THRESHOLDS FOR SPECIFIC CLASSES OF GENOTOXIC CARCINOGENS: A NEW STRATEGY FOR CARCINOGENICITY CATEGORISATION OF CHEMICALS

Abstract
The general principle of the sequence of events that finally lead to cancer after exposure to genotoxic carcinogens has become increasingly clear. This helps to understand the parameters that influence the shape of the dose effect curve for carcinogenesis, including metabolic activation and inactivation of carcinogens, DNA repair, cell cycle control, regenerative proliferation, apoptosis, oncogene-induced senescence and control by the immune system. A linear dose response relationship with no observable threshold seems to be a conservative but adequate description for the carcinogenic activity of many genotoxic carcinogens, such as for instance aflatoxin B1. However, some linear extrapolation models connecting the high-level risk to the zero intercept have resulted in wrong predictions. In this review we demonstrate that vinyl acetate is an example of a carcinogen acting by a threshold mechanism. In tissues of contact vinyl acetate is converted to acetic acid and acetaldehyde. Only when threshold levels are achieved critical steps in the mechanism that ultimately leads to cancer become active, namely pH reduction of more than 0.15 units leading to cytotoxicity, damage to DNA and regenerative proliferation. In this review we present a new system of carcinogen categorisation taking into account that carcinogens may act by threshold mechanisms.

Key words
aflatoxin B1, vinyl acetate, regenerative proliferation, carcinogen classification, linear no-threshold model (LNT)

Artículo completo
¿Existen umbrales para los carcinógenos genotóxicos?

Una estrategia conservadora de la evaluación del riesgo carcinógeno es conectar el riesgo de alto nivel a la intersección del cero y definir la pendiente de la línea como un coeficiente de riesgo para los carcinógenos por unidad de dosis.¹ Aunque esta técnica puede ser adecuada para muchos carcinógenos, en algunos casos este tipo de cálculo puede conducir a conclusiones poco razonables. Se ha presentado un ejemplo provocador relacionado con la radiación ionizante:¹ asumamos que todo ser humano sobre la Tierra agrega una elevación de 3 cm a sus zapatos. El incremento resultante en la dosis de rayos cósmicos, que se duplica por cada 2 000 m de altitud, es extremadamente pequeño, pero multiplicado por la población de la Tierra conduce a una dosis que produce cáncer aproximadamente en 30 000 individuos en 50 años. Aunque la matemática de este ejemplo es correcta, legítimamente nunca hubiera sido aceptada como base científica para prohibir los zapatos altos. El modelo de extrapolación lineal (inaceptable) del riesgo de radiación sólo representa uno de varios ejemplos que muestran que el dogma basado sobre la presunción de “ausencia de umbral” para los carcinógenos genotóxicos no es verdadero en todos los casos.

Estas consideraciones estimularon la opinión contraria a la presunción de ausencia de umbral y se publicaron varios puntos de vista que incitan a la reflexión, por ejemplo: “El modo actual de extrapolar los efectos de las dosis altas a las dosis bajas es erróneo tanto para las sustancias químicas como para la radiación. Existen niveles seguros de exposición. Se ha atemorizado innecesariamente y engañado al público, y se han malgastado miles de millones de dólares”,² o “Los efectos tóxicos de las dosis de alto riesgo a menudo no se presentan con bajas dosis ... lo último que queremos hacer ... es utilizar nuestros recursos limitados para proteger a las personas de cosas que son inofensivas”.³ Estos ejemplos demuestran la controvertida discusión sobre la evaluación de los riesgos de las exposiciones de bajo nivel. Las técnicas para reducir la exposición pueden costar miles de millones de euros. Por otra parte, se justifica realizar muchos esfuerzos si las exposiciones de bajo nivel son carcinógenas. Esto demuestra la considerable relevancia de los sistemas de clasificación y extrapolación de los carcinógenos.

