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EXPOSICIN A HIDROCARBUROS AROMTICOS POLICICLICOS.

RIESGOS PARA LA SALUD Y MARCADORES BIOLGICOS

POLYAROMATIC HIDROCARBONS EXPOSITION.

HEALTH RISK AND BIOMARKERS

Carlos Mastandrea1

Carlos Chichizola1

Beatriz Luduea1

Hector Snchez1

Horacio Alvarez2

Andrea Gutierrez2

1 Bioqumico 2 Ing. Qumico

Alkemy-Center Lab

Departamento de Toxicologa Clnica/Laboral e Higiene Industrial.

Acta Bioqumica Clnica LatinoAmericana 2005;

39 (1):27-36

San Lorenzo 2780

S3000EUL Santa Fe

Tel/Fax: 0342-455-1615

e-mail: cmastandrea@alkemyweb.com

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Resumen

Los Hidrocarburos Aromticos Policclicos (PAHs) y sus derivados se hallan en el medio

ambiente y son el producto de diferentes procesos industriales y de combustin.

Algunos de estos compuestos son carcingenos y/o mutgenos y posibles disruptores

endocrinos por lo que su determinacin en muestras biolgicas es importante para el

control de exposicin. Se presenta aqu un anlisis de las metodologas analticas

empleadas en la determinacin de los PAHs y sus metabolitos en muestras biolgicas.

Palabras claves: Hidrocarburos Aromticos Policclicos - Carcingenos/Mutgenos-

Disruptores Endocrinos- Hidroxiderivados - Aductos - Biomarcadores

Summary

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and their derivatives are ubiquitous in the

environment and they are produced in several industrial and combustin proceses. Some of

the compounds are carcinogens/mutagens and act as possible endocrine disruptor. Their

determination in biological samples is an important step for exposure control. A review of

the analytical methodologies used for the determination of PAHs and their metabolites in

biological samples is presented.

Keywors: Polycyclic aromatic hydrocarbons Carcinogens/Mutagens Endocrin

Disruptors- Hydroxy derivatives Aduct Biomarkers

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Introduccin Los Hidrocarburos Aromticos Policclicos (PAHs) y sus derivados estn asociados al

aumento en la incidencia de diversos tipos de cancer en el hombre. Dadas las diferentes

fuentes de estos compuestos y el hecho de que algunos grupos poblacionales que residen o

trabajan en ambientes directamente influenciados por estas fuentes, estn sometidos a un

riesgo mayor. Esto hace necesario el monitoreo biolgico de exposicin a estos compuestos

que se puede realizar mediante la determinacin de la concentracin de sus metabolitos en

fluidos biolgicos acompaado de un efecto bioqumico resultante de su presencia en el

organismo.

El objeto del presente trabajo es realizar una revisin de los Hidrocarburos Aromticos

Policclicos, considerando sus orgenes, efectos sobre la salud y los aportes del laboratorio

para evaluar la exposicin a los mismos.

Los PAHs son compuestos orgnicos formados por dos o ms anillos aromticos

condensados. Los anillos pueden estar en forma recta, angulados o racimados. La

estructura condensada ms sencilla, formada por solo dos anillos aromticos es el

naftaleno. (Fig.1)

Naftaleno Benzo(a)pireno

Fig.1

El Benzo(a)Pireno (BaP) (Fig. 1) es uno de los PAHs que posee la capacidad de

desarrollar efectos carcinognicos, genotxicos y/o mutagnicos y se halla presente en la

mayora de las fuentes de produccin de estos compuestos. Lo anterior sumado al tiempo

de permanencia en el medio ambiente (vida media en el suelo de 162 das), hacen que este

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compuesto sea empleado como elemento de referencia en diferentes estudios ambientales

(1,2).

