Los contaminantes orgánicos persistentes son sustancias químicas que contienen carbono y son resistentes a la degradación química y biológica. Los contaminantes halogenados persistentes (PHP) contienen átomos de halógeno (cloro, flúor o bromo). Los grupos importantes de PHP incluyen éteres difenílicos polibromados (PBDE), dioxinas/dibenzofuranos p-dibenzo- policlorados (PCDD/F), bifenilos policlorados (PCB), sustancias polifluoroalquilo (PFAS) y algunos de los retardadores de llama organofosforados (OPFR).
Los contaminantes halogenados persistentes tienen una dispersión mundial, y los PHP atmosféricos se depositan en el suelo y los forrajes. Los contaminantes halogenados persistentes incluyen sustancias químicas artificiales, productos de combustión incompleta (PCDD/F) y sustancias formadas por síntesis biológica (bromofenoles) en los sistemas acuáticos. Los contaminantes halogenados persistentes tienen múltiples usos. Se han añadido a los productos de consumo para proporcionar propiedades únicas, como retardo de la combustión para reducir el punto de inflamación de los materiales sintéticos, y también se han utilizado como pesticidas, dieléctricos, agentes de desinfección, agentes antiadherentes, revestimientos de telas resistentes al aceite y al agua y espumas contra incendios.
Los PHP ambientales son una mezcla compleja de sustancias químicas. Algunos PHP se biomagnifican (bioconcentran): los PHP de la dieta se concentran en el cuerpo en un factor mayor que las cantidades dietéticas. Los depósitos para los PHP son los lípidos corporales (grasa y cerebro) y el hígado, y los PHP en estos depósitos suelen tener semividas largas. Los PHP bioconcentrados son contaminantes importantes en los alimentos humanos de origen animal, y los ingredientes de origen animal se utilizan en la alimentación de animales de compañía y para alimentos para animales. Los alimentos y piensos derivados de animales incluyen carnes, productos lácteos, huevos, productos de origen acuático y productos de la industria del reciclaje. Los productos reciclados incluyen carne, harinas de huesos y pescado y grasas animales recicladas, incluido el aceite de pescado.
Hay casos de alimentos para animales directamente contaminados con grupos específicos de PHP. Ejemplos de ello son un incidente ocurrido en EE. UU. de bifenilos polibromados (PBB) que contaminaron los alimentos lácteos y otros alimentos para animales, junto con un incidente en Europa en el que los PCB (contaminados con PCDD/F policlorados) contaminaron grasas animales recicladas que se añadieron a alimentos para animales. Ambos incidentes dieron lugar a una exposición humana a gran escala a partir de alimentos de origen animal, lo que demuestra la importancia de un enfoque de un solo medicamento para la salud y la vigilancia alimentaria.
El triclosán, una sustancia química con propiedades antibacterianas, es un PHP emergente preocupante por la bioconcentración en los sistemas acuáticos y la alteración endocrina por exposición directa e indirecta. El triclosán, un éter hidroxidifenílico policlorado, se usa ampliamente como antimicrobiano de amplio espectro y es un ingrediente en desinfectantes de manos, muchos agentes de limpieza y productos de higiene. Las superficies de productos como tablas de cortar, envoltorios de alimentos, revestimientos de frigoríficos y arena para gatos pueden impregnarse con triclosán para lograr una acción bactericida y reducir los olores.
Rutas de exposición de la intoxicación por PHP
Las principales rutas de exposición a los PHP son la oral, la dérmica, la inhalación y la translocación durante el desarrollo fetal. La mayoría de los PHP son contaminantes ambientales ubicuos y muchos se bioconcentran en la grasa corporal. Una vida de exposición comienza en la embriogénesis. Los alimentos, los productos alimentarios y el ambiente interior son las vías más importantes por las que los PHP contaminan a los animales domésticos y a los humanos.
La difusión de lodos de depuradora en las tierras agrícolas es una fuente de PFAS y otros PHP en la leche de los rumiantes. Los ungulados están expuestos a los PHP durante el forrajeo, y el ganado vacuno, ovino y equino puede consumir del 1 % al 30 % de la materia seca ingerida como suelo. Las aves y otros animales consumen suelos contaminados por la geofagia. El suelo contaminado está presente en los forrajes cosechados. Los ensilados de hierba suelen contener más PCDD/F que el ensilado de maíz. El consumo de forrajes y suelos contaminados con PHP por los rumiantes es una fuente importante de PHP en los alimentos derivados de los rumiantes. Los subproductos de origen animal, especialmente las grasas, pueden ser una fuente importante de PHP en la dieta de los animales de abasto, incluidas las aves de producción.
La exposición humana a los PHP en la dieta es la más elevada por la ingestión de productos derivados de rumiantes y alimentos de origen acuático. Las grasas animales extraídas añadidas a los alimentos para rumiantes, cerdos, aves de producción y peces son una fuente importante de PHP en la dieta de humanos que consumen productos de estos animales. El aceite de pescado, que puede usarse en la formulación de alimentos, puede ser 2 veces más rico en PCDD/F que en la harina de carne y huesos.
