Sofía Piñero¹, Exila Rivero¹, Soraya González¹, Sharim Marrero¹, Gabriela Romero¹ & Lourdes Arveláez²

*Este trabajo fue subvencionado por Consejo de Desarrollo Científico y Humanístico de la Universidad de Carabobo (CDCH-UC), Fondo Nacional de Ciencia y Tecnología (FONACIT) y Fundación de la Universidad de Carabobo (FUNDAUC).

¹ Unidad de Investigaciones en Toxicología Molecular, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad de Carabobo. sofiavictoria08@yahoo.com; exilarivero@gmail.com; acostagonzalez1@yahoo.com; sharimmarrerob@hotmail.com; gaby32004@yahoo.com

² Escuela de Ciencias Biomédicas y Tecnológicas. Universidad de Carabobo. americaarvelaez@hotmail.com

Resumen

El 1-Hidroxipireno es un metabolito del pireno, considerado como un biomarcador de exposición a Hidrocarburos PolicíclicosAromáticos (HPA), compuestos asociados con cáncer en el hombre; y la industria de la goma constituye una fuente de emisión importante de esos compuestos. El objetivo del estudio fue analizar la asociación entre 1-Hidroxipireno con edad, antigüedad en la empresa, uso de equipo de protección personal, hábito alcohólico y tabáquico en 30 trabajadores de una industria de la goma del estado Carabobo. La investigación fue descriptiva de corte transversal, los sujetos fueron divididos en cuatro grupos de acuerdo al puesto de trabajo con potencial exposición a HPA: GI, área de pesada y mezcla de materia prima; GII, producción; GIII, mantenimiento y GIV, área administrativa. Se utilizó un cuestionario para conocer las variables independientes y se recolectaron muestras de orina puntual para medir el 1-Hidroxipireno, por Cromatografía Líquida de Alta Presión con detección por fluorescencia. El valor promedio total de 1-Hidroxipireno de los cuatro grupos fue de 1,28 μg/g de creatinina y 1,71 y 0,89 μg/g de creatinina en fumadores y no fumadores, respectivamente. En el grupo II de mayor exposición a HPA se encontró un valor de 1,96 μg/g de creatinina superior al promedio total, pero no se halló asociación estadísticamente significativa entre 1-hidroxipireno y el resto de las variables en los trabajadores investigados. Los resultados demuestran la potencial utilidad del 1-Hidroxipireno como biomarcador de exposición a HPA.

Palabras clave: monitoreo biológico, pirenos, sustancias, productos.

Keywords: biological monitoring, pyrene, products, materials.

Fecha de recepción: 29 de marzo de 2012

Fecha de aceptación: 16 de enero de 2013

Los Hidrocarburos Policíclicos Aromáticos (HPA) constituyen un grupo de compuestos de dos o más anillos, formados a partir de la combustión incompleta de la materia orgánica, se liberan en forma de vapores y debido a sus bajas presiones de vapor, la mayoría de ellos se condensan sobre partículas de hollín o forman ellos mismos partículas muy pequeñas (Mastandrea, Chichizola, Ludueña, Sánchez, Álvarez & Gutiérrez, 2005). La fuente mas importante de exposición a HPA en el micro ambiente laboral, la constituyen empresas tales como, la de producción de coque y en aquellos procesos industriales, en los cuales se utilizan productos químicos a altas temperaturas, la exposición puede ocurrir por inhalación y a través de la piel (Bouchard & Viau, 1999). Según varios estudios (Laffon, Teixeira, Silva, Roma-Torres, Pérez-Cadahía, Méndez et al, 2006; Moretti, Villarini, Scassellati-Sforzolini, Monarca, Libraro & Fatigoni, 1996 y Peters, Talaska, Jonsson, Kromhout & Vermeulen, 2008), la industria de la goma constituye una fuente de emisión importante de HPA. El proceso productivo en dicha industria incluye, pesada y mezcla de la materia prima (área del Bambury) que al ser sometida a altas temperaturas se producen fragmentos de moléculas y radicales que se combinan para dar lugar a HPA, algunos de los cuales poseen propiedades genotóxicas y/o carcinogénicas, luego sigue la fase de moldeo y aplicación de compuestos de goma al nylon o poliéster (calandra); posteriormente, pasan a un proceso de extrusión y corte según especificaciones del producto a obtener y, finalmente, el producto es llevado al área de vulcanización. En las áreas de calandra y vulcanización, se desprenden humos y gases debido a las altas temperaturas y presión a la que se somete la goma, dando lugar a la formación de HPA. De igual manera, el personal que labora en mantenimiento, se desempeña en todas las áreas de producción, con exposición a estos compuestos.

