REVISIONES

 

Efectos sobre la salud en los trabajadores expuestos al dióxido de titanio

Health effects in workers exposed to titanium dioxide

 

 

Angélica Faviola Gutiérrez Antezana y Tito Leoncio Lizárraga Hurtado

Unidad Docente de Medicina del Trabajo de la Comunidad de Madrid. Madrid. España.

Este trabajo se ha desarrollado dentro del Programa Científico de la Escuela Nacional de Medicina del Trabajo del Instituto de Salud Carlos III en convenio con Unidad Docente de Medicina del Trabajo de la Comunidad de Madrid.

Dirección para correspondencia

 

 

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RESUMEN

Objetivo principal: Revisar en la literatura científica si existen problemas en la salud y cuáles son, en los trabajadores expuestos al dióxido de titanio.
Métodos: Revisión sistemática de la literatura científica recogida en las bases de datos MEDLINE (PubMed), Cochrane Library Plus, LILACS, OSH UPDATE, Biblioteca de la Organización internacional del Trabajo (OIT), Web of Science, IBECS. Los términos utilizados como descriptores y texto libre fueron: MeSH (thesaurus desarrollado por la U. S. National Library of Medicine), considerándose adecuados "Titanium", "Ocupational Exposure" y "Ocupational Diseases".
Resultados: Se recuperaron 61 artículos. Tras aplicar los criterios de inclusión y exclusión obteniéndose 14 artículos (4 estudios de cohortes, 3 estudios de casos y controles, 1 estudio observacional descriptivo transversal, 4 estudios de casos clínicos y 2 estudios de serie de casos). En los cuales la población estudiada fue masculina en aproximadamente 90%. Entre los trabajadores expuestos se encuentran: Pintores, albañiles, mecánicos y empleados encargados de la fabricación de joyería artificial, pintura, papel, lacas, barnices y productores de TiO₂.
Las patologías encontradas con mayor frecuencia fueron las alteraciones respiratorias, seguidas de alteraciones cardiovasculares, alteraciones genéticas por exposición a nanopartículas de TiO₂. No se encontró asociación entre exposición al TiO₂ y cáncer pulmonar. Tampoco se encontró evidencia del incremento de la mortalidad por exposición.
Discusión/Conclusión: Con los estudios seleccionados, no se puede establecer una asociación significativa entre exposición laboral al TIO₂ y efectos sobre la salud, pese a que se encuentran descritas alteraciones respiratorias, cardiovasculares y sistémicas en trabajadores expuestos.

Palabras clave: Titanium dioxide, Occupational Diseases, Occupational Exposure.

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ABSTRACT

Main Objective: To review through scientific research whether health problem have been found in workers exposed to titanium dioxide.
Methods: Systematic review of research collected in the MEDLINE (PubMed), Cochrane Library, LILACS, OSH UPDATE, International Labour Organization Library (ILO), Science Web, IBECS data. Terms used as descriptors and texts were: MeSH (thesaurus developed by the US National Library of Medicine), considering adequated words: "Titanium", "Ocupational Exposure" and "Ocupational Diseases".
Results: 61 articles were retrieved. After applying the inclusion and exclusion criteria obtaining 14 items (4 cohort, 3 case-control studies, descriptive cross-sectional observational study 1, 4 clinical case studies and 2 case series studies), in which about 90% of the study population were male. Among the workers exposed are: Painters, masons, mechanics and employees engaged in the manufacturing of artificial jewelry, painting, paper, paints, varnishes and producers of TiO₂.
The most frequently encountered pathologies were respiratory disorders, followed by cardiovascular disorders, genetic damage from exposure to TiO₂ nanoparticles. No association between exposure to TiO₂ and lung cancer was found. No evidence of increased mortality exposure was found.
Discussion/Conclusion: With the selected studies, we cannot establish a significant association between occupational exposure to TiO₂ and health effects, although respiratory, cardiovascular and systemic alterations in exposed workers have been described.

Key words: Titanium dioxide, Occupational Diseases, Occupational Exposure.