Se discuten en todo el mundo los sistemas existentes de clasificación de los carcinógenos.⁴ En Europa, los debates se han centrado en el sistema actual de clasificación de la Unión Europea. La Labelling Guide de la Unión Europea distingue tres categorías de carcinógenos humanos, animales y presuntos, respectivamente.⁵ Este sistema fue introducido a comienzos de la década de 1980. La “MAK Commission” emitió nuevas recomendaciones para distinguir entre cinco grupos de carcinógenos probados y presuntos en lugar de tres.⁶ Algunos conceptos publicados en años recientes sugieren además distinciones críticas entre carcinógenos con tipos diferentes de umbral para la categorización y sin ellos.^7-9 En esta revisión se presentan los argumentos que subyacen a estas distinciones.


Mecanismos de umbral y mecanismos de seguridad contra fallas

Cada vez es más claro el principio general de la secuencia de acontecimientos que finalmente conducen al cáncer después de la exposición a carcinógenos genotóxicos (Figura 1). Esto ayuda a conocer los parámetros que influyen en la forma de la curva dosis-respuesta para la carcinogénesis. La ausencia de activación metabólica [Figura 1 (a)] de un precarcinógeno en algunas especies animales conduciría a un mecanismo para una exclusión perfecta de su acción carcinógena en esa especie. Un ejemplo bien conocido es la amina heterocíclica 2-amino-3,8-dimetilimidazo[4,5-f]quinoxalina (MeIQx) derivada de los alimentos.^10,11 La MeIQx es un carcinógeno colónico en los seres humanos y los roedores pero no en macacos.^10,11 La resistencia del macaco se debe a la ausencia de actividad de la CYP1A2 que es responsable de la activación metabólica de MeIQx en seres humanos y roedores. El siguiente paso en el camino hacia el cáncer que influye en la forma de la curva dosis-respuesta es la inactivación metabólica [Figura 1 (c)] de carcinógenos genotóxicos. Un ejemplo bien conocido es la destoxificación del metabolito activado de la aflatoxina B1 (aflatoxina B1-8,9-óxido) por las glutatión S-transferasas de clase alfa. Como se sabe que varias cepas de ratones tienen actividades mayores en la conjugación de aflatoxina B1-8,9-óxido glutatión que las ratas y los seres humanos, los ratones son más resistentes en varios órdenes de magnitud a la carcinogénesis hepática inducida por aflatoxina B1 comparados con las especies susceptibles del hombre y la rata.^12-14 Se sabe que la reparación del ADN [Figura 1 (d) protege contra la fijación del daño del ADN en la cadena de ADN recién sintetizada como mutaciones hereditarias y genera así la situación de una carrera entre la reparación y la síntesis de ADN dependiente de la proliferación [Figura 1 (b)]. En general se acepta que la reparación del ADN puede reducir la incidencia de tumores. La detención del ciclo celular [Figura 1 (e)] puede ser inducida como consecuencia del daño del ADN o de la interferencia con la transducción de señales en las células blanco. Los bajos niveles de un carcinógeno pueden incluso disminuir la progresión del ciclo celular por debajo de las velocidades basales.^15,16 Dado que bajo circunstancias específicas la influencia protectora de la reducción de la división celular puede ser más fuerte que la influencia perjudicial del aumento del daño del ADN, la combinación de ambos efectos puede conducir a una disminución de la incidencia de tumores. Los niveles más altos de la misma sustancia aumentan la progresión del ciclo celular debido a citotoxicidad y proliferación celular regenerativa, lo que conduce a un aumento de la incidencia tumoral. En consecuencia, puede presentarse una curva dosis-efecto con forma de J. Este mecanismo se observó con los carcinógenos no genotóxicos como TCDD¹⁷ o ácido cafeico;^15,18 pero también ha sido postulado para los carcinógenos genotóxicos, como el 2-acetilaminofluoreno y la radiación ionizante. Es probable que la progresión del ciclo celular y la proliferación regenerativa [Figura 1 (b)] representen los parámetros clave más relevantes relativos a los mecanismos de umbral.

