# Presentation: 080340

## Exposición total al arsénico Estudio de un caso práctico

*Instructor:*
- Dr. Deoraj Caussy, WHO
*Traducción:*
*José M. Ordóñez Iriarte, Emiliano Aránguez Ruiz, Manuel I. Aparicio-Madre*
*(Consejería de Salud. Comunidad de Madrid. España)*

** ****Desarrollado conjuntamente por la ****Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades (ATSDR) y la Organización Mundial de la Salud (OMS)**

## ¿Por qué estudiar la exposición?

## Objetivos del estudio de caso

- Caracterizar la *exposición* al *arsénico,* en sus diferentes formas, proveniente de diferentes vías de exposición, incluyendo la inhalación de aire ambiente y la ingestión de agua potable, suelo, alimentos y uso de medicamentos tradicionales.
- Entender el cálculo de la dosis estimada de exposición.
- Comprobar cómo la evaluación de exposición se relaciona con los procesos de evaluación de salud pública.

## Organización

- Guía del curso y agenda.
- Líneas generales para la discusión.
- Otros aspectos organizativos.
- ¿Alguna pregunta?¿Dudas?

## ¿En qué formas se encuentra el arsénico?

¿De dónde viene el arsénico?
¿Cómo se miden los niveles de arsénico?

- ¿De dónde viene el arsénico?
- ¿Cómo se miden los niveles de arsénico?

**¿Qué es el arsénico?**

- Inorgánico

*Generalmente más tóxico.*

- Orgánico

*Generalmente menos tóxico.*

## ¿Por qué estudiar el arsénico?

**¿Por qué estudiar el arsénico?**

- Los efectos ocurren dependiendo de la dosis y de la duración de la exposición.

- Cáncer de piel
- Cáncer de pulmón
- Cáncer de vejiga

- Efectos en la piel
- Efectos gastrointestinales
- Efectos cardiovasculares
- Efectos neurológicos

- Toxicidad
- del
- Arsénico

*Cáncer**

*No-Cáncer*

- *El arsénico inorgánico es un conocido carcinógeno humano. La carcinogenicidad del arsénico orgánico no ha sido clasificada.

## Arsénico en el Asia meridional

- Se producen efectos en salud en ambas poblaciones como consecuencia de la exposición a estos niveles de arsénico.

- Número estimado de personas que beben agua con arsénico por encima del valor guía de OMS:
- Bangladesh: ~28,000,000 personas
- Bengala Occidental: >1,000,000 personas

## Arsénico en el medio ambiente

**Arsénico en el medio ambiente**

- Orgánico vs. inorgánico
- Niveles típicos
- Otras consideraciones

## Arsénico en el aire

- Formas presentes
- Normalmente trióxido de arsénico (As2O3) en partículas.
- Las formas orgánicas y el vapor son menos comunes.
- Gama de concentraciones típicas
- Otras consideraciones
- Contribución del tabaco y de otras fuentes (p. ej., quema de carbón y de combustible).

- Entorno rural (1 a 28 ng/m3).

- Entorno Urbano (2 a 2,320 ng/m3).

- Entornos remotos (0.007 a 1.9 ng/m3).

## Arsénico en aguas subterráneas

- Formas presentes
- Normalmente arsénico inorgánico (arseniato, AsO4-3).
- Formas orgánicas y vapores son mucho menos comunes.
- Gama de concentraciones típicas
- Generalmente menos de 10 μg/L.
- Niveles mucho más altos en áreas concretas:
- Bengala Occidental, India  <10 a 2.040 μg/L.
- Bangladesh                      <10 a 3.700 μg/L.
- Otras consideraciones
- Puede ser fuente de exposiciones indirectas.

## Arsénico en aguas superficiales

- Formas presentes
- Normalmente inorgánico y unido a las partículas en suspensión.
- Arsénico orgánico en pequeñas proporciones.
- Gama de concentraciones típicas
- Concentraciones en cuerpos de agua dulce: <10 μg/L.
- Niveles más altos cerca de industrias, minas y depósitos de minerales.
- Otras consideraciones
- Ciclos de arsénico a través de sistemas acuáticos.

## Arsénico en alimentos

- Formas presentes
- Varía de un alimento a otro.
- Considerable variabilidad, incluso con un mismo alimento (p. ej.: arroz).
- Predominantemente orgánico (>75%) en pescados y mariscos.
- Gama de concentraciones típicas
- Abordadas en los ejercicios (ver ejercicios).
- Otras consideraciones
- Unidades de medida: «peso húmedo» *versus*
- 	«peso seco».
- Puede ser encontrado en medicamentos tradicionales.