El monitoreo biológico es una herramienta para evaluar exposición de los trabajadores a HPA, mediante la determinación de la concentración de sus metabolitos en fluidos biológicos. En la industria de la goma la exposición está relacionada con mezclas de esos compuestos y debido a que la concentración del pireno, es elevada en dicha mezcla, él y su metabolito (1-Hidroxipireno, (1-OH)) son considerados como marcadores representativos de la exposición total a HPA (Han, Duan, Zhang, Yang, Rhoads, Wei & Zhang, 2008; Hansen, Mathiesen, Pedersen & Knudsen, 2008; Kato, Loomis, Brooks, Gattas, Gomes, Carvalho et al, 2004 y Serdar, Waidyanatha, Zheng & Rappapor, 2003). El pireno es rápidamente distribuido, metabolizado y eliminado como 1-OH en orina, representando una fracción constante (2%) del total de pireno absorbido, con una vida media de 4 a 35 horas y la concentración decae a las 48 horas siguientes a la exposición. Por lo tanto, el 1-OH puede ser usado para evaluar exposición reciente a HPA, y para corregir el efecto de la dilución de la orina en las concentraciones de 1-OH, se ajusta el valor con la concentración de creatinina urinaria, expresándose en μg de 1-Hidroxipireno/g de creatinina o μmol/mol de creatinina (Barr, Wider, Caudill, González, Needham & Pirkle, 2005 y Viau, Lafontaine & Payan, 2004).

Aunque no se ha establecido un índice biológico de exposición (BEI) para el 1-OH el Comité de la Conferencia Americana de Higienistas Industriales del Gobierno de Estados Unidos (American Conference of Industrial Hygienists - ACGIH, 2003), recomienda que un valor de dicho metabolito que exceda el nivel de 0,49 μmol de1-Hidroxipireno/mol de creatinina (0,95 μg/g de creatinina), debe ser considerado como un nivel de exposición a HPA, debido a que dicho valor resultó de la observación en individuos sin exposición ambiental ni ocupacional significativa, incluyendo los fumadores (Jongeneelen, 2004).

Adicionalmente, la Comisión de Biomonitoreo Humano de la Agencia Ambiental de Alemania Federal (German Federal Environmental Agency, 2005), propuso el 1-OH como indicador de dosis interna a HPA y establecen un valor de referencia de este metabolito de 0,3μg de1-Hidroxipireno/g de creatinina, para una población de no fumadores ni expuesta ocupacionalmente.

Chen, Hu, Zheng, Wang, Zhou & Jin (2007) midieron las concentraciones de 1-OH, como biomarcador de exposición a HPA, en trabajadores de dos plantas de hornos de coque, así mismo investigaron si dichas concentraciones eran afectadas por puesto de trabajo, uso de máscara con cartucho para gases y hábito tabáquico. El promedio geométrico de 1-OH en μmol/mol de creatinina fue de 5,18 y 4,21 en la planta I y II, respectivamente. En los trabajadores que utilizaron máscara, encontraron niveles de 1-OH levemente reducidos y el hábito tabáquico incrementó significativamente los valores de 1-OH.

En vista de que los trabajadores de la industria de la goma presentan alto riesgo de exposición a HPA, y dichos compuestos son clasificados por la Agencia Internacional de Investigación del Cáncer - IARC (1998), como potencialmente cancerígenos y en algunas investigaciones se ha demostrado su mutagenicidad y genotoxicidad (Moretti et al, 1996), se decidió medir los niveles de 1-OH y su asociación con edad, antigüedad en la empresa, uso de equipo de protección personal, hábito alcohólico y tabáquico en trabajadores de una empresa de la goma, para investigar potencial exposición a HPA.

