris, negro y amarillo. El ms estable es el gris, como una masa cristalina, de aspecto metlico, brillante y frgil. El estado negro es un polvo amorfo que a 270C se convierte al estado gris. El arsnico amarillo es una forma cristalina metaestable que se oxida a temperatura ambiente por la accin del aire y revierte al estado gris por la accin de la luz. El arsnico es soluble en agua, pero s en los cidos fuertes. Los minerales ms corrientes de As en la naturaleza son los sulfuros (rejalgar, oropimente, etc.)

2

Llamado tambin As metlico.

6

2.2

ASPECTOS QUMICOS Y FSICOS DEL As El As es un elemento de amplia aunque heterognea distribucin en la

corteza terrestre, que se encuentra en forma de compuestos qumicos variados y complejos. En las Tablas 1 y 2 se presentan las propiedades qumicas y fsicas del As: Tabla 2.1. Principales propiedades qumicas del As.

Fuente: Lenntech.

7

Tabla 2.2. Principales propiedades fsicas del As.

Fuente: Lenntech. El As se encuentra en la naturaleza de dos formas: Formando compuestos inorgnicos y orgnicos. 2.2.1 Compuestos Inorgnicos Existen cuatro formas qumicas de AsIn que se conocen por valencias o estados de oxidacin. La valencia es una medicin de la capacidad de un compuesto para combinarse con otros elementos tales como el hidrgeno. Los compuestos inorgnicos de As son principalmente de origen geolgico y pueden encontrarse en el agua subterrnea que se emplea para el agua de bebida en algunas partes del mundo (GreenFacts, 2005). a) Trivalentes: - As2O3: Trixido de As, As blanco, xido Arsenioso - H3AsO3 HAsO2 H2AsO3 HAsO3-2 AsO3-3: Acidos Arseniosos - AsCl3: Tricloruro de As - As2S3: Trisulfuro de As

8

b) Pentavalentes: - As2O5: Pentxido de As - H3AsO4: cido arsnico u ortoarsnico - HAsO3 H2AsO4 HAsO4-2 AsO4-3: cido arsennicos, arseniatos y sus sales La estabilidad de las formas inorgnicas del As depende de su valencia y de la naturaleza del medio. En medios oxigenados y de pH alto se favorece la forma pentavalente, mientras que en aquellos reducidos y/o cidos, las formas trivalentes. El As2O3 es slo dbilmente soluble en agua y otros solventes que no promueven su transformacin. Por el contrario, el As2O5 posee una gran solubilidad en agua (a 25 As2O3: 2% v/s As2O5: 63%). C, 2.2.2 Compuestos Orgnicos Los compuestos orgnicos de As contienen carbono. Estos compuestos se encuentran principalmente en organismos marinos, aunque algunos tambin se han localizado en especies terrestres. Los compuestos orgnicos de As son: Ac. Monometilarsnico (MMA) Ac. Dimetilarsnico (DMA) xido de trimetilarsina (TMAO) Monometilarsina Dimetilarsina Trimetilarsina Ac. Arsanlico

9

Arsfenamina Carbarsona Triparsamida Ac. 3-Nitro-4-hidroxi-fenilarsnico Ac. 4-Nitrofenilarsnico Arsenobetaina (AB) Arsenocolina (AC) Dialcilcloroarsina Alcildicloroarsina De los compuestos orgnicos de As, se pueden destacar como los ms

importantes en la salud ambiental, las especies metiladas del As que son el MMA y DMA, los cuales son excretados a travs de la orina. Tambin se deben destacar la AB y la AC, estas formas orgnicas de As se encuentran principalmente en los productos marinos. El As forma compuestos estables al unirse con el carbono, siendo bsicamente cuatro grupos los de importancia para el hombre: a) Derivados metilados del cido Arsnico (H3AsO4) Los ms importantes de este grupo son: el MMA, el DMA y sus sales. Estos son usados fundamentalmente como pesticidas. La ingestin puede provocar irritacin gastrointestinal, dao heptico y renal. b) Arsnico de Plantas Marinas, Moluscos, Crustceos y algunos Peces Las formas de As orgnico presentes en estos productos son la AB y la AC. Estas molculas complejas son muy resistentes a la degradacin qumica y 10

su absorcin no es considerada txica para el hombre, ya que se excretan inalteradas. c) Derivados Fenilados del cido Arsnico Estos se han utilizado como suplementos alimenticios y en la profilaxis3 de enfermedades entricas en ganado, desconociendo su mecanismo de accin. La ingesta de altas dosis provoca neurotoxicidad en animales. El efecto en humanos no ha sido suficientemente estudiado. d) Derivados Metilados de la Arsina y Arsina (AsH3) Son compuestos muy escasos, derivados de otros compuestos arsenicales originados por accin de microorganismos y/o condiciones altamente reductoras. Son gases muy irritantes o lquidos voltiles con diverso grado de potencia hemoltica. La arsina se considera el compuesto arsenical ms txico. La adicin de grupos metilos al AsIn, constituye parte del mecanismo de detoxificacin de los organismos vivos. Esta ocurre principalmente a nivel heptico. El As+3 es el sustrato para la metilacin, debiendo el As+5 ser reducido previamente para ser metilado.

3

Uso de medicamentos para prevenir el desarrollo de una infeccin.

11

2.3

TOXICIDAD DEL As El As+5 y As orgnico son rpida y completamente eliminados por los

riones. Para el caso del AsIn, la captacin tras la inhalacin es tambin casi completa, ya que incluso el material menos soluble depositado sobre la mucosa respiratoria se transfiere al tracto gastrointestinal, donde se absorbe. El AsIn es ms txico que el AsIn (OMS, 1996). La toxicidad del As depende de: Estado de Oxidacin Estructura Qumica Solubilidad en el medio biolgico La escala de toxicidad del As decrece en el siguiente orden:+5 +3

y puede llegar a ser 10 veces ms txico que este

ltimo. El tiempo de vida media del AsIn en el ser humano es de 2 a 4 das

Figura 2 1. Toxicidad del As. Fuente: Elaboracin propia.

12

La toxicidad por As puede ocurrir en dos formas: Toxicidad Aguda Toxicidad Crnica La toxicidad aguda es la consecuencia del ingreso de alto contenido de As en un tiempo corto y la toxicidad crnica es el resultado del ingreso de pequeas cantidades de As en un largo periodo de tiempo. 2.3.1 Intoxicacin a corto plazo (Aguda) La exposicin a dosis elevadas de compuestos de AsIn, puede producirse como una mezcla al respirar e ingreso de estos o como resultado de accidentes en industrias en las que se manejan grandes cantidades de As (por ejemplo, trixido de arsnico). Dependiendo de la dosis, se pueden presentar diversos sntomas y, si sta es excesiva, puede resultar fatal. Existen registros de sntomas de conjuntivitis, bronquitis y disnea4, seguidos por molestias gastrointestinales y vmitos y posteriormente, sntomas cardacos y shock irreversible, en un curso temporal de horas. La exposicin a dosis subletales de compuestos de As irritantes en el aire (por ejemplo, el trixido de arsnico), puede producir sntomas relacionados con lesiones agudas en las membranas mucosas del aparato respiratorio y sntomas agudos por exposicin cutnea. En estos casos, se observa una irritacin grave de la mucosa nasal, la laringe y los bronquios, adems de conjuntivitis y dermatitis. En algunos individuos se pueden observar perforaciones del tabique nasal algunas semanas despus de la exposicin. Se cree que la exposicin reiterada permite desarrollar cierta tolerancia contra la4

Dificultad para respirar.