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Introducción

El Dióxido de Titanio es un compuesto químico cuya fórmula es TiO₂ con CAS (Chemical Abstracts Service) número 13463-67-7. Es un metal, no combustible, blanco, cristalino, polvo sólido e inodoro. Tiene un peso molecular de 79.9 g/mol. Punto de fusión: 1.843 °C. Masa molar: 79,866 g/mol. Punto de ebullición 2.972 °C (a 760 mmHg). Densidad: 4,23 g/cm³.^1,2

El TiO₂ se obtiene directamente de minas o arena en forma impura. Se encuentra y se obtiene comúnmente de una forma negra o de color castaño conocida como rutilo y en menor cantidad anatasa y brooquita^1,2. Los métodos más utilizados para su obtención son mediante la clorificación del rutilo y la combinación de ácido sulfúrico e ilmenta (método de Kroll).

Se utiliza como materia prima para la manufactura de diversos productos como: Pinturas, barnices, lacas, papel, cerámica, caucho, tintas, barra de soldadura, revestimientos de suelo, textil, cosméticos, cristalería, fabricación de caucho, alimentos (colorantes, caramelos, dulces y gomas de mascar), productos de uso cotidiano (champús, desodorantes y cremas de afeitar), componentes electrónicos. Siendo actualmente el pigmento más utilizado a nivel mundial³.

La demanda mundial de TiO₂ fue de 4.7 millones de toneladas en el 2009 y se estima que crecerá en 2.1% por año durante el período 2007-2015 (TZMI: Consultant for titanium minerals). En Europa se estima un incremento de 2.4% durante dicho periodo, superando en producción a Norteamérica.

No existe en la actualidad estadística mundial y nacional sobre el número de trabajadores expuestos. Existen estudios sobre su toxicidad realizado en roedores⁴.

Las vías principales de exposición humana al TiO₂ es la inhalatoria en forma de polvo y humo metálico. La toxicidad dependerá del tiempo de exposición y tamaño de la partícula.

En el ámbito laboral, los trabajadores están expuestos a distinto tamaño de partículas: finas (> 100 nm) y ultrafinas (< 100 nm) o TiO2NPTS (nanopartículas). El NIOSH (Instituto nacional de seguridad y salud ocupacional Americano) recomienda diferentes valores de exposición ocupacional basados en el tamaño de la partícula, recomendando valores límite ambiental de exposición diaria (VLA-ED) para partículas finas de 2,4 mg/m³ y ultrafinas de 0,3 mg/m³.¹

Se consideran trabajadores expuestos a los pintores, trabajadores de fábricas de pintura, papel, barnices y productores de TiO₂.

La legislación vigente respecto al uso del TiO₂ en la actividad profesional en España, viene regulada por el Real Decreto 833/1988⁵, modificados por el Real Decreto 952/1997⁶ y 815/2013⁷, sobre clasificación, etiquetado, envasado y manipulación de residuos. No existe legislación sobre la vigilancia de la salud para los trabajadores expuestos.

El TiO₂ ha sido considerado como producto de baja toxicidad, pero en los últimos años esta consideración está cambiando. La agencia internacional de investigación sobre el cáncer (IARC), lo ha clasificado en el grupo de carcinógenos 2B (posible carcinogénico para humanos)⁸. El NIOSH clasifica las TiO₂ NPTS como potencial carcinógeno ocupacional fundamentándose en la evidencia en humanos y en animales de un incremento del riesgo de cáncer de pulmón por inhalación de TiO₂ y la relación entre dosis/respuesta biológica y tamaño de las partículas¹.

La consideración del tamaño de la partícula en la evaluación de la exposición, supone un cambio de paradigma en la gestión del riesgo laboral. El NIOSH recomienda la medición de las concentraciones de exposición personal a partículas finas y ultrafinas de TiO₂¹.

El objetivo del presente trabajo es revisar la literatura científica sobre los efectos en la salud de los trabajadores expuestos al dióxido de titanio.