Figura 1. Proceso de múltiples pasos de la carcinogénesis química y posibles mecanismos de umbral (seguridad contra fallas).

Debido a la ausencia de fijación del daño del ADN como mutación estable en una cadena hija de ADN recién sintetizada, una sustancia genotóxica no podrá inducir tumores en los tejidos que no proliferan. Por ejemplo, la capacidad proliferativa extremadamente baja de los cardiomiocitos protege a este tipo celular de la carcinogénesis, aun cuando las sustancias genotóxicas induzcan daño del ADN en los cardiomiocitos. Por otra parte, una sustancia genotóxica producirá tumores con una probabilidad extremadamente alta cuando se induzca en un tejido blanco tanto el daño del ADN como la proliferación celular. La situación se torna difícil cuando una dosis dada de una sustancia induce daño del ADN, pero no citotoxicidad ni regeneración celular proliferativa. En este caso, el resultado puede depender de la proliferación basal del tejido relevante. Las células de proliferación rápida de la médula ósea o las células de las criptas del colon correrán alto riesgo de transformación neoplásica. Por otra parte, en las células que tienen una proliferación basal relativamente baja, como las del epitelio olfatorio, el período de latencia hasta la carcinogénesis puede exceder la expectativa de vida.¹⁹ Son de gran interés las sustancias genotóxicas en las cuales la inducción de proliferación regenerativa y la genotoxicidad actúan a través de un proceso de umbral. La apoptosis [Figura 1 (f)] y el control de las células que han sufrido transformación neoplásica por el sistema inmunitario [Figura 1 (h)] son otros mecanismos que influyen en la forma de la curva dosis-efecto.

Las células pueden sufrir apoptosis como consecuencia del daño del ADN inducido por las dosis relativamente altas. No existen dudas de que este proceso puede reducir las tasas de tumores. Sin embargo, se sabe poco sobre la eficiencia de los mecanismos apoptóticos en bajas dosis y si la apoptosis puede conducir a umbrales de carcinogénesis. Un mecanismo umbral descubierto recientemente es la senescencia inducida por oncogenes [Figura 1 (g)].^20,21 La expresión de oncogenes (por ejemplo: HER2 o RAS) puede conducir a un fenómeno denominado senescencia inducida por oncogenes, en el que las células no responden a estímulos mitógenos. Este fenómeno representa un programa anticarcinógeno innato durante la tumorogénesis. Se ha propuesto un modelo de múltiples pasos de transformación maligna en el que es necesario que las lesiones secundarias salteen este mecanismo primario de seguridad contra fallas. Considerando la complejidad de mecanismos que pueden introducir umbrales prácticos o perfectos, queda claro que la evaluación del riesgo de las sustancias genotóxicas no es fácil, pero tampoco imposible.


Incertidumbre a causa del número limitado de animales en los estudios de carcinogenicidad

