12.11: Estimación de riesgos de cáncer

¿Existe una dosis segura de algún mutágeno o carcinógeno?

Vivimos rodeados de radiación y de sustancias químicas que causan mutaciones en organismos de prueba (como bacterias, levaduras y ratones) y provocan un aumento en la tasa de cánceres en animales experimentales (ratas y ratones). ¿Hay alguna dosis segura para los humanos de estos agentes (que incluyen oxígeno!) La pregunta es sumamente difícil de responder y, creo, a dosis bajas, incontestable. ¿Por qué?

Figura\(\PageIndex{1}\): Relación Dosis - Respuesta

La Figura 12.11.1 muestra varias relaciones teóricas dosis-respuesta. Existe considerable evidencia de que a dosis moderadas de un mutágeno o carcinógeno, la respuesta es lineal (A). Sin embargo, a dosis muy bajas de algunos químicos, puede haber un umbral por debajo del cual el agente no tenga efecto (B). Muchos trabajadores creen que para algunos agentes, es probable que incluso las dosis más pequeñas tengan un efecto (C), pero la población expuesta debe ser lo suficientemente grande como para observarla. Esto se llama el modelo lineal sin umbral (LNT). Tenga en cuenta que incluso a dosis cero, la línea no intercepta el origen. Esto se debe a que incluso los animales no expuestos (incluidas las personas) muestran un nivel espontáneo de respuesta (por ejemplo, tumores).

También hay evidencia de que para algunos agentes en algunas circunstancias, aumentar la dosis (a niveles relativamente bajos) en realidad reduce la respuesta por debajo de los niveles de control (G). Este fenómeno se llama hormesis. A dosis muy altas, la tasa de respuesta puede aumentar más rápido que la dosis (E) ya que, por ejemplo, aumenta la probabilidad de que una sola célula sufra dos mutaciones. Por otro lado, dosis muy altas pueden matar las células dañadas antes de que puedan convertirse en tumores (F).

Radiación y cáncer

Las altas dosis de radiación causan cáncer. Diversos estudios, entre ellos excelentes sobre los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki, muestran que una población expuesta a una dosis de 100 milisieverts (mSv) tendrá un incremento medible (alrededor de 1%) en la incidencia de cáncer. Tenga en cuenta que las mediciones se realizan en una población, no en individuos. Nunca podemos decir que un individuo en particular expuesto a una dosis particular de radiación desarrollará cáncer. La inducción del cáncer es un evento casual (“estocástico”) a diferencia de la inducción de la enfermedad por radiación, que es completamente predecible. El elemento de azar surge porque el cáncer es un evento que ocurre en una sola célula lo suficientemente desafortunado como para sufrir daño a varios genes específicos. Sin embargo, la energía necesaria para causar mutaciones es muy baja. Entonces, si expones un número suficientemente grande de células a dosis incluso diminutas de radiación, alguna célula va a tener mala suerte. ¿Cómo podemos evaluar el riesgo?

Dosis Colectiva

100 mSv provocan un incremento de 1% en el cáncer en una población; es decir, debería provocar un incremento de 1 cáncer por cada 100 personas en la población expuesta. Pero si nuestro razonamiento es correcto, una población de 10 mil personas expuestas a 1 mSv también debería producir un caso de cáncer inducido por radiación. En cualquier población, donde el producto de la dosis de radiación (en mSv) veces el tamaño de la población sea igual a 1 x 10 ⁴, se inducirá un caso de cáncer. El producto de la exposición multiplicado por el tamaño de la población expuesta se conoce como la dosis colectiva. Sus unidades son (personas) x (mSv).

Ejemplo\(\PageIndex{1}\)

La población de Estados Unidos en 2009 era de unos 305 millones. Así que cualquier cosa que incremente la exposición anual de la población estadounidense en tan solo 0.01 mSv (una radiografía típica de tórax es 0.02 mSv) al año causaría 305 casos adicionales de cáncer.

\[ \dfrac{(305 \times 10^6\, persons)(0.01\, mSv)}{1 \times 10^4\, person\, mSv/cancer} = 305 \, cancers\]

Pero considere:

• Se esperaba que el número total de muertes por cáncer en Estados Unidos ese año superara las 560,000.
• ¿Cómo podemos detectar un incremento de 305 ante estos grandes números?

