1. Objetivos:

2. Términos claves:

Exposición, evaluación, contacto, dosis, monitoreo, microambiente, biomarcadores, límites de exposición laboral.

3. Desarrollo del módulo

3.1. Introducción

Las personas están expuestas a una variedad de agentes potencialmente dañinos para la salud a través del aire que respiran, el alimento que ingieren, las superficies que ellos tocan y los productos que usan durante el transcurso de su vida. Un importante aspecto en salud pública es la prevención o reducción de la exposición a los agentes del medio ambiente que contribuyen, ya sea directamente o indirectamente, a incrementar las tasas de muerte prematura, enfermedad, discomfort, o discapacidad (IPCS, 2000).

3.2. Concepto de exposición

Los riesgos para la salud asociados a las actividades laborales en los ambientes de trabajo son prevenibles, sin embargo para una efectiva protección se requiere identificar y medir la presencia de éstos, así como otros factores determinantes de enfermedad, a fin de generar un diagnóstico correcto y completo que permita adoptar decisiones oportunas y efectivas.

En los procesos productivos existen múltiples contaminantes del ambiente laboral que actúan como factores de riesgo y que pueden incidir negativamente en la salud de los individuos que entran en contacto. Entre estos revisten especial importancia los agentes de origen químico, físico y biológico.

Genéricamente, se ha definido exposición como el contacto en el tiempo y el espacio entre una persona y uno o más agentes biológicos, químicos o físicos (NCR, 1991). Como se observa en la Tabla 1 el concepto de exposición depende de una serie de parámetros a considerar, por lo tanto al momento de evaluar exposición se deben considerar estos aspectos. En términos de salud ocupacional, se define exposición como el acto o condición de estar por razones de trabajo, en contacto dérmico, por inhalación o ingestión, con uno o una mezcla de estos agentes contaminantes, en un lugar y durante un período de tiempo determinado.

La evaluación de la exposición en una determinada población trabajadora, corresponde a la medición de la intensidad y/o duración y frecuencia del contacto del individuo con un agente nocivo específico, se utiliza para caracterizar el riesgo de un individuo u grupo de individuos expuestos.

La evaluación de la exposición en diferentes ambientes laboral implica identificar y evaluar los agentes que pueden entrar en contacto con los trabajadores y analizar diferentes aspectos del proceso que determina el contacto (Tabla 1).

3.2.1. Índices de Exposición

Representan la cantidad del agente presente en el ambiente o en el aire inhalado y la cantidad que realmente ingresa al organismo por inhalación, o se absorbe por otras vías (ingesta). La dosis refleja la cantidad de sustancia administrada. La frecuencia de la dosis es la cantidad administrada por unidad de tiempo, sin embargo, es difícil evaluar la relación exposición-efecto en el lugar de trabajo debido a que existe una relación compleja no lineal entre la exposición y dosis (inhalación – absorción – distribución en el organismo).

Una complejidad adicional es el estado físico del agente. Para los gases es posible hacer la estimación de la concentración atmosférica del agente durante la jornada de trabajo y la cantidad de aire inhalado, para los polvos o material particulado es necesario considerar el tamaño de las partículas y su deposición.

Un ejemplo de la aplicación del estudio cuantitativo de la exposición retrospectiva es su aplicación en la epidemiología del cáncer, otros estudios utilizan evaluaciones tanto retrospectivas como prospectivas.

3.2.2. Elementos de Evaluación de la Exposición

La evaluación de la exposición implica describir cuantitativamente y cualitativa el contacto del individuo con un agente específico (exposición), así como el ingreso (dosis) al organismo. Si bien existen diferentes tipos de exposiciones, todas ellas tienen elementos comunes: grupos de individuos expuestos a concentraciones determinadas en períodos de tiempo establecidos; dosis de ingreso al organismo, y la contribución de las fuentes emisoras, rutas, vías y factores individuales a la exposición y a la dosis.

3.2.3. Cuantificación de la exposición

Consiste en determinar la magnitud, frecuencia y duración de las exposiciones de los individuos por cada una de las rutas significativas. Esta está definida por, la concentración del agente, la duración y la frecuencia de la exposición.

