Introducción
Los disolventes orgánicos son volátiles y generalmente solubles en la grasa corporal (lipófilos), aunque algunos de ellos, por ejemplo, el metanol y la acetona, también son solubles en agua (hidrofílicos). Se han empleado ampliamente no solo en la industria sino también en productos de consumo, como pinturas, tintas, diluyentes, desengrasantes, agentes de limpieza en seco, quitamanchas, repelentes, etc. Si bien es posible aplicar el monitoreo biológico para detectar efectos en la salud, por ejemplo, efectos en el hígado y el riñón, para fines de vigilancia de la salud de los trabajadores expuestos ocupacionalmente a solventes orgánicos, es mejor utilizar el monitoreo biológico en su lugar para “ monitoreo de la exposición” para proteger la salud de los trabajadores de la toxicidad de estos solventes, porque este es un enfoque lo suficientemente sensible como para dar advertencias mucho antes de que ocurran efectos en la salud. La detección de la alta sensibilidad de los trabajadores a la toxicidad de los disolventes también puede contribuir a la protección de su salud.
Resumen de toxicocinética
Los solventes orgánicos son generalmente volátiles en condiciones estándar, aunque la volatilidad varía de un solvente a otro. Por lo tanto, la ruta principal de exposición en entornos industriales es a través de la inhalación. La tasa de absorción a través de la pared alveolar de los pulmones es mucho más alta que a través de la pared del tracto digestivo, y una tasa de absorción pulmonar de alrededor del 50% se considera típica para muchos solventes comunes como el tolueno. Algunos solventes, por ejemplo, el disulfuro de carbono y la N,N-dimetilformamida en estado líquido, pueden penetrar la piel humana intacta en cantidades lo suficientemente grandes como para ser tóxicas.
Cuando estos disolventes son absorbidos, una parte se exhala en el aliento sin biotransformación alguna, pero la mayor parte se distribuye en órganos y tejidos ricos en lípidos como consecuencia de su lipofilia. La biotransformación tiene lugar principalmente en el hígado (y también en otros órganos en menor medida), y la molécula de solvente se vuelve más hidrófila, generalmente por un proceso de oxidación seguido de conjugación, para ser excretado a través del riñón en la orina como metabolitos. ). Una pequeña porción puede eliminarse sin cambios en la orina.
Por lo tanto, tres materiales biológicos, orina, sangre y aliento exhalado, están disponibles para monitorear la exposición a solventes desde un punto de vista práctico. Otro factor importante en la selección de materiales biológicos para monitorear la exposición es la velocidad de desaparición de la sustancia absorbida, para lo cual la vida media biológica, o el tiempo necesario para que una sustancia disminuya a la mitad de su concentración original, es un parámetro cuantitativo. Por ejemplo, los solventes desaparecerán del aliento exhalado mucho más rápido que los metabolitos correspondientes de la orina, lo que significa que tienen una vida media mucho más corta. Dentro de los metabolitos urinarios, la vida media biológica varía según la rapidez con la que se metaboliza el compuesto original, por lo que el tiempo de muestreo en relación con la exposición suele ser de importancia crítica (ver más abajo). Una tercera consideración al elegir un material biológico es la especificidad de la sustancia química objetivo que se va a analizar en relación con la exposición. Por ejemplo, el ácido hipúrico es un marcador de exposición al tolueno utilizado desde hace mucho tiempo, pero no solo lo forma el cuerpo de forma natural, sino que también puede derivarse de fuentes no ocupacionales, como algunos aditivos alimentarios, y ya no se considera un indicador fiable. marcador cuando la exposición al tolueno es baja (menos de 50 cm3/m3). En términos generales, los metabolitos urinarios se han utilizado más ampliamente como indicadores de exposición a diversos disolventes orgánicos. El solvente en la sangre se analiza como una medida cualitativa de la exposición porque generalmente permanece en la sangre por menos tiempo y refleja más la exposición aguda, mientras que el solvente en el aliento exhalado es difícil de usar para estimar la exposición promedio porque la concentración en el aliento disminuye. rápidamente después del cese de la exposición. El solvente en orina es un candidato prometedor como medida de exposición, pero necesita más validación.
Pruebas de exposición biológica para solventes orgánicos
Al aplicar el monitoreo biológico para la exposición a solventes, el tiempo de muestreo es importante, como se indicó anteriormente. La Tabla 1 muestra los tiempos de muestreo recomendados para solventes comunes en el monitoreo de la exposición ocupacional diaria. Cuando se va a analizar el disolvente en sí, se debe prestar atención para evitar posibles pérdidas (p. ej., evaporación en el aire de la habitación) así como contaminación (p. ej., disolución del aire de la habitación en la muestra) durante el proceso de manipulación de la muestra. En caso de que las muestras deban transportarse a un laboratorio distante o almacenarse antes del análisis, se debe tener cuidado para evitar pérdidas. Se recomienda la congelación para los metabolitos, mientras que la refrigeración (pero no la congelación) en un recipiente hermético sin espacio de aire (o más preferiblemente, en un vial con espacio de cabeza) se recomienda para el análisis del solvente mismo. En el análisis químico, el control de calidad es esencial para obtener resultados fiables (para obtener más información, consulte el artículo “Garantía de calidad” en este capítulo). Al informar los resultados, se debe respetar la ética (ver capítulo Cuestiones éticas en otra parte del Enciclopedia).