¿Hormesis?

Los ciudadanos de Colorado están expuestos a una radiación de fondo de unos 1.8 mSv al año; la cifra para Massachusetts es de sólo 1.02 mSv/año.

• Si el modelo lineal no umbral es correcto, esperaríamos encontrar una mayor incidencia de cáncer en Colorado que en Massachusetts.
• Si la radiación de fondo agregada a otras fuentes mantiene a ambos grupos por debajo de un umbral, entonces no esperaríamos ninguna diferencia en la incidencia del cáncer.
• Si el modesto aumento de la radiación de fondo en Colorado tiene un efecto protector (hormesis), entonces esperaríamos que su incidencia de cáncer sea menor que en Massachusetts.

¿Qué encontramos? En 1999, cuando se ajustó por la edad de la población, la incidencia de cáncer promedió 16% más alta en Massachusetts que en Colorado. (Si esto realmente es evidencia de hormesis, se desconoce el mecanismo).

Algunas otras partes del mundo tienen niveles de radiación de fondo que empequeñecen a los de Colorado. En algunas casas de Ramsar, Irán, los habitantes están expuestos a una dosis anual de radiación de fondo de hasta 130 mSv al año —más de 70 veces la de Colorado. Sin embargo, los habitantes de Ramsar son tan saludables como —o incluso más saludables que— las poblaciones de control expuestas a niveles mucho más bajos de radiación.

Chernóbil

Se ha estimado (en este caso, utilizando un valor de dosis colectiva de 5 x 10 ⁴ personas MSV/cáncer) que las consecuencias radiactivas del accidente nuclear en Chernobyl (ahora a menudo deletreada “Chornobyl”) en 1986 causarán un aumento de 17,000 cánceres a lo largo de la vida de las personas que viven en el Hemisferio Norte.

Grandes los que parece esta estimación, se ve empequeñecida por los 513 millones de muertes por cáncer que de todos modos ocurrirán en esta población. Incluso entre los muy expuestos (trabajadores de rescate y personas que viven en la región), el número de muertos esperado por cáncer es de ~4,000 o solo 3% más de lo que habría sido su tasa de mortalidad por cáncer de todos modos. Por ello digo anteriormente que la respuesta a la pregunta de los peligros de las bajas dosis de radiación es incognoscible.

A septiembre de 2005, unos 4000 niños y adolescentes que bebían leche contaminada por el yodo radiactivo [¹³¹ I] liberado en el accidente habían caído con cáncer de tiroides. En su caso, la capacidad de la glándula tiroides para concentrar yodo dentro de sus células dio como resultado que esas células recibieran una dosis relativamente alta, no baja. A esa fecha, sin embargo, sólo 15 de esos pacientes con cáncer habían fallecido.

Químicos y cáncer: dioxina

En un momento se encontró que la dioxina química, que puede producirse como contaminante en la fabricación de papel y cartón, se estaba lixiviando de los cartones de leche a la propia leche.

• la concentración en la leche promedió 0.1 partes por billón (ppt) o 0.0001 µg en un litro (10 ⁹ µg) de leche. Suponiendo:
  • 0.1 µg por día administrado a ratas aumenta su tasa de tumores en 1%
  • la idea de dosis colectiva se aplica a los químicos (es decir, una sola molécula en una célula desafortunada puede convertirla en cancerosa)
  • las personas son 100 veces más sensibles a la dioxina que las ratas (probablemente no es cierto) y
  • las personas son 100 veces más grandes que las ratas
• concluimos que existe un riesgo de 10 cánceres adicionales por cada millón de personas que consumen un litro (aproximadamente un cuarto de galón) de leche al día de envases de cartón.

Y, de hecho, esta fue la estimación hecha. Las incertidumbres en tales supuestos ayudan a explicar la controversia que tan a menudo se ha arremolinado alrededor de los datos de prueba sobre productos químicos como

• los edulcorantes artificiales ciclamato y sacarina,
• el pesticida Alar,
• los hidrocarburos en un bistec asado a carbón,
• los compuestos clorados en los suministros municipales de agua.

Algunos productos químicos parecen tener un umbral de seguridad

Las células tienen varios métodos diferentes para desintoxicar ciertos tipos de productos químicos. Siempre y cuando estos mecanismos no se vean abrumados, deberían proporcionar un umbral de seguridad.