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ESTRÉS OXIDATIVO ASOCIADO A LA EXPOSICIÓN OCUPACIONAL A SUSTANCIAS QUÍMICAS     

OXIDATIVE STRESS ASSOCIATED TO THE OCCUPATIONAL EXPOSURE TO CHEMICAL SUBSTANCES

Arelis Jaime Novas 1
Rita María González Chamorro 2
Heliodora Díaz Padrón 3

1 Licenciada en Farmacia, Master en Química Farmacéutica, Investigadora Agregado. Departamento de Riesgos Químicos, Instituto Nacional de Salud de los Trabajadores,  La Habana, Cuba
2 Licenciada en Química. Departamento de Riesgos Químicos, Instituto Nacional de Salud de los Trabajadores, La Habana, Cuba
3 Ingeniera Química, Master en Salud de los Trabajadores, Investigadora Auxiliar, Profesora Instructora. Departamento de Riesgos Químicos, Instituto Nacional de Salud de los Trabajadores,  La Habana, Cuba

Correspondencia:

MSc Arelis Jaime Novas
Instituto Nacional de Salud de los Trabajadores
Calzada de Bejucal km 7½, Apartado 9064, Arroyo Naranjo, Ciudad de La Habana, CP 10900, Cuba
E-mail: heliodora.diaz@infomed.sld.cu

RESUMEN

El estrés oxidativo en la actualidad es una problemática que se ha asociado a diferentes estados patológicos. En este trabajo nos propusimos compilar información, a partir de la bibliografía existente en la última década, que versara sobre el estrés oxidativo y su posible relación con la exposición ocupacional a diferentes sustancias tóxicas, específicamente lo relacionado con la actividad enzimática, entre ellas, de la superóxido-dismutasa, la glutatión-peroxidasa y la catalasa, y con productos de lipoperoxidación como el malonildialdehído, donde se reportan alteraciones en el balance antioxidante del organismo a la exposición ocupacional a diferentes sustancias quimiotóxicas. Esto pudiera revelar que ocurran alteraciones fisiológicas en momentos tempranos de la exposición; por lo tanto, se requiere de estudios que continúen evaluando el estrés oxidativo y su posible asociación a los factores de riesgo existentes en el ambiente laboral.

Palabras clave: estrés oxidativo, sustancias químicas, exposición ocupacional

ABSTRACT

The oxidative stress is a current problem associated to different pathological states. In this work we intended to compile information, starting from the existing bibliography in the last decade, dealing with the oxidative stress and its possible relationship with the occupational exposure to different chemical substances, specifically that related to the enzymatic activity, among them, superoxide-dismutase, glutathion-peroxidase and catalase, and with lipoperoxidation products like malonildialdehyde, where alterations are reported in the anti-oxidating balance from the organism to the occupational exposure to different chemical substances. This could reveal that it happen physiologic alterations in early moments of the exposure; therefore, it is required some other studies that continue evaluating the oxidative stress and its possible association to the existent risk factors existing in the air of the workplaces.

Key words: oxidative stress, chemical substances, occupational exposure

INTRODUCCIÓN

El estrés oxidativo ha provocado gran interés en los investigadores debido a que se ha encontrado su relación con diferentes estados patológicos. En la actualidad existe controversia si es la causa o consecuencia de diferentes enfermedades, y si la terapia con compuestos que presenten actividad antioxidante pudiera prevenir su progresión.
No escapa de esto la repercusión que también ha tenido esta temática desde el punto de vista de la salud ocupacional, actividad esta de suma importancia, que contribuye a una mejor calidad de vida del trabajador.
Se conoce como estrés oxidativo al desbalance del estado redox de la célula, o sea, ésta se encuentra expuesta a un ambiente prooxidante y los mecanismos de defensa antioxidante son sobrepasados de forma que afectan el balance redox 1.

Prooxidantes

Las sustancias prooxidantes provienen en su mayoría del oxígeno, por lo que son llamadas ‘especies reactivas de oxígeno’ (EROS). Éstas son radicales libres, ya que poseen un electrón desapareado y le confieren una gran capacidad de reaccionar con cualquier molécula; estos radicales libres pueden ser generados en nuestro cuerpo por diferentes vías, entre ellas el transporte electrónico mitocondrial, la reacción de Fenton y Haber Weiss durante el proceso inflamatorio por la actividad de los macrófagos, y también por reacciones dependientes de oxígeno de diferentes enzimas (monoamino oxidasa, ciclooxigenasa y xantina oxidasa, entre otras). Otras fuentes son productos del metabolismo de fármacos y sustancias tóxicas que ocurren fundamentalmente por la actividad de la monooxigenasa, de función mixta-citocromo P-450, y por el ciclaje redox de los xenobióticos, las radiaciones ionizantes y la contaminación ambiental, entre otras.

