4. semanas toxicología ambiental

8/17/2019 4. Semanas Toxicología Ambiental

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TOXICOLOGÍA AMBIENTAL

Cuantifcación de tóxicos en el organismo

La respuesta tóxica en un órgano determinado depende de laexposición de ese órgano al tóxico o sea el da!o depende de laconcentración de la su"stancia en el te#ido "lanco$Es e%idente &ue si se desea estudiar cuantitati%amente el e'ecto delos tóxicos am"ientales en la salud del (om"re es necesario poderestimar la cantidad de tóxico &ue realmente entró al organismoestudiar las trans'ormaciones &ue le (ace el meta"olismo ) lasconcentraciones en las &ue se encuentran las especies tóxicas en

los distintos órganos del cuerpo$ La estimación de la concentraciónde las especies tóxicas en los medios corporales se puede (acer dedos 'ormas* por medio de muestreo "iológico ) por el uso demarcadores "iológicos$


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TOXICOLOGÍA AMBIENTAL

Muestreo biológicoEl muestreo biológico o dosimetría interna consiste en ladeterminación cuantitativa de la concentración del tóxico o susmetabolitos en uno o más medios corporales del organismoexpuesto$

Esta in'ormación se usa para estimar la exposición &ue experimentan cadauno de los te#idos del cuerpo con el +n de estimar la magnitud de laexposición am"iental ) para demostrar &ue existió una exposición e'ecti%a$El simple (ec(o de &ue el tóxico se encuentre dentro del organismo es laprue"a de &ue existió la exposición$El diseño del muestreo biológico consiste en seleccionar el medio

biológico que se va a muestrear, la especie química que se deberáanalizar y el tiempo al que se deberá tomar la muestra $ Es necesarioasegurarse &ue las condiciones de muestreo sean las &ue proporcioneno"ser%aciones de %alores representati%os del ni%el del tóxico en elorganismo


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!C"#$E% &$'(C'&!)E% *+E %E C#(%'E$!( !)'%E-!$ E) M+E%"$E#$

Tipo de Exposición$ En el caso de las exposicionesintermitentes el tiempo transcurrido desde la exposiciónes mu) importante de"ido a &ue la concentración delagente puede %ariar r,pidamente con el tiempo$ La

concentración interna se incrementa al inicio de laexposición ) despu-s empie.a a disminuir de"ido ale'ecto de los procesos de desintoxicación del organismo/meta"olismo ) excreción0$ El tiempo transcurrido no estan importante si la exposición es continua )a &ue laconcentración del compuesto estar, pr,cticamenteconstante cuando se esta"lece el r-gimen estacionario$


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Movilidad y metabolismo$ 1ependiendo de laspropiedades '2sico&u2micas ) "io&u2micas del tóxico -stese transportar, a distintas %elocidades (acia los órganosse acumular, ) se trans'ormar, a %elocidades di'erentes

en cada uno de los órganos en los &ue penetró$ 3i elcompuesto original se "iotrans'orma r,pidamenteentonces su concentración en los medios "iológicosser, mu) "a#a ) en ese caso es m,s signi+cati%o seguirla concentración de sus meta"olitos$ El compuesto sepuede encontrar en la sangre acumulado en grasa pelou!as m4sculo o (ueso o encontrarse en las secrecionesdel organismo /orina (eces lec(e sudor0 etc$


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!C"#$E% &$'(C'&!)E% *+E %E C#(%'E$!( !)'%E-!$ E) M+E%"$E#

Facilidad de muestreo$ 3e pre+ere anali.ar los medios delos &ue se puedan o"tener las muestras m,s ',cilmentein%adiendo el organismo lo menos posi"le$ 3e pre+ere elmedio en el &ue se encuentre la especie &u2mica rele%ante

en 'orma m,s ',cil de anali.ar$

El muestreo de cada medio tiene sus %enta#as ) des%enta#as) la selección del medio m,s adecuado en cada casodepender, del "alance entre esas %enta#as ) des%enta#as$

Los medios m,s com4nmente anali.ados son la orina lasangre ) el ca"ello$ A continuación se descri"en lascaracter2sticas principales de los muestreo de estos medios$


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#rinaEn este medio se encuentran los xeno"ióticos )5o susproductos de excreción &ue sean solu"les en agua$El muestreo es mu) sencillo no re&uiere deprocedimientos in%asi%os ni de personal especiali.ado$Como la orina es una solución acuosa (omog-nea esmu) ',cil estimar la recuperación del anali.ando$Los cam"ios en 6u#o ) composición de la orina in6u)en

so"re la concentración de las su"stancias en estemedio ) por lo tanto los resultados se de"en de corregirpor estos 'actores$