Para los OPFR, masticar los cojines de los asientos y las formas utilizadas como acolchado y otros materiales sintéticos y el polvo interior son vías importantes para perros y gatos. Acicalarse después de la exposición por contacto es una vía de exposición oral. Las vías de exposición oral, dérmica y de inhalación a los OPFR son importantes para los animales domésticos.
Las evaluaciones de exposición para los PHP deben incluir todas las fuentes y vías de los PHP.
Absorción, biomagnificación, traslación y seguridad alimentaria con envenenamiento por PHP en animales
Los contaminantes halogenados persistentes se absorben fácilmente desde el tracto gastrointestinal y los pulmones y (en menor cantidad) a través de la piel. Después de la absorción, pueden biomagnificarse en los lípidos sistémicos y trasladarse al feto, la leche y los huevos. El factor de biomagnificación suele variar entre los grupos químicos de los PHP y dentro de los grupos químicos entre las especies animales. Las concentraciones de PHP en la leche son más altas en la primera lactación y la carga corporal total de PHP en las hembras suele disminuir con la duración de la lactación y el aumento de la paridad. Las hembras ponedoras suelen tener una menor carga corporal de PHP porque los PHP se excretan en los huevos. Los machos suelen tener una mayor carga corporal de PHP que las hembras.
Las concentraciones de PHP en la leche suelen ser más altas durante la primera parte de la primera lactación y el calostro puede ser sustancialmente más alto en los PHP que en la leche. En el ganado lechero, la tasa de arrastre (COR) de PCDD/F de la dieta a la leche se calculó en un incidente de exposición en el que el ganado estuvo expuesto a 10,4 ng de equivalencia tóxica de la Organización Mundial de la Salud (ET-OMS)/kg de materia seca. La COR en este incidente fue del 63 % al 46 %, y se consideró que el ganado presentaba un balance energético negativo (algunos PCDD/F probablemente habían sido movilizados desde los depósitos lipídicos). Para el ganado que consume forraje con 0,2 ng de ET-OMS/kg de materia seca, la COR frente a la leche fue del 13 %. Un estudio en cabras en lactación encontró que la COR para los PCDD/F en la leche era del 42 % al 1 %, con un valor más bajo que se producía 20 días después de que se detuviera la exposición. Para los PCB cepilladores (similares a las dioxinas), la COR para la leche fue del 73 % al 5 % para los PCB similares a las dioxinas y del 3 % al 49 % para los PCB no similares a las dioxinas. Las hembras en su primera lactación, debido a la movilización de la grasa corporal, excretan mayores cantidades de la mayoría de los PHP de lo que cabría esperar de las cantidades en la ración.
En la trucha arcoíris, aproximadamente el 30 % de los PCDD/F de la dieta se translocan a la grasa localizada en el tejido muscular.
Existe una tendencia a una mayor exposición humana a los OPFR que probablemente se deba al aumento de su uso. La exposición de los animales domésticos probablemente sea paralela a la exposición humana. Los retardadores de llama organofosforados tienen un bajo factor de bioconcentración y algunos de los OPFR se unen a las proteínas sanguíneas. Se han observado retardadores de llama organofosforados en la leche materna.
Toxicología crónica de la intoxicación por PHP en animales
Los contaminantes halogenados persistentes se bioconcentran en los lípidos corporales y son omnipresentes en el organismo. La respuesta a la dosis de PHP se debe a la exposición externa a los PHP ambientales y a la exposición interna a los PHP almacenados en los lípidos corporales. Los contaminantes halogenados persistentes causan trastornos endocrinos, disfunción reproductiva, metabolismo alterado y neurotoxicidad. Los contaminantes halogenados persistentes también provocan regulación al alza y a la baja de los sistemas enzimáticos, especialmente los CYP hepáticos y adrenales (P450), y los PHP tienen efectos epigenéticos.
Cada vez hay más pruebas de que la exposición externa a dosis bajas de PHP disruptores endocrinos puede tener importantes efectos fisiopatológicos. Los objetivos de disrupción endocrina para los PHP incluyen hormonas tiroideas, reproductivas y corticales adrenales. La exposición en el útero a los PCB puede aumentar las desyodinasas cerebrales, lo que puede ser una respuesta compensatoria para mantener la triyodotironina tisular (T3) debido a la disminución de las concentraciones circulantes fetales y cerebrales de tiroxina (T4).