Antioxidantes

El organismo, dado el potencial destructivo de los radicales libres, posee potentes mecanismos antioxidantes endógenos para evitar el daño que ellos producen, ejerciendo un rol en esta actividad las enzimas superóxido dismutasa (SOD), glutatión peroxidasa (GPx), catalasa (CAT) y tiorredoxina/tiorredoxina reductasa. Existen antioxidantes preventivos que son secuestradores de metales, como son la transferrina, la ceruloplasmina y la albúmina, entre otros. Están presentes también sustancias con capacidad antioxidante como el glutatión. El tripéptido que se encuentra en elevadas concentraciones a nivel celular y presenta grupos sulfidrilos, jugando un importantísimo papel en el organismo el urato, la bilirrubina y la ubiquinoma (coenzima Q); por la vía exógena, que se obtiene fundamentalmente a través de la alimentación, están las vitaminas E, C y los carotenoides, entre otros.
Desde el punto de vista fisiológico, está bien establecida la participación de las enzimas SOD, CAT y GPx, y de otras proteínas como la ceruloplasmina en la defensa antioxidante del organismo, por lo que son objeto  de estudio de diferentes investigaciones que se realizan, tales como en las investigaciones para evaluar el estrés oxidativo inducido por múltiples sustancias tóxicas a las que se encuentran expuestos los trabajadores en sus puestos de trabajos 1.
El propósito de este trabajo fue compilar información, a partir de la bibliografía existente en la última década, que versara sobre el estrés oxidativo y su posible relación con la exposición ocupacional a diferentes sustancias tóxicas, específicamente en lo relacionado con la actividad enzimática y los productos de lipoperoxidación.
Son múltiples las sustancias a las cuales se encuentran expuestos los trabajadores en las diferentes ocupaciones; para este trabajo escogimos algunas de ellas:

El mecanismo de acción tóxica fundamental de los metales ocurre a nivel de la membrana celular, en donde éstos se fijan sobre la superficie externa por ligandos esenciales y afectan tanto los fenómenos de permeabilidad, como el funcionamiento normal de las enzimas implicadas en el transporte activo de numerosos constituyentes.

Diferentes estudios han demostrado la relación existente entre la exposición a plomo y el estrés oxidativo. Costa et al evaluaron las concentraciones de este metal en sangre, la de la ALAD, protoporfirina, metahemoglobina y SOD, y la quimioluminiscencia en orina, observando una correlación positiva entre estos parámetros. Esta información es consistente con la hipótesis de que lo radicales libres en el envenenamiento con plomo, la distribución de ALAD y la acumulación en diferentes órganos, pueden ser los desencadenadores del estrés oxidativo 3.
Otros autores indican que el ALAD pudiera ser un biomarcador de estrés oxidativo en los trabajadores expuestos, así como un indicador de exposición al plomo. En este estudio encontramos una correlación significativa entre el ALAD y las concentraciones de malonildialdehído (MDA), además de los índices clínicos de toxicidad al plomo, implicando que el balance prooxidante/antioxidante puede contribuir a la toxicidad inducida por plomo en los eritrocitos 4. Otros estudios concluyeron que la actividad de SOD y MDA en la exposición ocupacional a plomo causa disturbios en la homeostasis de elementos trazas en la circulación sistémica, e induce el estrés oxidativo 5.
En un estudio donde se evaluó la nefrotoxicidad causada por exposición a plomo y cadmio, se determinaron las relaciones entre MDA, SOD, GPx, Se, GSH reductasa, 8 OH-2´deoxyguanosina y las concentraciones de plomo en sangre, hallando que los cambios en estos indicadores de estrés oxidativo tenían una estrecha correlación con los niveles de plomo. Además, se evaluaron marcadores en orina, como fueron alfa-1microproteina, unión del retinol a proteínas, beta-2microglobulina alfa y glutatión-S- transferasa, donde se concluyó que la excreción de alfa GSH-S-transferasa puede ser un indicador inicial de cambios tempranos en la integridad del túbulo proximal, y que el plomo pudiera más tarde provocar esta enfermedad si la exposición no es reducida 6.
Desde el punto de vista ocupacional, los soldadores han sido muy estudiados y el efecto de los humos de la soldadura en ellos, y se ha concluido que pueden causar cambios en los biomarcadores séricos de estrés oxidativo 7.