## Arsénico en suelo

- Formas presentes
- Generalmente inorgánicas: arseniato (AsO4-3) y arsenito (AsO2-).
- Frecuentemente adherido al suelo, pero también se puede colar al agua subterránea.
- Gama de concentraciones típicas
- Nivel promedio en la corteza terrestre: 2 mg/kg.
- Niveles típicos en el suelo: 1 a 40 mg/kg.
- Niveles mayores en áreas concretas.
- Otras consideraciones:
- Fuente de contaminación para las plantas.

## Ingestas típicas de arsénico

- La dieta - agua potable y alimentos - es la mayor fuente de exposición al arsénico.
- La principal fuente de exposición varía con el lugar.
- El consumo diario oscila generalmente entre 20 y 300 μg/día.

- ¿Cómo se puede cuantificar la contribución de cada vía de exposición a la ingesta total?

## Cálculo de la exposición

- Dosis estimada de exposición *vs*. dosis absorbida
- Ecuación para calcular la dosis estimada de exposición:

- Donde:	ED = dosis estimada de exposición (mg/kg/día)	C = concentración de exposición (diferentes unidades)	IR = tasa de ingesta para el medio (diferentes unidades)	EF = factor de exposición (frecuencia)	BW = peso corporal (kg)

## Factores a considerar

- Ruta de exposición.
- Inhalación.
- Ingestión.
- Contacto cutáneo.
- Exposición aguda *vs*. crónica.
- Arsénico orgánico *vs*. inorgánico.
- Sensibilidad o susceptibilidad de la población.

## Factor de exposición

- Donde:
- EF = factor de exposición (sin unidades)
- F = frecuencia de la exposición
- ED = duración de la exposición
- T = tiempo de la exposición
- Usado para promediar una dosis de exposición en un intervalo de tiempo específico o para evaluar exposiciones intermitentes.

## Factor de exposición: Ejemplo

**¿Qué ****EF**** debería ser usado para calcular la exposición promedio para toda la vida a través del suelo en**** ****un área**** ****a la que los residentes acuden 2 veces por semana?**
- T = 70 años (se asume como duración de la vida)
- ED = 70 años (especificada en el ejemplo)
- F = (2 días/semana) x (52 semanas/año)

## Exposición por inhalación

- Tasas de inhalación (ATSDR 1992)
- Hombre adulto: 23 m3/día
- Mujer adulta: 21 m3/día
- Niño de 10 años: 15 m3/día
- Niño de 1 año: 3.8 m3/día

- Donde:	ED=dosis e. exposición (mg/kg/día)	 CF=factor conversión (=1 mg/1.000 μg)	C=concentración exposición (μg/m3)	EF=factor exposición (frecuencia) 	IR=tasa inhalación (m3/día)	  BW=peso corporal (kg)

## Exposición por ingestión:Agua potable

- Donde:	ED=dosis e. exposición (mg/kg/día)	CF=factor conversión (=1 mg/1.000 μg)	C=concentración exposición (μg/L)	EF=factor exposición (frecuencia) 	IR=tasa ingestión (L/día)	BW=peso corporal (kg)

- Tasas de ingestión (ATSDR 1992)
- Adultos: 2 L/día
- Niños:    1 L/día

## Exposición por ingestión: Alimentos

**Tasas de Ingestión.**
- Depende del alimento.
- Varía entre la población.
**La ecuación puede ser usada para los medicamentos tradicionales, remedios herbarios, etc**.

- Donde:	ED=dosis e. exposición (mg/kg/día)	CF=factor conversión (=1 kg/1.000 g)	C=concentración exposición (mg/kg)	EF=factor exposición (frecuencia) 	IR=tasa ingestión (g/día)	 BW=peso corporal (kg)

## Exposición por ingestión : Suelo

- Ingesta accidental:
- Tasas de ingestión
- Adultos: 100 mg/día
- Niños:    200 mg/día
- «*Pica*» de los niños: 5.000 mg/día (sólo fase aguda)

- Donde:	ED=dosis e. exposición (mg/kg/día)   CF=factor conver. (=1 kg/1.000.000 mg)	C=concentración exposición (mg/kg)	EF=factor exposición (frecuencia) 	IR=tasa ingestión (mg/día)	    BW=peso corporal (kg)

## Exposición por contacto cutáneo

- Contacto con suelo o agua contaminada
- La absorción varía con el contaminante y el medio.
- La «*Guía de evaluación de riesgos*»
- 	de la *EPA* aporta más detalles.