13

intoxicacin aguda. Sin embargo, este fenmeno an requiere ser investigado y documentado en la literatura cientfica. Se han descrito efectos debidos a la ingestin accidental de arsenicales inorgnicos, fundamentalmente de trixido de arsnico. Sin embargo, es muy raro que se produzcan este tipo de accidentes en la industria actual. La intoxicacin se caracteriza por profundas lesiones gastrointestinales, que originan vmitos y diarrea grave, que pueden producir shock y la subsiguiente oliguria5 y albuminuria6. Otros sntomas agudos son el edema7 facial, calambres musculares y alteraciones cardacas. Los sntomas pueden aparecer unos minutos despus de la exposicin al txico en solucin, pero pueden retrasarse varias horas si el compuesto de As se encuentra en estado slido o si se ha ingerido con una comida. Cuando se ingiere en forma de partculas, la toxicidad depende tambin de la solubilidad y del tamao de las partculas del compuesto ingerido. La intoxicacin aguda con compuestos de As suele ir acompaada de anemia8 especialmente granulocitopenia10. Tambin se observa hepatomegalia11 reversible, pero las pruebas de funcin heptica y las enzimas hepticas suelen ser normales. En las personas que sobreviven a una intoxicacin aguda, es frecuente que aparezcan alteraciones neurolgicas perifricas algunas semanas despus de la ingestin.5 6 7

y leucopenia9,

Escasa produccin de orina. Existencia de albmina en la orina. Hinchazn blanda de una parte del cuerpo, que cede a presin y es ocasionada por la serosidad infiltrada Empobrecimiento de la sangre por disminucin de su recuento de eritrocitos. Nmero de leucocitos en la sangre inferior al normal. Deficiencia de granulocitos en la sangre. Tamao anormalmente grande del hgado.

en el tejido celular.8 9

10 11

14

2.3.2 Intoxicacin a largo plazo (Crnica) La intoxicacin crnica con arsnico puede presentarse en trabajadores expuestos durante un tiempo prolongado a concentraciones excesivas de compuestos de arsnico en suspensin area. Los rasgos ms sobresalientes son los efectos locales sobre la mucosa del tracto respiratorio y la piel. Tambin puede afectar a los sistemas nervioso y circulatorio y al hgado, y puede llegar a producir cncer al tracto respiratorio. En el caso de una exposicin a largo plazo al arsnico a travs de la comida, el agua o la medicacin, los sntomas son en cierto modo distinto de los que surgen tras la exposicin por inhalacin. Dominan en el cuadro clnico los sntomas abdominales vagos: diarrea o estreimiento; enrojecimiento de la piel, pigmentacin e hiperqueratosis12. Adems, puede producirse una afectacin vascular. En la intoxicacin crnica por As son habituales la anemia y la leucopenia. La afectacin heptica se ha observado con mayor frecuencia en las personas expuestas durante largo tiempo por va oral que en las expuestas por inhalacin. Existe una mayor incidencia de cncer a la piel en este tipo de intoxicacin.

12

Trastorno caracterizado por el engrosamiento de la capa externa de la piel, que est compuesta de

queratina.

15

2.4

EFECTOS DEL As SOBRE LA SALUD HUMANA En este tema se describen, los efectos adversos en la salud humana

producidos por el As, ya sea va inhalacin e ingestin. Adems se aborda el riesgo que ocasiona el As sobre la salud, en cuanto a la probabilidad de morir tanto por enfermedades no tumorales como tumorales y las consecuencias de la exposicin. 2.4.1 Vas de ingreso del As El As es uno de los elementos ms txicos que pueden ser encontrados, debido a sus efectos dainos para la salud, razn por la que se hace importante mencionar las consecuencias ocasionadas al organismo humano. Los compuestos arsenicales pueden ingresar a travs de las vas: respiratoria, cutnea y digestiva, producto del contacto con el alimento, agua y aire. A continuacin se describe cada caso: a) Inhalacin El producto y/o sus compuestos ingresan muy fcilmente por va respiratoria. Como se ha mencionado, los compuestos trivalentes son mucho ms txicos que los compuestos pentavalentes y que el propio producto puro. Producen irritacin del tracto respiratorio de las mucosas, pudiendo llegar a perforarse el tabique nasal, polineuritis13 sensitomotriz y anemia. Son atacados el hgado, el rin y el tejido sanguneo, producindose incluso trastornos cardiovasculares. La inhalacin de bajas concentraciones puede causar envenenamiento sistemtico. Los sntomas son: tos, disnea, dolores torcicos,13

Inflamacin simultnea de varios nervios perifricos.

16

cada del cabello, rinitis, laringitis, aparicin de bandas blancas transversales en las uas, etc. b) Piel El As y sus compuestos ingresan tambin a travs de la piel, pudiendo causar intoxicaciones sistmicas por contacto reiterado, con los mismos sntomas descritos por inhalacin. Algunos de los compuestos son fuertemente irritantes para el tejido cutneo, ocasionando ulceraciones y dermatitis, as como trastornos de pigmentacin, melanodermias, keretitis, etc. Los sntomas son: enrojecimiento y fuerte irritacin por placas en las zonas afectadas. c) Ingestin Es la va de ingreso ms rpida. En el caso de dosis importantes, la muerte se produce rpidamente, por una cada de tensin y choque anrico. La ingestin de grandes cantidades puede dar lugar a sntomas gastrointestinales como vmitos severos, trastornos de la sangre y la circulacin, daos al sistema nervioso, y finalmente la muerte. Cuando no es mortal, por ejemplo, grandes dosis pueden reducir la produccin de clulas de la sangre, ruptura de glbulos rojos, ampliar el tamao del hgado, modificar el color de la piel, producir sensacin de hormigueo, prdida de sensibilidad en las extremidades y causar dao cerebral. Para dosis pequeas, se produce un envenenamiento sistmico con irritacin de las mucosas del tracto digestivo (rinitis, laringitis, estomatitis, etc.), trastornos cardiovasculares, hepatitis, hepatonefritis, polineuritis, etc. Los sntomas son: dolores abdominales, cada del cabello, bandas blanquecinas en

17

las uas, pudiendo incluso producirse vmitos y diarrea hemorrgica en los casos de mayor gravedad. 2.5 CARCINOGENICIDAD DEL As El riesgo de cncer est relacionado con el nivel y la duracin de la exposicin. La Agencia Internacional para la Investigacin del Cncer (IARC), ha determinado que el AsIn es carcinognico en seres humanos. Se ha observado que la ingesta de As aumenta el riesgo de desarrollar cncer al hgado, la vejiga y los pulmones. Hay una relacin causal, entre el cncer de piel y la exposicin elevada al AsIn por el agua potable contaminada o el consumo de medicamentos conteniendo As. El cncer de piel como consecuencia de la intoxicacin arsenical, se caracteriza por lesiones multifocales en todo el cuerpo. Entre los variados tipos de cncer de piel el ms comn es el epitelioma, generalmente la variedad escamosa, que se desarrolla en las zonas de lesiones queratizadas.

Figura 2 2. Epitelioma basocelular en una pierna. Fuente:http://www.fisterra.com/guias2/Images2 /basocelular9.jpg 18

Existen evidencias que indican la posibilidad de que las personas expuestas a los compuestos inorgnicos de As por medicacin, insecticidas, agua potable o vino contaminados, pueden sufrir una incidencia mayor a otros tipos de cnceres, como el angiosarcoma de hgado y posiblemente el de estmago. Sin embargo, no se ha confirmado la relacin entre la exposicin a As y el mayor riesgo de cncer en otros rganos que la piel y los pulmones. En Chile, en el ao 1998, se desarroll un estudio de anlisis de riesgo requerido en la regulacin ambiental de txicos, para el caso del As (Sancha A. M. y colab., 1998). La evaluacin del impacto en la salud, debida a la exposicin a As, se hizo a travs de un estudio ecolgico y un estudio de casos y controles, mediante la relacin con las tasas de muertes por cnceres asociados al arsnico (pulmn, vejiga, hgado, piel y rin). Como resultado se concluy que en el norte del pas se produce una mortalidad mayor, por cnceres de pulmn, piel y vejiga, lo que demuestra que la alta tasa de mortalidad en la zona norte, es en gran parte atribuible a la exposicin por As. 2.6 MANIFESTACIONES CLNICAS DEL As El As pasa a la circulacin general y se distribuye en los distintos rganos. Se deposita en el hgado, riones, corazn, pulmones y piel. Se deposita adems en los huesos y dientes por su semejanza qumica con el fsforo. Tambin es importante mencionar que atraviesa con facilidad la barrera placentaria y por su potencial teratognico14. Las consecuencias en la salud, debido a su capacidad de interactuar con grupos sulfhidrilos de las protenas, afecta la funcionalidad de numerosas enzimas. Por lo tanto, el As se distribuye especialmente en tejidos ricos en14

Que produce malformaciones en el embrin o feto.

19

enzimas oxidativas, presentes en el tracto gastrointestinal, hgado, riones, pulmones y piel, causando lesiones en dichos rganos. a) Lesiones Gastrointestinales Los capilares del tracto gastrointestinal son muy sensibles a los efectos txicos del As; el dao de los endotelios provoca transudacin y hemorragia en estmago e intestinos, ya que el tracto intestinal absorbe rpidamente los compuestos solubles de As. b) Lesiones al Hgado Cuando el hgado tiende a la acumulacin de As, los efectos que se pueden generar son: cirrosis, hipertensin y neoplasia15 heptica.

Figura 2 3. Angiosarcoma heptico primario. Fuente:http://www.cepis.ops-oms.org/bvsair/e/repindex/repi85/vleh/ matedu/estero.pdf

15

Multiplicacin o crecimiento anormal de clulas en un tejido del organismo.