En general, los estudios de carcinogenicidad en animales no permiten analizar la forma de la curva dosis-respuesta para las dosis bajas de importancia en la exposición humana. Esto puede ser ilustrado por el bien conocido estudio de dosis-respuesta de Peto y col., donde se expuso a 4 080 ratas Wistar durante toda la vida a 15 dosis de N-nitrosodietilamina (NDEA) en el agua potable.²² Se realizó un gráfico del log₁₀ de la dosis (o el log₁₀ de la concentración en el agua potable [Figura 2B]) en función de la respuesta carcinógena (expresada como el porcentaje de animales que tenían tumores) en la línea de ordenadas.²³ Los datos sobre los tumores para concentraciones de NDEA en agua potable entre 0.528 y 3.168 ppm parecen ser lineales con un coeficiente de correlación de 0.993 para el ajuste lineal (Figura 2A²³). Si se asume que la pendiente de la curva observada entre 0.528 y 3.168 ppm no cambia con las concentraciones más bajas, la curva cortaría la abscisa en 10^17.1 moléculas de NDEA/kg/día (²³; ajuste lineal con r = 0.993). Sin embargo, es necesario considerar que el ejemplo que se muestra en la figura 2 es una extrapolación a dosis muy por debajo del “nivel de efecto mínimo observado” de 0.528 ppm. Como sucede con todos los tipos de extrapolación, se desconoce el riesgo real de los tumores asociado con dosis por debajo del “nivel de efecto mínimo observado”. Esto se ilustra en la figura 2B, que muestra dos posibilidades (de muchas) para la curva dosis-respuesta en el intervalo de bajas dosis: (I) la curva continúa linealmente (curva a), lo que conduce a un umbral perfecto, (II) la forma de la curva cambia con dosis por debajo de 0.528, lo que conduce a un mecanismo sin umbral (curva b). El hecho de que no se observaran tumores con dosis de NDEA de 0.033, 0.066, 0.132 y 0.264 ppm no elimina esta incertidumbre. Es difícil detectar un porcentaje menor del 0.05% de animales con tumores ya que se expuso a 60 ratones en cada grupo, dado que 60 x 0.5 / 100 = 0.3 animales, habitualmente lleva a que no se observe ningún tumor (si bien el porcentaje real es mayor de cero). Esto demuestra una limitación de este tipo de experimentos con roedores: será difícil obtener datos útiles para las dosis más bajas, porque es casi imposible obtener fondos para realizar experimentos con 600 o incluso 6 000 animales por grupo de dosis.

Figura 2. A. Relación dosis-respuesta entre cáncer de esófago en ratas Wistar macho y exposición a N-nitrosodietilamina (NDEA) en el agua bebible que comenzó a las 6 semanas de edad y continuó durante toda la vida. El número inicial de ratas fue de 240 para los controles y de 60 para cada grupo de dosis. Los datos fueron tomados de la referencia 22 y graficados según la referencia 23. Al contrario de Waddell, que calculó “moléculas de N-nitrosodietilamina/kg/día”, nosotros graficamos “ppm en agua bebida” en la abscisa, porque no comparamos diferentes sustancias en este artículo. B. Posibles formas de la curva que se muestra en la figura 2A para dosis menores de 0.528 ppm. La ausencia de ratas con cáncer de esófago en los grupos con bajas dosis no garantiza un riesgo igual a cero, dado que el número de animales por grupo de dosis es sólo n = 60. Por lo tanto, es imposible predecir la forma de la curva por debajo del límite indicado de sensibilidad, utilizando los datos obtenidos del estudio de Peto.

Nuevo concepto para la clasificación de los carcinógenos

Los conceptos publicados en años recientes sugieren una diferenciación entre carcinógenos con distintos tipos de umbral y sin ellos, lo que conduce a cuatro grupos básicos de carcinógenos químicos (^7,9; Figura 3; tabla 1).

Figura 3. Propuesta de un gráfico de flujo para la categorización de los carcinógenos (tomado de la referencia 7).

A. Carcinógenos genotóxicos sin umbral; para la evaluación del riesgo con bajas dosis parece apropiado el modelo lineal sin umbral. Las normas pueden basarse sobre el principio ALARA (del inglés “as low as reasonably achievable”, tan bajo como sea razonablemente alcanzable), la factibilidad técnica y otras consideraciones sociopolíticas.

B. Carcinógenos genotóxicos en los cuales no se puede sostener de modo suficiente la existencia de un umbral; en estos casos se utiliza el modelo lineal sin umbral como presunción por defecto, sobre la base del principio de precaución.

C. Carcinógenos genotóxicos para los cuales los estudios sobre mecanismos o toxicinética sostienen un umbral práctico; los límites de exposición que afecten la salud pueden basarse en el Nivel de Efectos Adversos No Observados (NEANO) establecido.

D. Carcinógenos no genotóxicos y carcinógenos no reactivos al ADN; en estos compuestos un umbral perfecto se asocia con un NEANO y se deben derivar límites de exposición basados sobre la salud.