Se realizó un estudio descriptivo de corte transversal, en una industria de la goma del estado Carabobo en el período mayo-julio 2007, la población estuvo constituida por todos los trabajadores y la muestra la conformaron treinta (30) trabajadores de las áreas de producción y administrativa. Estos se dividieron en cuatro grupos, a saber, grupo I (GI), integrado por quienes laboran en el departamento de pesada y molino (bambury), área de mayor exposición a HPA; grupo II (GII) los individuos encargados del proceso de calandra, vulcanización y cortado de la goma, grupo III (GIII) trabajadores encargados del mantenimiento en el área de producción y grupo IV (GIV) personal del área administrativa. Los grupos I, II y III, se ubican en las áreas de producción de la empresa y potencialmente expuestos a HPA.

El estudio fue aprobado por la Comisión de Bioética de la Facultad de Ciencias de la Salud de la Universidad de Carabobo y cada trabajador firmó un consentimiento informado para participar en la investigación. Se aplicó una encuesta para conocer edad, hábito tabáquico, ingesta de alcohol, antigüedad y características de la actividad desempeñada en la empresa. La recolección de la orina se hizo al final de la jornada laboral y el último día de la semana.

Para separar el 1-OH en la orina se utilizó una alícuota de 10 ml y se hidrolizó enzimáticamente con glucoronidasa/arilsulfatasa, durante 18 horas a 37ºC y pH 5, ajustado con búfer de acetato/ácido acético (0,2M). Después de un proceso de limpieza mediante extracción sólido-líquido con columnas con C18 (sep-pak) en fase reversa (Leila, Farideh, Mostafa & Behzad, 2007) y de evaporación del disolvente, el residuo se reconstituye en acetonitrilo y, finalmente, el extracto es pasado a través de filtros de nylon con tamaño de poro de 0,45 μm e inyectado inmediatamente en el equipo de Cromatografía Líquida de Alta Presión (HPLC) marca Perkin Elmer, con detección por fluorescencia. El solvente utilizado fue acetonitrilo/agua (60:40) con una velocidad de flujo de 1ml/min y la longitud de onda de excitación y emisión fue de 242 y 388nm, respectivamente. Las concentraciones de 1-OH se calculan a partir de una curva estándar, y los valores obtenidos son corregidos con la concentración de creatinina en orina (Hansen, Poulsen & Christense, 1993).

Para el análisis de los datos se utilizó el programa SPSS, versión 12, y se aplicaron medidas de tendencia central y para la asociación y correlación de variables se utilizaron pruebas no paramétricas (Kruskal-Wallis, Test de Mann-Whitney, Prueba de Fisher y coeficiente de correlación de Spearman).

Treinta (30) trabajadores voluntarios, de sexo masculino participaron en el estudio, la Tabla Nº 1 resume la edad y antigüedad en la empresa y la prevalencia del hábito tabáquico y consumo de alcohol se detallan en la Tabla Nº 2.

El valor promedio del 1-OH de los cuatro grupos fue de 1,28 μg/g de creatinina, valor que se ubica por encima del propuesto por ACGIH (2003) (0,95μg/g de creatinina) para trabajadores expuestos ocupacionalmente. Presentando el GI el porcentaje de trabajadores con niveles urinarios de 1-OH más elevados (66,6%), los cuales laboran en el Departamento de Pesada y Molino (bambury), área de mayor exposición a HPA (Tabla Nº 3). No obstante, el valor promedio más elevado (1,96 μg/g de creatinina) lo presentó el GII, debido a que el trabajador con el nivel de 1-OH más alto se ubica en ese grupo (9,84 μg/g de creatinina). Adicionalmente, para comparar la media de los rangos de 1-OH en los cuatro grupos se aplicó la prueba de Kruskal-Wallis, no obteniéndose diferencias estadísticamente significativas.

Al aplicar el coeficiente de correlación de Spearman para medir el grado de asociación entre la edad y antigüedad en la empresa con el valor de 1-OH de cada grupo, no se observó correlación estadísticamente significativa en ninguno de ellos.

Para comparar medias de 1-OH según hábito de fumar y consumo alcohólico en cada grupo (Tabla Nº 4), se utilizó el test de Mann-Whitney, no observándose diferencia estadísticamente significativa a un valor p≥ 0,05.