 

Objetivos

- Objetivo principal: Revisar en la literatura científica si existen problemas en la salud y cuáles son, en los trabajadores expuestos al dióxido de titanio.

- Objetivos secundarios:

1. Describir los hallazgos patológicos encontrados y los efectos sobre la salud según la ocupación laboral, al dióxido de titanio.

2. Identificar que profesionales están más expuestos y son más susceptibles al dióxido de titanio y si hay relación dosis efecto.

3. Describir si existe evidencias científicas suficientes de carcinogenicidad en seres humanos.

4. Describir los diferentes tamaños de partículas de dióxido de titanio, capaces de producir efectos sobre la salud.

 

Métodos

La búsqueda se llevó a cabo en las siguientes bases de datos: MEDLINE (vía Pubmed), Cochranes Library Plus, LILACS (Literatura Latinoamericana y del Caribe en Ciencias de las Salud), OSH UPDATE (Occupational Safety and Health), Web Of Science, biblioteca virtual de la Organización Internacional del Trabajo, IBECS (Índice Bibliográfico Español en ciencias de la Salud).

Para definir los términos de la búsqueda se empleó DeCS (descriptores de ciencias de la salud), para la recuperación de la información independientemente del idioma.

Posteriormente MeSH (thesaurus desarrollado por la U. S. National Library of Medicine), considerándose adecuados "Titanium", "Ocupational Exposure" y "Ocupational Diseases", como descriptores y en formato texto en el título resumen.

Obteniéndose la fórmula de búsqueda: (("titanium/adverse effects"[MeSH Major Topic] OR "titanium/toxicity"[MeSH Major Topic]) AND ("occupational diseases"[MeSH Terms] OR "occupational exposure"[MeSH Terms])) AND ("humans"[MeSH Terms] AND (English[lang] OR Spanish[lang]) AND "adult"[MeSH Terms]).

Para la búsqueda en LILACS se usó la siguiente formula: ("titanio[descriptor de asunto]AND "enfermedades profesionales"). Aplicamos el mismo método para la base de datos IBECS obteniendo: "Titanio/AE" [descriptor de asunto].

Se utilizaron los filtros (límites) "especie/humanos", "edad/adultos de 19 a más años", "idioma/español e inglés". Esta misma estrategia se adoptó para el resto de bases de datos consultados.

Se seleccionaron para su revisión varios artículos que cumplieron:

Criterios de inclusión: Adecuarse a los objetivos de la búsqueda, estar publicados en revistas con interés científico, posibilidad de recuperar el texto completo del estudio e idiomas de publicación inglés y español.

Criterios de exclusión: Artículos que no aportaban información empírica sobre los efectos para la salud humana de la exposición laboral al TiO₂, los que estudiaban a población menor de 19 años, estudios en animales y no estar en idioma inglés o español.

Incluimos a nuestra investigación la última actualización del boletín del NIOSH.

El control de la información extraída de los estudios revisados se realizó mediante tablas que permitieron la detección de errores e interpretación de la información encontrada. Los estudios se agruparon según las variables y diseños de estudio, con el fin de sistematizar y facilitar la comprensión de los resultados, considerando los siguientes datos: Autor de la referencia bibliográfica, año de publicación, diseño del estudio, país donde se realizó el estudio, agente de exposición, población de estudio, tiempo de exposición, efecto estudiado, control de factores de confusión, resultado principal y nivel de evidencia.

 

Resultados

Con los criterios de búsqueda descritos se recuperaron 61 artículos, de los que tras aplicar los criterios de inclusión y exclusión (figura 1), fue posible recuperar 18 artículos, de los cuales 2 no trataban del tema y 3 no pudieron ser recuperados a texto completo. Varios artículos no fueron incluidos por encontrarse de manera duplicada: OSH UPDATE (n = 1), Web Of Science (n = 5), biblioteca virtual de la Organización Internacional del Trabajo (n = 2).

 

Figura 1.

