Definición de neurotoxicidad

Neurotoxicidad se refiere a la capacidad de inducir efectos adversos en el sistema nervioso central, los nervios periféricos o los órganos sensoriales. Se considera que una sustancia química es neurotóxica si es capaz de inducir un patrón constante de disfunción neural o un cambio en la química o la estructura del sistema nervioso.

La neurotoxicidad generalmente se manifiesta como un continuo de síntomas y efectos, que dependen de la naturaleza de la sustancia química, la dosis, la duración de la exposición y las características del individuo expuesto. La gravedad de los efectos observados, así como la evidencia de neurotoxicidad, aumenta hasta los niveles 1 a 6, que se muestran en la Tabla 1. La exposición a corto plazo o en dosis bajas a un químico neurotóxico puede provocar síntomas subjetivos como dolor de cabeza y mareos, pero el efecto suele ser reversible. Al aumentar la dosis, pueden aparecer cambios neurológicos y eventualmente se generan cambios morfológicos irreversibles. El grado de anormalidad necesario para implicar la neurotoxicidad de un agente químico es un tema controvertido. De acuerdo con la definición, se considera un patrón consistente de disfunción neural o cambio en la química o estructura del sistema nervioso si hay evidencia bien documentada de efectos persistentes en el nivel 3, 4, 5 o 6 en la Tabla 1. Estos niveles reflejan el peso de la evidencia proporcionada por diferentes signos de neurotoxicidad. Las sustancias neurotóxicas incluyen elementos naturales como el plomo, el mercurio y el manganeso; compuestos biológicos como la tetrodotoxina (del pez globo, un manjar japonés) y el ácido domoico (de mejillones contaminados); y compuestos sintéticos que incluyen muchos pesticidas, solventes industriales y monómeros.

Tabla 1. Agrupación de efectos neurotóxicos para reflejar su fuerza relativa para establecer la neurotoxicidad

¹ Solo humanos
Fuente: Modificado de Simonsen et al. 1994.

En los Estados Unidos se comercializan entre 50,000 100,000 y 1,000 1,600 productos químicos, y cada año se someten a evaluación entre 750 y 1985 nuevos productos químicos. Se sospecha que más de XNUMX productos químicos y varias clases o grupos de compuestos químicos son neurotóxicos (O'Donoghue XNUMX), pero nunca se han probado las propiedades neurotóxicas de la mayoría de los productos químicos. La mayoría de los productos químicos neurotóxicos conocidos disponibles en la actualidad han sido identificados por informes de casos o por accidentes.

Aunque los productos químicos neurotóxicos a menudo se producen para cumplir con usos específicos, la exposición puede provenir de varias fuentes: uso en casas particulares, en la agricultura y en las industrias, o del agua potable contaminada, etc. Se corrigieron las ideas preconcebidas a priori sobre qué compuestos neurotóxicos se espera que se encuentren en qué ocupaciones, por lo tanto, deben considerarse con precaución, y las siguientes citas deben considerarse como posibles ejemplos que incluyen algunos de los químicos neurotóxicos más comunes (Arlien-Søborg 1992; O 'Donoghue 1985; Spencer y Schaumburg 1980; OMS 1978).

Síntomas de neurotoxicidad

El sistema nervioso generalmente reacciona de manera bastante estereotipada a la exposición a sustancias neurotóxicas. Figura 1. A continuación se indican algunos síndromes típicos.

Figura 1. Efectos neurológicos y conductuales de la exposición a sustancias químicas neurotóxicas.

Polineuropatía

Esto es causado por el deterioro de la función nerviosa motora y sensorial que conduce a la debilidad de los músculos, con paresia generalmente más pronunciada en la periferia de las extremidades superiores e inferiores (manos y pies). Puede ocurrir parestesia previa o simultánea (hormigueo o entumecimiento en los dedos de manos y pies). Esto puede provocar dificultades para caminar o en la coordinación fina de manos y dedos. Los metales pesados, los solventes y los pesticidas, entre otros productos químicos, pueden provocar dicha discapacidad, aunque el mecanismo tóxico de estos compuestos sea totalmente diferente.

