ACETONA: TOXICOLOGIA FUNDAMENTAL
INDICE:
1) GENERALIDADES

2) Especificidades

3) Propiedades fisicoquímicas

4) Usos

5) Regulación

6) Prueba de toxicidad, CL50, DL50

7) Efectos adversos
Carcinogenesis
Mutagenesis

8) Toxicocinetica

9) Biotransformación
Enzimas que participan
Factores internos
Factores externos

10) Biomarcadores de explosión.

11) Bibliografía

ACETONA
GENERALIDADES
La Acetona es la cetona mas sencilla y simultaneamente la mas importante es un compuesto organico volatil (COV) los cuales comprenden múltiples sustancias de uso común en la vida diaria. Se encuentran en forma líquida pero desprenden vapores. La vía de intoxicación mas común es la inhalatoria pero pueden producirse intoxicaciones por vía digestiva y cutanea

La acetona es una sustancia peligrosa, ya que debido a su alta volatilidad, las personas expuestas laboralmente inhalan grandes cantidades de ella.
La contaminación ambiental por acetona es un problema que ha aumentado en los últimos años debido a que esta sustancia se utiliza con abundancia en
• Fabricación de metil-metacrilato (MMA), compuesto empleado en la producción de polimetilmetacrilato, material que evita que el vidrio se fragmente
• La producción de bisfenol, un compuesto empleado en la industria automotriz y en la microeletronica (en fabricación de discos CD y DVD).

Ademas de fuentes antropogenicas la acetona es emitidadesde fuentes naturales como producto de degradación de las grasas de los animales y como un subproducto matabolico de los vegetales; también se libera a la atmosfera por actividad volcanica y por incendios forestales.
Casi el 97% de la acetona que se libera durante su producción o uso entra a la atmosfera, en donde, la luz solar y ciertos compuestos del aire como los radicales hidroxilo, generados por vía fotoquímica, degrada cerca de la mitad de este compuesto (tiempo de vida media en el aire 71 a 80 días). La lluvia y la nieve pueden transportarla son ser degradada hasta el suelo y agua; el tiempo de vida media por evaporación en ríos y lagos aproximadamente es de entre 38 y 330 horas respectivamente. Cabe señalar que su arrastre del suelo por la lluvia o las corrientes de agua la conducen hacia los cuerpos de agua, desde donde vuelve a evaporarse hacia la atmosfera.

La tendencia de la acetona a adherirse a partículas organicas del suelo y sedimentos de ríos y lagos es sumamente baja (Koc=1), su movilidad es muy elevada debido a su alto grado de volatilidad. Este hecho determina que la acetona no se acumule en las redes tróficas, acuaticas y terrestres. Sin embargo, es posible que ciertas cantidades de acetona llega por el arrastre del suelo a los cuerpos de agua subterraneos contaminando así posos de agua para consumo humano o bien, que los cultivos sean regados con aguas contaminadas. La acetona se degradafacilmente en el agua mediante procesos aerobios y anaerobios. A la fecha no existen referencias sobre desastres ecológicos a causa de la presencia de la acetona en el ambiente. Solo se han reportado intoxicaciones de tipo laboral.
En los humanos la acetona se absorbe rapidamente por inhalación e ingestión y mas lentamente por vía cutanea. Se distribuye en todos los tejidos corporales (en función de sus contenidos de agua) y se elimina rapidamente por biotransformación y excreción. El bióxido de carbono es su principal metabolito. La intoxicación aguda produce depresión del sistema nervioso central, insuficiencia cardiorespiratoria y muerte. Ademas potencia los efectos tóxicos de otros compuestos organicos volatiles, como el tetracloruro de carbono. En el medio laboral se ha descrito irritación ocular transitoria, por lo que instituciones como la OSHA, NIOSH y otras han establecido limites de exposición laboral para este compuesto. Por otra parte la acetona no esta clasificada como agente cancerígeno en los humanos.
ESPECIFICIDADES:
Nomenclatura IUPAC Propanona
Otros nombres Dimetilcetona
Acetona
ßcetopropano
Fórmula semidesarrollada CH3(CO)CH3
Fórmula molecular C3H6O
Estructura química

Estado de agregación Líquido
Apariencia Incoloro
Masa molecular 58,09 una
Punto de fusión 178.2 K (-94.95 °C)
Punto de ebullición 329.4 K (56.25 °C)

Características Fisicoquímicas
La acetona es un líquido sintéticoinflamable de olor característico, la densidad de 0.79 a 18ºC y la presión de vapor de 231 mmHg a 25ºC.
Es soluble en agua, alcohol y éter, y muy soluble en lípidos.
Se evapora rapidamente desde las superficies secas y mas lentamente desde el agua y las superficies húmedas.
Industrialmente se obtiene por destilación de acetato de calcio.

