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Introducción
Las actividades económicas básicas antropogénicas (perteneciente o relativo a lo que procede de los seres humanos que, en particular, tiene efectos sobre la naturaleza, según la real academia española), como lo son la minería, agricultura, industria, urbanización, entre otras; aumentan la movilización y distribución de los metaloides1, siendo causantes de la contaminación de agua, suelos, alimentos a base de pescados y mariscos o cultivos alimentarios regados con agua contaminada. 2
Los elementos tóxicos producidos por las actividades del hombre se acumulan en el aire en forma de partículas las cuales pasan al suelo y a las aguas superficiales y por tanto a la cadena alimentaria hasta llegar al organismo de las personas.1
El Arsénico es un metaloide muy tóxico que se encuentra ampliamente distribuido en la corteza terrestre; ocupa el vigésimo lugar entre los elementos más abundantes. Es un constituyente natural de ciertas rocas y formaciones minerales, como la arsenopirita y minerales de sulfuro. A través del proceso de erosión, desintegración y disolución de las rocas contamina los mantos acuíferos, en donde se le encuentra como sales inorgánicas de arsenito (As III) y arsenato (As V), el primero es más tóxico. Al no tener sabor ni olor, cuando está en el agua de bebida puede consumirse inadvertidamente y provocar el llamado hidroarsenicismo crónico.3
Las fuentes antropogénicas de As en la era industrial (como producción acumulada de As) siguen el orden siguiente Producción minera de As >As generado por el carbón >As generado por el petróleo.4
Según las guías para la calidad del agua potable de la Organización Mundial de la Salud (OMS) publicadas en el 2006, el valor de referencia del arsénico para considerar el agua segura para el consumo humano es de 0.01mg/L (10μg/L o 10ppb). 5
El arsénico (As) se ha convertido en una preocupación medioambiental cada vez más importante debido a sus potenciales propiedades cancerígenas4, siendo considerado un carcinógeno del grupo 1 según la International Agency for Research on Cancer5, igualmente el Centro Internacional de Investigaciones sobre Cáncer (IARC) lo ha clasificado en el grupo I, pues se cuenta con pruebas suficientes de la carcinogenicidad en seres humanos.6
Estudios epidemiológicos muestran un aumento en el riesgo de cáncer de piel, pulmón, hígado y sistema hematopoyético en seres humanos asociado a la exposición de compuestos de arsénico. Este aumento del riesgo de cáncer es frecuente entre los trabajadores de fundición, minería y los que se dedican a la producción y uso de pesticidas7. Estos cambios en la expresión génica pueden ser inmediatos o dependientes del tiempo, afectando directamente al individuo expuesto o transgeneracional, implicando regulaciones epigenéticas. 8
De hecho, varios estudios sugieren que la exposición al arsénico en una etapa temprana de edad o incluso durante la gestación producen cáncer de pulmón y vejiga en la edad adulta.9
Desde 1950 ha quedado claro que el riesgo de cáncer de pulmón es mayor entre trabajadores expuestos a varios subproductos industriales, productos químicos como el amianto (1950) y más tarde el arsénico (1960) han sido considerados carcinógenos ocupacionales.9
Según el Semanario Universidad, una investigación del geólogo Rolando Castillo Muñoz, evidenció en costa rica una amplia distribución de arsénico y otros metales, señalando en el Atlas Geoquímico de Costa Rica, que si bien los cantones de Bagaces, Cañas, Los Chiles y Aguas Zarcas habían sido protagonistas del problema de la presencia de arsénico en el agua, este estudio encontró un patrón constante entre Medio Queso y Caño Negro, concretamente la localidad de Amparo, en la zona norte, también en el Pacífico Central en Herradura, Quepos y Parrita. Asimismo, en la Zona Los Santos, el Valle Central, Alajuela y al sur, hacia hacia el Valle del General hasta el Valle de Coto Brus y la cordillera Costeña. En todos esos sitios se registró la presencia de arsénico con los valores máximos encontrados, entre 8,83 miligramos por kilogramo (mg/kg), o lo que es lo mismo 92,73 partes por millón (ppm). En el Caribe Sur, en el sector entre Cahuita y Puerto Viejo, se halló una concentración de 174,3 ppm.10
Este viene siendo no solo un problema de salud pública por la contaminación del agua sino de impacto médico forense, por las intoxicaciones por exposición laboral por su uso en diversas aplicaciones industriales, el objetivo de este trabajo es realizar una revisión del tema sobre el químico como tal, su potencial carcinogénico y sus implicaciones letales, con el fin de mejorar la pericia médico legal al valorar casos de intoxicación por arsénico.