La deficiencia de hormonas tiroideas puede causar un desarrollo neurológico anormal. Algunos PCB o sus metabolitos pueden interferir en la unión de las hormonas tiroideas a las proteínas transportadoras y al receptor nuclear. La exposición a los PHP puede estar asociada con hipertiroidismo en gatos; se conjetura que los PBDE pueden actuar como bociógenos a través de la estimulación de la hormona estimulante de la tiroides (TSH) o como mitógenos directos1, aunque las opiniones actuales son contradictorias. Algunas formas hidroxílicas naturales de los PBDE se dirigen a la endocrinología tiroidea. Estos pueden estar presentes en los alimentos de origen acuático para animales de compañía, y existe evidencia de que los gatos tienen un mayor riesgo. Los bifenilos policlorados probablemente alteran las hormonas tiroideas en los perros, siendo el efecto neto la función hipotiroidea. Otros PHP pueden causar o contribuir a la función hipotiroidea en perros. Los PBDE alteran la función tiroidea en los cernícalos americanos.
Existe evidencia de que las concentraciones séricas totales de PHP están relacionadas con la acromegalia felina. Algunos PHP pueden ser agonistas y antagonistas de las hormonas esteroideas y pueden alterar la homeostasis endocrina. La exposición a PCB y PBB puede retrasar el inicio del parto en el ganado vacuno. Cada vez preocupa más que algunos PHP puedan alterar la función hormonal en el útero. La exposición prenatal y posnatal a los PHA, a través de mecanismos de alteración endocrina, puede alterar el desarrollo y la función de la glándula mamaria y aumentar el riesgo de enfermedades mamarias. Cierta evidencia sugiere que los OPFR pueden alterar la secreción de prolactina, especialmente en los machos.
Existe un creciente consenso general de que el aumento del diagnóstico de obesidad en humanos y animales de compañía no puede explicarse completamente por la genética, el estilo de vida y el equilibrio energético. La evidencia sugiere que los PHP y otras sustancias químicas no halogenadas persistentes pueden tener efectos fisiopatológicos sobre la metabolómica. Una opinión emergente es que la obesidad en humanos y animales de compañía está causada por múltiples factores, como la exposición a los PHP. La exposición in utero y neonatal a algunos PHP está relacionada con la obesidad en la descendencia. La obesidad felina está asociada con la exposición al PFAS y la vida en interiores. Cuando un animal tiene un balance energético negativo, las concentraciones sanguíneas de los PHP bioconcentrados aumentan porque estas sustancias químicas persistentes se liberan durante el catabolismo de los tejidos grasos. Por tanto, las concentraciones sanguíneas de PHP pueden ser dinámicas con la pérdida de peso, y este fenómeno se considera dosificación interna. En humanos, las concentraciones plasmáticas de los PHP bioconcentrados pueden aumentar en un 388 % con una pérdida de peso del 46 %. Los depósitos de PHP en el tejido adiposo deben considerarse en el tratamiento de la pérdida de peso en pacientes obesos.
Persistente halogenado. Hasta la transición neonatal, el feto puede programarse epigenéticamente para toda la vida, y los efectos epigenéticos nocivos se expresan en etapas específicas durante el ciclo biológico posparto (p. ej., la infancia, las etapas de preadolescencia, la adolescencia, la pubertad y las etapas y acontecimientos de la vida adulta). La obesidad en seres humanos está relacionada con la exposición in utero al PFAS.
Referencias
Mensching DA, Slater J, Scott JW, et al. The feline thyroid gland: a model for endocrine disruption by polybrominated diphenyl ethers (PBDEs)? J Toxicol Environ Health A 2012; 75: 201–212.
Hallazgos clínicos, lesiones y diagnóstico del envenenamiento por PHP en animales
La exposición aguda de los pollos a los PCDD causa un descenso repentino en la producción de huevos, seguido de una reducción de la eclosión de los huevos. Puede haber ascitis, edema y ataxia. Las lesiones incluyen cambios degenerativos en el músculo esquelético y cardiaco. La función tiroidea alterada se asocia a un desarrollo anómalo en aves y mamíferos, y la alteración de la función tiroidea está relacionada con los PHP en la ración. Masticar e ingerir espuma impregnada con OPFR puede ser mortal para los perros. Pueden producirse convulsiones, y se han identificado trozos de espuma y OPFR en el contenido gastrointestinal. Los contaminantes halogenados persistentes pueden regular al alza las actividades de las enzimas del citocromo P450 (CYP) y otras enzimas. Pueden producirse cambios impredecibles en la farmacocinética y la farmacodinamia del fármaco.
Prevención y tratamiento del envenenamiento por PHP en animales
No se conoce un tratamiento específico para el envenenamiento agudo por PHP. Se recomienda asistencia de apoyo. Para la exposición crónica a los PHP, se debe prestar atención para evitar la exposición a fuentes conocidas de PHP. El uso de materiales de origen biológico en el acabado del hogar y en los muebles suele reducir la exposición general a los retardantes de llama en el interior. El uso de comederos metálicos y bebederos también reduce la exposición a sustancias tóxicas que se filtran de los materiales sintéticos. Para el modelo de una sola salud, la intoxicación con radioisótopos y agentes químicos debe ser una enfermedad de declaración obligatoria. Esta regulación es importante para la vigilancia de alimentos y piensos. Existe preocupación pública con respecto a la exposición a los PHP en alimentos y piensos de origen animal.