20

c) Lesiones a los Riones Los riones, de la misma forma que el hgado, pueden acumular As frente a repetidas exposiciones. Este sistema es la mejor ruta de excrecin de As del organismo, pero tambin es una de las principales formas en que se puede detectar una acumulacin de el, manifestada a travs de una deshidratacin acelerada y finalmente, produciendo una falla renal total. Son tambin particularmente sensibles a la intoxicacin, los capilares y tbulos renales, que se edematizan y degeneran, ocurriendo como consecuencia, cantidades anormales de proteinuria16 y cilindruria17. d) Lesiones a los Pulmones Puede producir fibrosis pulmonar intersticial, laringitis, bronquitis, bronquiectasias, neumona. e) Lesiones Cutneas La piel es un rgano crtico muy comnmente afectado en las intoxicaciones arsenicales crnicas. Estas lesiones se ubican en la mayora de las veces en las palmas de las manos y en las plantas de los pies y estn constituidas por ulceraciones simtricas, hiperqueratosis, hiperpigmentacin con mculas blancas y picazn, (Vase anexo A para detalles).

16 17

Es la cantidad real de protena excretada en la orina. Es la presencia de cilindros en orina. Casi siempre indica la existencia de una alteracin renal, aunque

tambin pueden encontrarse en personas sanas.

21

2.7

CONCENTRACIONES DE As CON RIESGO A CAUSAR DAO EN LA

SALUD En este tema se presentan los lmites de As en el agua de bebida, de ingesta y As urinario, que son recomendados por organismos nacionales e internacionales. La exposicin a niveles anormalmente elevados de As ocurre principalmente en el trabajo, cerca de sitios de desechos, o en reas con niveles naturalmente altos. La exposicin a altos niveles de AsIn puede causar la muerte. 2.7.1 Norma Nacional para agua potable El 27 de Junio de 2006 se oficializ la modificacin a la NCh 409/1984 que regula la calidad del agua potable. Esta norma se aplic desde el 1 de Enero de 2007, en ella se fija la nueva concentracin de As en el agua de bebida de 10 g/L propuesto por la OMS. Su aplicacin es de 5 aos para bajar a 30 g/L y 10 aos para llegar a 10 g/L. 2.7.2 Lmite Nacional para As urinario La evaluacin de la exposicin de los trabajadores al As, se realiza a travs de monitoreos ambientales y biolgicos tal como est sealado en el Reglamento sobre Condiciones Sanitarias y Ambientales Bsicas en los Lugares de Trabajo, D.S. N 594, MINSAL/99. Los valores de referencia tanto para las condiciones ambientales y para los Lmites de Tolerancia Biolgica (LTB), se basan en normas internacionales.

22

A lo largo del tiempo este reglamento ha sido modificado tomando en cuenta la experiencia extranjera en los datos epidemiolgicos ms recientes y el perfeccionamiento de las tcnicas analticas, con la consiguiente disminucin de los niveles ambientales y biolgicos. En Chile, en el ao 1976 el valor lmite para As urinario era igual a 1.0 mg/L; pero en 1993 se disminuy a 220 g/g de creat., valor que se ha mantenido hasta la fecha. 2.7.3 Normas Internacionales La OMS en las ltimas Guas de Calidad para el Agua Potable de 1993, reduce el valor de As en agua de bebida de 50 g/L a un valor provisional de 10 g/L, basndose en un estudio realizado por el Foro de Evaluacin de Riesgo de la Agencia de Proteccin Ambiental de los Estados Unidos (USEPA) en 1986 sobre evaluacin de riesgo. En el caso del As urinario, los LTB recomendados por organismos internacionales son ms bajos comparados con los nacionales. Por ejemplo, la American Conference of Governmental Industrial Hygienists, US (ACGIH), establece un ndice de Exposicin Biolgico para los metabolitos de AsIn en orina de 50 g/g de creat.

23

Tabla 2.3. Lmites de As para agua potable y orina. NORMAS NACIONALES Organismo MINSAL (Ministerio de Salud) NCh 409/2005 MINSAL (Ministerio de Salud) D.S 594/99 NORMAS INTERNACIONALES Organismo los EE.UU., 2006) OMS (Organizacin Mundial de la Salud, Agua Potable: 10 g/L 2004) ACGIH (American Conference of Orina: 50 g/g de creat. (AsIn y sus metabolitos) Governmental Industrial Hygienists, US) Fuente: Elaboracin propia. 2.7.4 Lmites Internacionales de ingesta para As La Organizacin de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentacin (FAO) y la Organizacin Mundial de la Salud (OMS), establecen un valor toxicolgico de referencia para la ingesta de AsIn, conocida como Ingesta Diaria Tolerable Provisional (IDTP), de 2 g/kg de peso corporal, cuyo valor representa una estimacin de la cantidad de un contaminante presente en los alimentos o en el agua de bebida, que puede ser ingerida todos los das durante toda la vida sin que los riesgos para la salud sean apreciables, (GreenFacts, 2009). Para el caso del AsTot, la IDTP que establece la FAO/OMS Valor Lmite Orina: 220 g/g de creat. Valor Lmite Agua Potable: 10 g/L

USEPA (Agencia de Proteccin Ambiental de Agua Potable: 10 g/L

24

es de 50 g/kg de peso corporal. La Ingesta Semanal Tolerable Provisional (ISTP), para el AsIn es de 15 g/kg de peso corporal/semana.

Figura 2 4. Lmites de ingesta de AsIn, recomendados por FAO/OMS. Fuente: Elaboracin propia. La dosis oral de referencia (DdR; una dosis considerada segura para el consumo diario normal sin efectos adversos para la salud), para el AsIn es de 0,3 g/kg/da, teniendo en cuenta las estimaciones de As en los alimentos (2 gAs/da) y el volumen de agua consumido (4,5 L/da), segn la EPA. Esta DdR se basa principalmente en estudios realizados en una poblacin de Taiwn, algunos de los cuales mostraron un alto nivel de ingesta de AsIn (400-600 g/L), en agua potable.

25

2.8

USO DE BIOMARCADORES Un marcador biolgico o biomarcador se puede definir como un indicador

que seala un acontecimiento o una situacin en una muestra o sistema biolgico y proporciona una medida de la exposicin, el efecto o la susceptibilidad (Repetto M. y colab., 1993). Como ejemplos de biomarcadores son: la sangre, algunos lquidos del cuerpo como la orina o la saliva y algunos tejidos, la presencia o cantidad de un determinado xenobitico seala los cambios medibles, ya sean estos bioqumicos, fisiolgicos o morfolgicos, que se asocian a la exposicin a un txico. El uso de biomarcadores tiene una finalidad prctica, donde est

involucrada la salud de las personas, manejando ndices de exposicin, de efecto y de susceptibilidad, vlidos para la toma de acciones correctivas de salud y minimizar o suprimir el efecto del txico. Actualmente, se han constituido como la mejor opcin para pronosticar precozmente la existencia de cncer en el organismo. Los biomarcadores se utilizan para: Determinar grado de exposicin. Determinar las consecuencias biolgicas de la exposicin. Detectar los estados iniciales e intermedios de un proceso patolgico. Identificar a los individuos sensibles de una poblacin. Aplicar medidas de regulacin para tomar la decisin de intervenir, tanto a nivel individual como ambiental.

26

2.8.1 Clasificacin de Biomarcadores Existe una gran variedad de biomarcadores utilizados para valorar eventos biolgicos en exposicin a txicos. A continuacin se vern los principales biomarcadores: a) Biomarcadores de efecto Un biomarcador de efecto, es el parmetro biolgico que refleja la interaccin del qumico con los receptores biolgicos. Como estas alteraciones anteceden al dao estructural, su deteccin permite la identificacin precoz de exposiciones excesivas o peligrosas y tomar medidas preventivas. b) Biomarcadores de susceptibilidad Se utilizan para identificar a los individuos ms susceptibles a daos en una poblacin. Algunos individuos tienen probabilidades ms altas que otros de recorrer completo el camino exposicin-enfermedad. Esto se puede deber a que tienen ms activos los procesos de bioactivacin o a que tienen disminuidas sus capacidades de destoxificar, de excretar o de reparar daos. c) Biomarcadores de exposicin o de dosis interna Un paso crucial en el proceso de valoracin de riesgo en la salud, es el de demostrar la exposicin de las personas a sustancias txicas. Un biomarcador de exposicin valora la dosis interna determinando el agente o subproductos de biotransformacin en medios biolgicos, indicando que el txico ha entrado al organismo. Por lo tanto, los biomarcadores de exposicin, proporcionan informacin cuantitativa sobre la exposicin y detectar el ingreso