• Concentración y concentración de la exposición

La concentración es la cantidad (masa) de una sustancia o contaminante que está presente en un medio tal como el aire, agua, suelo o una muestra biológica tal como un alimento, leche materna, sangre, orina por unidad de volumen o masa. Aun cuando hay ocasiones en que el agente puro entra directamente en contacto con el individuo, lo habitual es que el contacto ocurra a través de un medio que contiene al agente diluido en diferentes concentraciones. Se define concentración de la exposición, a la concentración del agente en el medio de transporte que entra en contacto con el organismo humano (mg/l; mg/Kg.; mg/m³).

• Duración de la exposición

La exposición a un determinado agente puede ser instantánea, cuando se produce en punto dado del tiempo, en este caso es igual a la concentración del agente, o prolongarse a través del tiempo, en este caso es acumulativa y está determinada por la concentración, frecuencia y duración de la exposición. La unidad de observación puede ser el individuo o grupos de individuos con una misma actividad, lugar de trabajo común o con características similares.

En general, una exposición instantánea a una alta concentración del agente genera un efecto agudo, mientras que la exposición prolongada en el tiempo a bajas concentraciones genera efectos crónicos. En este caso la información relativa a exposiciones pasadas es esencial para determinar la dosis acumulada y la respuesta del organismo (dosis-respuesta; dosis-efecto). Existe una relación directa exposición-respuesta: a mayor exposición mayor riesgo de que ocurra un efecto nocivo.

3.3. Estimación de la exposición

En general se ha considerado que el nivel de exposición está determinado por la relación entre la concentración del agente y la duración del contacto. El área bajo la curva resultante de esta integración representa la magnitud de la exposición (concentración de la exposición), y se expresa en unidades de masa del agente, por volumen del medio que lo contiene y el tiempo (mg/m³.hr). Sin embargo existen ejemplos que demuestran que hay casos en que el efecto depende más de la concentración del agente que del tiempo de exposición. En general, la exposición se puede estimar de la siguiente manera (IPCS, 2000):

Matemáticamente esta relación se puede expresar de la siguiente manera.

Donde:
E: magnitud de la exposición;
ti, t1: duración de la exposición;
C (t): concentración de la exposición en función del tiempo

Sin embargo existen ejemplos que demuestran que hay casos en que el efecto depende mas de la concentración del agente que del tiempo de exposición y que el riesgo de desarrollar una enfermedad crónica depende de la exposición a concentraciones máximas, media, o acumulativa y de la vida media del agente que alcanza el órgano blanco, lo que sugiere que para mejorar la evaluación de la exposición se requiere del uso de la farmacocinética del agente.

3.4. Paradigma epidemiológico de la exposición

La exposición se genera por la integración de una secuencia de eventos con potencial efecto en la salud.

La emisión de un agente al ambiente, el transporte y la transformación o reacción que pueda ocurrir, el medio que lo contiene y por ultimo el contacto con el individuo, son aspectos críticos necesarios de conocer para entender como se genera la exposición y los factores que la determinan (Figura 1).

Aspectos que determinan y condicionan la exposición:

a) Fuente emisora: Es el punto o área en que se emite el agente. Existe un amplio rango de fuentes primarias que emiten contaminantes primarios, dependiendo de las propiedades del agente y las condiciones del medio, estos pueden reaccionar y formar nuevos compuestos.

b) Ruta de exposición: es el camino físico que recorre el agente puro o través del medio que lo contiene, hasta alcanzar el contacto con el individuo.

c) Concentración de la exposición: es la concentración de agente en el medio que lo contiene, en el punto de contacto con el individuo.

d) Vía de exposición: es la forma en que el contaminante ingresa al organismo, puede ser inhalatoria, dérmica o ingesta.

e) Tasa de ingreso o de ingesta: es la cantidad del agente que cruza la barrera del organismo, por unidad de tiempo, y es el producto de la concentración de la exposición por el tiempo de contacto tanto por vía área como por ingesta.

f) Ingreso por contacto: se asocia a la cantidad del agente que ingresa por la piel así como por inhalación e ingesta una vez que estas ya han ocurrido.