El uso de equipo de protección personal referido por los trabajadores, se detalla en la Tabla Nº 5. Al aplicar la Prueba de Fisher, tomando en cuenta los grupos GI, GII y GIII, no se obtuvo asociación estadísticamente significativa entre los niveles de 1-OH y el uso de equipos de protección personal (p≥ 0,05).

En la Tabla Nº 6 se muestran los valores del 1-OH en trabajadores expuestos a HPA, tomando en consideración en algunas investigaciones el hábito tabáquico, desde el inicio del presente siglo hasta el año 2008, fecha en que se finalizó la revisión bibliográfica, con el objetivo de comparar los valores de 1-OH obtenidos según la fuente de exposición a HPA. Se contempló los valores promedios de 1-OH de todos los trabajadores del presente estudio.

Se midieron los niveles de 1-OH urinario para evaluar exposición a HPA en trabajadores de la industria de la goma, para ello se investigó las áreas de mayor exposición: bambury/molino, calandra/ vulcanización y mantenimiento de los equipos, determinadas por inspección ocular. El promedio de edad de los participantes de cada grupo es similar (Tabla Nº 1), y al correlacionar el promedio de edad con la concentración promedio de 1-OH de cada grupo no hubo diferencia significativa. Sin embargo, se obtuvo un valor promedio de 1-OH más alto en los trabajadores del área de calandra y vulcanización (GII), 1,96 μg/g de creatinina, dicho valor concuerda con el hecho de que en esa área utilizan diferentes compuestos químicos a altas temperaturas y presiones, que generan humos y gases que contiene HPA, producto de la combustión incompleta de los materiales orgánicos (Laffon et al, 2006; Peters et al, 2008 y Vermeulen, Bos, Pertijs & Kromhout, 2003); además estos trabajadores tienen mayor antigüedad en la empresa, un promedio de 65,3 meses (5,44 años), no obstante, al establecer el grado de asociación entre la antigüedad y los valores de 1-OH de cada uno de los grupos estudiados no se encontró correlación estadísticamente significativa.

Con respecto a los valores de 1-OH en los diferentes grupos, en el área de bambury fue donde se presentó un mayor porcentaje de trabajadores con niveles elevados de 1-OH (66,6 %) (Tabla Nº 3), situación esperada debido a que es el área de mayor exposición a HPA. Por otro lado, es importante acotar que en el GIV (trabajadores correspondientes al área administrativa) la media de 1-OH se encuentra por encima del promedio del GIII, revisando la información obtenida en la encuesta realizada, este grupo GIV presenta un trabajador (25% de fumadores), que habita en área urbana con exposición a parque automotor y muy cercana a una estación de servicio de expendio de gasolina. Además, reportó el trabajador, un hábito tabáquico de más de 20 años; lo que lo lleva a estar más expuesto HAP. Este trabajador presentó valor urinario de 1-OH igual a 2,26 μg 1-Hidroxipireno/g de creatinina, siendo el único valor por encima del establecido por la ACGIH para 1-OH en el GIV.

Es conocido que los HPA pueden ser absorbidos a través de la piel o por inhalación, en este sentido, es necesario utilizar medidas de protección adecuadas para controlar la exposición (Van Rooij, Bodelier-Bade, Hopmans & Jongeneelen, 1994). En este estudio, algunos trabajadores refirieron el uso de equipos de protección personal apropiados (Tabla Nº 4). No obstante, en el grupo II con niveles más altos de 1-OH, 88,9% de los trabajadores no utilizan respirador con cartucho para gases, dispositivo de importancia para la protección respiratoria, situación que pudo haber influido en los valores de 1-OH obtenido en ese grupo, sin embargo, no se encontró una asociación estadísticamente significativa entre el uso de equipos de protección personal y niveles de 1-OH, para todos los grupos.