27

de txicos al organismo, indicando la concentracin de los xenobiticos y sus metabolitos en los medios biolgicos. Los biomarcadores de exposicin son utilizados como ndices de impregnacin por As, la medicin de dicho elemento puede realizarse en cabellos, uas y orina; siendo la medicin urinaria la ms importante, ya que por va renal el As es eliminado entre el 70% y 90%. Los biomarcadores de exposicin o de dosis interna son los que reciben mayor atencin. Los indicadores ms utilizados son las determinaciones de concentracin de algn txico en orina, sangre y uas. En este trabajo, el indicador que se utiliz fue la orina, considerando que la orina es el producto final de la filtracin renal de la sangre y el anlisis de la misma es uno de los procedimientos ms tiles como indicador de salud o enfermedad en cualquier etapa de la vida, por lo que ser explicado con mayor detalle en relacin a los otros indicadores biolgicos. Orina La concentracin de arsnico en orina, parece ser el mejor indicador de la exposicin reciente, o de hace pocos das, a As orgnico e inorgnico, habindose utilizado tradicionalmente el AsTot en orina para valorar la exposicin laboral a arsnico inorgnico (Fo V. y colab., 1987). Los valores normales de AsTot en orina estn dentro del rango de 5 50 g As/L. Dicho rango se considera normal en sujetos no afectados por ingestin de alimentos del mar o por sobreexposicin en ambientes laborales (Clarkson, Friberg, Nordberg y Sager, 1988). Con fines de mayor precisin y cuando es posible, se recomienda la recoleccin de orina de 24 horas. Sin embargo, la medida cuantitativa de la exposicin a partir de muestras puntuales puede verse afectada por la

28

variabilidad en la produccin de orina, debido a factores como la ingestin de lquidos, la temperatura excesiva, el consumo de medicamentos, etc., que pueden producir efectos de concentracin o dilucin de la orina, y afectar as al resultado de los indicadores. Por esta razn, es necesario corregir estos resultados, refirindolos a la concentracin de alguna sustancia con mecanismo de excrecin renal similar al del compuesto de inters y cuya eliminacin se mantenga razonablemente constante a lo largo del tiempo (INSHT, 2009). En algunas ocasiones, los resultados de los indicadores se refieren a la concentracin de creatinina18, medida en la misma muestra, expresndose los resultados en peso del indicador por unidad de peso de creatinina. El valor de referencia para AsTot urinario sobre base a creatinina, no debiera superar a 100 g/g, (Goldfrank, L., 2002). Cuando las sustancias sean excretadas por otro mecanismo, como la difusin tubular renal, no se realizar esta correccin, expresndose los resultados directamente en trminos de concentracin. Se rechazarn las muestras de orina muy diluidas (densidad < 1,010 g/ml o creatinina < 0,3 g/L) y las muy concentradas (densidad > 1,030 g/ml o creatinina > 3,0 g/L), debiendo repetirse en estos casos la toma de muestra. Sangre Como la vida media del As inorgnico y orgnico en la sangre es corta, en episodios o exposiciones de pequea duracin, el contenido en la sangre refleja el grado de la exposicin slo para un perodo corto despus de la absorcin, siendo importante, en la interpretacin de los resultados, el lapso de

18

Sustancia que se elimina por filtracin glomerular, como la mayora de los contaminantes y sus

metabolitos.

29

tiempo entre el inicio de la exposicin y el muestreo. La Organizacin Panamericana de Salud (OPS), propone un rango de 1 3 g As/L. Uas y Pelo Dado que el cabello y las uas crecen lentamente, su anlisis puede dar una indicacin de la exposicin pasada a As. Las concentraciones normales de AsTot encontradas en uas estn en el rango de 300 900 g/kg y pelo en el rango de 300 -1750 g/kg, (Galvao y Corey, 1987). Tabla 2.4. Rango de concentraciones de AsTot normalmente encontradas en sujetos no afectados por ingestin de alimentos del mar o por sobreexposicin en ambientes laborales. CONCENTRACION NORMAL DE AsTot EN ORINA (g/L) Orina 5 50

Fuente: Clarkson, Friberg, Nordberg y Sager, 1988. 2.9 EVALUACIN DEL RIESGO TOXICOLGICO La evaluacin del riesgo toxicolgico consiste en la identificacin de la sustancia txica y sus efectos sobre el organismo, considerando adems, el periodo de tiempo que se estuvo expuesto al txico. Por lo tanto, es necesario destacar que el riesgo toxicolgico puede estimarse y evaluarse. La estimacin, se fundamenta en la obtencin de datos ambientales utilizados para frmulas matemticas, con el fin de calcular una dosis aproximada de riesgo. Por el contrario, la evaluacin del riesgo implica la cuantificacin de biomarcadores qumicos para demostrar la absorcin de los contaminantes en la poblacin expuesta.

30

La siguiente Tabla puede servir de gua para la interpretacin de los anlisis cuantitativos en muestras biolgicas de casos clnicos de pacientes vivos o cadveres. Tabla 2.5. Concentraciones de AsTot en orina como referencia para el diagnstico toxicolgico. Actualizacin 2007. CONCENTRACIN DE AsTot EN ORINA (g/L) Normal 2 50 Txica 50 5.000 (ic)

Fuente: Instituto Nacional de Toxicologa y Ciencias Forenses. Sevilla y el rea de Toxicologa de la Universidad de Sevilla, Espaa. (ic): Intoxicacin crnica. La concentracin de AsTot en orina que estn dentro del rango normal, incluye a las personas que no debieran presentar sintomatologa y para el caso del rango txico, son aquellos niveles ms bajos a partir de los cuales, se pueden presentar efectos txicos en la mayora de los individuos.

31

CAPTULO III. 3.1

MARCO METODOLGICO

REA DE ESTUDIO Socaire es un pueblo andino, el cual se encuentra en la Regin de

Antofagasta, Chile. Se ubica a 25 kilmetros de Camar (pueblo andino), a 90 kilmetros de San Pedro de Atacama y a 402 kilmetros al Este de Antofagasta. Socaire se encuentra entre dos salares: Atacama y Aguas Calientes. Est a una altura de 3.218 m.s.n.m y cercano al volcn Lascar de 5.592 metros de altura, que corresponde a uno de los volcanes activos de Chile. Adems del volcn Lascar, se encuentran cercanos los volcanes Leja, Chiliques y Cenizas. En el Censo del ao 2002, se registr que este pueblo tiene una poblacin de 255 habitantes.

Figura 3 1. Ubicacin geogrfica de Socaire. Fuente: Enciclopedia Icarito.

32

Socaire es un pueblo de origen prehispnico, el cual se divide en tres sectores: el de casero, el de cultivo en terrazas y el pueblo propiamente tal; sus habitantes se dedican principalmente a la agricultura de verduras, alfalfa, maz y trigo. El cultivo en Socaire es cada vez menor y restringido debido a la escasez de agua del ro Socaire, que est destinada al propio consumo. Antiguamente fue importante por sus minas de oro, las que estaban ubicadas cerca de la frontera con Bolivia.

Figura 3 2. Pueblo de Socaire. Fuente: Google Earth. Debido a estas caractersticas es un poblado que an conserva antiguas tradiciones, es as como artesanos del lugar realizan variadas piezas tejidas en lana de camlido (llama) y ovino, a pesar de los elementos primitivos que utilizan en su confeccin.

33

El clima en Socaire es desrtico con una marcada oscilacin trmica entre el da y la noche. La temperatura mxima promedio anual es de 24,5 C y mnima de 17,1 C. Las precipitaciones estivales son un poco ms frecuentes y pueden alcanzar un promedio de 3 mm. El abastecimiento de agua de Socaire proviene desde la quebrada de Socaire y son aguas superficiales captadas en el punto determinado por las coordenadas UTM Norte: 7.388.150 m., Este: 617.500 m.; y de la vertiente Quepe captadas en el punto determinado por las coordenadas UTM Norte: 7.393.080 m., Este: 614.760 m. El abastecimiento no tiene influencia del Ro Loa. 3.2 SELECCIN DE POBLACIN AFECTADA Se seleccion a Socaire, por ser un pueblo rural pequeo del norte del pas, tiene una importancia significativa, ya que no tiene planta de tratamiento para abatir el As del agua potable, solo se abastece de agua almacenada en estanques cuya administracin depende de comits de agua y slo en algunos de los estanques se realiza tratamiento de desinfeccin, siendo de este modo peligroso para sus habitantes el consumo del agua de esta zona. Adems, la alimentacin de los habitantes de esta localidad es ms bien homognea, debido a que se limita a sus propios cultivos, no es usual que ingieran productos marinos, los cuales pueden alterar los niveles de As en la orina.

34

3.3

MUESTREO DE ORINA El muestreo es una herramienta de la investigacin cientfica. Su funcin

bsica es: determinar que parte de una realidad en estudio (poblacin o universo), debe examinarse con la finalidad de hacer inferencias sobre dicha poblacin. Obtener una muestra adecuada significa lograr una versin simplificada de la poblacin, que reproduzca de algn modo sus rasgos bsicos. Este estudio pertenece al Proyecto CSIC USACH IATA (2007 2008) Estudio de idoneidad del uso de metabolitos urinarios de arsnico inorgnico, como herramienta para la evaluacin del riesgo en poblaciones expuestas. El tipo de muestreo utilizado, es el muestreo aleatorio simple, definido como aquel en que cada elemento de la poblacin tiene la misma probabilidad de ser seleccionado para integrar la muestra. Tabla 3.1. Ventajas e inconvenientes del muestreo utilizado. Caractersticas Muestreo aleatorio simple Se selecciona una muestra de tamao n de una poblacin N unidades, cada elemento tiene una probabilidad de inclusin igual y conocida de n/N. Fuente: Elaboracin propia. 35 Ventajas Sencillo y de fcil comprensin. Clculo rpido de medias, varianzas y desviacin estndar. Inconvenientes Requiere datos de caracterizacin de la poblacin. Cuando se trabaja con muestras pequeas es posible que no represente a la poblacin adecuadamente.

