Dr. Ricardo González Álvarez y Dra. Zullyt Zamora Rodríguez
Se hizo una revisión bibliográfica sobre las investigaciones toxicológicas preclínicas realizadas hasta el presente, sobre la carcinogenicidad del ozono administrado por vía inhalatoria, a los animales de experimentación (ratas, ratones y hámster). De los 9 estudios informados, en algunos los animales fueron expuestos al ozono por períodos de 24 a 30 meses, pero solo en aquellos en que se utilizó ratones, se observó la inducción de adenomas pulmonares. La carcinogenicidad en ratones se evidenció solo en los ratones de la línea B6C3F1. Por el contrario, en los estudios de carcinogenicidad en que se utilizaron hámster y ratas, no se detectó la inducción de adenomas ni de carcinomas después de la exposición a concentraciones altas de ozono. En conclusión, la exposición de los roedores al ozono inhalado durante períodos prolongados y a concentraciones elevadas no indujo carcinogénesis en estas especies. Tampoco se han encontrado evidencias de que sea un agente promotor o cocarcinogénico. En seres humanos la carcinogenicidad del ozono tampoco ha sido demostrada. Investigaciones sobre este tópico utilizando otras vías de administración del ozono son necesarias para esclarecer este aspecto.
Palabras clave: Ozono, carcinogénesis, ratones, ratas, hámster.
El ozono (O3) es un gas contaminante de la atmósfera que posee entre sus propiedades fundamentales la de ser un agente oxidante potente1 con gran capacidad para reaccionar con moléculas biológicas importantes, especialmente lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.2
Numerosos estudios han demostrado claramente que la toxicidad del O3 puede explicarse a través de sus reacciones con los radicales libres.2
El O3 posee propiedades radio miméticas y aunque no es un radical, induce la generación de especies reactivas de oxigeno (anión superóxido, peróxido de hidrógeno, radical hidroxilo) y también de especies reactivas de nitrógeno, entre otras, a través de las cuales causa inflamación, daño celular, genotoxicidad y lesiones diversas en el aparato respiratorio cuando el gas es inhalado de forma frecuente y prolongada.3,4
Desde la década pasada también se han acumulado numerosas evidencias, de que la mezcla ozono/oxígeno aplicada por otras vías de administración, diferentes a la inhalatoria, como son la intravenosa (autohemoterapia con ozono), la intrarectal, intraarticular y la intramuscular, entre otras, ejerce efectos terapéuticos beneficiosos en enfermedades como el SIDA5 y otras enfermedades infecciosas, incluidas aquellas que son resistentes a los antibióticos convencionales, lo cual se debe al gran poder germicida del ozono.6 También existen evidencias de su efectividad terapéutica en pacientes con trastornos cerebrovasculares agudos, cardiopatías7 e insuficiencia vascular de etiología isquémica en miembros inferiores,8 incluidas aquellas vinculadas con la diabetes mellitus. También se han observado resultados positivos en pacientes con hernias discales donde el ozono se inyecta en los músculos paravertebrales.6
Teniendo en cuenta el gran poder oxidante del ozono y la tocixidad referida anteriormente por vía inhalatoria y con el objetivo de establecer una relación riesgo/beneficio que justifique o no el uso del ozono con fines terapéuticos, se realizó recién una revisión sobre los estudios realizados en Cuba y otros países referentes a la genotoxicidad del ozono.9 Teniendo en cuenta que también se ha incriminado al O3 como un posible agente inductor de tumores y de carcinogenicidad,10 se decidió extender el análisis a los estudios toxicológicos subcrónicos y crónicos realizados hasta el presente en animales de experimentación con el O3 administrado por vía inhalatoria, con la finalidad de esclarecer este importante aspecto de la toxicología.
]]> Werthamer y otros11 expusieron a ratones Swiss-Webster (sensibles al desarrollo de adenomas pulmonares) a concentraciones de O3 de 9,0 mg.m-3 durante 2 h en días alternos por un período de 75 d. Se observó un incremento estadísticamente significativo de las alteraciones celulares en los pulmones de los ratones expuestos al O3 inhalado con respecto al grupo control no tratado. Las alteraciones tisulares fueron la inducción de hiperplasia, metaplasia y adenomas, así como también reacciones inflamatorias inducidas por el O3 en estos roedores.Mustafa y otros12 expusieron ratones hembras de la línea A/J sensibles al desarrollo de adenomas pulmonares a la concentración de O3 de 0,62 mg.m-3 de forma intermitente 103 h en semanas alternas durante 6 meses, sacrificando los animales 3 meses después de la exposición final al O3. No se encontraron diferencias significativas en la inducción de adenomas pulmonares entre el grupo expuesto al O3 y los controles no tratados.