Encefalopatía

Esto es causado por un deterioro difuso del cerebro y puede resultar en fatiga; deterioro del aprendizaje, la memoria y la capacidad de concentración; ansiedad, depresión, aumento de la irritabilidad e inestabilidad emocional. Dichos síntomas pueden indicar un trastorno cerebral degenerativo difuso temprano, así como una encefalopatía tóxica crónica ocupacional. A menudo, el aumento de la frecuencia de los dolores de cabeza, los mareos, los cambios en el patrón de sueño y la reducción de la actividad sexual también pueden estar presentes desde las primeras etapas de la enfermedad. Dichos síntomas pueden desarrollarse después de una exposición prolongada y de bajo nivel a varios productos químicos diferentes, como solventes, metales pesados ​​o sulfuro de hidrógeno, y también se observan en varios trastornos demenciales no relacionados con el trabajo. En algunos casos se pueden observar síntomas neurológicos más específicos (p. ej., parkinsonismo con temblor, rigidez de los músculos y ralentización de los movimientos, o síntomas cerebelosos como temblor y coordinación reducida de los movimientos de las manos y la marcha). Dichos cuadros clínicos se pueden ver después de la exposición a algunos químicos específicos como el manganeso o MPTP (1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridina) en la primera condición y tolueno o mercurio en la segunda.

Gases

Una amplia variedad de productos químicos con estructuras químicas totalmente diferentes son gases a temperatura normal y se ha demostrado que son neurotóxicos Tabla 3. Algunos de ellos son extremadamente tóxicos incluso en dosis muy pequeñas, e incluso se han utilizado como gases de guerra (fosgeno y cianuro); otros requieren dosis altas durante períodos más prolongados para producir síntomas (p. ej., dióxido de carbono). Algunos se usan para anestesia general (p. ej., óxido nitroso); otros se utilizan ampliamente en la industria y en agentes utilizados para la desinfección (p. ej., formaldehído). El primero puede inducir cambios irreversibles en el sistema nervioso después de una exposición repetida de bajo nivel, el segundo aparentemente produce solo síntomas agudos. La exposición en habitaciones pequeñas con mala ventilación es particularmente peligrosa. Algunos de los gases son inodoros, lo que los hace particularmente peligrosos (p. ej., monóxido de carbono). Como se muestra en la Tabla 2, algunos gases son constituyentes importantes en la producción industrial, mientras que otros son el resultado de una combustión incompleta o completa (p. ej., CO y CO₂ respectivamente). Esto se ve en minería, acerías, centrales eléctricas, etc., pero también se puede ver en casas privadas con ventilación insuficiente. Esencial para el tratamiento es detener una mayor exposición y proporcionar aire fresco u oxígeno y, en casos graves, ventilación artificial.

Tabla 2. Gases asociados con efectos neurotóxicos

¹ M: mecanismo; A: efectos agudos; C: efectos crónicos.
Neuropatía: disfunción de las fibras nerviosas periféricas motoras y sensoriales.
Encefalopatía: disfunción cerebral debida a un deterioro generalizado del cerebro.
Ataxia: alteración de la coordinación motora.

Metales

Por regla general, la toxicidad de los metales aumenta con el aumento del peso atómico, siendo el plomo y el mercurio particularmente tóxicos. Los metales generalmente se encuentran en la naturaleza en bajas concentraciones, pero en ciertas industrias se utilizan en grandes cantidades (ver Tabla 3) y pueden generar riesgo laboral para los trabajadores. Además, se encuentran cantidades considerables de metales en las aguas residuales y pueden generar un riesgo ambiental para los residentes cercanos a las plantas, pero también a mayores distancias. A menudo, los metales (o, por ejemplo, los compuestos orgánicos de mercurio) se incorporan a la cadena alimentaria y se acumulan en peces, aves y animales, lo que representa un riesgo para los consumidores. La toxicidad y la forma en que el organismo manipula los metales puede depender de la estructura química. Los metales puros pueden absorberse por inhalación o contacto con la piel de vapor (mercurio) y/o partículas pequeñas (plomo), o por vía oral (plomo). Compuestos inorgánicos de mercurio (p. ej., HgCl₂) se absorben principalmente por vía oral, mientras que los compuestos orgánicos metálicos (p. ej., tetraetilo de plomo) se absorben principalmente por inhalación o por contacto con la piel. La carga corporal puede reflejarse hasta cierto punto en la concentración de metal en la sangre o la orina. Esta es la base para el control biológico. En el tratamiento debe recordarse que especialmente el plomo se libera muy lentamente de los depósitos en el cuerpo. La cantidad de plomo en los huesos normalmente se reducirá solo un 50% en 10 años. Esta liberación puede acelerarse mediante el uso de agentes quelantes: BAL (dimercapto-1-propanol), Ca-EDTA o penicilamina.