La Tabla 1 recopila algunas sustancias químicas que han sido categorizadas según estos criterios. En este esquema tienen fundamental importancia especialmente las distinciones entre los grupos B y C-D, porque es necesario reducir tanto como sea factible los carcinógenos del grupo B, mientras que limitar la exposición es suficiente para los carcinógenos de los grupos C y D. Obviamente, la nueva estrategia de categorización de los carcinógenos requiere el conocimiento detallado de los mecanismos tóxicos. Se demostrará con dos ejemplos, la aflatoxina B1 y el acetato de vinilo.


Aflatoxina B1

La aflatoxina B1 (AFB1) es un potente hepatocarcinógeno humano. Es un representante típico de la clase de carcinógenos que muestran una relación dosis-respuesta lineal en el intervalo de baja dosis. Por ejemplo, un estudio de 24 meses de duración con ratas Fisher macho expuestas a cinco dosis entre 1 y 50 ppmm (partes por miles de millón) en agua bebible condujo a una curva dosis-respuesta lineal y la incidencia de tumores hepáticos es del 80% en la dosis máxima (Figura 4;^24,25). El aumento lineal de los tumores hepáticos se corresponde bien con la inducción también lineal del principal aducto de ADN (dG-N7-AFB1) formado por la AFB1 (Figura 4;²⁶). Por supuesto, no se puede excluir que se podría observar un umbral para dosis menores que aquellas utilizadas en los experimentos que se muestran en la figura 4. Sin embargo, a menos que contemos con datos se debe utilizar el modelo más conservador para evaluar el riesgo de la AFB1 que es una extrapolación lineal de la curva dosis-respuesta sin ningún umbral observable.

Figura 4. Tumores hepáticos (º) y aductos (•) inducidos por aflatoxina B1. Se expuso a ratas Fisher macho a cinco dosis de aflatoxina B1 entre 1 y 5 ppmm en agua bebible durante 24 meses para analizar la incidencia de tumores. Se midieron los aductos de ADN después de 8 semanas de administración continua de AFB1 en agua bebible.^24,25

La AFB1 requiere la conversión metabólica a AFB1 exo-8,9-epóxido para producir el daño del ADN.^8,27 En los seres humanos la AFB1 es activada primariamente por CYP3A4 y 1A2. El AFB1 epóxido reacciona con guanina y da por resultado 8,9-dihidro-8-(N⁷ guanil)-9-hidroxiaflatoxina B1 (AFB1-N7-Gua) como principal aducto de ADN. El anillo imidazol con carga positiva de la molécula resultante facilita la despurinización, lo que conduce a un sitio apurínico. Como alternativa, el anillo imidazólico de AFB1-N7-Gua se abre para formar la formamidopirimidina AFB1 (AFB1-FAPY) estable. La AFB1-N7-Gua inicial, la AFB1-FAPY y el sitio apurínico representan precursores probables de los efectos mutagénicos de AFB1. El aducto AFB1-N7-Gua inicial es extremadamente eficiente para inducir mutaciones²⁸ (Figura 5).

Figura 5. El metabolito activo de la aflatoxina B1, aflatoxina B1-8,9-óxido, induce eficientemente dos tipos de mutación (transversión G→T y transición C→T) como resultado del aducto de AFB1-N⁷-guanina (8,9-dihidro-8-(N⁷ guanil)-9-hidroxiaflatoxina) B1. (panel superior) Las transversiones G→T están dirigidas al sitio original del aducto. Se identificaron estas transversiones G→T en el gen supresor de tumores p53 en la tercera posición del codón 249 (AGG) aproximadamente en el 50% de todos los carcinomas hepatocelulares examinados provenientes de seres humanos expuestos a AFB1^31,32 (panel inferior). La transición C→T tiene lugar en la cara 5’ de la guanina modificada (panel inferior). La porción AFB1 del aducto AFB1-N7-Gua se intercala sobre la cara 5’ de guanina. En consecuencia, la base 5’ del aducto (una citosina, en la figura) puede rotar fuera de la hélice, lo que conduce a la inserción de adenina desde el aducto AFB1, y finalmente da por resultado una transición C→T. Se identificaron estas transiciones C→T en el codón 12 del oncogén c-ki-ras de los carcinomas hepatocelulares de la rata.⁸