Formacin: Los PAHs se forman por pirlisis o combustin incompleta de materia

orgnica que contiene carbono e hidrgeno. A elevadas temperaturas, la pirlisis de

compuestos orgnicos produce fragmentos de molculas y radicales que se combinan para

dar lugar a los PAHs. La composicin de los productos de la pirosntesis depende del

combustible, la temperatura y el tiempo de permanencia a altas temperaturas. Los

combustibles que forman PAHs son metano, otros hidrocarburos, hidratos de carbono,

ligninas, pptidos, etc. Sin embargo los compuestos insaturados y las estructuras cclicas

suelen favorecer la formacin de las PAHs. Evidentemente, los PAHs se liberan de la zona

de combustin en forma de vapores. Debido a sus bajas presiones de vapor, la mayora de

los PAHs se condensan en el acto sobre partculas de holln o forman ellos mismos

partculas muy pequeas. Los PAHs liberados a la atmsfera en forma de vapor son

adsorbidos por las partculas presentes en ella. Por ello, se producir una diseminacin de

aerosoles que contiene PAHs, que pueden ser transportados a grandes distancias por los

vientos (1,2,3).

Estabilidad: Los sistemas conjugados de orbitales de los PAHs son los responsables de

su estabilidad qumica. Son slidos a temperatura ambiente y su volatilidad es pequea.

Dependiendo de su carcter aromtico los PAHs absorben la luz ultravioleta y producen un

espectro fluorescente caracterstico. Son solubles en muchos disolventes orgnicos, pero

prcticamente insolubles en agua, tanto menos cuanto mayor sea su peso molecular (1,4).

Qumicamente, los PAHs reaccionan por sustitucin del hidrgeno o por adicin cuando se

produce la saturacin, conservndose el sistema de anillos. La mayora de los PAHs sufren

fotooxidacin, siendo esta una forma para eliminarlos de la atmsfera. La reaccin de

fotooxidacin ms frecuente es la formacin de endoperxidos, que pueden convertirse a

quinonas. Los PAHs reaccionan rpidamente con xidos de nitrgeno o HNO3. Por

ejemplo, el Antraceno puede oxidarse a Antraquinona por accin del HNO3 o dar un

derivado nitrogenado mediante una reaccin de sustitucin con NO2. El hecho de que los

PAHs considerados cancergenos o no, al reaccionar con otras sustancias no significa que

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se inactiven como tales; por el contrario, muchas de ellos se transforman en cancergenos

ms potentes que el correspondiente compuesto progenitor (1,4).

As el Benzo(a)antraceno que est presente en el alquitrn de hulla, en el humo del

cigarrillo, en las fbricas de gas; es un carcingeno dbil, pero algunos de sus derivados lo

son mucho ms como los 6-, 7-, 8- y 12-metilbenzo(a)antraceno y algunos de sus derivados

dimetilados.

Utilidad de algunos PAHs

El antraceno se utiliza en la produccin de antroquinona, una importante materia prima

para la fabricacin de colorantes rpidos. Se emplea tambin como diluyente para

conservantes de madera y en la produccin de fibras sintticas, plsticos y monocristales.

El fenantreno se utiliza en la fabricacin de colorantes y explosivos, en la investigacin

clnica y la sntesis de frmacos.

El benzofurano se emplea en la fabricacin de resinas de cumarona-indeno.

El fluoranteno es un componente que se utiliza como material de revestimiento para

proteger el interior de las tuberas de agua potable de acero y hierro dctil y los tanques de

almacenamiento (1,2).

Fuentes de Exposicin Los PAHs pueden hallarse casi en todas partes, en el aire, la tierra y el agua, procedentes de

fuentes naturales o antropognicas. La contribucin de las fuentes naturales, como los

incendios forestales y los volcanes , es mnima comparada con las emisiones causadas por

el ser humano. La combustin de combustibles fsiles es la principal fuente de emisin de

PAHs. Otras emisiones proceden de la combustin de residuos y madera, as como de los

vertidos de petrleo crudo o refinado que en s mismo contiene PAHs. Estos compuestos

tambin estn presentes en el humo del tabaco y en los alimentos a la parrilla, ahumados y

fritos (5).