g) Dosis: es la cantidad del agente que ha ingresado al organismo. Se distinguen diferentes tipos de dosis:

i. Dosis potencial o administrada, es la cantidad del agente ingerido, inhalado o por contacto con la piel. El concepto de dosis potencial para la inhalación e ingesta es análogo a la dosis administrada en un estudio experimental de dosis–respuesta.
ii. Dosis interna o absorbida, (carga corporal en higiene industrial), es la cantidad del agente absorbida y disponible para ser metabolizada, transportada, acumulada o excretada.
iii. Dosis liberada, es la porción de dosis interna (absorbida), que alcanza el tejido blanco, o de interés.
iv. Dosis biológica efectiva, es la porción de la dosis que es liberada y llega al órgano blanco y genera la acción tóxica. La relación entre la dosis biológica efectiva y la consecuente enfermedad depende de la relación entre la dosis y la respuesta determinada por mecanismos farmacocinéticas y factores individuales.

1. Efecto biológico, es la respuesta medible de una dosis en una molécula, célula o tejido.
2. Efecto adverso, es el efecto biológico que genera una alteración morfológica o fisiológica, que resulta en una alteración de la capacidad funcional.

En epidemiología “efecto adverso” se define como el resultado de una cadena causal que se puede expresar como el cambio de un parámetro de salud y en términos epidemiológicos, se mide por la variación de la frecuencia de una enfermedad causado por un factor específico: las medidas mas utilizadas son cambio de la tasa incidencia (densidad de incidencia), o por el cambio de la proporción de incidencia (incidencia acumulada).

Figura 1. Paradigma de salud ambiental mostrando el rol de la exposición
(Adaptado de Sexton et al, 1995)

3.5. Cuantificación de la exposición

Existen diferentes métodos para medir cuantitativamente la exposición, la selección del método más adecuado dependerá del objetivo del estudio (medición de dosis- respuesta; dosis-efecto; impacto de medidas de control; cumplimiento de la normativa; etc.), las diferentes alternativas pueden ser:

a) Directa

Esta incluye la colección de muestras en la interfase entre el medio de exposición y el cuerpo humano, por ejemplo, la zona respiratoria en el caso de contaminantes del aire, o muestras de tejido biológico en los cuales la concentración del agente contaminante puede ser determinado. Por lo tanto, la evaluación directa de la exposición incluye monitoreo personal y marcadores biológicos de exposición, respectivamente. En el monitoreo personal, en el caso de exposición a través del aire, cada trabajador lleva instalado un monitor a la altura de la zona respiratoria, que registra las concentraciones del agente en forma continua o integrada durante un periodo de tiempo determinado. De esta forma, se puede establecer inequívocamente si existe exposición a uno o más agentes específicos que pueden presentarse como de gases, partículas, vapores, humos o aerosoles y cuantos individuos están expuestos.

Sin embargo, como esto puede implicar costos elevados para el estudio es recomendable realizar una selección de una muestra de trabajadores, la que se selecciona en forma aleatoria en el conjunto de la población expuesta. Desde un punto de vista estadístico, se requiere un número relativamente grande de muestras. Además, en muchos lugares de trabajo, si se utiliza este procedimiento, hay un riesgo de no considerar subgrupos de individuos altamente expuestos.

Lo mas adecuado es subdividir la población expuesta en grupos homogéneos de trabajadores que realizan el mismo trabajo en consecuencia tendrán una variabilidad menor del nivel de exposición. Los agrupamientos tienen la ventaja de que los recursos pueden concentrarse en aquellos trabajadores con mayor exposición. El monitoreo personal mide la real exposición del trabajador al agente y es el mas adecuado para realizar estudios epidemiológicos

Biomarcadores. Tradicionalmente la evaluación de la exposición se ha centrado en la medición del contaminante en el aire del ambiente de trabajo. Sin embargo se pueden utilizar biomarcadores de exposición como complemento del monitoreo convencional, especialmente cuando un mismo compuesto tiene diferentes vías de ingreso al organismo.