Metodología
Se realizó una búsqueda de artículos electrónicos publicados en los últimos 12 años, en las bases de datos de Scielo, ELSEVIER, medigrafic, PubMed y ResearchGate. Los términos de búsqueda incluyeron “Intoxicación por arsénico”, “intoxicaciones ocupacionales por arsénico”, “intoxicaciones profesionales” , “arsenisismo”y se incluyeron artículos tanto en idioma español como inglés. No se incluyeron resúmenes ni trabajos no publicados.
Resultados
A- Descripción
Las sustancias químicas presentes en el agua pueden afectar negativamente la salud, tras periodos de exposición prolongados. Son motivo de especial inquietud para la Organización Mundial de la Salud (OMS), los contaminantes con propiedades tóxicas acumulativas, como las sustancias carcinogénicas y los metales pesados como el arsénico.6
El arsénico no sufre descomposición en el ambiente, se forma naturalmente y se encuentra en la tierra, en particular en las rocas volcánicas, las aguas de origen volcánico en ciertas zonas del mundo, y que pueden consumir algunas poblaciones, contienen altas concentraciones de arsénico inorgánico, según se ha reportado en: Argentina, Bolivia, Perú, Chile, México, Nicaragua, El Salvador, Canadá y Estados Unidos en gran cantidad;6 lo mismo que en: Pakistán, Taiwán, Bangladesh, China e India, entre otros.6
El arsénico en el medio ambiente que nos afecta también proviene de las actividades humanas, incluida la excavación de pozos, agricultura, actividades industriales, etc11, se dispersa en gran medida durante la minería de metales, la fundición, el procesamiento, el reciclado, la eliminación de residuos y por las industrias de la construcción y del control de plagas, así como por sus aplicaciones en la agricultura y la silvicultura. Entra en el medio ambiente a través de un proceso de dos pasos: (1) extracción de depósitos en el interior de la tierra y (2) a través de procesos primarios/secundarios/de reciclaje y la disipación gradual concurrente en el medio ambiente. 4
B- Fisiopatología
El arsénico se absorbe por vía digestiva, respiratoria y dérmica7, cuando se encuentra en los tejidos, el arsénico ejerce sus efectos tóxicos mediante la unión a grupos sulfhidrilo de diversos sistemas enzimáticos, lo que inhibe su actividad. Son particularmente susceptibles las vías de oxidación del piruvato y el ciclo de Krebs, por lo que se interrumpe la respiración celular. También funciona como desacoplante de la fosforilación oxidativa. El arsénico fue uno de los primeros carcinógenos en identificarse; al parecer provoca alteraciones cromosómicas, debido a los efectos nocivos en las enzimas que participan en la replicación y reparación del ADN. Se refiere que no afecta al gen p53.3
El arsénico en el agua se encuentra en la forma de arsenato y puede ser absorbido con facilidad en el tracto gastrointestinal, en una proporción entre el 40% y el 100%. El arsénico inorgánico ingerido pasa al torrente sanguíneo, donde se enlaza a la hemoglobina y en 24 horas puede encontrarse en el hígado, riñones, vejiga, pulmones, bazo y piel. Los órganos de mayor almacenamiento son la piel, el hueso y el músculo.6
C- Aspectos químicos y metabolismo en el cuerpo humano
La toxicidad y carcinogenicidad del Arsénico (As) está fuertemente ligada a sus estados de oxidación y formas químicas2, se encuentra unido o no a átomos de carbono, o sea, en formas orgánicas o inorgánicas, siendo sus presentaciones inorgánicas las consideradas como más tóxicas, entre las cuales las más frecuentes, en el medio ambiente, son el Arseniato (As(V)) (H3AsO4) y el Arsenito (As(III)) (H3AsO3). Por otro lado, las formas orgánicas, presentes en el ambiente, son productos finales del metabolismo de seres vivos y se les considera poco tóxicos o no tóxicos, aunque se debe destacar dos en particular: el ácido monometil-arsenioso y el ácido dimetilarsínico (usado como herbicida y preservante de maderas), que poseen una alta toxicidad para el ser humano.5
