Características fisicoquímicas de las partículas de polvo fibrogénicas (II)

Teorías patogénicas más recientes en el campo del polvo mineral sugieren la existencia de sitios químicos activos

(o funcionalidades) en la superficie de las partículas. Cuando se origina la partícula por separación de su matriz material, algunos enlaces químicos se rompen, ya sea de forma heterolí- tica u homolítica. Los acontecimientos que tienen lugar durante la rotura y las posteriores recombinaciones o reacciones con moléculas del aire o moléculas biológicas determinan las propie- dades químicas de superficie de las partículas. Con respecto a las partículas de cuarzo, por ejemplo, se han descrito varias funcio- nalidades químicas de especial interés: puentes de siloxano, grupos silanol, grupos parcialmente ionizados y radicales basados en silicona.

Estas funcionalidades pueden iniciar reacciones acidobásicas y redox. Sólo recientemente se ha prestado atención a estas últimas (Dalal, Shi y Vallyathan 1990; Fubini y cols. 1990; Pézerat y cols. 1989; Kamp y cols. 1992; Kennedy y cols. 1989; Bronwyn, Razzaboni y Bolsaitis 1990). Actualmente existen pruebas convincentes de que las partículas con radicales de superficie pueden producir especies de oxígeno reactivo, incluso en el medio celular. No se ha establecido aún si debe atribuirse toda la producción de especies de oxígeno a los radicales de superficie. Se especula que estos sitios podrían desencadenar la activación de las células pulmonares (Hemenway y cols. 1994). Otros sitios podrían estar relacionados con reacciones como la atracción iónica, la unión por medio de enlaces de hidrógeno y la unión hidrófoba (Nolan y cols. 1981; Heppleston 1991).

Tras la identificación de las propiedades químicas de la superficie como un determinante importante de la toxicidad del polvo, se realizaron varios intentos para modificar las superficies naturales de partículas de polvo mineral a fin de reducir su toxicidad, valorados en modelos experimentales.

Se observó que la adsorción de aluminio en partículas de cuarzo reduce su fibrogenicidad y favorece la depuración alveolar (Dubois y cols. 1988). El tratamiento con polivinilpiridi- na-N-óxido (PVPNO) también tuvo cierto efecto profiláctico (Goldstein y Rendall 1987; Heppleston 1991). Se utilizaron otros varios procesos modificadores: pulverización, tratamiento térmico, grabado ácido y adsorción de moléculas orgánicas (Wiessner y cols. 1990). Las partículas de cuarzo recién fractu- radas mostraron la actividad de superficie más alta (Kuhn y Demers 1992; Vallyathan y cols. 1988). Llama la atención el hecho de que cualquier desviación con respecto a esta “super- ficie fundamental” causa una disminución de la toxicidad del cuarzo (Sébastien 1990). La pureza de la superficie de diversas variedades de cuarzo formadas de modo natural podría ser responsable de algunas diferencias observadas en cuanto a la toxicidad (Wallace y cols. 1994). Algunos datos apoyan la idea de que la cantidad de superficie de cuarzo no contaminada es un parámetro importante (Kriegseis, Scharman y Serafin 1987).

La multiplicidad de los parámetros, junto con su distribución en la nube de polvo, da lugar a varias formas posibles de describir las concentraciones atmosféricas: concentración ponderal, concentración numérica, concentración de superficie y concentración en varias categorías de tamaño. Por tanto, pueden construirse numerosos índices de exposición, de cada uno de los cuales debe valorarse la importancia toxicológica. Las normas actuales en higiene profesional reflejan esta multipli- cidad. Para el amianto, las normas se basan en la concentración numérica de partículas fibrosas incluidas en cierta categoría de tamaño geométrico. Para el sílice y el carbón, las normas se basan en la concentración ponderal de partículas respirables. También se han desarrollado algunas normas para la exposición a mezclas de partículas que contienen cuarzo. Ninguna norma se basa en características de la superficie.