 

En Cochranes Library Plus y LILACS no se encontraron artículos referentes a nuestro tema (n = 0). De manera manual obtuvimos 3 artículos más en PUBMED.

El acuerdo sobre la pertinencia de los estudios seleccionados entre los evaluadores fue del 100%. Se evaluó la calidad de los artículos seleccionados para la revisión, mediante niveles de evidencia SIGN (Scottish Intercollegiate Guidelines Network).

Los trabajos revisados incluyen: 4 estudios de cohortes^4,9-11, 3 de casos y controles^8,12,13, 1 estudio descriptivo transversal⁽¹⁴⁾, 4 casos clínicos^15-18) y 2 de serie de casos^2,3. Tablas 1, 2 y 3.

El estudio de Paolo Boffetta et al⁴. presenta mayor cantidad de población siendo (n = 15017). Por el contrario, el de menor población son los casos clínicos, con un único sujeto de muestra.

En los estudios de cohortes, la población estudiada es mayoritariamente masculina en aproximadamente 90%. Sin embargo en los estudios de series de casos/caso clínico son exclusivamente varones. En algunos de los estudios de casos y controles no se especificó el sexo de la población a estudio.

En los estudios de cohortes se evidencia una exposición de al menos 6 meses. En el de casos y controles de al menos 1 año y en el de casos clínicos de 3 meses.

Haciendo revisión con respecto de la actividad laboral y exposición al TiO₂, encontramos que los trabajadores expuestos realizaban actividades laborales como: pintores, albañiles, mecánicos y empleados encargados de la fabricación de joyería artificial, pintura, papel, lacas y barnices, producción de TiO₂ (área de fresado, acabado y embalaje)^1,2,13.

Los países en los que se llevaron a cabo los estudios fueron: Estados Unidos, China, Canadá, Finlandia, Francia, Alemania, Italia, Noruega, Reino Unido, Nigeria.

En relación a nuestros objetivos encontramos:

Alteraciones respiratorias por exposición laboral al TiO₂

Se registraron enfermedades respiratorias (Enfermedad intersticial, Neumoconiosis, Fibrosis pulmonar, Asma, Bronquitis crónica, Bronquiolitis obliterante con Neumonía organizativa, Enfermedad granulomatosa, Alveolitis)^3,15-18.

En el estudio de casos y controles desarrollado en Nigeria, se encontró mayor incidencia de síntomas respiratorios tales como dolor torácico, tos, síntomas carrales y sibilancias en los trabajadores expuestos (fábrica de pintura). A nivel de la función respiratoria se encontró riesgo de enfermedad pulmonar de tipo restrictiva (p<0.005). Concluye la necesidad de uso de EPIs en los trabajadores expuestos¹³.

En los estudios de serie de casos/casos clínicos se encontró casos de: Bronquiolitis obliterante con neumonía organizativa (BONO), enfisema, fibrosis intersticial, enfermedad restrictiva, enfermedad granulomatosa tipo sarcoidosis, bronquitis y cáncer pulmonar de tipo adenocarcinoma pulmonar^15-18.

En el único estudio descriptivo transversal que disponemos⁴, también concluyen que hay una probable asociación entre enfermedad pulmonar restrictiva y enfermedad pleural.

En los estudios de cohortes y casos y controles concluyen que no se encontró evidencia entre la exposición laboral y cáncer de pulmón^4,9-11.

Alteraciones cardiovasculares a la exposición laboral al TiO₂

En los artículos de cohortes no se encontró asociación entre exposición y enfermedades cardiacas. Por el contrario en el estudio de serie de casos se menciona alteraciones en la PAS/PAD, consistente en un aumento de 10 mmHg aproximadamente al finalizar la jornada laboral².

Exposición genética por exposición a nanopartículas al TiO₂ (TiO₂ NPTS)

En el estudio de Matej Skocaj et al. en el año 2011 describe un aumento de producción de nanopartículas en la industria, incrementándose la exposición ambiental en los últimos años¹⁹.