La principal fuente de PAHs es el aire de las atmsferas de trabajo de alquitrn de hulla,

que se forman por pirlisis de la hulla en fbricas de gas y coque, donde se producen

emisiones de humos de la brea calentada. Generalmente, el contenido de benzo(a)pireno

( BaP) es mximo en el aire situado en la parte superior de los hornos. El aire situado en la

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parte superior de los canales de humos y del precipitador de alquitrn es extremadamente

rico en este compuesto, habindose medidos concentraciones de hasta 500 mg/m3 de BaP.

En la siguiente lista se han utilizado las mediciones de (BaP) en diferentes tipos de lugares

de trabajo para clasificarlos segn el grado de exposicin (1):

Exposicin muy alta a BaP (> 10 mg/m3): Trabajos en fbricas de gas y coque; plantas de aluminio; fbricas de electrodos de grafito; manipulacin de breas y

alquitranes calentados.

Exposicin moderada (0.1 a 10 mg/m3): Trabajos en fbricas de gas y coque; aceras; fbricas de electrodos de grafito; plantas de aluminio; fundiciones.

Exposicin baja (< 0.1 mg/m3): Fundiciones; produccin de asfaltos; plantas de produccin de Aluminio con electrodos precocidos; talleres de reparacin de

automviles y garajes; minas de hierro y construccin de tneles.

Los trabajadores que permanecen cerca de los hornos estn altamente expuestos a estos

PAHs. Mediante tcnicas de muestreo personal, se ha podido comprobar la presencia de

otros PAHs como naftaleno, fenantreno, fluoranteno, pireno y antraceno en las muestras de

aire tomadas.

La produccin de Alumino se realiza mediante un proceso electroltico a temperaturas de

970 C. Existen dos tipos de nodos: el de Soderberg y el de grafito (precocido). El

primero de ellos, que es el ms empleado, es la principal causa de exposicin a los PAHs en

la industria del aluminio. Este nodo est formado por una mezcla de coque y alquitrn de

hulla.

Los electrodos de grafito se utilizan en las plantas de reduccin de aluminio, en los hornos

elctricos de acero y en otros procesos metalrgicos. La materia prima para la fabricacin

de estos electrodos suele ser coque de petrleo mezclado con alquitrn como ligante. El

cocido de los mismos se realiza calentando esta mezcla a temperatura superiores a los 1000

C, proceso durante el cul se liberan grandes cantidades de PAHs.

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Otra fuente importante es la utilizacin del asfalto para pavimentar calles y carreteras que

procede principalmente de los residuos de destilacin del petrleo crudo. El asfalto de

petrleo contiene pocos PAHs superiores. No obstante, en algunos casos este asfalto se

mezcla con alquitrn de hulla, lo que aumenta el riesgo de exposicin cuando se trabaja con

el asfalto caliente. En otros trabajos donde se utiliza el alquitrn derretido como

recubrimientos de grandes superficies (aislamiento de paredes, oleoductos, etc), los

trabajadores pueden sufrir una intensa exposicin. Las fuentes de PAHs en el trabajo,

adems del alquitrn de hulla y el asfalto, son el negro de humo, la creosota, los aceites

minerales (aceites lubricantes y aceites de corte), los humos y hollines procedentes de

diferentes combustiones y los gases de escape de los vehculos (1,2,4).

PAHs- Efectos sobre la Salud En 1775, un mdico ingls, Sir Percival Pott, describi por primera vez un cncer de origen

profesional. Asocio el cncer de escroto de los deshollinadores con su prolongada

exposicin a alquitrn y holln, en condiciones deficientes de higiene personal. En el

decenio de 1930 se describi el cncer de pulmn en los trabajadores de la industria del

acero y del coque y en 1933 se demostr que el benzo(a)pireno (BaP), presente en el

alquitrn de hulla era cancergeno. Los estudios epidemiolgicos indican una mayor

frecuencia de cncer de pulmn en los trabajadores de las industrias de coque, aluminio y

acero (1,2,4). No todos los PAHs han mostrado poseer efectos carcinognicos, genotxicos o

mutgnicos y muchas veces el efecto se atribuye a la presencia conjunta de ms de un

compuestos de la familia y de algunos de sus derivados, principalmente los nitroderivados

(tabla I).