Las muestras de orina fueron recogidas en los meses de noviembre de 2007 y septiembre de 2008, correspondientes al primer y segundo muestreo respectivamente. El muestreo comprendi a pobladores de las localidades de Socaire y Calama. El Doctor Rafael Arcos proporcion tambin muestras de algunos de sus pacientes. Las muestras fueron obtenidas considerando, puntos esenciales citados en el protocolo de muestreo, el cual estipula los requisitos que se deben cumplir antes, durante y despus de la toma de muestras. Tambin se entrega una etiqueta para identificar cada muestra como parte del procedimiento, (Vase anexo B para detalles). Los recipientes utilizados para obtener las muestras de orina, fueron envases unitarios de plstico, de 60 ml de capacidad, estriles y sellados. Para evitar la presencia de crecimiento bacteriano se debe agregar 1 ml de HCl a 100 ml de orina, a cada una de las muestras recolectadas (conservante).

Figura 3 3. Envase para muestras de orina. Fuente: www.imcomed.cl/images/Frascos _orina_1.jpg

36

Una vez que las muestras fueron tradas a Santiago, se tom una alcuota de cada muestra, la que fue trasladada al laboratorio del Instituto de Agroqumica y Tecnologa de Alimentos (IATA, Valencia, Espaa). Durante el trayecto al laboratorio en Espaa (alrededor de 24 hrs), las muestras se mantuvieron conservadas a una temperatura de 4 Para el anlisis del AsTot, C. las muestras fueron analizadas por duplicado y sometidas a una mineralizacin va seca y posterior cuantificacin del analito mediante espectrofotometra de absorcin atmica acoplada a generacin de hidruros mediante inyeccin en flujo (EAA GH IF). Los resultados obtenidos fueron, expresados en g/L de orina. El total de muestras de orina de los habitantes de Socaire y Calama para el primer muestreo fueron 22, las muestras de Socaire fueron 17 y 5 muestras corresponden a Calama. En el caso de segundo muestreo, el total fueron 9 muestras pertenecientes a Socaire. Las muestras control (n=5), se recolectaron de donantes voluntarios que habitan en Calama, con el fin de compararla con la concentracin de AsTot en la orina de cada donante que habita en Socaire. Estas muestras son de gran importancia, pues mostrarn la diferencia que existe en la concentracin de As presente en la orina de cada persona, que est expuesta a As en el agua potable de su localidad respectiva.

37

3.4

ESPECTROFOTOMETRA DE ABSORCIN ATMICA (EAA) Actualmente una de las tcnicas de anlisis ms desarrolladas, es la

espectrofotometra por absorcin atmica, debido a que presenta una serie de ventajas, entre ellas su exactitud, su notable sensibilidad y su facilidad de manejo. Por medio de esta tcnica se puede cuantificar la concentracin de elementos metlicos y semi metlicos en cualquier material que pueda ser disuelto. En trminos simples, el procedimiento que sigue la espectrofotomtrica de absorcin atmica es, el elemento que se desea determinar, se debe vaporizar y reducir a su estado atmico, bsicamente los principales pasos son los que se muestran en la Figura 3 4.

Figura 3 4. Principales etapas de la EAA. Fuente: Elaboracin propia.

38

Las etapas de una muestra, analizada mediante un espectrofotmetro de absorcin atmica, son las que se indicaron en la figura anterior, pero a continuacin se describe brevemente cada una de ellas. Introduccin de la muestra, consiste bsicamente en la introduccin de la muestra al espectrofotmetro para su posterior cuantificacin. Atomizacin con llama, es la disolucin de la muestra, es nebulizada mediante un flujo de gas oxidante mezclado con el gas combustible y se transforma en una llama donde se produce la atomizacin, por lo tanto, es el proceso donde, la solucin acuosa que contiene el metal que se va a determinar, se introduce en la llama en forma de aerosol, o sea, una bruma o neblina de gotas minsculas. Conforme las gotas llegan a la llama, se desolvatan y producen pequeas partculas. Despus el slido se disocia, al menos en forma parcial, para producir los tomos del metal. Lectura de seal, estos son captados desde la seal analgica del espectrofotmetro de absorcin atmica y digitalizadas a travs de la interfase de un sistema (hardware/software). Este software permite la visualizacin de seales, almacenaje y tratamiento de datos, adems de la automatizacin de todas las etapas del anlisis.

39

La absorcin atmica es la ms utilizada, considerando principalmente, que el tomo est constituido por un ncleo rodeado por electrones que ocupan posiciones orbitales en una forma predecible y ordenada. El tomo se puede encontrar en dos estados: Estado fundamental Estado excitado La ciencia de la espectrofotometra de absorcin atmica consta de tres tcnicas analticas: emisin, absorcin y fluorescencia, cada una de ellas se describe a continuacin: a) Emisin En circunstancias normales, los tomos de un elemento se encuentran en su estado fundamental. Para hacerlos emitir luz es preciso excitar los tomos, para lo que se requiere hacer una descarga de radiacin que produzca una "Inversin de Poblacin", es decir, es necesario que un nmero grande de tomos se encuentre en un estado excitado. En general, se produce una excitacin de los tomos a un estado de alta energa que es inestable (los tomos permanecen por un tiempo relativamente corto en ese estado) y se relajan o decaen a un estado de energa intermedia, menor que la energa original de excitacin, pero con energa an mayor que la del estado fundamental, donde estn en una situacin relativamente estable en la cual pueden permanecer por un largo tiempo, si no son alterados.

40

Figura 3 5. (A) tomo en estado fundamental, (B) tomo en estado excitado. Fuente: www2.uah.es/vivatacademia/images/n22/orbitas2.jpg b) Absorcin Atmica Si la luz de una determinada longitud de onda incide sobre un tomo libre en estado fundamental, el tomo puede absorber energa y pasa al estado excitado, este proceso es conocido como absorcin atmica. La propiedad de un tomo de absorber luz de longitud de onda especfica, es utilizada en la espectrofotometra de absorcin atmica. La caracterstica de inters en las medidas de absorcin atmica, es la cantidad de luz, a la longitud de onda resonante, que es absorbida, cuando la luz pasa a travs de una nube atmica.

41

Figura 3 6. Absorcin atmica. Fuente:http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/105/ Imgs/las021a.gif c) Fluorescencia Esta tcnica incorpora aspectos de absorcin atmica y emisin atmica. Como en la absorcin atmica, los tomos en estado fundamental oxigenados por la llama son excitados al hacerse aadir un rayo de luz sobre el vapor atmico; en la fluorescencia, a diferencia de la absorcin atmica, se mide la emisin resultante del decaimiento de los tomos excitados por la fuente de luz. 3.4.1 Anlisis Cuantitativo Para un anlisis cuantitativo, se mide la intensidad de la luz emitida a la longitud de onda del elemento por determinarse. La intensidad de la emisin a esa longitud de onda ser cada vez ms alta, conforme se incrementa el nmero de tomos del analito.

42

Figura 3 7. Intensidad de emisin lumnica segn la espectrofotometra. Fuente: Elaboracin propia. Para el anlisis cuantitativo, hay que mencionar los trminos empleados: Tabla 3.2. Trminos utilizados en el anlisis cuantitativo. TRMINO Transmitancia (T) Porcentaje de Transmitancia Absorbancia (A) Porcentaje de Absorbancia Ley de Lambert Beer Fuente: Elaboracin propia. T = I/I0 % T = 100 x I/I0 A = log I0/I % A = 100 - % T A = abc ECUACIN

43

Definicin de trminos: I: I0: a: b: Intensidad disminuida. Intensidad Inicial. Coeficiente de absortividad. Longitud del paso de luz ocupado por la celda de absorcin.

c: Concentracin de las especies absorbantes en la celda de absorcin.