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%angreLa sangre se supone &ue est, en e&uili"rio con todos los órganos del cuerpo ) por lo tanto es elmedio &ue me#or re6e#a la exposición de los di'erentes órganos en un momento dado$El 'actor &ue m,s a'ecta la representati"idad de los resultados del muestreo de sangre es ladistri"ución del tóxico entre el plasma ) las c-lulas &ue puede %ariar con el periodo de exposición) el lapso transcurrido desde &ue sucedió$ Como se %er, m,s adelante la distri"ución depende delas propiedades '2sico&u2micas del compuesto$ Los liposolu"les normalmente se encuentran en las

c-lulas ) los compuestos ioni.ados en el plasma$ En cada uno de estos compartimentos elcompuesto se puede encontrar li"re o asociado a di'erentes ligandos como prote2nas clorurosglutatión$

El muestreo de sangre re&uiere de entrenamiento especiali.ado ) se de"en de tener lossiguientes cuidados*

no contaminar la muestra con la agu#a o con el recipiente

seleccionar procedimientos de muestreo ) preparación &ue no a'ecten los resultados$ 7ore#emplo si se usa E1TA como anticoagulante no se podr, (acer la determinación del ni%el deplomo plasm,tico$ La concentración de plomo &ue se determine en una muestra preparada enesta 'orma ser, un %alor m,s alto &ue el real de"ido a &ue el E1TA redistri"u)e el ion alpro%ocar su emigración de las c-lulas al plasma

(acer la determinación del (ematocrito para estimar la recuperación del anali.ando


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CabelloLa ma)or2a de los compuestos &ue se incorporan al ca"ello son los &ue tienena+nidad por los grupos sul'(idrilo de la &ueratina$El ca"ello crece lentamente as2 &ue su muestreo no es adecuado para e%aluarexposiciones recientes$ 3e sa"e &ue sólo en una de las 'ases de crecimiento delca"ello /anagenia0 se incorporan los xeno"ióticos presentes en el cuerpo ale#e del ca"ello ) se sa"e tam"i-n &ue la %elocidad de crecimiento en esa 'asees de 8$9: mm5d2a$ Esta in'ormación se usa para reconstruir con "uenaexactitud la (istoria de exposiciones pasadas por per2odos prolongados$1esa'ortunadamente solo se tiene datos para mu) pocas su"stancias &ue nospermitan estimar el coe+ciente de partición sangre;pelo$El principal pro"lema &ue se tiene con el muestreo del ca"ello es lacontaminación pro%eniente de 'uentes externas como part2culas suspendidasen el aire contaminantes presentes en el agua productos de limpie.a )cosm-ticos$El muestreo de ca"ello no es un procedimiento in%asi%o$


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#tros Medios3e pueden seleccionar otros medios"iológicos para tomar muestras tales como

aire ex(alado /%$g$ en la determinación dealco(ol et2lico0 c-lulas ex'oliadas de la pielu!as sudor sali%a (ueso ) lec(e materna$ Elan,lisis de lec(e materna se utili.aprincipalmente para estimar exposiciones dein'antes m,s &ue para estimarconcentraciones corporales en la madre


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"oxicodinámicaEn el medio am"iente la "iota est, rodeada permanentemente de unagran cantidad de su"stancias con las cuales interacciona en todas susacti%idades %itales$ Aun&ue todos los compuestos con los &ue est, encontacto inclu)endo el agua pueden ser tóxicos en determinadas dosis

es e%idente &ue un gran n4mero de especies (an tolerado esta situación$7ara &ue un tóxico am"iental cause un da!o en primer lugar se de"eestar expuesto a -l ) en segundo lugar el tóxico tiene &ue %encer lasde'ensas del organismo &ue tratan de impedirle &ue llegue al te#ido"lanco en 'orma acti%a$ Las de'ensas consisten 'undamentalmente enmecanismos &ue restringen la mo%ilidad ) disminu)en el per2odo de

exposición del te#ido "lanco$ Esto lo puede (acer el organismo poniendo"arreras a su despla.amiento (acia determinados te#idos disminu)endosu di'usi"ilidad a tra%-s de las mem"ranas celulares )5o 'acilitando suexcreción$


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igura ./0/ !ME )as rutas que sigue un tóxico en elorganismo


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!bsorción)a absorción de un tóxico se defne como el proceso por medio del cual 1steatraviesa membranas y capas de c1lulas 2asta llegar al torrente sanguíneo $El mecanismo de ingreso del tóxico al organismo usa los mismos mecanismos detransporte dise!ados para mo%ili.ar compuestos de estructura similar$Los principales mecanismos de transporte son los siguientes* di3usión simple$ 1epende de la existencia de un gradiente positi%o de

concentración /entre el medio contaminado ) la sangre0$ La di'usi"ilidad de unasu"stancia a tra%-s de las mem"ranas "iológicas depende de sus propiedades'2sico&u2micas las su"stancias polares de "a#o peso molecular /(asta =88 daltons0pasan a tra%-s de los poros acuosos de las mem"ranas mientras &ue lasmol-culas (idró'o"as se di'unden a tra%-s de las .onas lip2dicas$ En general losl2pidos penetran m,s ',cilmente las mem"ranas &ue las mol-culas ioni.adas