En conclusión, la aflatoxina B1 (AFB1) es clasificada como un carcinógeno clase A (Figura 3), dado que (I) AFB1 es genotóxica, (II) induce mutaciones, (III) es carcinógena sin mecanismos de umbral obvios. Como consecuencia práctica, parecen justificados los esfuerzos importantes para reducir la exposición humana a la AFB1 tanto como sea razonablemente alcanzable.


Acetato de vinilo

Uno de los ejemplos mejor estudiados de un carcinógeno del grupo C es el acetato de vinilo (AV). El AV es genotóxico porque induce aberraciones cromosómicas, enlaces cruzados entre proteínas del ADN e intercambios de cromátides hermanas.^8,29 Sin embargo, el AV no produce mutaciones en los sistemas de prueba bacterianos ni de mamíferos. Algunos datos provenientes de bioensayos muestran que el AV es carcinógeno en ratas y ratones por vía oral, y en ratas por vía inhalatoria. Después de la exposición oral, los únicos tumores que se asociaron claramente con exposición al AV fueron del aparato digestivo superior localizados en cavidad oral, esófago y estómago anterior. La incidencia tumoral disminuye desde la cavidad oral hasta el estómago anterior. Esta característica parecería asociarse más apropiadamente con un carcinógeno por sitio de contacto. Sin embargo, todas las respuestas carcinógenas se expresan con niveles de dosis muy altas que exceden las definiciones estándares de Dosis Máxima Tolerada (DMT), es decir la dosis más alta de una sustancia química que al ser administrada a un grupo de animales de prueba no aumenta la tasa de mortalidad durante un estudio prolongado. La capacidad de respuesta de ratas y ratones es similar cuando la dosis se expresa en forma de mg/kg/día. Cuando se grafican los datos en conjunto puede observarse que existe un quiebre en la curva dosis-respuesta (Figura 6). Después de la exposición inhalatoria, el AV produjo tumores nasales en ratas, pero no en ratones. La carcinogenicidad sólo se observó con dosis muy altas.

Figura 6. Datos compuestos dosis-respuesta para bioensayos en agua (tomado de referencia 8). El acetato de vinilo indujo carcinoma epidermoide de cavidad oral, esófago y estómago anterior. La incidencia de tumores fue máxima en la cavidad oral. Los datos muestran un quiebre en la curva dosis-respuesta.

La exposición de los tejidos al AV, en el sitio de contacto, conduce a la conversión metabólica a ácido acético y acetaldehído, que es catabolizado por las carboxilesterasas y la aldehído deshidrogenasa (Figura 7). El acetaldehído en altas concentraciones induce enlaces cruzados entre proteínas del ADN, lo que finalmente produce aberraciones cromosómicas.⁸ La formación eficiente de los enlaces cruzados de las proteínas del ADN requiere un pH intracelular (pH_i) bajo. El micro ambiente con bajo pH es causado por la formación de ácido acético a partir de la hidrólisis del AV y la oxidación de acetaldehído a ácido acético y liberación de protones. Como se explicó antes, el acetaldehído es un clastógeno conocido pero no parece inducir mutaciones puntuales. De hecho, los perfiles de actividad genotóxica para acetaldehído y AV son casi idénticos y el AV no es activo como clastógeno sin el agregado de una fuente de carboxilesterasa. Por lo tanto, la actividad clastogénica del AV debe ser atribuida a la formación metabólica de acetaldehído.

Figura 7. La toxicidad del acetato de vinilo se debe a sus metabolitos acetaldehído y ácido acético. El ácido acético conduce a acidificación y puede producir citotoxicidad, mientras que el acetaldehído es responsable de los efectos genotóxicos observados después de la exposición al acetato de vinilo.