Se define biomarcador a un compuesto exógeno o su metabolito producto de la interacción de un agente xenobiótico y una molécula blanco en el organismo que puede ser medida en un compartimiento que incluye tejido, célula, fluido, o aire expirado. Estos pueden ser de exposición, de efecto y susceptibilidad.

Los biomarcadores de exposición entregan información relevante cuando es difícil medir el compuesto directamente en el ambiente (plaguicidas), o cuando no es éticamente posible, esta alternativa también puede ser utilizada tanto para exposiciones episódicas y/o aleatorias, sin embargo como miden la dosis total integrada, no es posible establecer cual fue la vía de ingreso al organismo, su importancia relativa y la probable fuente de exposición. Se utilizan además para medir efectos biológicos de la exposición, efectividad de medidas de control y también susceptibilidad individual tanto a la exposición como al efecto. Algunos indicadores biológicos de efecto pueden servir como indicadores precoces de riesgo de enfermedad, sin embargo su utilidad es limitada cuando se utiliza para evaluar agentes con vida media menor a diez horas.

b) Indirecta

Cuando la medición directa en el individuo no es posible, se pude utilizar el monitoreo ambiental, usos de modelos y cuestionarios.

El monitoreo ambiental. Consiste en medir las concentraciones del compuesto en diferentes micro ambientes del área de trabajo y el tiempo de permanencia del individuo en cada micro ambiente. Se denomina micro ambiente a un espacio en el que la concentración del agente contaminante en estudio es suficientemente homogénea para el propósito de la evaluación.

La exposición se determina a través de la integración de las exposiciones de todos los micros ambientes.

E total = (e1 x t1) + (e2 x t2) + (e3 x t3).....en x tn

Modelos de exposición. Es a través de la utilización de modelos que son abstracciones matemáticas de la realidad física, que se aplican para obviar la necesidad de extensos programas de monitoreo, estos modelos proveen estimaciones de la población expuesta (y dosis), y están basados en un reducido numero de mediciones representativas de la situación en estudio. El desafío es desarrollar modelos apropiados y robustos que permitan la extrapolación de relativamente pocas mediciones para estimar exposiciones y dosis de grandes grupos.

Los modelos se utilizan también para extrapolar resultados a grupos de trabajadores con exposiciones similares.

Cuestionarios: Es otra manera de evaluar exposición, típicamente proveen de información cualitativa, y a menudo retrospectiva sobre exposición. Se pueden usar para categorizar a grupos de individuos como expuestos o no expuestos, los cuales son comúnmente usados en los estudios epidemiológicos.

3.6. Evaluación de la exposición

El estudio de evaluación de la exposición se orienta a medir la magnitud, duración y frecuencia del contacto con el agente que determina el efecto nocivo. En consecuencia las preguntas a responder podrán ser:

a) ¿Cuál es o ha sido la concentración del agente?
b) ¿Cuál es o ha sido la duración del contacto?
c) ¿Cuál es o ha sido la frecuencia del contacto?

El aspecto más importante en un estudio de evaluación de la exposición es la selección del diseño mas apropiado a utilizar para asegurar el logro del objetivo, por consiguiente los pasos a seguir son:

Definición del objetivo:

La evaluación de la exposición a un agente ambiental laboral implica la descripción cualitativa y la estimación cuantitativa del contacto con el individuo y el ingreso al organismo. Como la evaluación puede ser utilizada para diferentes propósitos y utilizando diferentes enfoques, es necesario iniciar el proceso de la evaluación definiendo claramente el objetivo del estudio al que se pretende aplicar.

Definición de los parámetros a estudiar:

1. Selección de la población objetivo
2. Definición de los agentes contaminantes a medir
3. Definición del método de medición
4. Definición del programa de monitoreo
5. Definición de los indicadores estadísticos a utilizar

Diseño del estudio.