Figura 3 8. Representacin esquemtica de un espectrofotmetro de absorcin atmica. Fuente: http://www.xtec.net/~gjimene2/llicencia/students/ bscw.gmd.de_bscw_ bscw.cgi_d32817116-3_______absor_atom.gif

44

3.4.2 Ley de Lambert Beer Esta ley es una relacin lineal entre la absorbancia y la concentracin de la absorcin de la radiacin electromagntica. La frmula que relaciona ambos trminos es:

A = abcDonde: A = Absorbancia a = Constante del sistema (absortividad) b = Longitud de paso ptico c = Concentracin Esta frmula se aplica para soluciones diluidas. Para un sistema dado, a y b son constantes, con lo cual la frmula puede quedar:

A=kcDonde: k = a*b Para conocer esa constante se debe hacer un grfico de Absorbancia vs. Concentracin. La pendiente de la lnea recta resultante es el valor de k. El grfico se construye a partir de la lectura de absorbancias de varias soluciones de concentraciones diferentes y conocidas. Se debe usar un rango de

45

concentracin tal, que el comportamiento sea lineal, ya que a concentraciones elevadas se obtiene un comportamiento no lineal. Esta ecuacin simplemente establece que la absorbancia es

directamente proporcional a la concentracin de las especies absorbantes para unas condiciones instrumentales dadas. Esta conducta, de proporcionalidad directa entre absorbancia y concentracin, es observada en absorcin atmica. Cuando la absorbancia de soluciones patrn conteniendo concentraciones conocidas del analito se miden y se grafican los resultados de las absorbancias con respecto a la concentracin, se establece una relacin de calibracin.

Figura 3 9. Grfico de calibracin lineal que relaciona la absorbancia con la concentracin. Fuente:http://www.um.es/ bbmbi/Docencia/Practicas/Quimica/ Practica02/Practica02.htm

46

3.4.3 Sistema de Generacin de Hidruros El acoplamiento de un generador de hidruros al espectrmetro de absorcin atmica (EAA GH) aporta la sensibilidad requerida. La tcnica de Generacin de Hidruro, basada en la reaccin de Marsh y Gutzeit en la cual se emplea zinc como reductor, se conoce bien desde hace bastantes aos (Burguera et al., 1991). Ya en 1969, Holak la utiliz para mejorar la determinacin de As, cuya baja longitud de onda (193,7nm) dificulta su anlisis por EAA. En la actualidad se usa con xito para reducir los lmites de deteccin. La tcnica de EAA GH consta de tres etapas fundamentales: la generacin y volatilizacin del hidruro, la transferencia del mismo y su posterior atomizacin en el espectrmetro de AA. La mayor limitacin del uso de Generacin de Hidruros como parte integrante del sistema de deteccin para determinar As, radica en la presencia de compuestos orgnicos de As tales como la arsenobetaina, la arsenocolina y los arsenoazcares, importantes en muestras medioambientales y biolgicas, que no forman hidruros voltiles por lo que no pueden detectarse mediante esta tcnica.

47

Figura 3 10. Generador de hidruros con control de flujo. Fuente: http://eprints.ucm.es/tesis/19911996/X/0/X0032401.pdf Partes principales de este generador: 1. Entrada general del gas inerte. 2. Llave de paso de presurizacin del depsito de borohidruro sdico. 3. Depsito de borohidruro sdico (500 mI). 4. Tubo conductor del borohidruro sdico desde el depsito al vaso de reaccin (20 cm). 5. Vlvula reguladora de presin: control del gas de purga. 6. Medidor de flujo del gas de purga (25 cm, i 0,4 cm). 7. Vlvula reguladora de presin: control del gas de agitacin. 8. Medidor del flujo del gas de agitacin (25 cm, i O,4 cm). 9. Reactor (250 ml). 10. Cono conductor del gas de agitacin y canalizador del tubo conductor del reactivo. 11. Conducto de salida de la mezcla gas portador-hidruro hacia la clula de atomizacin. 48

3.5

EQUIPO PARA MEDICIN DE AsTot URINARIO La determinacin de AsTot en muestras de orina, se realiz mediante

espectrofotometra de absorcin atmica (AAS, modelo 3300, Perkin Elmer), equipado con un muestreador automtico (modelo AS-90, Perkin Elmer) y un sistema de inyeccin de flujo (modelo FIAS-400, Perkin Elmer), con el fin de proporcionar generacin de hidruros en modo de flujo continuo. 3.5.1 Determinacin de AsTot urinario La mineralizacin de las muestras de orina se realiz mediante va seca (dry ashing) previo tratamiento con HNO3 concentrado y utilizando como agente mineralizador (MgO2 2%, Mg(NO3)2.6H2O 20% en agua bidestilada), secadas y tratadas en mufla a 450 C por 12 hrs. Luego de la mineralizacin, el As en medio cido (HCl, 6M (v/v)) es reducido cuantitativamente a As+3 por accin del cido ascrbico y KI al 5% (p/v), que al reaccionar con NaBH4 al 0,7% (p/v), se convierte en arsina (AsH3).

49

Tabla 3.3. Condiciones de anlisis utilizados para la determinacin de AsTot, mediante EAA GH IF. Generacin de Hidruro Agente reductor HCl Gas transportador Pre-reductor Espectrmetro de absorcin atmica Longitud de onda Ancho de banda 1,5 nm Tiempo de integracin Clula de cuarzo Corriente de la lmpara Paso de banda espectral Lmpara de arsnico Fuente: Elaboracin propia. 400 mA 0,7 nm 8,5 mA 900 C 5 seg. KI 1,5% (m/v) 193,7 nm. 0,2% (m/v) NaBH4 en 0,05% (m/v) NaOH; flujo 5 ml min -1 10% (v/v); flujo 100 ml min-1 Argn. Flujo 100 ml min-1 Bucle 0,5 ml

50

3.6

DETERMINACIN DEL NIVEL DE CREATININA En las alcuotas de las muestras de orina, se analiz el nivel de

creatinina por el mtodo de Jaff, que mide la formacin de un complejo coloreado de picrato alcalino para formar una solucin mbar-amarilla que se mide espectrofotomtricamente en el rango visible.

51

CAPTULO IV. 4.1

RESULTADOS Y DISCUSIN DE LOS RESULTADOS

RESULTADOS DE AsTot EN ORINA Los resultados de orina del primer muestreo se agregaron con el fin de

complementar los resultados del segundo muestreo, los que servirn en trminos comparativos. En las Tablas 4.1 y 4.2, se presentan los resultados del anlisis de AsTot, en muestras de orina correspondientes al primer y segundo muestreo respectivamente. El coeficiente de variacin (CV) corresponde a la variacin de los resultados analticos. Adems se agregaron a las Tablas los resultados de concentracin de AsTot en el agua de bebida de cada muestreo, para explicar las concentraciones de AsTot en orina.

52

Tabla 4.1. Concentracin de AsTot en muestras de orina, primer muestreo. PRIMER MUESTREO (2007) AsTot Urinario Localidad Socaire Muestra 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Calama 18 19 20 21 22 292 415 402 365 338 116 258 459 112 176 78 149 347 85 239 320 153 38 11 25 13 38 (g/L) 286 286 286 289 Sin muestra 273 273 267 260 266 247 258 259 253 Sin muestra Sin muestra 271 6.6 7 6.4 7 6.6 AsTot en agua de bebida (g/L)

Fuente: Elaboracin propia.

53

Tabla 4.2. Concentracin de AsTot en muestras de orina, segundo muestreo. SEGUNDO MUESTREO (2008) AsTot Localidad Socaire Muestra 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Urinario (g/L) 248 256 156 416 387 84 122 105 111 620 423 294 520 1122 92 186 167 326 326 271 357 352 Sin muestra Sin muestra 265 267 249 AsTot (g/g creat.) AsTot en agua de bebida (g/L)

Fuente: Elaboracin propia. Tabla 4.3. Resultados estadsticos de AsTot en orina, primer muestreo. 1 muestreo 2007 (n=22) Rango Promedio D.E. C.V % SOCAIRE (n=17) (g/L) 78 - 459 253,2 121 8 CALAMA (n=5) (g/L) 11 - 38 25 12 8

Fuente: Elaboracin propia.

54

Tabla 4.4. Resultados estadsticos de AsTot en orina, segundo muestreo. 2 muestreo 2008 (g/L) Rango Promedio D.E. C.V % 84 - 416 209,4 118 3 SOCAIRE (n=9) (g/g creat.) 92 - 1122 416,7 297 3

Fuente: Elaboracin propia. Tabla 4.5. Resultados estadsticos de AsTot en orina en ambos muestreos. PRIMER Y SEGUNDO MUESTREO Total de muestras 2007-2008 (n=31) Rango Promedio D.E. C.V % SOCAIRE (n=26) (g/L) 78 - 459 238 122 5,5 CALAMA (n=5) (g/L) 11 - 38 25 12 5,5

Fuente: Elaboracin propia.

55

Tabla 4.6. Valores de AsTot urinario segn rangos normales y txicos. Referencia AsTot urinario Normal (g/L) AsTot urinario Txico (g/L) AsTot urinario obtenido por anlisis (g/L) Galvao et al, 1987. 10 100 No especifica 238

Clarkson et al, 1988.