- Donde:	ED=dosis e. exposición (mg/kg/día)	CF=factor conversión (depende)	C=conce. exposición (mg/kg o μg/L)	EF=factor exposición (frecuencia) 	IR=tasa absorción dérmica (μg/día)	BW=peso corporal (kg)

## Dosis exposición (ED) vs. dosis absorbida (AD)

- AD = ED x (factor biodisponibilidad)
- Factor biodisponibilidad (<1) varía con:
- Ruta de exposición (ingestión *vs*. inhalación).
- Matriz de exposición (diferentes tipos de suelos o alimentos).
- Contaminante.
- Factores de biodisponibilidad para el arsénico.
- En agua potable: 60–90% biodisponible.
- En suelo: <35% biodisponible.
- En aire: datos de absorción insuficientes.
- No hay consenso en los valores de los factores de biodisponibilidad.

## ¿Qué hemos aprendido?

- Información sobre el arsénico.
- Importancia de las diferentes formas: orgánicas vs. Inorgánicas.
- Niveles típicos encontrados en el medio ambiente.
- Cálculo de las exposiciones.
- Ecuación general de exposición.
- Ecuaciones para cada ruta específica: inhalación, ingestión, y contacto cutáneo.
- Dosis de exposición vs. dosis absorbida.

- Aplica estos conceptos al «*Estudio de caso práctico*».

## Ejercicios en grupo

- Objetivos
- Aplicar las ecuaciones de dosis exposición.
- Interpretar los resultados de los cálculos obtenidos.
- Revisión de las instrucciones
- Trabajar en grupos pequeños.
- Usar la hoja de cálculo para el cálculo de la exposición.
- Las soluciones se entregarán al final de clase

**Importante**: Los datos presentados en este estudio de caso son de un sitio «***hipotético******»***. Estos datos no pueden aplicarse a otros sitios que se estén evaluando.

## Ejemplo: Cálculo #1

- Ingestión de tierra entre adultos:
- Resultado: 0.000057 mg As/kg peso corporal/día (o mg/kg/día)

## Ejemplo: Cálculo #2

- Ingestión de verduras en niños:
- Resultado: 0.00024 mg As/kg peso corporal/día (o mg/kg/día)

## Solución: Exposición en niños

| Vía | Dosis (mg/kg/día) | Porcentaje del total |
| --- | --- | --- |
| Ingestión de tierra | 0.00040 | 0.8% |
| Agua potable | 0.045 | 86.0% |
| Ingestión de arroz | 0.0030 | 5.7% |
| Ingestión de verduras  | 0.00024 | 0.5% |
| Ingestión de otros granos | 0.00050 | 1.0% |
| Ingestión de pescado | 0.0032 | 6.1% |
| Dosis total | 0.052 | 100% |

*Nota: Pueden ocurrir exposiciones adicionales de otras fuentes y/o alimentos.*

## Solución: Exposición en adultos

| Vía | Dosis (mg/kg/día) | Porcentaje del total |
| --- | --- | --- |
| Ingestión de tierra | 0.000057 | 0.2% |
| Agua potable | 0.026 | 86.5% |
| Ingestión de arroz | 0.0017 | 5.8% |
| Ingestión de verduras | 0.00011 | 0.4% |
| Ingestión de otros granos | 0.00029 | 1.0% |
| Ingestión de pescado | 0.0018 | 6.2% |
| Dosis total | 0.030 | 100% |

*Nota: Pueden ocurrir exposiciones adicionales de otras fuentes y/o alimentos*

## Pregunta #1

- Un responsable local te pide que le describas cuál es la vía de exposición al arsénico más importante en esta comunidad. Escribe una frase o dos diciendo cómo les responderías.

## Respuesta #1

- Muchas respuestas son aceptables, tales como:
- «El 86% de la exposición total al arsénico se produce a través del agua potable. Este arsénico tiene un origen natural».
- «El 86% del arsénico que ingieren los residentes proviene del agua potable y tiene un origen natural».
- «El 86% de la exposición total al arsénico proviene del agua potable. La cantidad de arsénico proveniente del resto de las vías de exposición suponen menos del 15%».