Tabla 1. Algunos ejemplos de sustancias químicas objetivo para el monitoreo biológico y el tiempo de muestreo
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Solvente |
Producto químico objetivo |
Orina/sangre |
Tiempo de muestreo1 |
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Disulfuro de carbono |
Ácido 2-tiotiazolidina-4-carboxílico |
Orina |
Jue F |
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N,N-dimetilformamida |
N-Metilformamida |
Orina |
lun mar mie jue |
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2-Etoxietanol y su acetato |
Ácido etoxiacético |
Orina |
Th F (fin del último turno de trabajo) |
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hexano |
2,4-hexanodiona hexano |
Orina Sangre |
lun mar mie jue confirmación de exposición |
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Metanol |
Metanol |
Orina |
lun mar mie jue |
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Estireno |
Ácido mandélico ácido fenilglioxílico Estireno |
Orina Orina Sangre |
Jue F Jue F confirmación de exposición |
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tolueno |
Ácido hipúrico o-cresol tolueno tolueno |
Orina Orina Sangre Orina |
mar mie jue mar mie jue confirmación de exposición mar mie jue |
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Tricloroetileno |
Ácido tricloroacético (TCA) Triclorocompuestos totales (suma de TCA y tricloroetanol libre y conjugado) Tricloroetileno |
Orina Orina Sangre |
Jue F Jue F confirmación de exposición |
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Xilenos2 |
Ácidos metilhipúricos Xilenos |
Orina Sangre |
mar mie jue mar mie jue |
1 Fin del turno de trabajo a menos que se indique lo contrario: los días de la semana indican los días de muestreo preferidos.
2 Tres isómeros, ya sea por separado o en cualquier combinación.
Fuente: Resumido de OMS 1996.
Se establecen varios procedimientos analíticos para muchos disolventes. Los métodos varían según el producto químico objetivo, pero la mayoría de los métodos desarrollados recientemente utilizan cromatografía de gases (GC) o cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) para la separación. Se recomienda el uso de un muestreador automático y un procesador de datos para un buen control de calidad en el análisis químico. Cuando se va a analizar un disolvente en sangre o en orina, la aplicación de la técnica headspace en GC (headspace GC) es muy conveniente, especialmente cuando el disolvente es lo suficientemente volátil. La Tabla 2 describe algunos ejemplos de los métodos establecidos para solventes comunes.
Tabla 2. Algunos ejemplos de métodos analíticos para el seguimiento biológico de la exposición a disolventes orgánicos
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Solvente |
Producto químico objetivo |
sangre/orina |
Método analítico |
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Disulfuro de carbono |
2-tiotiazolidina-4- |
Orina |
Cromatógrafo de líquidos de alta resolución con detección ultravioleta (HPLC UV) |
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N, N-Dimetilformamida |
N-metilformamida |
Orina |
Cromatógrafo de gases con detección termoiónica de llama (FTD-GC) |
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2-Etoxietanol y su acetato |
Ácido etoxiacético |
Orina |
Extracción, derivatización y cromatógrafo de gases con detección de ionización de llama (FID-GC) |
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hexano |
2,4-hexanodiona hexano |
Orina Sangre |
Extracción, (hidrólisis) y FID-GC Espacio de cabeza FID-GC |
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Metanol |
Metanol |
Orina |
Espacio de cabeza FID-GC |
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Estireno |
Ácido mandélico ácido fenilglioxílico Estireno |
Orina Orina Sangre |
Desalación y UV-HPLC Desalación y UV-HPLC Espacio de cabeza FID-GC |
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tolueno |
Ácido hipúrico o-cresol tolueno tolueno |
Orina Orina Sangre Orina |
Desalación y UV-HPLC Hidrólisis, extracción y FID-GC Espacio de cabeza FID-GC Espacio de cabeza FID-GC |
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Tricloroetileno |
Ácido tricloroacético Triclorocompuestos totales (suma de TCA y tricloroetanol libre y conjugado) Tricloroetileno |
Orina Orina Sangre |
Colorimetría o esterificación y cromatografía de gases con detección por captura de electrones (ECD-GC) Oxidación y colorimetría, o hidrólisis, oxidación, esterificación y ECD-GC Espacio de cabeza ECD-GC |
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Xilenos |
Ácidos metilhipúricos (tres isómeros, ya sea por separado o en combinación) |
Orina |
Espacio de cabeza FID-GC |
Fuente: Resumido de OMS 1996.
Evaluación
Se puede establecer una relación lineal de los indicadores de exposición (enumerados en la tabla 2) con la intensidad de la exposición a los solventes correspondientes ya sea a través de una encuesta de trabajadores ocupacionalmente expuestos a solventes, o por exposición experimental de voluntarios humanos. Así, la ACGIH (1994) y la DFG (1994), por ejemplo, han establecido el índice de exposición biológica (BEI) y el valor de tolerancia biológica (BAT), respectivamente, como los valores en las muestras biológicas equivalentes a la exposición ocupacional. límite de exposición para sustancias químicas transportadas por el aire, es decir, valor límite umbral (TLV) y concentración máxima en el lugar de trabajo (MAK), respectivamente. Sin embargo, se sabe que el nivel de la sustancia química objetivo en muestras obtenidas de personas no expuestas puede variar, reflejando, por ejemplo, las costumbres locales (p. ej., alimentos) y que pueden existir diferencias étnicas en el metabolismo de los solventes. Por lo tanto, es deseable establecer valores límite a través del estudio de la población local de interés.
Al evaluar los resultados, se deben excluir cuidadosamente la exposición no ocupacional al solvente (p. ej., mediante el uso de productos de consumo que contienen solventes o la inhalación intencional) y la exposición a sustancias químicas que generan los mismos metabolitos (p. ej., algunos aditivos alimentarios). En caso de que exista una gran diferencia entre la intensidad de la exposición al vapor y los resultados del control biológico, la diferencia puede indicar la posibilidad de absorción por la piel. Fumar cigarrillos suprimirá el metabolismo de algunos disolventes (p. ej., tolueno), mientras que la ingesta aguda de etanol puede suprimir el metabolismo del metanol de manera competitiva.