Usos:
La acetona se utiliza en la fabricación de plasticos, fibras, explosivos, medicamentos y sustancias como el alcohol isopropílico y el cloroformo.
También es utilizada como disolvente en la producción de gasas, aceites, cauchos, plasticos y productos farmacéuticos

REGULACION
La acetona es considerada por la EPA como un compuesto peligroso clase B debido a que no provoca un gran impacto en el ambiente

Limites de exposición laboral
La acetona se considera como una sustancia peligrosa sujeta a reglamentos de organismos internacionales como la OSHA, ACGIH, IRIS, NIOSH, DOT, NFPA, Y EPA.
OSHA: El PEL, límite legal de exposición admisible en el aire, es de 1000 ppm como promedio durante un turno laboral de 8 horas.
NIOSH: El límite de exposición recomendado en el aire es de 250 ppm como promedio durante un turno laboral de 10 horas.
ACGIH: El límite de exposición recomendado en el aire es de 500 ppm como promedio durante un turno laboral de 8 horas. El STEL, limite exposición a corto plazo, es de 750 ppm.
Los valores establecidos por la IRIS (Integrated RickInformation System) son: RfD= 0.9mg/Kg/día, NOAEL= 900mg/Kg/día y LOAEL=1700mg/kg/día.

PRUEBAS DE TOXICIDAD
INFORMACIÓN TOXICOLÓGICA

Toxicidad agua por vía oral: DL50 rata
Dosis: 5,800 mg/kg

Toxicidad agua por vía oral: DL50 ratón
Dosis: 3,000 mg/kg

Toxicidad agua por vía oral: DL50 conejo
Dosis: 5,340 mg/kg
Toxicidad para los peces: CL50
Especies: Pez-luna Blugill
Dosis: 8,300 mg/l
Tiempo de exposición: 96 h

Toxicidad para las dafnias y otros invertebrados acuaticos.: CL50
Especies: Daphnia magna
(Pulga de mar grande)
Dosis: 10 mg/l
Tiempo de exposición: 24 h


En estudios realizados en 1999 se demostró el papel tan importante del CYP2E1 en el metabolismo de acetona endógena producidos en condiciones cetogénica con un modelo de ratón nocout que carecen de la capacidad de expresar CYP2E1. Cuando los ratones fueron alimentados hasta saciarse, los niveles plasmaticos de acetona en los ratones de la cepa competente de CYP2E1
y ratones CYP2E1 nulo tenían niveles comparables de acetona plasma. Después de ayunar durante 48 horas, la cepa competente
aumento de 2 a 4,4 veces de la acetona plasmatica mientras que los ratones CYP2E1 nulo (nocaut) tuvieron 48 veces mas. Este estudio proporciona una fuerte evidencia de la función de CYP2E1 en el catabolismo de la acetona.
EFECTOS ADVERSOS
Toxicidad en Humanos
La Intoxicación aguda se caracteriza por un cuadro que recuerda a la intoxicación etílica,aunque las propiedades anestésicas de la acetona son mayores. En las intoxicaciones leves aparece nauseas, vómitos, ataxia, lenguaje incoherente y cefalea. En intoxicaciones graves (ingestas de 2-3 ml/kg en niños o adultos) se observa estupor y coma que puede tardar en remontarse 2-3 días. La ingestión de acetona se asocia con hiperglucemia leve, cetonemia, acidosis, poliurina y polidipsia.