## Pregunta #2

- Algunos miembros de la comunidad preocupados por la exposición al arsénico te preguntan por tu opinión sobre el papel que juega la ingestión de pescado en comparación con la que juega la ingestión de arroz, a la exposición total. ¿Qué les dirías?.

## Respuesta #2

- Las dosis de exposición por ingestión de arroz y por ingestión de pescado son comparables.
- El arsénico en el pescado es predominantemente orgánico y «generalmente no-tóxico».
- Por lo tanto, ingerir arroz contribuye más que ingerir pescado a la exposición global a las formas de arsénico de mayor interés para la salud.

## Pregunta #3

- Las autoridades locales están conscientes de que, para la caracterización de la exposición al arsénico en esta comunidad, no se han recogido muestras de aire ambiental. Te preguntan si muestrear el aire es un gasto que merezca la pena. ¿Cómo les responderías? Apoya tu respuesta con los cálculos que consideres adecuados.

## Respuesta #3

- Una aproximación es asumir una concentración promedio en el aire de 28 ng/m3; el límite superior de la gama de valores encontrados usualmente en el aire de un entorno rural.
- Bajo esta hipótesis, la exposición por inhalación para adultos debería ser sólo 0.0000088 mg/kg/día (<0.1% de la dosis de exposición total al arsénico).
- En este caso, el muestreo del aire no sería una manera eficiente de usar los recursos, dado que tenemos la seguridad de que no hay fuentes importantes de emisión en el área.

## Pregunta #4

- Suponga que un estudio realizado en esta comunidad identifica un medicamento particular tradicional que es usado sólo para adultos y que contiene arsénico en una concentración de 600 mg/kg. ¿Qué tasa de ingestión causaría la dosis de exposición del medicamento tradicional que fuese igual a la dosis de exposición del agua potable? ¿Crees que es concebible que personas adultas sean capaces de ingerir medicamentos tradicionales en estas cantidades?.

## Respuesta #4

- Los adultos necesitarían ingerir 3 g/día del medicamento para alcanzar esa dosis.
- No es una tasa de ingestión alta:
- Se sabe que los adultos en algunas poblaciones de Asia meridional ingieren 10 gramos de especias por día en su dieta.
- Es posible que los adultos puedan alcanzar esta tasa de ingestión por cortos periodos de tiempo.
- La concentración de arsénico en este ejemplo (600 mg/kg) ha sido observada en medicinas homeopáticas.

## Pregunta #5

- Una médico local está preocupada por los efectos del arsénico que ha observado en los miembros de la comunidad. La médico obtiene una copia de los resultados de los muestreos ambientales llevados a cabo y comprueba que, de todos los alimentos analizados, el pescado es el que tiene los niveles de arsénico más altos. Te pregunta sobre la necesidad de editar un folleto con consejos sobre el consumo del pescado del río local con el objeto de reducir la exposición al arsénico. ¿Qué le responderías? ¿Qué factores deberían ser tenidos en cuenta de cara a llevar a cabo tal acción?.

## Respuesta #5

- Dos aproximaciones podrían servir para responder a esta pregunta.
- Cálculo de la dosis estimada de exposición:
- Sólo se reduciría el 6% de la exposición.
- Se reduciría la exposición para la menos tóxica de las formas - la orgánica.
- Otros factores a considerar:
- Beneficios nutricionales de comer pescado.
- Costos sociales y económicos de poner en práctica consejos sobre el consumo de pescados.

## Pregunta #6

- Una nueva tecnología basada en la filtración está disponible en el mercado y es capaz de reducir en un  60% el arsénico del agua potable. ¿Qué reducción en exposición total al arsénico se obtendrá en los adultos si esta tecnología es puesta en práctica en la localidad?

## Respuesta #6

- Esta tecnología de filtración debería reducir la exposición total al arsénico en adultos de 0.030 mg/kg/día a 0.014 mg/kg/día.
- Se obtiene un 53% de disminución en la exposición total al arsénico.
- En este caso, el agua potable presenta las mayores posibilidades para reducir la exposición.

## Pregunta #7

- Comente sobre las exposiciones a través de la ingestión aguda de tierra que puede experimentar un niño con «pica». ¿Cuál es la ingesta diaria (μg/día) de arsénico a través de la vía de exposición de Ingestión de tierra de un niño con «pica»? ¿Qué proporción representa esta ruta de exposición respecto a la ingesta diaria total de este niño? Considerando todos los factores mencionados en este curso, ¿apoyarías el desarrollo de más investigaciones sobre los niños con «pica» en esta comunidad?