Tabla 3. Metales y sus compuestos inorgánicos asociados a neurotoxicidad

¹ M: mecanismo; A: efectos agudos; C: efectos crónicos.
Neuropatía: disfunción de las fibras nerviosas periféricas motoras y sensoriales.
Encefalopatía: disfunción cerebral debida a un deterioro generalizado del cerebro.

Monómeros

Los monómeros constituyen un grupo amplio y heterogéneo de productos químicos reactivos utilizados para la síntesis química y la producción de polímeros, resinas y plásticos. Los monómeros comprenden compuestos aromáticos polihalogenados tales como p-clorobenceno y 1,2,4-triclorobenceno; disolventes orgánicos insaturados como estireno y viniltolueno, acrilamida y compuestos relacionados, fenoles, ɛ-caprolactama y ζ-aminobutirolactama. Algunos de los monómeros neurotóxicos ampliamente utilizados y su efecto sobre el sistema nervioso se enumeran en la Tabla 3. La exposición ocupacional a los monómeros neurotóxicos puede tener lugar en las industrias que fabrican, transportan y utilizan productos químicos y productos plásticos. Durante la manipulación de polímeros que contienen monómeros restantes y durante el moldeado en astilleros y en clínicas dentales, tiene lugar una exposición sustancial a monómeros neurotóxicos. Tras la exposición a estos monómeros, la absorción puede tener lugar durante la inhalación (p. ej., disulfuro de carbono y estireno) o por contacto con la piel (p. ej., acrilamida). Dado que los monómeros son un grupo heterogéneo de productos químicos, es probable que existan varios mecanismos diferentes de toxicidad. Esto se refleja en las diferencias en los síntomas (Tabla 4).

Tabla 4. Monómeros neurotóxicos

¹ M: mecanismo; A: efectos agudos; C: efectos crónicos.
Neuropatía: disfunción de las fibras nerviosas periféricas motoras y sensoriales.
Encefalopatía: disfunción cerebral debida a un deterioro generalizado del cerebro.
Ataxia: alteración de la coordinación motora.

Disolventes orgánicos

Disolventes orgánicos es una designación común para un gran grupo de más de 200 compuestos químicos lipofílicos capaces de disolver grasas, aceites, ceras, resinas, caucho, asfalto, filamentos de celulosa y materiales plásticos. Suelen ser fluidos a temperatura ambiente con puntos de ebullición por debajo de 200 a 250°C, y se evaporan fácilmente. Se absorben principalmente a través de los pulmones, pero algunos también pueden penetrar en la piel. Por su lipofilia se distribuyen a órganos ricos en grasa. Por lo tanto, se encuentran altas concentraciones en la grasa corporal, la médula ósea, el hígado y el cerebro, que también pueden actuar como reservorios de solventes. El coeficiente de partición octanol/agua puede indicar si se esperan altas concentraciones en el cerebro. El mecanismo de toxicidad aún no se conoce, pero se han previsto varias posibilidades: bloquear enzimas importantes en la descomposición metabólica de la glucosa y, por lo tanto, reducir la energía disponible para el procesamiento neuronal; reduciendo la formación de energía en las mitocondrias; cambiar las membranas neuronales, lo que conduce a un deterioro de la función de los canales iónicos; Enlentecimiento del flujo axonal. El cloruro de metileno se metaboliza a CO, que bloquea el transporte de oxígeno en la sangre. Grandes grupos de trabajadores en una gran variedad de profesiones están expuestos diariamente o al menos con frecuencia (ver Tabla 5). En algunos países, el consumo de solventes orgánicos ha disminuido en algunas ocupaciones debido a mejoras higiénicas y sustitución (p. ej., pintores de casas, trabajadores de la industria gráfica, trabajadores del metal), mientras que en otras ocupaciones el patrón de exposición ha cambiado pero la cantidad total de solventes orgánicos se ha mantenido sin cambios. Por ejemplo, el tricloroetileno ha sido reemplazado por 1,1,1-tricloroetano y freón. Por lo tanto, los disolventes siguen siendo un problema higiénico importante en muchos lugares de trabajo. Las personas corren un riesgo particular cuando se exponen en habitaciones pequeñas con poca ventilación y con altas temperaturas, lo que aumenta la evaporación. El trabajo físico aumenta la captación pulmonar de disolventes. En varios países (en particular, los países nórdicos), se ha otorgado compensación a los trabajadores que han desarrollado encefalopatía tóxica crónica luego de una exposición prolongada y de bajo nivel a solventes.