1. Relación del objetivo con los parámetros a medir
2. Definición la muestra y el tamaño
3. Definición el método de recolección de los datos
4. Desarrollo del plan de análisis estadístico
5. Desarrollo de un programa de control de calidad de los datos

3.7. Otros elementos relevantes en estudios de evaluación de la exposición

a) Fuentes de información y calidad de los datos

Para estudios epidemiológicos, un aspecto relevante de la evaluación es la disponibilidad de información histórica sobre estudios anteriores, su confiabilidad y representatividad. Para estudios prospectivos es necesario asegurar la calidad respecto a la factibilidad de métodos de medición, muestreos y analíticos, el número de muestras, el tipo, la duración y la representatividad.

b) Selección de agentes contaminantes

En la mayoría de los lugares de trabajo existen múltiples contaminantes. Los agentes químicos se evalúan tanto individualmente como en condiciones donde existe exposición a varios agentes simultáneamente. Los contaminantes pueden actuar independientemente dentro del organismo o interaccionar y potenciar su efecto tóxico. Qué debe medirse y cómo deben interpretarse los resultados depende del mecanismo de acción biológico cuando se encuentran en el interior del organismo.

Los agentes pueden evaluarse por separado si actúan de manera independiente en distintos sistemas orgánicos. Si actúan sobre el mismo sistema orgánico, como sería el caso de dos irritantes respiratorios, su efecto combinado es importante. Si el efecto tóxico de la mezcla es igual a la suma de los efectos de cada uno de los componentes por separado, se habla de un efecto aditivo. Si el efecto tóxico de la mezcla es mayor que la suma de los efectos de cada agente por separado, el efecto combinado es sinérgico.

c) Factores que afectan la exposición a un agente químico:

• El número de fuentes emisoras del agente
• El ritmo de producción en relación con la capacidad de producción
• El grado de emisión de cada fuente
• El tipo y el emplazamiento de cada fuente
• La dispersión de los agentes debida al movimiento del aire
• El tipo y la eficacia de los sistemas de extracción y ventilación

d) Factores que afectan la dosis absorbida:

• La concentración de los agentes contaminantes
• Factores relacionados con los comportamientos individuales
• La proximidad del individuo a las fuentes
• El tiempo de permanencia en cada micro ambiente
• Los hábitos individuales de trabajo
• La susceptibilidad individual al agente

e) Representatividad de las mediciones

Los resultados de la evaluación de la exposición deben representar las condiciones reales del ambiente en el puesto de trabajo. Sin embargo en la práctica existen una serie de dificultades que se deben considerar:

• La variación de las concentraciones ambientales puede ser importante e incluso a cortas distancias
• Los trabajadores pueden variar frecuentemente de posición y en ocasiones de actividad
• Las condiciones de trabajo habitualmente varían a lo largo de la jornada de trabajo y entre diferentes días
• La relación entre el volumen muestreado y volumen de aire ambiental es muy baja
• El tiempo de muestreo es forzosamente limitado
• Los aparatos y métodos de medición, toma de muestra y análisis introducen errores aleatorios inevitables

f) Estrategia de medición.

La definición previa del método de medición que se aplicará: directo, indirecto, modelamiento, y/o uso de biomarcadores. Si se medirán todos los individuos o grupos homogéneos, para estudios acumulativos se requiere considerar si existe contribución no ocupacional a la exposición.

g) Criterios de selección de trabajadores para la medición de exposición a través de grupos homogéneos para obtener resultados representativos:

• Distancia a la fuente
• Movimientos del trabajador
• Movimientos del aire
• Operaciones de trabajo
• Tiempo de exposición

3.8 Límites permisibles de exposición laboral

Con el propósito de prevenir las enfermedades profesionales, especialmente las crónicas, en muchos países se han establecido límites de exposición profesional para la exposición biológica, física y la inhalación de agentes químicos. Los índices mas aceptados son los establecidos por la Conferencia americana de Higienistas Industriales del gobierno (ACGIH), que se denominan valores límite Umbral (TLV).

Los TLV representan valores límites de concentraciones de agentes ambientales a los que “se cree que la mayoría de los trabajadores pueden estar repetidamente expuestos día tras días sin efectos nocivos” (ACGIH 1994) y se determinan en base a la mejor información obtenida de la experiencia en la industria, estudios experimentales con seres humanos y animales o de una combinación de estas.