## Respuesta #7

- Usamos la tasa de ingestión habitual de 5,000 mg/día.
- Para una exposición aguda, el niño con pica tiene una ingesta por esta vía de 200 μg/día, que es 25 veces más alta que la de los niños sin este comportamiento.
- En este caso, la ingesta procedente de la ingestión de tierra (0.2 μg/día) representa el 16% del total de la ingesta diaria de arsénico para los niños con pica (1.2 μg/día).
- Esta ruta es relativamente poco importante en este caso, porque sólo una pequeña fracción del arsénico del suelo está biodisponible.

## Pregunta #8

- Calcula la ingesta media diaria (en unidades de μg/día) para niños y adultos. Compara estas ingestas diarias con el rango de las ingestas diarias normales publicadas por la OMS. Explica por qué los niños tienen una ingesta menor que la de los adultos a pesar de que tienen una mayor dosis de exposición que los adultos.

## Respuesta #8

- Ingestas medias diarias
- Niños = 1,050 μg/día
- Adultos = 2,080 μg/día
- Considerablemente más alta que la gama típica de ingestas diarias (30 a 200 μg/día) establecidas por OMS
- Los niños tienen una dosis de exposición más alta porque se expresan en relación al peso corporal que en ellos es más pequeño.

## Pregunta #9

- Un funcionario del gobierno con responsabilidades en la toma de decisiones sobre la gestión de riesgo te solicita un breve resumen escrito que describa tus cálculos de las dosis de exposición y su significado. Escribe una respuesta de 3 ó 4 frases para esta solicitud.

## Respuestas #9

- Pueden ser aceptadas diferentes respuestas
- Un ejemplo:
- «Los residentes están expuestos al arsénico de origen natural en el aire que respiran, el agua que beben y los alimentos que comen. La mayor parte de la exposición (86%) procede de las fuentes de agua potable. Hacer frente a la contaminación del agua potable representa la mejor oportunidad para reducir la exposición total. Se deberán evaluar las implicaciones para la salud pública de los niveles actuales y futuros antes de decidir qué exposiciones deben ser reducidas».

## Estudio de caso: Perspectiva

- Dosis de exposición total al arsénico:
- Niños = 0.052 mg/kg/día
- Adultos = 0.030 mg/kg/día
- Han sido observados efectos en la salud en humanos a estos niveles, entre los que se encuentran los siguientes:
- Efectos cutáneos
- Efectos neurológicos
- Efectos cardiovasculares
- Cáncer

## ¿Qué es lo siguiente?

- Este estudio de un caso práctico ha evaluado la exposición en un lugar perfecto («*ideal*»)
- Las evaluaciones reales tienen muchas otras consideraciones:
- Calidad y representatividad de las muestras.
- Sensibilidad de los métodos analíticos.
- Evaluación de los efectos en salud.
- Identificación de los datos que faltan.

- IMPORTANTE:  Las decisiones finales sobre las condiciones del lugar no deberían tomarse exclusivamente a partir de la evaluación de la exposición. Otros factores han de ser considerados.

## Objetivos del curso: Revisión

- Caracterizar la *exposición* al *arsénico,* en sus diferentes formas, proveniente de las diferentes vías de exposición, incluyendo la inhalación del aire ambiente y la ingestión de agua potable, suelo, alimentos y uso de medicamentos tradicionales.
- Entender el cálculo de la dosis estimada de exposición.
- Comprobar cómo la evaluación de la exposición se relaciona con los procesos de evaluación de la salud pública.

## Ecuación de dosis de exposición estimada 

**Ecuación de dosis de exposición estimada **

## ¿Qué hemos aprendido?

- Información sobre el arsénico:
- Orgánico vs. Inorgánico.
- Niveles típicos en el medio ambiente.
- General:
- Cuantificar la dosis de exposición.
- Ecuaciones para cada una de las vías de exposición.
- Caracterizar la dosis absorbida (biodisponibilidad).

## ¿Cómo pueden ser usados los datos de exposición? 

- Evaluando las implicaciones en salud de la exposición.
- Pueden ser necesarias acciones en materia de salud pública, como:
- Medidas de reducción de la exposición.
- Educación para la Salud.
- Participación de la comunidad.