Adicionalmente, se estudió la influencia del consumo de alcohol y hábito tabáquico en los niveles de 1-OH urinario en los cuatro grupos investigados (Tabla Nº 5), debido a que el riesgo potencialmente cancerígeno de los HPA puede ser incrementado por estas conductas mencionadas. El etanol tiene un efecto estimulante en la actividad del sistema enzimático p-450, lo cual puede ocasionar un aumento en la concentración de los metabolitos de los HPA considerados pro-cancerígenos, ya que el citocromo p-450, además del papel detoxificador también puede ser mediador de la activación de precarcinógenos (Zhang et al, 2001). No obstante, en los resultados no se encontró correlación estadísticamente significativa entre los valores promedios de 1-OH y el consumo de alcohol, a diferencia de otros autores, entre ellos Van Delft et al (2001) y Zhang et al (2001), quienes encontraron que el consumo de alcohol afecta la excreción de 1-OH. Es importante destacar que en uno de los individuos (GII), quien refirió no consumir alcohol, se encontró un valor alto del 1-OH (3,29 μg/g de creatinina), así mismo refirió no utilizar con regularidad el respirador con cartucho para gases y reseñó fumar, aproximadamente, 2 a 3 cigarrillos diarios. Este valor alto del metabolito puede ser debido a la probable exposición ocupacional a HPA y al hábito de fumar, esta situación coincide con lo descrito por Chen et al (2007), quien concluyó en su estudio, que el uso de máscara con cartucho para gases y otros equipos de protección personal reducen ligeramente los valores de 1-OH y el hábito tabáquico incrementa dichos niveles, por la presencia de HPA en el humo del cigarrillo.

Algunos autores tales como Gunier, Reynolds, Hurley, Yerabati, Herts, Strickland & Horn-Ross, 2006; Seidel et al, 2008; Shahtaheri, Ibrahini, Golbabaei, Hosseini & Fauladi, 2006 & Unwin et al, 2006; Siwinska et al, 2004; Perico et al, 2001 y Strickland & Kang, 1999, recomiendan el uso del 1-OH no solamente como indicador de exposición al pireno, sino también como marcador representativo del resto de HPA. Por otro lado, Jongeneelen (2004) señala que hay una excreción basal del 1-OH urinario de 0,46 μg/g y 1,47 μg/g, para individuos no fumadores y fumadores, respectivamente, contemplando en estos valores la ingesta diaria de HPA en algunas comidas asadas a la parrilla y/o ahumadas.

Al comparar nuestros resultados (Tabla Nº 5) con lo señalado por Jongeneelen (2001), los trabajadores quienes refirieron no fumar tienen cerca de dos veces el valor propuesto por este autor (0,89 μg1-Hidroxipireno/g de creatinina) y es muy probable que esos niveles sugieran exposición laboral a los HPA. Con respecto a los fumadores se obtuvo un valor de 1,71μg/g de creatinina ligeramente mayor que el propuesto por Jongeneelen (2004). Es importante destacar nuevamente que uno de los sujetos del GIV presentó un valor de 2,26 μg 1-Hidroxipireno/g de creatinina, esto puede ser debido a que el área administrativa está cercana al área de producción.

En la Tabla Nº 6, los valores 1-OH obtenidos en esta investigación son superiores a los resultados en individuos expuestos a humo de vehículos, emisiones del asfalto caliente y vapores de las sustancias utilizadas en una industria de la goma de Holanda (Peters et al, 2008 & Perico et al, 2001 y Buratti et al, 2007), significando que en la empresa objeto del estudio, puede haber en el área de producción presencia en mayor proporción de pireno y por ende de HPA. No obstante, los niveles de 1-OH en el presente estudio son menores que los reportados en otras fuentes, donde hay mayor exposición a HPA, como son: los hornos de coque, fundidoras de hierro, entre otras (Van Delft et al, 2001; Seidel et al, 2008 y Unwin et al, 2006). Además, es importante señalar que los valores promedio de 1-OH en sujetos fumadores en los estudios que reportaron el hábito tabáquico, se ubicaron siempre por encima de los promedios de los sujetos no fumadores.

Es importante establecer que en el presente estudio se confirma la utilidad del 1-OH como indicador de exposición de dosis interna a HPA, y además, es necesario realizar estudios sobre valores de este metabolito en la población en general, como se evidencia en la bibliografía consultada, para establecer índices referenciales en nuestro país y evaluar la exposición a HPA, como compuestos carcinogénicos.

Los autores expresan especial agradecimiento a la Gerencia de la Industria de la Goma y los trabajadores quienes aceptaron participar en el estudio.

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