Last y otros10 informaron la inducción de adenomas pulmonares en animales expuestos a concentraciones de ozono por vía inhalatoria que oscilaron entre 1 y 2 mg.m-3 durante 6 y 18 semanas, respectivamente.
Ichinose y Sagai13 expusieron ratas Wistar machos a concentraciones de O3 de 0,1 mg.m-3, 10 h diarias durante 13 meses y posteriormente las mantuvieron en atmósfera con aire por otros 11 meses antes de ser sacrificadas; no encontrando tumores pulmonares en las ratas tratadas con O3.
Los resultados de un estudio sobre carcinogenicidad del O3 administrado por inhalación durante el tiempo de vida de las ratas F344/N de los 2 sexos fueron publicados.14 Las ratas fueron expuestas a concentraciones de O3 de 0,24, 1,0 y 2,0 mg.m-3, 6 h/d durante 5 d de la semana por 104 semanas. No se detectó inducción de tumores en este estudio.
Para esclarecer si el O3 es promotor del proceso carcinogénico o actúa como un cocarcinógeno se realizaron 2 estudios en los cuales se utilizaron 2 agentes carcinogénicos reconocidos, el 4-(N- methyl- N nitrosamina) -1- 3- pyridyl -1-1 butanone (NNK) y el benzopireno (BP), los cuales fueron administrados a ratas y ratones, respectivamente.
Las ratas fueron inyectadas con NNK, 3 veces por semana durante las primeras 20 semanas y expuestas a la administración de O3 por inhalación durante 105 semanas, no observándose incrementos significativos en el número de neoplasias pulmonares con respecto a las inducidas por el NNK, es decir en otras palabras, el O3 no estimuló significativamente la inducción de neoplasias pulmonares en los animales.14
Un resultado similar se obtuvo con los ratones C57 BL/6 y X pa, estos últimos con deficiencia en la reparación del ADN, a los que se le administró el BP por vía oral en la dieta, con el objetivo de inducir tumores gástricos, esofágicos y pulmonares; siendo también expuestos al O3 por inhalación (0,08 ppm) durante 6 meses, demostrándose que el tratamiento combinado con ambos agentes (BP y O3) no ejerció influencia en la formación y el desarrollo de los tumores malignos inducidos por el BP en los ratones.15
No solo se han realizado estudios sobre carcinogenicidad del O3 en ratas y ratones, sino también en hámster. Witschi y otros16 trataron hámsteres sirios machos con inyecciones subcutáneas de N-nitrosodietilamina 2 veces semanales durante 6 meses en que los animales fueron también expuestos continuamente al O3 (1,6 mg.m-3, 23 h diarias, 7 d por semana), y no se encontraron diferencias significativas en la formación de tumores pulmonares entre el grupo tratado con O3 y el control expuesto al aire.
Herbert y otros17 expusieron ratones B6C3F1 de los 2 sexos a concentraciones de O3 de 0,12 ppm, 0,5 ppm y 1,0 ppm 6 h diarias, 5 d por semana durante períodos de 24 y 30 meses, los que compararon con los correspondientes grupos controles. En los ratones machos el incremento en el número de tumores (adenomas y carcinomas) no fue estadísticamente significativo, mientras en los ratones hembras el número de adenomas y carcinomas pulmonares se incrementó de manera significativa, pero solo en el grupo tratado con la concentración mayor de O3. Sin embargo, más recién en otro estudio sobre carcinogenicidad del O3, Witschi y otros,18 utilizando ratones hembras de la línea A/J sometidos a condiciones experimentales similares que en el estudio anterior, no encontraron evidencias de carcinogenicidad del O3 en esta especie.
]]> Tampoco fueron detectados tumores pulmonares malignos en un estudio en que se utilizó ratones Webster suizos10 ni en otro en que se utilizó la línea C57BL/6,11 indicando los resultados anteriores que el O3 induce o no tumores pulmonares en dependencia de la línea de ratón que se utilice.En resumen, los estudios sobre la inducción de tumores y la carcinogenicidad del O3 administrado por vía inhalatoria han demostrado la inducción de adenomas y carcinomas pulmonares solo en ratones de la línea B6C3F1. Sin embargo, los estudios realizados en las líneas A/J, C57BL/6, y Webster suizos han dado resultados negativos de carcinogenicidad. Tampoco se ha demostrado carcinogenicidad del ozono en los estudios en que se utilizaron hámster y ratas. De forma similar, no se ha podido demostrar el efecto del O3 como promotor o agente cocarcinogénico en las investigaciones realizadas. En seres humanos, la carcinogenicidad del O3 tampoco ha sido demostrada. Investigaciones sobre este tópico son necesarias utilizando otras vías de administración del O3.
A la técnica Yaima Alonso por su colaboración en la impresión de este manuscrito.