Tabla 5. Disolventes orgánicos asociados a neurotoxicidad

 ¹ M: mecanismo; A: efectos agudos; C: efectos crónicos.

Neuropatía: disfunción de las fibras nerviosas periféricas motoras y sensoriales.
Encefalopatía: disfunción cerebral debido a un deterioro generalizado del cerebro

Los pesticidas

Los pesticidas se utiliza como un término genérico para cualquier producto químico diseñado para matar grupos de plantas o animales que son un peligro para la salud humana o pueden causar pérdidas económicas. Incluye insecticidas, fungicidas, rodenticidas, fumigantes y herbicidas. Aproximadamente 5 mil millones de libras de productos pesticidas compuestos por más de 600 ingredientes pesticidas activos se usan anualmente en la agricultura en todo el mundo. Los plaguicidas organofosforados, carbamatos y organoclorados junto con los piretroides, los herbicidas clorofenoxi y los compuestos orgánicos metálicos utilizados como fungicidas tienen propiedades neurotóxicas (Cuadro 6). Entre los muchos químicos diferentes que se usan como rodenticidas, algunos (p. ej., estricnina, fosfuro de zinc y talio) también son neurotóxicos. La exposición ocupacional a los pesticidas neurotóxicos se asocia principalmente con el trabajo agrícola, como el manejo de pesticidas y el trabajo con cultivos tratados, pero los exterminadores, los empleados que fabrican y formulan pesticidas, los trabajadores de carreteras y ferrocarriles, así como los trabajadores de invernaderos, silvicultura y viveros pueden tener un riesgo sustancial de estar expuesto a pesticidas neurotóxicos también. Los niños, que constituyen una proporción significativa de la mano de obra agrícola, son especialmente vulnerables porque su sistema nervioso no está completamente desarrollado. Los efectos agudos de los plaguicidas generalmente están bien descritos y, a menudo, se observan efectos duraderos tras la exposición repetida o la exposición a una sola dosis alta (Tabla 6), pero el efecto de la exposición subclínica repetida es incierto.

Tabla 6. Clases de pesticidas neurotóxicos comunes, exposición, efectos y síntomas asociados

¹ M: mecanismo; A: efectos agudos; C: efectos crónicos.
Neuropatía: disfunción de las fibras nerviosas periféricas motoras y sensoriales.
Encefalopatía: disfunción cerebral debida a un deterioro generalizado del cerebro.
Ataxia: alteración de la coordinación motora.
² Principalmente fosfatos o fosfonatos.

Otros productos químicos

Varios productos químicos diferentes que no encajan en los grupos mencionados anteriormente también poseen neurotoxicidad. Algunos de estos se utilizan como pesticidas pero también en diferentes procesos industriales. Algunos tienen efectos neurotóxicos agudos y crónicos bien documentados; otros tienen efectos agudos obvios, pero los efectos crónicos están mal examinados. En la Tabla 7 se enumeran ejemplos de estos productos químicos, sus usos y efectos.

Tabla 7. Otras sustancias químicas asociadas con neurotoxicidad

¹ M: mecanismo; A: efectos agudos; C: efectos crónicos.
Neuropatía: disfunción de las fibras nerviosas periféricas motoras y sensoriales.
Encefalopatía: disfunción cerebral debida a un deterioro generalizado del cerebro.
Ataxia: alteración de la coordinación motora

Atrás