La absorción del As ocurre en el intestino delgado, una vez absorbido, se reduce de Arseniato a Arsenito, que por medio de acuaporinas ingresa a los hepatocitos, donde se transforma en subproductos, que al final, terminan por ser metilados. La excreción tarda 4-5 días y en casos de ingesta crónica tiende acumularse en hígado, riñones, corazón, sistema nervioso, pulmones, músculo, tracto gastrointestinal y bazo. 5
D- Efectos en el Cuerpo humano
El desarrollo del arsenicismo de acuerdo con el tiempo de ingesta, según la OMS, es el siguiente:
Estado preclínico: el paciente no muestra síntomas, pero el arsénico puede ser detectado en muestras de tejido y orina.
- Clínico: se observa oscurecimiento de la piel (melanosis), comúnmente en la palma de la mano, manchas oscuras en el pecho, espalda, miembros y encías. Un síntoma más serio es la queratosis o endurecimiento de la piel en forma de nódulos en las plantas de los pies y manos.
- Complicaciones: síntomas clínicos más pronunciados, afectación de órganos internos; se ha reportado inflamación de hígado, riñones y bazo; también se le vincula en esta etapa con conjuntivitis, bronquitis y diabetes.
- Malignidad: desarrollo de tumores, pulmón o vejiga, hígado y riñones.
En las dos primeras etapas, si el paciente reemplaza la fuente de agua de bebida por una libre de arsénico, su recuperación es casi completa. En la tercera etapa el daño puede ser reversible, pero en la cuarta ya no lo es.6
La exposición crónica al arsénico ha sido reconocida mundialmente como una preocupación ambiental relacionada con la salud debido a la contaminación generalizada y su asociación con numerosas enfermedades, las cuales se mencionarán a continuación:
Sistema dermatológico
Se encontró como manifestación de arsenicismo crónico: queratodermia difusa palmoplantar en 40 casos (91%), queratosis arsenicales en 35 (82%) y discromías (hipocromía, hipercromía o ambas) en 20 (45%).3
Sistema cardiovascular
El consumo crónico de agua con concentraciones de As por encima del valor de referencia dado por la OMS ha demostrado un aumento del riesgo de accidentes vasculares cerebrales (AVC), hipertensión arterial (HTA), aterosclerosis carotidea, enfermedades arteriales periféricas, mortalidad por infarto agudo del miocardio (IAM), aumento en enfermedades cardiovasculares en la población pediátrica y diabetes mellitus tipo II. 5
Sistema inmunológico
Como todos sabemos, nuestro complicado y delicado sistema inmunitario nos protege espontáneamente contra las enfermedades. Pruebas obtenidas hasta la fecha en estudio, indican que dosis bajas o moderadas de arsénico afectan a las células T en desarrollo a través de vías genotóxicas y no genotóxicas.12
El proyecto de la toxicidad inducida por el arsénico en las células T en desarrollo del timo se basó en las observaciones epidemiológicas de que la exposición al arsénico en las primeras etapas de la vida podría conducir a la atrofia tímica y a la inhibición funcional de las células T.Los resultados del estudio indicaron que las células T en desarrollo del timo son propensas a la toxicidad inducida por el arsénico.12
La evidencia hasta la fecha apoya fuertemente la idea de que las concentraciones ambientalmente relevantes de arsénico modulan el sistema inmune en desarrollo en el timo. Dado que se sabe que el sistema inmunitario en desarrollo es extremadamente sensible a los efectos de las sustancias químicas ambientales.12
Sistema neurológico
Varios estudios epidemiológicos han demostrado que la exposición al arsénico está asociada a déficits neurológicos y cognitivos. Se ha demostrado que la exposición a 50 ppb de arsénico, una concentración moderadamente superior al límite recomendado por la EPA de 10 ppb, afecta a la señalización de los glucocorticoides, incluida la reducción de la expresión de los Receptores de Glucocorticoide (GR) en el cerebro embrionario . La programación aberrante del GR durante el desarrollo tiene efectos duraderos en la edad adulta, incluyendo una mayor susceptibilidad a los trastornos psiquiátricos.13