Estudios sobre el cancer

Se realizó un estudio retrospectivo para evaluar los efectos del cloruro de metileno en sistemas hematológicos y sistemas circulatorios de los trabajadores en una planta que fabrica diacetato de celulosa y triacetato de celulosa. El estudio de seguimiento a varias causas de muerte, incluidas las muertes por neoplasias malignas. La muestra de control seleccionado para el estudio fue una segunda planta en la que también se fabrican las fibras de triacetato de celulosa en la que se utiliza acetona como disolvente. Las dos plantas se encontraban próximas una de la otra y eran operados por la misma empresa. El estudio involucró a los empleados de producción que trabajó en areas de alta exposición al cloruro de metileno y acetona (como la muestra expuesta), o simplemente acetona (para la muestra de control) entre 1 de enero de 1954, y 1 de enero de 1977.
El empleo osciló entre tres meses y 23 años con concentraciones de acetona ponderada en el tiempo-promedio de 380 a 1070 ppm dependiendo de la categoría detrabajo. En el estudio, 948 trabajadores expuestos a la acetona de la muestra de referencia fueron comparados a los trabajadores expuestos al cloruro de metileno.

Para los trabajadores expuestos a acetona, el número total de muertes observadas por todas las causas fue de 24 y 3 para los hombres y mujeres respectivamente, en comparación con el total previsto de 53,8 y 6,7 para los hombres y mujeres, respectivamente. No hubo muertes entre las 107 mujeres no blancas en la muestra expuesta. Entre los trabajadores expuestos acetona-la incidencia de “neoplasias malignas 'fue de 5 y 2 en comparación con una incidencia esperada de 10 y 2.3 para los hombres y mujeres, respectivamente.
Este estudio tiene varias deficiencias que limitan su uso para la evaluación de efectos sobre la salud en los seres humanos.

Ni el Departamento de Salud y Servicios Humanos (DHHS), ni la Agencia Internacional para la Investigación del Cancer (IARC) ni la EPA han clasificado a la acetona en cuanto a carcinogenicidad.
La acetona no produce cancer de la piel cuando se aplica a la piel de animales. No sabemos si el respirar o tragar acetona por largo tiempo producira cancer. Los estudios de trabajadores expuestos a la acetona no encontraron un aumento significativo en mortalidad debido a cancer.

No hay estudios disponibles sobre la carcinogenicidad de acetona a los animales.

CLINICA
La acetona tiene efectos irritativos para lasmucosas. Así, si la exposición es prolongada, puede producir faringitis eritema y erosiones en el paladar. Aunque la actividad cutanea es muy baja las exposiciones crónicas pueden llegar a producir sequedad de la piel y dermatitis descamativa.
Tratamiento
Ingestión:
No existe ningún antídoto específico.
El tratamiento depende de la cantidad ingerida y del tiempo transcurrido tras la ingestión.
En caso de pequeñas cantidades se recomienda la aspiración gastrica, siempre y cuando se realice dentro de la primera hora pos-ingesta. Cuando se tratan de ingestiones moderadas, a dosis de 1g/kg de peso, asociado a catarticos salinos o sorbitol. Se recomienda mantener una dieta sin grasas animales o vegetales.
El lavado gastrico sera de primera instancia.

MUTAGENICIDAD
Los estudios de genotoxicidad y mutagenicidad

La genotoxicidad de acetona ha sido bien estudiado en ensayos in vitro, con los resultados casi totalmente negativo (ATSDR, 1994; OCDE, 1998, la EPA de EE.UU., 1988b; OMS, 1998). Todos los estudios citados en la base de GENE-TOX datos, fueron negativos, con la excepción de un estudio para el cual se ha elaborado ninguna conclusión.
Ni el intercambio de cromatidas hermanas (SCE), ni aberraciones cromosómicas fueron inducidas en células de ovario de hamster chino por la acetona en una concentración no superior al 1% en el frasco de cultivo con o sin activación metabólica (Loveday et al., 1990). La acetonatambién fue negativa para inducir el intercambio de cromatidas hermanas en humanos (Tucker et al., 1993) y no humanos (Latt et al., 1981) tipos de células encontradas en ausencia de activación metabólica. La acetona no indujo aberraciones cromosómicas in vitro (Preston et al., 1981).