Los efectos txicos de algunos PAHs sobre la piel estn asociados con dermatitis aguda y

crnica con sntomas de quemazn, picor y edema, que son ms pronunciados en las

regiones de la piel expuesta. La exposicin prolongada causa pigmentacin en las zonas de

la piel expuesta, con cornificacin de las capas superficiales y telangioectasis. Tambin se

puede observar irritacin de las vas areas superiores con bronquitis y tos crnica. En los

ojos producen lagrimeo, fotofobia, edema de prpados e hiperemia conjuntival (1).

Actualmente se admite que los PAHs son previamente activados en el organismo antes de

ejercer su efecto como disruptor endocrino o cancergeno/mutgeno.

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PAHs Carcinogenicidad Genotoxicidad Mutagenicidad

Fenantreno I L +

Antraceno N N -

Pireno N L +

Benzofluorenos I I ?

Benzo[a]antraceno S S +

Benzo [e]pireno I L +

Benzo[a]pireno S S +

Dibenz[a]antraceno S S +

Benzo[ghi]perileno I I +

Dibenzopirenos S I +

2-Nitronaftaleno N L -

1-Nitropireno I S +

Tabla I. Datos relativos a los efectos carcinognicos, genotxicos y mutagnicos de

algunos PAHs. (S= suficiente; I= insuficiente; N= no carcinognico; L= limitados.)

Mutagenicidad (Test de Ames): + (positivo); - (negativo); ? (inconcluso).

Tras la exposicin prolongada pueden producir cncer cutneo (escroto y cara), cncer

broncognico en vas respiratorias, cncer de vejiga; en el sistema hematopoytico

pueden originar leucemia y linfoma (2,3,4).

En la especie humana la va respiratoria es considerada la ms importante, particularmente

para individuos ocupacionalmente expuestos, de igual manera la va drmica puede ser

tanto o ms importante.

Muchas de estas sustancias tambin tiene efecto negativo sobre el sistema inmunolgico,

caracterstica que parece estar asociada a la capacidad carcinognica (4).

Un esquema propuesto para la carcinogenicidad por exposicin ambiental considera las

siguientes etapas: exposicin, activacin metablica, formacin de aductos entre PAHs y

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ADN, mutaciones en genes crticos como, por ejemplo, el p53 (gen represor de tumores) y

sucesin de mutaciones en otros genes (6,7,8).

Es importante recalcar que la aparicin del cncer es un proceso que involucra varias

etapas, siendo tambin influenciado por susceptibilidad individual y otros factores, tales

como la edad, sexo, etnia, estado de salud, nutricin y polimorfismo gentico. En general

una mayor concentracin de aductos PAHs-ADN se encuentra en personas

ocupacionalmente expuestas.

En relacin al efecto de los PAHs como posibles Disruptores Endocrinos, muchos

estudios indican que diferentes compuestos qumicos presentes en el ambiente adems de

los PAHs como los pesticidas, dioxinas, furanos y bifenilos policlorados, presentan

actividad estrognica in vitro. De cualquier manera la potencia de estos compuestos es muy

baja comparada con estrgenos endgenos y adems no est claro si los humanos ante una

mezcla qumica ambiental reciben un efecto estrognico neto (9).

Biotransformacin de los PAHs Los PAHs son agonistas de los receptores de hidrocarburos aromticos (AhR) y est bien

establecido que la induccin de muchas enzimas como la familia de los CYP son mediadas

por los AhR.

El AhR y y su patrn heterodinmico, el AhR traslocador nuclear (ARNT) y ARNT2 son

miembros de la familia Per-ARNT-SIM(PAS) de factores de transcripcin helix-loop-helix

bsicos. (10).

En la unin al ligando y la liberacin de la protena 90-kDa HSP, el ARNT se une y el

complejo AhR-ARNT entra al ncleo, donde en la regiones regulatorias 5 del gen se

produce la induccin de genes que codifican las enzimas de fase I y II.