La neuropatía puede ser el primer signo de arsenicismo crónico, aunque en esta población ocurrió a la inversa, pues las parestesias tenían evolución de 8.9 meses, es decir, aparecieron 2.6 meses, en promedio, después de las queratosis.3
Se incluyen enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer, estudios epidemiológicos en áreas con altos niveles de arsénico han demostrado que la exposición crónica al arsénico causó muchas anomalías neuropsicológicas.14
Sistema hepático
El arsénico en el hígado causa un efecto significativo en casos de exposición prolongada, con aumento de la actividad enzimática y cirrosis hepática15, la ingestión de agua con alta dosis de arsénico (300,0 mg / L) fue significativamente asociada con hepatitis crónica y cirrosis. Esta asociación fue más evidente en personas sin otros factores de riesgo conocidos, como el consumo de alcohol o infección viral por hepatitis.16
Sistema renal y respiratorio
Causa daño renal, en el tracto respiratorio, provoca laringitis, bronquitis y cáncer de pulmón.15
Sistema embrionario
Atraviesa fácilmente la placenta durante el desarrollo y todas las formas de arsénico, incluidos los arsenicales inorgánicos y metilados, se acumulan en el cerebro13, por otra parte, la exposición al arsénico durante la embriogénesis retrasa la proliferación y diferenciación de células madre neurales en el epitelio olfatorio. 17
E- Potencial carcinogénico
Estudios epidemiológicos muestran un aumento en el riesgo de cáncer de piel, pulmón, hígado y sistema hematopoyético en seres humanos asociado a la exposición de compuestos de arsénico. Este aumento del riesgo de cáncer es frecuente entre los trabajadores de fundición, minería y los que se dedican a la producción y uso de pesticidas.7
La exposición al arsénico en el agua potable es un factor de riesgo bien conocido para el cáncer de vejiga, que provoca un aumento de la incidencia y de las tasas de mortalidad específicas del cáncer.18
En varios estudios epidemiológicos se ha establecido una fuerte asociación entre el cáncer de pulmón humano y la exposición ambiental al Arsénico , ya sea por la contaminación del agua potable o del aire.19
F- Potencial de mortalidad
El riesgo de mortalidad por todas las causas y de mortalidad por enfermedades crónicas aumentó con el incremento de la exposición al arsénico.Se observaron resultados para las asociaciones entre la exposición al arsénico y la mortalidad asociada a enfermedades crónicas. Una vez expuestos crónicamente, la disminución de la exposición durante un corto período de tiempo no redujo el riesgo de mortalidad de un individuo. La tasa de mortalidad atribuida a los cánceres y a las enfermedades cardíacas no comenzó a disminuir hasta aproximadamente dos décadas después de la prevención de la exposición a altas concentraciones de arsénico en el agua de pozo. 20
G- Situación nacional
El arsénico es uno de los elementos químicos presentes en el agua de consumo humano que menos se ha estudiado en el país y que tiene importancia en el largo plazo para la salud de la población. A pesar de que es un problema muy difundido en América Latina, con gran cantidad de casos en Nicaragua, en la zona de Matagalpa, que tiene características geológicas similares a las de Costa Rica, el país no ha reportado casos de patologías correlacionadas directamente con arsenicismo (enfermedad por arsénico); no se sabe si es porque no se reconocen las lesiones (pues se pueden confundir con otras patologías), o porque del todo no hay acuíferos o pozos contaminados con arsénico asociados a consumo masivo de agua. La presencia de agua contaminada por arsénico adquiere mayor trascendencia en regiones con importante actividad agrícola y ganadera, ya que el agua no solo se utiliza para el abastecimiento de núcleos de población, sino también como agua de riego y para bebida del ganado.6