Estos valores referenciales, deben ser utilizados para establecer niveles seguros de exposición cuando no es posible eliminar las emisiones y no deben aplicarse a condiciones de trabajo diferentes a las del país de origen y están basados en la premisa de que “aunque todas las sustancias químicas son tóxicas en determinada concentración, cuando la exposición a ellas se prolonga por un cierto período de tiempo, existe una concentración ( dosis), para todas las sustancias a la que no se genera ningún efecto nocivo, sea cual sea la frecuencia de la exposición” ( ACGIH).

Estos criterios difieren de los aplicados a agentes físicos y químicos cancerígenos para los que no existen valores umbral.

La mayoría de los valores de referencia utilizados por la Administración para la Salud y Seguridad en el Trabajo (Occupational Safety and Health Administration, OSHA) en Estados Unidos se basan en los TLV, sin embargo, el Instituto Nacional para Salud y Seguridad en el Trabajo (National Institute for Occupational Safety and Health, NIOSH) del Departamento de Salud y Servicios Humanos de Estados Unidos ha propuesto sus propios límites, llamados límites de exposición recomendados.

En el caso de las exposiciones atmosféricas, existen tres tipos de TLV: la exposición media ponderada en el tiempo durante un período de ocho horas, para proteger contra efectos crónicos en la salud; un límite de exposición media a corto plazo durante quince minutos, para proteger contra efectos agudos en la salud, y un valor máximo instantáneo para proteger contra sustancias químicas que producen asfixia o irritación inmediata.

Las directrices sobre los niveles de exposición biológica se denominan índices de exposición biológica (BEI). Estas directrices representan la concentración de sustancias químicas en el organismo que corresponderían a la exposición a la inhalación de un trabajador sano dada una concentración atmosférica dada.

Los resultados de la evaluación de la exposición suelen compararse con los límites de exposición profesional que tienen por objetivo establecer una orientación para evaluar los riesgos y definir el control. Cuando la exposición supera esos límites, es preciso adoptar de inmediato una acción correctora, ya sea mejorando las medidas de control existentes o introduciendo nuevos controles. Las intervenciones preventivas deben iniciarse cuando la exposición alcanza el “nivel de acción”, que varía según el país, por ejemplo, la mitad o la quinta parte del límite de exposición profesional. Un nivel de acción bajo es la mejor garantía para evitar problemas en el futuro.

Sin embargo comparar los resultados de la evaluación de la exposición con los límites de exposición profesional para estimar un riesgo es una simplificación puesto que, entre otras insuficiencias, no se tienen en cuenta muchos factores que influyen en la absorción de sustancias químicas, como la susceptibilidad individual, la actividad física y la característica corporal de cada individuo. Además, en la mayoría de los lugares de trabajo se produce una exposición simultánea a distintos agentes; de ahí que sea muy importante tener en cuenta las exposiciones combinadas y las interacciones entre distintos agentes, ya que las consecuencias para la salud de la exposición a un único agente pueden ser muy diferentes a las consecuencias de la exposición a ese mismo agente combinado con otros, especialmente cuando existe sinergia o potenciación de efectos. En la medida del desarrollo de nuevas técnicas de medición y resultados de estudios de evaluación, los TLV se han hecho más estrictos para garantizar márgenes de seguridad más efectivos. Por otra parte es posible que los valores éticos de la sociedad cambien su posición ante los conceptos y definiciones de “prácticamente seguro” o “riesgo insignificante”, con respecto de la exposición en el lugar de trabajo.

4. Referencias bibliográficas

• International Programme on Chemical Safety (IPCS). Human Exposure Assessment. Environmental Health Criteria 214.WHO: Geneva. 2000.
• National Research Council (NCR) .Frontiers in assessing human exposures to environmental toxicants. Washington, DC. National Academy Press. 1991.
• Sexton K, Callahan MA, Bryan EF, Saint CG, Wood WP. Informed decisions about protecting and promoting public health: rationale for a National Human Exposure Assessment Survey. J Expo Anal Environ Epidemiol. 1995 Jul-Sep;5(3):233-56.
• Armstrong BK., White E., Saracci R. Principles of exposure measurement in epidemiology. Oxford Medical Publications. 1992.