La biotransformacin de los PAHs involucra una serie de enzimas que catalizan reacciones

de oxidacin, reduccin e hidrlisis (enzimas del citocromo P 450-CYP) y de enzimas que

catalizan reaccines de conjugacin (sulfotransferasa, epxido hidrolasa, glutation-S-

transferasa y UDP-glicotransferasa). Estos sistemas enzimticos estn distribuidos en todos

los tejidos del organismo.

Las enzimas responsables de la activacin metablica de los PAHs, incluyendo el

Benzo(a)pireno son la CYP1A1, CYP1B1 y mucho menos la CYP1A2 conjuntamente con

10

la epoxido hidrolasa.(11). Estas dos enzimas se encuentran ampliamente distribuidas en el

pulmn humano (12). En la Fig. 2 se representa la ruta metablica del BaP.

Las monoxigenasa dependientes del citocromo P 450 (CYP1A) son responsables de la

oxidacin enzimtica de los PAHs. Ellas actan sobre una zona de elevada densidad

electrnica al nivel de la regin angular de la molcula de los PAHs formando epxidos

que pueden espontneamente formar fenoles, o por accin de las epxido hidrolasas,

producir dihidrodioles (13,14).

Fig.2: Representacin esquemtica del metabolismo del Benzo(a)pireno en humanos (14). EH: Epxido hidrolasa. GST: Glutation-S-Transferasa.

De estos fenoles algunos son oxidados a quinonas y otros producen epxidos secundarios

(di-hidrodiolepxidos), que son las formas ms reactivas con el ADN. El carbono benzlico

de los dihidrodiolepxidos son capaces de reaccionar con las porciones nucleoflicas del

11

ADN, fundamentalmente con guanidina, y eventualmente iniciar un proceso mutagnico.

Reacciones semejantes se observan con otras macromolculas como la albmina y la

hemoglobina.

Los dihidrodiolepxidos son altamente inestables y cuando no reaccionan rpidamente, son

hidrolizados a tetroles, cuya formacin puede ser utilizada como bioindicador de formacin

de diolepxidos.

Los fenoles, las quinonas y los dihidrofenoles pueden sufrir conjugacin formando

sulfatos y glucuronatos. Las quinonas y los diolepxidos tambin reaccionan con el

glutation (mediante una glutation-S-transferasa) y pueden ser eliminados por orina como

tioteres.

Los PAHs y sus Nitroderivados Los nitroderivados de los PAHs (NPAHs), comprobados como potentes mutgenos para la

Salmonella typimurium (test de Ames) , para bacterias y clulas eucariotas (clulas de

ovario de hamster, clulas epiteliales de ratn RL4). Los mononitroderivados son

metabolizados generalmente a travs de procesos de oxidacin generando especies

semejantes a las formadas por los PAHs (diolepxidos y aminodiolepxidos) capaces de

formar aductos por reaccin con la deoxiguanosina. Adems sufren igualmente reacciones

de reduccin del grupo nitro a N-hidroxilamina con formacin de un intermediario capaz de

reaccionar C-8 de la deoxiadenosina formando aductos (15). En general los dinitroderivados

son ms potentes mutagnicos que los mononitroderivados.

12

Fig.3: Activacin metablica del 1-Nitropireno y la formacin de aductos de ADN y

Hemoglobina (16).

Aspectos Moleculares de los PAHs y sus Nitroderivados De acuerdo a lo anteriormente expuesto los PAHs y sus Nitroderivados no son

mutagnicos/cancergenos directos, sino que necesitan sufrir una activacin metablica

previa para tornarse capaces de reaccionar con el ADN u otras macromolculas.

Es probable que el ataque electroflico del ADN por los epxidos ocurra por medio de un

mecanismo de tipo SN1 que es un proceso a travs de estados de transicin en los cuales el

hidrocarburo exhibe un importante carcter de in carbonio. As la reactividad con el

ADN, y consecuentemente la capacidad carcinognica de estos compuestos, estara

directamente relacionada con la capacidad de formar estos iones (17).