Para el modelado de las relaciones dosis-respuesta es razonable concentrarse sobre las células basales que representan las células de origen de los tumores nasales. Algunos modelos in vitro muestran que la exposición a 1 ppm de AV conduce a un nivel de acetaldehído en las células basales menor que la concentración endógena de acetaldehído in vivo.⁸ Así, puede esperarse que una concentración de 1 ppm esté muy por debajo de las concentraciones que podrían causar efectos tóxicos. Los tejidos pueden adaptarse a la exposición al ácido acético y el acetaldehído sin efectos adversos hasta cierto nivel de exposición. Esto es compatible con la exposición conocida de los tejidos a ácido acético y acetaldehído endógenos. Se sabe que el acetaldehído es un componente natural del cuerpo y un subproducto metabólico del metabolismo de la treonina.⁸ Existen concentraciones basales de acetaladehído de aproximadamente 0.3 μg/ml en sangre. Por lo tanto, parece razonable que la exposición al AV que conduce a niveles tisulares de acetaldehído por debajo de los niveles basales en la sangre o los tejidos también se encuentre por debajo de los umbrales biológicos. El umbral para la reducción del pH_i (causado por el metabolito del AV ácido acético) que no induce citotoxicidad in vitro es de 0.15 unidad de pH.³⁰ La reducción del pH con una concentración de 1 ppm de AV está muy por debajo de 0.15 unidad de pH.

Cuando se alcanzan niveles críticos de exposición a ácido acético y acetaldehído se exceden los umbrales y se activan pasos críticos en el mecanismo que finalmente conducen al cáncer (Figura 8). El modelo PBPK predice que, en la rata, la exposición del tejido olfatorio nasal a 50 ppm de AV conduce a una reducción de 0.08 unidad en el pH_i y una concentración de acetaldehído en las células basales de 1.7 μg/ml. Cincuenta ppm de AV es un NEANO y la reducción del pH y los niveles de acetaldehído en las células basales se encuentran por debajo de sus umbrales. A medida que el nivel de la dosis aumenta hasta 200 ppm, se predice una reducción del pH_i de 0.25 unidad de pH y se produce citotoxicidad como la degeneración olfatoria (Figura 8; paso 3). Sin embargo, la respuesta de la proliferación celular a 200 ppm es débil (paso 4). Con 600 ppm los niveles de acetaldehído están muy por encima del umbral en 12.4 μg/ml (paso 1), se predice una reducción considerable del pH_i en 0.49 unidad de pH (paso 2), aumenta mucho la degeneración olfatoria (paso 3) y la proliferación de las células basales es mayor de 2 veces la de los controles (paso 4). Con 600 ppm, todos los pasos críticos del mecanismo de carcinogénesis se encuentran activos y ahora se observa un aumento estadísticamente significativo de la tasa de tumores (paso 5). Esta secuencia de acontecimientos en el modelo fisiológico sugiere que sólo cuando se logran concentraciones críticas de exposición, niveles umbrales para la reducción del pH_i, citotoxicidad y proliferación celular, están en juego todas las condiciones necesarias para un mecanismo carcinógeno completo. Finalmente, clasificamos al acetato de vinilo (AV) como un carcinógeno grupo C (Figura 3) debido a las siguientes propiedades: (I) el AV es genotóxico, (II) la genotoxicidad sólo tiene lugar en el nivel cromosómico y no se inducen mutaciones, (III) el AV es una genotoxina débil y se necesitan mecanismos secundarios (toxicidad y proliferación regenerativa) para la tumorogénesis. Como consecuencia práctica de la clasificación en el grupo C, se justifican los límites de exposición basados sobre la salud.


Figura 8

En conclusión, se sugiere un sistema de categorización de los carcinógenos que diferencia entre los carcinógenos sin umbral (conocidos) (tipo A y B) y las sustancias químicas que actúan por mecanismos de umbral bien conocidos (tipo B y C).

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