Las nanoparticulas producen geno-toxicidad, inflamación y respuesta inmunológica (a nivel celular y sistémico) produciendo enfermedades en expuestos.

Geiser, et al. reportaron los efectos de la inhalación de las TiO₂ NPTS en ratas expuestas, encontrando que lo macrófagos son efectivos fagocitando partículas de tamaño de 3-6 um pero no para los tamaño nano (< 20 nm). Las nanoparticulas no fagocitadas, se encontraban libres en el citoplasma y epitelio de células fibroblásticas¹⁹.

El estudio de Kocbec demostró que partículas de 25 nanómetros de tamaño de anatasa podían ser fagocitadas por los queratinocitos humanos. Este estudio concluye la probable toxicidad por las nanopartículas vía dérmica, recomendando su limitación de exposición medio ambiental y laboral¹⁹.

A nivel de exposición respiratorio, se ha descrito la posibilidad que las TiO₂ NPTS < 50 nm tengan la capacidad de depositarse a nivel de alveolos pulmonares produciendo diversas patologías a este nivel, tipo fibrosis pulmonar, enfermedad inflamatoria y tumores¹⁹.

Otros efectos relacionados con la exposición laboral al TiO₂

En dos estudios de casos clínicos por medio de biopsia pulmonar y hepática, se registró enfermedad sistémica granulomatosa tipo sarcoidosis³.

En los estudios de cohortes, no se encontró asociación significativa para la exposición del TiO₂ y aumento de mortalidad para todas las causas, para todos los tipos de tumores, enfermedades respiratorias no malignas y enfermedades cardiacas^4,9-11.

Equipos de Protección individual (EPIs) y TiO₂

Ante la posibilidad de toxicidad el NIOSH recomienda controlar la exposición al polvo de TiO₂ recomendado no sobrepasar los límites de exposición diaria y además del uso de sistemas básicos de protección, como sistemas de ventilación locales, utilización de filtros en los sistemas de ventilación y respiradores, con la finalidad de capturar y reducir en gran medida los niveles de exposición de riesgo, tanto para partículas finas y nanopartículas¹.

Limitaciones

No se describe en algunos estudios la actividad específica realizada por el trabajador (puesto de trabajo, exposición).

No se encuentran descritos en ningún artículo revisado, el uso de medidas preventivas/EPIs (guantes, ropa protectora, mascarillas, etc.) durante la jornada laboral.

En algunos estudios no hay registro del hábito tabáquico, que es el principal factor confusor y tampoco de la historia laboral previa.

No encontramos datos en relación a la exposición a nanopartículas de TiO₂ y la actividad laboral, que evidencien correlación dosis exposición/enfermedad. Tampoco encontramos los límites del tamaño de las nanopartículas capaces de producir efectos sobre la salud.

La exclusión de 5 artículos, por no encontrarse a texto completo, a pesar de contar la ayuda de la biblioteca del instituto y el Hospital 12 de Octubre, vía correo electrónico. Hubiera sido interesante contar con los resultados de estos trabajos.

 

Discusión y conclusiones

Según los diseños epidemiológicos de los estudios seleccionados en esta revisión bibliográfica, observamos que aportan un nivel de evidencia según SIGN de 2++ y 3, no llegando por tanto a garantizar la fiabilidad de las observaciones, por lo tanto es difícil de fijar en términos cuantitativos la relación entre la exposición al TiO₂ y los problemas de salud derivados.

Encontramos similitud en los trabajadores pintores, dado que en la mayoría de casos clínicos estos padecieron de patología respiratoria, encontrándose en algunos, en los estudios anatomopatológicos y por microanálisis de rayos x partículas de TiO₂ a nivel pulmonar. Sin embargo no se pudo determinar en estos casos al TiO₂ como agente causal, debido a que se encontraron otras partículas como aluminio, silicio, hierro, entro otros.