Algunas relaciones han sido encontradas entre modelos tericos que envuelven algunos

parmetros moleculares como los orbitales moleculares de ms baja energa, la

hidrofobicidad y el nmero de anillos aromticos con la mutagenicidad (18).

Los intermediarios electroflicos que reaccionan con grupos nucleoflicos del ADN

tambin reaccionan con grupos nucleoflicos de otras macromolculas, como la albmina,

la hemoglobina, etc. En muchos casos se ha observado una buena correlacin entre la

cantidad de aductos formados por reaccin con protenas a los formados con el ADN.

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Marcadores Biolgicos de Exposicin El monitoreo biolgico de exposicin a estos compuestos se puede realizar mediante la

determinacin de la concentracin de sus metabolitos en fluidos biolgicos acompaado de

un efecto bioqumico resultante de su presencia en el organismo, como los presentados en

la tabla II.

Debemos recordar que un indicador biolgico de dosis interna indica la cantidad total de

sustancia introducida en el organismo. Usualmente se trata de la propia sustancia o uno de

sus metabolitos.

Un indicador de dosis biolgica efectiva indica la cantidad de sustancia que actu sobre

sitios biolgicos significativos. Generalmente esta indicacin est dada a travs de

productos de interaccin de la sustancia o sus metabolitos con macromolculas celulares

(ADN, ARN o protenas).

Bioindicador Tipo de informacin

La sustancia qumica y/o sus metabolitos

en muestras biolgicas (orina)

Dosis interna

Mutagenicidad urinaria Dosis interna

Aductos con protenas Dosis biolgica efectiva

Aductos con DNA (RNA) Dosis biolgica efectiva

Protenas oncognicas Dosis biolgica efectiva

Mutaciones celulares Efecto biolgico precoz

Aberraciones cromosmicas Efecto biolgico precoz

Microncleos Efecto biolgico precoz

Sntesis no programada de DNA Efecto biolgico precoz

Tabla II: Informacin aportada por los diferentes biomarcadores de exposicin a los

PAHs y sus derivados (19,20).

En general, las sustancias electroflicas son capaces de reaccionar con sitios nucleoflicos

de macromolculas biolgicas formando aductos. Una vez que se han formado los aductos

14

con ADN en una etapa crtica de la carcinognesis qumica, la determinacin de estos

compuestos puede ser til como bioindicador precoz para el cncer.

A-Investigacin de Aductos con ADN y otras Protenas

Uno de los mtodos ms utilizados para la cuantificacin de aductos de DNA son los

realizados por marcacin con 32P (21,22).

Normalmente la determinacin cuantitativa del DNA qumicamente alterado por formacin

de aductos, no es fcil debido a las pequeas concentraciones de estos compuestos , a la

eficiencia de los mecanismos biolgicos de reparacin, a la dilucin de los aductos por la

divisin celular y la dificultad de poner en evidencia al DNA humano, sobre todo teniendo

en cuenta la gran variedad de rganos blancos de diversos PAHs.

Por esto, se ha puesto particular atencin en el estudio de los aductos formados por

reaccin entre los agentes carcingenos y las protenas, como indicadores de nivel de

reaccin con el ADN. La hemoglobina es una protena utilizada en estas tcnicas y tiene

una vida media de 120 das, pudiendo servir como indicador de exposicin a agentes

mutagnicos durante este perodo. Algo similar ocurre con la albmina, que es una protena

sintetizada por el hgado, posee una vida media de 21-25 das y sirve como transportadora

de compuestos lipoflicos. Los dihidrodiolepxidos de muchos PAHs pueden formar steres

con los residuos del cido asprtico o glutmico de la albmina.

Esquemticamente se describen los pasos a seguir para realizar la investigacin de aductos

de la albmina (23):

Precipitacin de las globulinas del plasma con solucin saturada de sulfato de amonio.