Las concentraciones de acetona hasta 0 % no cambian la tasa de síntesis de ADN de fondo, es decir, induce la síntesis no programada de ADN, en cultivos de células epiteliales humanas. Concentraciones mas altas (hasta un 10%) inhibe la síntesis de fondo de una manera relacionado con la concentración (Lake et al., 1978).
El producto químico fue negativo para las mutaciones, se usó en concentraciones de hasta 10 mg / placa en el ensayo de reversión de Ames con cinco cepas de Salmonella typhimurium en presencia o ausencia de un sistema de activación metabólica (NTP, 1991; Kier et al, 1986; De Flora et al., 1984). No se observó transformación en las células embrionarias de hamster sirio en concentraciones de acetona hasta un 8% (Heidelberger y col., 1983). La acetona no fue mutagénico de Arabidopsis en concentraciones de hasta 500 milímetros (Redei, 1982). Hamsters machos y hembras no mostraron un aumento de micronúcleos en los eritrocitos policromaticos de la médula ósea después de la inyección con 865 mg / kg (Basler, 1986).
TOXICOCINETICA:
Las vías de entrada principales sin digestiva y respiratoria. La absorción por vía cutanea es muy baja,excepto en casos de tan importante exposición de tiempo, superficie y /o volumen.

Vd: 0.8 l/kg
Vd: Volumen de Distribución

En su eliminación juega un papel importante la vía respiratoria, eliminandose así un 14-18%. No obstante estos valores dependeran del volumen minuto pulmonar, así como de la concentración alcanzada en los alveolos, La vida media alveolar depende de la cantidad inhalada, de modo que, cuando las cantidades inhaladas son muy elevadas, el aclaramiento pulmonar se satura y la vida media se incrementa desde 4h (valor normal) hasta 25-30horas. Con cantidades menores la vida media alveolar es de 4 horas.
La vía principal de eliminación, sin embargo, es la renal (30%) cuando se trata de niveles inferiores a 100mg/dl

Biotransformación de una enzima: descripción de la enzima.
En resumen, con base en estudios en humanos y animales y en estudios in vitro, el metabolismo de la acetona se puede producir a través de al menos dos rutas. Las principales vías metabólicas son dependientes en el sitio del metabolismo y
de la concentración de acetona. Los metabolitos se incorporan a
glucosa y otros sustratos del metabolismo intermediario que en última instancia
producen CO2.
En el paso metabólico primero, común a todas las posibles vías, la acetona se oxida a acetol por monooxigenasa acetona, un
actividad asociada con CYP2E1. Este paso requiere O2 y NADPH (Casazza
et al., 1984). En la primera vía, acetolse convierte en
metilglioxal, que a su vez se metaboliza a la glucosa a través de un lactato
intermedio. La conversión de acetona a través de la vía es metilglioxal
monooxigenasa mediada por monooxigenasa acetona (CYP2E1) y acetol
(CYP2E1) para formar metilglioxal. La conversión de metilglioxal a
lactato es mediado por glyoxylase I y II y glutatión-S-transferasa.
Esta vía es ante todo una vía hepatica.
A mayores concentraciones de una
vía alternativa predomina y media la conversión de acetona, para
1 -propanodiol.


BIOMARCADORES DE DETECCION DE LA EXPOSICIÓN A ACETONA
Dentro de los biomarcadores encontramos que la presencia de acetona en el organismo se puede analizar en orina y sangre.
Biomarcadores en orina
Organismo definidor Valores Momento para toma de muestra
VLB

(INSHT) 50 mg/l Final de la jornada laboral (no mas de 2 horas después de la exposición)
BEI
(ACGIH) 50 mg/l End of shift
Lo mas rapido posible después de cesar la exposición
BAT
(DFG) 80 mg/l Finalizando la exposición o jornada laboral
VBT
(SUVA) 80 mg/l Finalizando la exposición o jornada laboral

BIBLIOGRAFIA:
E. Mencías. Mayero Franco Luis M. Manual de Toxicología Basica.
Editorial Días de Santos. España. 2000. p. 368-370.

https://www.epa.gov/ncea/iris/toxreviews/0128tr.pdf
R. Lauwerys. Toxicologia Industrial e intoxicaciones profesionales. 3ª edición. Editorial Masson. 1994. Barcelona España. P. 256-257