En Costa Rica no habian estudios de poblaciones en riesgo, se realizó uno en Cartago, el cual determinó que en las áreas marco de la investigación no se encontraron nacientes de agua con cantidades de arsénico III superiores a los 5 μg/L, siendo la norma nacional, o el máximo permitido para arsénico total, de 10 μg/L, pese a que las áreas de estudio corresponden a zonas de origen volcánico, donde la probabilidad de encontrar arsénico de origen natural podría ser alta, la amplia oferta hídrica de los cantones marco del estudio y la existencia de áreas con relativa protección circundando las zonas de recarga de las nacientes, hacen que el agua consumida por estas poblaciones se encuentre libre de este metal pesado. El estudio no incluyó pozos profundos que, si bien se sabe que existen en estos cantones, no son empleados directamente por las municipalidades para consumo de sus pobladores. Siendo que en el mismo estudio se recomienda determinar la situación de las otras zonas de Costa Rica con influencia volcánica importante, como la que circunda la Cordillera Volcánica de Guanacaste, con menos oferta hídrica comparativamente que la provincia de Cartago, y en donde se encuentran áreas con gran cantidad de pozos profundos que abastecen a la población.6
Discusión
Los problemas relacionados con las sustancias químicas presentes en el agua son de suma importancia por el impacto negativo que tienen en la salud que se incrementan con la exposición prolongada, considerandose de particular importancia por parte de la OMS los contaminantes con propiedades tóxicas acumulativas, como las sustancias carcinogénicas y los metales pesados como el arsénico.
El arsénico es un metaloide muy tóxico, distribuido ampliamente en la tierra predominantemente en las zonas volcanicas como lo es nuestro país, que carece de sabor y olor lo que hace que su presencia en el agua pase inadvertida y aumente el riesgo de intoxicación.
En un estudio realizado por el geólogo Rolando Castillo Muñoz publicado en el Atlas Geoquímico de Costa Rica se resaltó que nuestro país tiene este metaloide distribuido ampliamente, pese a esto no se cuenta con estudios de poblaciones en riesgo, se realizó uno en Cartago que descartó la presencia a niveles tóxicos sin embargo dicho estudio no incluyó pozos profundos.
El desconocimiento de las poblaciones de riesgo hace que las intoxicaciones tanto agudas como crónicas por arsénico pasen inadvertidas, desde una perspectiva médico legal las intoxicaciones por arsénico se deben tener presente que los trabajadores que al laborar en minería y agricultura en zonas volcánicas así como en industrias se encuentran expuestos a este compuesto químico, sin dejar de lado que podrían estar igualmente expuestos ambientalmente y por consumo de agua o alimentos contaminados en sus hogares, aspectos que se deben de contemplar ante el establecimiento de la relación de causalidad.
Es evidente que la investigación en este campo abarca muchas áreas de la ciencia que van mucho más allá de la medicina propiamente dicha, el conocimiento por parte del médico forense de los diferentes metaloides, su origen, su impacto en la salud, su letalidad y por supuesto sus implicaciones en la vida y la salud de los trabajadores, es fundamental para aportar el mejor criterio profesional a la administración de la justicia.
Conclusión
La intoxicación por arsénico, es un problema de salud pública creciente, que afecta a millones de personas alrededor del mundo, por lo que se deben promover los estudios de poblaciones de riesgo, predominantemente en las zonas donde las aguas son extraídas de pozos, debido al impacto en la salud que tiene la exposición tóxica a este producto químico, es importante que esta investigación se realice de forma prioritaria. Por otra parte en caso de solicitud de valoración médico legales, es imperativo tener presente el análisis de todos los criterios de causalidad antes de definir que el origen de una intoxicación de este tipo es debido a una exposición laboral.