Precipitacin de la albmina a pH 4.5 a partir del sobrenadante. Digestin con pronasa (enzima proteoltica) (16 hs, 37C). Hidrlisis alcalina (2 hs, pH 11, 80C) Extraccin con cartuchos de fase reversa C18. Extraccin con acetato de etilo. Separacin y recoleccin de las fracciones por HPLC.

15

Extraccin de las fracciones deseadas con acetato de etilo. Derivatizacin y anlisis por GC-MS.

B-Investigacin de Metabolitos Hidroxilados

La determinacin de metabolitos hidroxilados de los PAHs, son tcnicas no muy trabajosas

y que pueden ser empleadas en forma rutinaria en trabajadores expuestos. Generalmente la

determinacin de estos metabolitos urinarios (indicadores de dosis interna), no brindan

informacin exacta sobre el riesgo carcinognico (24).

La determinacin de 1-Hidroxipireno (metabolito del Pireno), 3-Hidroxibenzo(a)Pireno

(metabolito relacionado al Benzo(a)Pireno), 1-,2-,3-,4,-,9-Hidroxifenantreno (productos del

Fenantreno), 1-,2-Naftol (relacionados al Naftaleno), han sido propuestos por diferentes

autores con este propsito (tabla III).

El Pireno, si bien no es cancergeno y sus efectos genotxicos son limitados (tabla I); es un

elemento que est presente en la mayora de los ambientes de trabajo donde existe una

potencial liberacin de PAHs. Por ello, el producto de su degradacin metablica, el 1-

hidroxipireno, excretado por orina, es considerado en diferentes trabajos cientficos como

el mejor indicador biolgico de exposicin a los PAHs (tabla III).

No obstante, debido a que la composicin de las mezclas de PAHs en los diferentes

ambientes industriales no es fija y la proporcin de Pireno es variable, an no se ha

establecido un lmite de exposicin biolgico para su metabolito, el 1-hidroxipireno

(ACGIH) (25). No obstante R. Lawerys (2), propone un valor de referencia inferior a 2

g/g creat. (1.04 mol/mol creat). Por otro lado se puede observar en los no expuestos

laboralmente la diferencia entre fumadores y no fumadores, demostrando que el hbito de

fumar es una importante va de ingreso de PAHs.

La determinacin de 1-Hidroxipireno (1-OHP) y 3-Hidroxibenzo(a)Pireno (3-OHBaP) en

orina comprende los siguientes pasos (26,27,28):

Una fraccin de orina se mezcla con un buffer de acetato (pH:5) y se trata enzimticamente con glucuronidasa-arilsulfatasa. Se incuba 12 hs a 37C.

16

Luego de la hidrlisis enzimtica se extraen los metabolitos empleando cartuchos rellenos con fase reversa RP-18.

Luego del lavado y secado de los cartuchos, se eluyen los compuestos a analizar con acetonitrilo.

Una fraccin del eludo se aplica en el sistema cromatogrfico.

Dado que los diferentes metabolitos de PAHs poseen fluorescencia nativa, el mtodo por

HPLC con deteccin fluoromtrica brinda una elevada sensibilidad al mtodo pudiendo

detectarse niveles inferiores a 0.10 mol/L, empleando pequeos volmenes de muestra.

En la figura 4 se representa un cromatograma correspondiente a una muestra de orina que

contiene 20 ng/L de 1-OHP y 3-OHBaP.

Autor (Referencia) Biomarcador Comentarios

Tolos, W. (29) 1-OHP. Exposicin de operarios en plantas de

reduccin de aluminio.

Gardiner, K. (30) 1-OHP Determinacin de 1-OHP en operarios

expuestos a carbn negro.

Grimmer, G. (31) 1-OHP; 1-,2-,3-,4-,9-HPHE;

1,2-,3,4- y 9,10-diOHdiHidroPHE.

Exposicin a PAHs en plantas de coque por

medicin de metabolitos urinarios del

fenantreno y pireno.

Bienik, G. (32) 1-NPH Presencia de 1-naftol en la orina de

trabajadores expuestos al naftaleno.