Encontramos estudios de casos clínicos que sugieren que la exposición al TIO₂ puede producir alteración de diferente gravedad en la salud, sobre todo a nivel respiratorio. En la actualidad se desconoce con exactitud la patogenicidad debida a la exposición del TiO₂ y sus efectos sobre la salud según la ocupación laboral y su relación dosis/efecto. Considerando que un trabajador permanece de media un tercio de su vida en su lugar de trabajo, para el futuro y con vistas a una revisión rigurosa de los riesgos de exposición basados en criterios de salud, se requerirían de estudios más complejos y específicos que los encontrados en la literatura actual.

Ante la necesidad de establecer límites seguros de exposición laboral, creemos necesario también la realización de estudios epidemiológicos en humanos, para caracterizar la variabilidad intra e interindividual de los indicadores biológicos disponibles e identificar los factores que determinan esta variabilidad y sus efectos.

Los primeros estudios realizados sobre los posibles efectos en la salud de la exposición al TiO₂ fueron en animales, en experimentos desarrollados por Lee et al. quien demostró un exceso de riesgo de 2-4 veces para adenomas pulmonares en ratas expuestas a TiO₂, a niveles diarios de 250 mg /m³ por vía inhalatoria. Por otro lado, existen estudios sobre la toxicidad realizado en roedores a los que se les suministró TiO₂ vía oral, subcutánea, intratraqueal e intraperitoneal, como resultado se observó que en la administración intratraqueal en combinación con benzopirenos, produjo una mayor incidencia de tumores a nivel de tráquea, laringe y pulmón, concluyendo la probable carcinogenicidad del TiO₂ en combinación con otros productos⁴.

Sin embargo en los estudios revisados en el presente trabajo no existen evidencias científicas suficientes de carcinogenicidad en seres humanos, creemos que puede ser debido a los factores confusores, dado que el TiO₂ no se encuentra de manera libre, si no de forma compuesta junto con otros metales, por lo que es difícil establecer esta asociación. Habría sin embargo, que aplicar los principios de prevención/protección de la salud puesto que, el que no se encuentre evidencia no indica que no exista, sino que no puede ser demostrada hasta ahora, con lo cual siempre habrá que proteger a los trabajadores de un posible carcinógeno. Es importante por tanto incidir claramente en la protección individual y colectiva para evitar futuros y posibles daños a la salud, que en un futuro puedan ser más evidentes.

El mecanismo molecular por el cual las TiO₂ NPTS pueden causar cáncer, todavía no está claro. El número de trabajadores expuestos al polvo de dióxido de titanio es desconocido. Shi et al. (2013) en la última revisión toxicológica publicada sobre las TiO₂ NPTS, postula la posibilidad que las nanoparticulas menores a 25 nm podrían atravesar vía dérmica, ingresar a vía sistémica e interactuar con el organismo¹⁹. Sin embargo no existe en la literatura científica la descripción de enfermedad por la exposición a TiO₂ NPTS, tampoco la relación dosis-tamaño de partícula y consecuencias para la salud. Consideramos que se deberán realizar mayores estudios para confirmar esta posibilidad, con la finalidad de tomar medidas sobre los trabajadores expuestos.

Actualmente, no existen estudios que especifiquen que los tipos de mascarillas existentes, protejan contra la exposición a nanopartículas. Recomendamos que se deberían aplicar las medidas preventivas adecuadas, con el fin de minimizar dicha exposición y por ende disminuir el riesgo de enfermedad. Por lo que creemos necesario la realización de un protocolo de vigilancia de la salud, para los trabajadores de riesgo con la finalidad de prevenir la aparición de enfermedad profesional en relación a la exposición.

 

Agradecimientos

Agradecemos a la Escuela Nacional de Medicina del trabajo del Instituto de Salud Carlos III, por hacer posible la realización de este trabajo y a nuestra tutora Rosa Ana Cortes Barragán, por su paciencia y tiempo en la cumplimentación de este trabajo.

 

Referencias bibliográficas

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Dirección para correspondencia:
Angélica Faviola Gutiérrez Antezana
Correo electrónico: anghy_anghelita@hotmail.com

Recibido: 02-03-16
Aceptado: 09-03-16