5 50

No especifica

238

Instituto Nacional de Toxicologa y Ciencias Forenses y el rea de Toxicologa de la Universidad de Sevilla, Espaa, 2007.

2 50

50 5.000

238

Fuente: Elaboracin propia.

56

4.2.

DISCUSIN DE LOS RESULTADOS Cada muestra fue individualizada y se analiz por duplicado, para

determinar el CV entre ambas, de esta forma, se asegura que el resultado es confiable. El equipo que se utiliz para medir la concentracin de AsTot en cada muestra, entrega directamente los parmetros: CV e intervalo de tolerancia (IT). Se obtuvo un promedio de los valores de concentracin final de la muestra y un valor de coeficiente de variacin inferior al 10%, considerado como aceptable. El funcionamiento ptimo del equipo fue estimado al obtener una reproducibilidad 90% de una solucin de 10 g/L de AsTot y mediante el anlisis de blancos de reactivos. En relacin al primer muestreo, en la Tabla 4.1 se puede notar que las concentraciones de AsTot urinario en habitantes de Socaire, son ms elevadas en comparacin con las muestras de orina obtenidas en Calama. Como se presenta en la Tabla 4.2, esta situacin se repite en el segundo muestreo. El rango de las concentraciones de AsTot en base a creatinina flucta entre 92 1122 g/g, el 90% del total de las muestras de los habitantes de Socaire, supera el valor lmite que corresponde a 100 g/g creat. (Goldfrank, L. 2002). En la Tabla 4.3 se observa que en las muestras de Socaire el rango de concentracin de AsTot urinario flucta entre 78 - 459 (g/L), mientras que en Calama el rango flucta entre 11 - 38 (g/L). Tambin se aprecia que en los habitantes de Socaire se obtuvo un promedio de AsTot urinario de 253 121 (g/L), el cual supera cerca de 10 veces el promedio de AsTot urinario calculado para las muestras de Calama con un promedio de 25 12 (g/L).

57

En la Tabla 4.4 el rango de las concentraciones de AsTot urinario en habitantes de Socaire correspondiente al segundo muestreo flucta entre 84 416 (g/L). Sobre base de creatinina, la concentracin promedio de AsTot urinario corresponde a 416 g/g, el cual supera en ms de 4 veces el valor lmite. No existe mayor variacin entre las muestras de orina obtenidas por los individuos de Calama, por lo tanto, se puede deducir que Calama, como grupo control, cumple con el requisito de mantener concentraciones constantes y reducidas de AsTot urinario, como se presenta en la Tabla 4.5, con una concentracin promedio de 25 12 (g/L). Esta situacin se puede explicar porque en la ciudad de Calama existen niveles aceptables de AsTot en el agua de bebida, por tal motivo, en las muestras de orina se reflejaron tales niveles y son los valores ms bajos que se hallaron en el total de muestras analizadas. El agua de bebida que ingieren los habitantes de Socaire, supera en ms de 28 veces, la norma internacional FAO/OMS de 10 g/L (Tabla 4.1 y 4.2). Otros estudios confirman esta realidad, ya que en localidades rurales de la Regin de Antofagasta como Socaire, registra como promedio una concentracin de As en el agua para consumo humano de 280 g/L, (Cceres, A. ESSAN S.A., 1999), similares a los obtenidos en este estudio. En la Tabla 4.6 se muestran los valores de AsTot urinario para rangos normales y txicos, segn autores internacionales. El Instituto Nacional de Toxicologa y Ciencias Forenses, Sevilla y el rea de Toxicologa de la Universidad de Sevilla, Espaa; considera normales las concentraciones de AsTot urinario que fluctan entre 2 50 (g/L) y txicas las concentraciones que fluctan entre 50 5.000 (g/L). Otros autores consideran como rango normal, las concentraciones de AsTot urinario que fluctan entre 5 50 (g/L) y

58

10 100 (g/L), segn Clarkson, Friberg, Nordberg and Sager, 1988 y Galvao y Corey, 1987, respectivamente. Considerando cualquiera de estos rangos, la poblacin de Socaire los supera, como se presenta en la Tabla 4.5 el rango de las concentraciones de AsTot urinario de ambos muestreos, el cual flucta entre 78 459 (g/L), con una concentracin promedio de 238 g/L, lo que significa que en todas las muestras las concentraciones cumplen con la condicin de txicas. Cabe mencionar, que durante el primer muestreo se realiz una encuesta a individuos de Socaire, y algunos de ellos informaron presentar manchas en la piel y problemas gstricos, sntomas caractersticos de Hidroarsenicismo. Por lo tanto, se puede deducir que los habitantes de Socaire estn en una situacin de riesgo toxicolgico, debido a alta exposicin por As. Muy diferente es la situacin de los individuos de Calama, donde el rango de las concentraciones de AsTot urinario flucta entre 11 38 (g/L), con una concentracin promedio de 25 g/L, lo cual evidencia que en Calama las muestras de orina cumplen con la condicin de normal, por lo cual, los habitantes se encuentran en una situacin de bajo riesgo y no debieran presentar sntomas asociados a la exposicin al As.

59

4.3.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES De este trabajo se puede concluir lo siguiente: La hiptesis general planteada en este trabajo se confirma, asimismo el objetivo propuesto, que fue evaluar el riesgo toxicolgico a travs del biomarcador orina, el cual se logr a travs de la medicin de la concentracin de AsTot urinario en una muestra experimental y control. Todos los resultados de AsTot urinario obtenidos en ambos muestreos de Socaire, cumplen con la condicin de txico, segn los valores que se obtuvieron en este trabajo. Existe una situacin de riesgo toxicolgico en la poblacin de Socaire, ya que los resultados de AsTot urinario superan el rango considerado normal. Adems, existen evidencias en individuos de esa localidad que manifiestan algunos signos caractersticos de Hidroarsenicismo. La orina se corrige expresando los resultados de las concentraciones de As por gramos de creatinina, lo cual se realiz en el segundo muestreo.

60

De este trabajo se puede recomendar lo siguiente: Es necesario en estudios futuros medir la concentracin de AsIn y otras especies, ya que las formas trivalentes del As son las ms txicas y que causan mayor dao en la salud de las personas. Concientizar y alertar con respecto al tema del As, porque an es materia de contingencia en la actualidad, ya que hay localidades principalmente rurales, que no cuentan con plantas de abatimiento de As, como es el caso de Socaire. La poblacin afectada que habita en localidades rurales desconoce el riesgo al que estn expuestos, es por ello, que se hace necesario que autoridades encargadas, deban involucrar a la comunidad, adems de promover programas para la prevencin y control de riesgos asociados al consumo de agua de bebida con altos niveles de As.

61

BIBLIOGRAFA Asociacin Chilena de Seguridad (ACHS). Primera Jornada sobre Arsenicismo Laboral y Ambiental, II Regin. Antofagasta, 23 25 de agosto de 1990, pp. 49 73. Baird C. (2001). Metales Pesados. En: Qumica Ambiental, Cap. 7, pp. 423 424. Barcelona, Editorial Revert S.A. Beaty R. (1979). Conceptos, Instrumentacin y Tcnicas en Espectrofotometra de Absorcin Atmica, Perkin Elmer, Cap.1, pp. 3 11. Borgoo J. M., Greiber, R. (1971). Estudio Epidemiolgico del Arsenicismo en la Ciudad de Antofagasta. Rev. Med de Chile, (vol) 99. Cceres, A. Arsnico, Normativas y Efectos en la Salud. En: XIII Congreso de Ingeniera Sanitaria y Ambiental AIDIS, Chile. Antofagasta, Octubre de 1999. Castro, M.L. Presencia de Arsnico en el Agua de Bebida en Amrica Latina y su Efecto en la Salud Pblica. En: Tercer Seminario Internacional sobre Evaluacin y Manejo de las Fuentes de Agua de Bebida Contaminadas con Arsnico. Universidad de Chile, 08 11 de noviembre de 2004. Santiago, Chile. Daz O., Montoro R., Vlez D. (2003). Txicos de Origen Ambiental. En:

Avances en Toxicologa de Contaminantes Qumicos en Alimentos. Oscar Daz y Miguel Garca (Eds). Capitulo VII, pp. 94 98. Universidad de la Frontera, Temuco, Chile.