Hansen, A. (33) 1-OHP; -NPH; -NPHTY. Correlacin entre diferentes PAHs y sus biomarcadores en trabajadores de fundicin

de hierro.

Guendel, J. (34) 1-OHP; 1-,2-,3-,4-HPHE. Mujeres habitantes en un rea industrial de

Alemania.

Grimmer, G. (35) 1-OHP; 1-,2-,3-,4-,9-HPHE y

otros.

Determinacin de metabolitos urinarios para

la evaluacin de riesgo de trabajadores

expuestos a los PAHs.

Merlo, F. (36) 1-OHP Exposicin a contaminacin urbana con

PAHs.

17

Wu, T. (37) 1-OHP Cambios temporales en la concentracin

urinaria de 1-OHP en trabajadores de hornos

de coque.

Tabla III: Comentarios de diferentes autores en relacin a biomarcadores de exposicin a

los PAHs. (1-OHP: 1-hidroxipireno, -NPH: -naftol; -NPHTY: -naftilamina; 1-,2-,3-,4-HPHE: 1-,2-,3-,4-hidroxi fenantreno; 1-,2-,3-,4-,9-HPHE : 1-,2-,3-,4-,9-hidroxifenantreno; 1,2-,3,4- y 9,10-diOHdiHidroPHE : 1,2-,3,4-

y 9,10-dihidroxidihidrofenantreno).

Fig.4: Cromatograma correspondiente a una muestra de orina que contiene

20 ng/L de 1-OHP y 3-OHBaP.

18

Limites de Exposicin Aceptados El largo perodo de latencia entre la primera exposicin y la aparicin de los sntomas,

junto a muchos otros factores, han hecho que el establecimiento de valores lmite umbral

para los PAHs en la atmsfera del lugar de trabajo sea una tarea ardua y difcil. Recin en

1967, la conferencia Americana de Higienistas Industriales del Gobierno de Estados Unidos

(ACGIH) adopt un Valor Lmite Umbral (TLV) de 0.2 mg/m3 para los alquitranes de hulla

voltiles, definindose como el peso de la fraccin soluble en benceno de las partculas

recogidas en un filtro. En 1997, la Administracin sobre Salud y Seguridad Ocupacional

(OSHA) de Estados Unidos estableci un Lmite de Exposicin Permisible (PEL) para el

BaP de 0.2 mg/m3. El Lmite de Exposicin Recomendado (REL) por el Instituto Nacional

de Salud y Seguridad Ocupacional (NIOSH) de Estados Unidos es de 0.1 mg/m3 (fraccin

extrable en ciclohexano).

Conclusin

Muchos de los biomarcadores propuestos para el estudio de exposicin a mezclas qumicas

presentan limitaciones que van desde la baja sensibilidad a una gran variabilidad de los

resultados obtenidos, mostrando la influencia de factores no totalmente controlados sobre

las metodologas y reforzando la necesidad de validar las mismas. Particularmente esto

ocurre con la investigacin de aductos de ADN o protenas, donde las complejas

metodologas necesitan de mucha experiencia en el rea.

En muchos casos, la existencia de otros agentes que pueden influenciar sobre los

resultados, como el hbito de fumar o las mismas dificultades tcnicas limitan su

utilizacin. La importancia y actualidad del tema conjuntamente con las limitaciones

analticas disponibles justifican la necesidad de profundizar las investigaciones cientficas.

Indicadores bioqumicos especficos de exposicin, como el 1-OHP urinario se utilizan

con buenos resultados en los estudios de exposicin humana a determinados PAHs.

Tambin es importante acompaar la investigacin de marcadores biolgicos con estudios

de la composicin qumica del aire en las reas de trabajo, como lo establecen diferentes

organismos internacionales (ACGIH,OSHA, NIOSH).

En la medida que se pueda avanzar en la vigilancia ambiental, el control biolgico de la

exposicin y la deteccin de efectos biolgicos que permitan evaluar el riesgo de contraer

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enfermedad; debern ser acompaadas con medidas de salud y seguridad que controlen la

produccin y exposicin a los PAHs y sus derivados.

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