Otros autores evaluaron el MDA en orina y las concentraciones de glutatión y de cisteína en linfocitos de sangre periférica, encontrándose un aumento de las concentraciones del MDA y disminución de GSH en los soldadores expuestos a cromo 9.
En otro trabajo se evaluó si el aire exhalado sería una matriz útil para ser usada en el control de la exposición de los trabajadores expuestos a cromo, y determinaron la lipoperoxidación a través de las concentraciones de MDA y de peróxido de hidrógeno, demostrando la correlación positiva entre estas variables medidas y las concentraciones de cromo en orina 10.
También se ha estudiado la habilidad del cromo de inducir daño oxidativo en el ADN, examinando la formación de 8OH deoxyguanosina en trabajadores expuestos, donde los resultados sugireron que ni el radical OH ni la hidroxideoxyguanosina son formados por la reducción del cromo hexavalente, y que la inducción del cáncer de pulmón es improbable, sugiriéndose la realización de otros estudios 11.

Diferentes estudios han corroborado que la inhibición de la enzima acetilcolinesterasa está correlacionada significativamente con el aumento de las sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico, no sólo en los trabajadores expuestos a plaguicidas organofosforados, sino también los expuestos a bipiridilos como el paraquat, que muestra la inducción del estrés oxidativo con un aumento de la lipoperoxidación y una disminución de la capacidad antioxidante, así como de los grupos tioles 18,19.
Además de evaluar el estrés oxidativo, se ha analizado su genotoxicidad con el uso del ensayo cometa, para evaluar el daño al ADN. Sin embrago, en este estudio no se encontraron diferencias significativas entre los niveles de LPO y la exposición a plaguicidas, pero sí hallaron significación con el incremento de la SOD y la GPx en eritrocitos, al igual que con el daño al ADN, sugiriéndose que, además del chequeo rutinario de la actividad de la enzima acetilcolinesterasa, se debe evaluar el posible daño al ADN 20.

En un estudio realizado en Cuba se concluyó que el ozono presentaba un efecto genotóxico débil, que se manifestaba con ruptura de cadena de ADN como consecuencia de la exposición terapéutica y ocupacional 21. Zou et al evaluaron el proceso de fotocopiado, encontrando concentraciones elevadas de ozono en el puesto de trabajo y valores elevados de LPO en plasma y eritrocitos de los operadores, mientras que los valores de SOD, CAT y GPx  estaban disminuidos; se evaluaron las vitaminas C, E y el beta caroteno, los cuales estaban disminuidos, y se concluyó que existe una serie de reacciones de los radicales libres y estrés oxidativo patológico inducido por altas dosis de ozono en los trabajadores de fotocopiadoras, causándole daño oxidativo 22,23.

En otro estudio con este mismo personal se encontró un aumento significativo de la LPO y una disminución de los grupos tioles con respecto a los controles, pero en la relación con la capacidad antioxidante no hubo diferencia significativa entre expuestos y controles, concluyendo que no sólo los grupos tioles participan en la defensa antioxidante, sino que también hay otras sustancias, como el ácido úrico, transferina, ceruloplasmina, albúmina y vitaminas, que han sido estimuladas para mantener el poder antioxidante del organismo 25.

Otro trabajo sugiere que los niveles de SOD y MDA pueden convertirse en un indicador de vigilancia para los trabajadores expuestos a disulfuro de carbono 27

 En la tabla se resumen los biomarcadores más empleado en la evaluación del estrés oxidativo asociado a la exposición a diferentes contaminantes.

Tabla
Biomarcadores más utilizados para evaluar estrés oxidativo en la exposición a sustancias químicas

Contaminantes

Biomarcador

Plomo

SOD, MDA, GPx, GSH reductasa, 8OH deoxyguanosina, GST

Cromo

MDA, 8OH deoxyguanosina

Aluminio

GPx, SOD, MDA

Cobalto y tunsgteno

MDA

Cadmio

SOD, MDA

Mercurio

SOD, GPx, CAT, MDA

Plaguicidas

SOD, MDA, GPx

Ozono

SOD, CAT, GPx

Anestésicos volátiles

SOD, GPx

Disulfuro de carbono

GPx, CAT, SOD, MDA

Petroquímicos

MDA, GSH reductasa, GPx, SOD

CONCLUSIÓN

Se evidencian alteraciones en el balance antioxidante del organismo a la exposición ocupacional a sustancias quimiotóxicas, y esto pudiera revelar que ocurren alteraciones fisiológicas en momentos tempranos de la exposición. Por lo tanto, se requiere de estudios que continúen evaluando el estrés oxidativo y su posible asociación a los factores de riesgo existentes en el ambiente laboral.

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Recibido: 11 de junio de 2007     Aprobado: 21 de junio de 2007

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