62

Daz O., Recabarren E., Pastene R., Nez N., Vlez D., Montoro R. (2008). Arsenic Contamination from Geological Sources in Environmental Compartments in a pre-Andean Area of Northern Chile. Chapter 33. IN: Arsenic in the Environment. Natural Arsenic in Latin America. Bundschuh J., Armienta M.A., Bhattacharya P., Matschullat J. & Mukherjee A.B (Eds.). Editorial: Taylor and Francis Group, pp. 335 344. Fernndez-Turiel J.L., Galindo G., Parada M.A., Gimeno D., Garca-Valls M., Saavedra J. Estado Actual del Conocimiento sobre el Arsnico en el Agua de Argentina y Chile: Origen, Movilidad y Tratamiento. En: II Seminario HispanoLatinoamericano sobre Temas Actuales de Hidrologa Subterrnea y IV Congreso Hidrogeolgico Argentino. Ro Cuarto, 25 28 de octubre de 2005. Argentina. Fo V., Colombi A., Maromi M., Buratti M. (1987). Indicadores Biolgicos para la Valoracin Humana a los Compuestos Qumicos Industriales: Arsnico [versin electrnica]. Oficina de Publicaciones Oficiales de las Comunidades Europeas, pp. 42 46. Galvao, L., Corey, G. (1987). Serie de Vigilancia 3: Arsnico. Centro Panamericano de Ecologa Humana y Salud. OPS/OMS, pp. 17,18. Orellana, M. (2008). Anlisis de Arsnico Inorgnico, en el Agua de Bebida Consumida por una Muestra de la Poblacin de Socaire, II Regin de Chile, Tesis para Optar al Ttulo Profesional de Ingeniero de Ejecucin en Ambiente, Universidad de Santiago de Chile.

63

Ramrez A. (2006). Biomarcadores en Monitoreo de Exposicin a Metales Pesados en Metalurgia. [versin electrnica]. Anales de la Facultad de Medicina de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 67 (1), pp. 49 58. Sancha A. M., O`Ryan R., Marchetti., Ferreccio C. Anlisis del Riesgo en la Regulacin Ambiental de Txicos: Caso del Arsnico en Chile. En: XXVI Congreso Interamericano de Ingeniera Sanitaria y Ambiental. 1998. Lima, Per. Santolaya Biondi R., Santolaya Cohen R., Salazar L., Sandoval M., Alfaro R. (1995). Arsnico: Impacto sobre el Hombre y su Entorno, II Regin de Chile. Antofagasta, Programa Ambiente 02 (1992-1993), Cap. 1, pp. 17. Universidad Nacional de la Pampa, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (2008). El Arsnico en el Agua y su Influencia en la Salud Humana. Exposicin de Programas de Prevencin [diapositiva]. Santa Rosa, La Pampa, Argentina. BILBIOGRAFA ON-LINE Arsnico en el Agua para Consumo Humano. (s.f.). Recuperado en mayo de 2009, de http://www.cepis.org.pe/bvsair/e/repindex/repi73/intro.html Arsnico Origen Natural y Antropognico. (s.f.).Recuperado en abril de 2009, de http://www.fondef.cl/bases/fondef/PROYECTO/A0/4/SA04I227.HTM Arsnico: Propiedades Qumicas y Efectos sobre la Salud y el Medio Ambiente. (s.f.). Recuperado en mayo de 2009, de http://www.lenntech.com/espanol/tabla-peiodica/As.htm#ixzz0FznHGXZ9&A

64

BEST (Board on Environmental Studies and Toxicology) de (2001). Arsenic in Drinking Water: 2001. Recuperado en mayo de 2009, de http://www.nap.edu/books/0309076293/htmi Biomarcadores. (s.f.). Recuperado en junio de 2009, de

http://superfund.pharmacy.arizona.edu/toxamb/c2-2-2.html Biomarcadores en Monitoreo de Exposicin a Metales Pesados en Metalurgia. (s.f). 00008 Carcinoma Basocelular. (s.f.). Recuperado en mayo de 2009, de Recuperado en abril de 2009, de http://www.scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1025558320060001

http://www.fisterra.com/guias2/basocelular.asp Control de Calidad del Agua Potable. (s.f.). Recuperado en mayo de 2009, de http://www.siss.cl/article-4073.html Curso de Autoinstruccin en Metodologa de Identificacin y Evaluacin de Riesgos para la Salud en Sitios Contaminados. (s.f.). Recuperado en junio de 2009, de http://www.cepis.ops-oms.org/tutorial3/e/capitulo3/index.html Definiciones de Enfermedades. (s.f.). Recuperado en mayo de 2009, de http://www.rae.es/rae.html (vigsima segunda edicin) Equipos de Espectrofotometra de Absorcin Atmica Buck Sci. (s.f.). Recuperado en junio de 2009, de http://www.fishersci.com.mx/catalogo/Instru/Espectrof/espectro_buck.htm

65

Espectrometra de Absorcin Atmica. (s.f.). Recuperado en junio de 2009, de http://hiq.aga.cl/International/Web/LG/CL/likelgspgcl.nsf/DocByAlias/anal_abs Exposicin a Arsnico Ambiental en Nios de Antofagasta, II Regin, Chile. Recuperado en junio de 2009, de http://www.cepis.org.pe/bvsacd/arsenico/Arsenic2004/theme2/paper2.12.pdf Glosario de Trmino Toxicolgicos. (s.f.). Recuperado en septiembre de 2009, de http://busca-tox.com/ Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo. (2009). Valores Lmites Biolgicos, Consideraciones Generales. En: Lmites de Exposicin Profesional en Espaa (cap.10). Recuperado en mayo de 2009, de http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/TextosOnline/Valores _Limite/LEP2009%20.pdf Instituto de Salud Pblica de Chile. (s.f.). Determinacin de Niveles de Arsnico no Dietario Urinario en una Poblacin de Trabajadores Expuestos, II Regin. Recuperado en junio de 2009, de http://www.ispch.cl/actualidad/articulos/ARSENICO_SOCA.pdf Lmites de Arsnico en Norma Chilena. (s.f.). Recuperado en junio de 2009, de http://www.hannachile.com/noticias-articulos-y-consejos/noticias Lmites Riesgosos para la Salud. (s.f.). Recuperado en junio de 2009, de http://www.atsdr.cdc.gov/es/phs/es_phs2.html Lovey, C., Gimenez, M. (2008). Arsnico Total en Orina: Evaluacin de Poblacin Expuesta en la Provincia del Chaco. Recuperado en junio de 2009,

66

del

sitio

web

de

la

Universidad

Nacional

del

Nordeste:

http://www.unne.edu.ar/investigacion/com2008/E-095.pdf Manifestaciones Clnicas. (s.f.). Recuperado en mayo de 2009, de

http://www.ropana.cl/Toxivet/Arsenico.htm Museo Chileno de Arte Precolombino. (s.f). Recuperado en mayo de 2009, de http://www.mod.precolombino.cl/Noticias/28CIENT%C3%8DFICOS-BUSCANPATOLOG%C3%8DAS-ASOCIADAS-A-INGESTI%C3%93N-DE ARS%C3%89NICO-EN-MOMIAS-CHINCHORRO. Repetto M. R., Repetto M. Tabla de Concentraciones de Xenobiticos en Fluidos Biolgicos Humanos como Referencia para el Diagnostico Toxicolgico (actualizacin 2007). En: Ampliacin de Toxicologa de Postgrado, M Repetto, ed. rea de Toxicologa. Universidad de Sevilla. Recuperado en junio de 2009, de http://busca-tox.com Socaire. (s.f.). Recuperado en junio de 2009, de

http://www.sanpedrochile.com/deatacama/index.php/socaire--20081117321/ Surez M.L., Gonzlez-Delgado F., Gonzlez D., Rubio C., Hardisson de la Torre A. (2004). Anlisis, Diagnstico y Tratamiento de las Intoxicaciones Arsenicales. Cuadernos de Medicina Forense. Recuperado en mayo de 2009, de http://scielo.isciii.es/scielo.php?pid=S113576062004000100001&script=sci_ arttext Toxicidad del As. (s.f.). Recuperado en mayo de 2009, de

http://www.miliarium.com/Monografias/Arsenico/Toxicidad/Toxicidad.asp

67

ANEXO A. TIPOS DE LESIONES CUTNEAS La piel es un rgano crtico muy comnmente afectado en las intoxicaciones arsenicales crnicas. Estas lesiones se exponen en las siguientes figuras:

Figura A 1. Queratodermia palmoplantar. Fuente: http://www.uvirtual.sld.cu/clinica/galeria- deimagenes/dermatologia/imagenes/genodermatosis /queratodermia-palmoplantar/dscn0807.jpg/view

68

Figura A 2. Leucomelanodermia en manos. Fuente: http://www.galderma.com.mx/pac/Pac6/d6_ p40.htm#fig36

Figura A 3. Cada de cabello. Fuente: http://www.scielo.org.pe/img/revistas/dp/v16n1 /a03fig15a.jpg

69

Figura A 4. Carcinoma de Bowen en la parte posterior de una pierna. Fuente: www.iqb.es/dermatologia/atlas/bowen/ bowen 05.jpg

Figura A 5. Epitelioma basocelular en el costado derecho de la espalda. Fuente: http://www.bvs.sld.cu/revistas/mgi/vol24_3_ 08/f021508.gif

70

Figura A 6. Eritrodermia arsenical en una piern