A bibliographic review of the preclinical toxicological researches carried out up to the present on the carcinogenicity of ozone administered by inhalotory route in experimental animals (rats, mice and hamster) was made. Of the 9 informed studies, in some of them the animals were exposed to ozone for periods of 24 to 30 months, but the induction of pulmonary adenomas was only observed in those where mice were used. Carcinogenicity in mice was evidenced only in B6C3F1 mice. On the contrary, the induction of adenomas or carcinomas was not detected in the studies using rats or hamsters after the exposure to high concentrations of ozone. To conclude, the exposure of rodents to inhalated ozone for long periods and at elevated concentration did not produce carcinogenesis in these species. It has not been proved that it is a promotor or carcinogenic agent. In human beings, the carcinogenicity of ozone has not been demonstrated yet. Further researches on this topic using different routes of ozone administration are necessary to clear up this aspect.
Key words: Carcinogenesis, mice, rats, hamster.
1. Sundell J, Zuber A. Ozone and other photochemical oxidants in ambient and indoor airproperties, sources and concentrations. Scand J Work Environ Hlth 1996;22(3):5-14.
2. Cotgreave I. Absorption and metabolic fate of ozone- the molecular basis of ozone-induced toxicity. Scand J Work Environ Hlth 1996;22(3):15-26.
3. Devlin RB, Folinsbee I, Biscardi F, Hatch G, Becker S. Inflammation and cell damage induced by repeated exposures of human to ozone. Inhal Toxicol 1997;9:211-35.
4. Victorin K. Review of the genotoxicity of ozone. Mutat Res 1992;277:221-38.
5. Garber GE, Cameron DW, Hawley-Foss N, Greenway D, Shonnan ME. The use of ozone treated blood in the therapy of HIV infection and immune disease: a study of safety and efficacy. AIDS 1991;5:981-4.
6. Bocci V, Aldinucci C, Borrelli E, Corradeshi F, Diodori A, Fanetti G, et al. Ozone in Medicine. Ozone Sci Engineering 2001;23:207-17.
7. Hernández F, Menéndez S, Wong R. Decrease of blood cholesterol and stimulation of antioxidative response in cardiopathy patients treated with endovenous ozonetherapy. Free Radical Biol Med 1995;19:115-9.
8. Giunta R, Coppola C, Luongo C. Ozzonized autohemotransfusion improve hemorheological parameters and oxygen delivery to tissues in patients with peripheral occlusive arterial disease. Ann Hematol 2000;80:745-8.
9. González R, Romay C, Díaz S. Estudios sobre la genotoxicidad del ozono. Rev Cubana Invest Biomed 2005;23(3):177-83.
10. Last JA, Warren DL, Pecquet- Good E, Witschi H. Modification by ozone of lung tumor development in mice. JNCI 1987;78:149-54.
11. Werthamer S, Schwarg LH, Soskind L. Bronchial epithelial alterations and pulmonary neoplasia induced by ozone. Path Microbial 1970;35:224-30.
12. Mustafa MG, Hassett CM, Newell GW, Schrauzer GN. Pulmonary carcinogenic effects of ozone. Ann NY Acad Sci 1988;534:714-23.
13. Ichinose T, Sagai M. Combined exposure to NO2, O3 and H2SO4 aerosol and lung tumor formation in rats. Toxicology 1992;74:173-84.
14. Boorman GA, Hailey R, Grumbein S, Chou B, Herbert RA. Toxicology and carcinogenesis studies of ozone in Fisher-344/N rats. Toxicol Pathol 1994; 22:545-54.
15. Hoogervorst EM, De Vries A, Beems RB, Van Oostrom CT, Wester PW. Combined oral benzo [a]pyrene and inhalatory ozone exposure have no effect on lung tumor development in DNA repair-deficient Xpa mice. Carcinogenesis 2003;24:613-9.
16. Witschi H, Wilson DW, Plopper CG. Modulation of N-nitrosodiethylamine induced hamster lung tumor by ozone. Toxicology 1993;77:193-202.
17. Herbert RA, Hailey JR, Grumbein S, Chou BJ, Sills RC, Haseman JK, et al. Two year and lifetime toxicity and carcinogenicity studies of ozone in B6C3 F1 mice. Toxicol Pathol 1996;24:539-48.
18. Witschi H, Espiritu I, Pinkerton K, Murphy K, Maronpot R. Ozone carcinogenesis revisited. Toxicol Sci 1999;52:1162-67. Recibido: 2 de febrero de 2006. Aprobado: 20 de febreo de 2006.
Dr. Ricardo González Álvarez. Centro de Investigaciones del Ozono, AP 6412, Ciudad de La Habana, Cuba. Correo electrónico: ozono@infomed.sld.cu
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