El transporte activo, la endocitosis o la di3usión mediada por untransportador son los mecanismos por los cuales se di'unden los compuestos depeso molecular grande /sean polares o liposolu"les0 ) los &ue se transportan encontra del gradiente de concentración


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'ngestiónCuando el tóxico se ingiere entra al "racto 4astro 'ntestinal /TGI0 la ma)or cantidad se a"sor"een el estómago ) en los intestinos aun&ue tam"i-n puede (a"er a"sorción en cual&uier lugardel "4' inclu)endo las a"sorciones su"lingual ) rectal$El sitio de a"sorción depende en parte del estado de ioni.ación del compuesto$ Los ,cidos d-"ileses m,s pro"a"le &ue se a"sor"an en el estómago donde (a) un p> "a#o mientras &ue las "asesd-"iles &ue est,n menos ioni.adas a p> alto se a"sor"en me#or en el intestino donde existen

estas condiciones$La gran ,rea de a"sorción del intestino ) los largos tiempos de residencia dependiendo de lamo%ilidad intestinal permiten &ue se tengan a"sorciones considera"les aun&ue el 6ux cantidadtransportada por unidad de ,rea ) de tiempo sea pe&ue!o$La a"sorción de los xeno"ióticos usa los mismos mecanismos &ue tiene el TGI para a"sor"er losnutrimentos$ 7or e#emplo el plomo se a"sor"e en el intestino usando el sistema de transporte delcalcio$

7ara &ue un compuesto ingerido pueda alcan.ar la circulación general accesar el resto delorganismo ) tener la posi"ilidad de causar un da!o de"e primero ser capa. de resistir* la acción de las en.imas digesti%as el p> del estómago la "iodegradación por la 6ora intestinal$ la "iotrans'ormación por las en.imas (ep,ticas$


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'n2alaciónLa in(alación es la %2a de exposición a gases %apores de l2&uidos %ol,tiles aerosoles )part2culas suspendidas en el aire$Los sitios de a"sorción son la nari. ) los pulmones$La nari. act4a como un limpiador o trampa para los gases solu"les en agua ) los mu) reacti%osas2 como para retener las part2culas grandes$La a"sorción de gases ) %apores &ue llegan al pulmón usa el mismo mecanismo &ue existe parael intercam"io de ox2geno ) "ióxido de car"ono$La %elocidad de di'usión de los gases en el pulmón es mu) grande de"ido a &ue la distancia dedi'usión es mu) pe&ue!a el 6u#o sangu2neo es mu) alto ) el ,rea de trans'erencia es mu)grande$ Lo anterior produce &ue la %elocidad de a"sorción en el pulmón sea altaindependientemente de la naturale.a &u2mica del agente$Las su"stancias ioni.adas &ue son las de m,s lenta a"sorción normalmente no son %ol,tilespor lo &ue es poco pro"a"le &ue se encuentren en el aire como %apores o gases aun&ue desde

luego pueden llegar (asta los al%-olos si est,n a"sor"idas en las part2culas pe&ue!as de pol%o$La concentración de tóxico &ue se puede alcan.ar en la sangre depende de los coe+cientes departición de la su"stancia primero el coe+ciente aire5sangre cuando se a"sor"e ) despu-s elcoe+ciente sangre5te#ido cuando se distri"u)e$ El coe+ciente de partición es la relación deconcentraciones de e&uili"rio de un soluto a am"os lados de una inter'ace$


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"#5'C#C'(6"'C!

"oxicocin1tica ?a (emos %isto &ue el comportamiento del tóxico en el organismo est,determinado por los procesos de a"sorción distri"ución "iotrans'ormación )excreción$La interacción din,mica de todos los procesos &ue constitu)en el A1MEdetermina el tiempo &ue permanecer, un agente dentro del organismo despu-s

de &ue -ste (a sido expuesto a una dosis determinada$ !l estudio de lavelocidad de cambio de la concentración de las especies tóxicas dentrodel organismo se le conoce como toxicocin1tica/Las tasas de cam"io &ue se presentan en cada 'ase del A1ME se pueden modelarmatem,ticamente e integrarlas en un modelo &ue represente la din,mica glo"aldel tóxico dentro del organismo$

Cada proceso sea este de cam"io de lugar )5o de identidad &u2mica se puederepresentar por una ecuación di'erencial en la &ue la deri%ada de la concentracióncon respecto al tiempo en un sitio determinado se expresa como una 'unción dela concentración en ese lugar$ La constante de proporcionalidad se denomina%elocidad espec2+ca ) normalmente se representa por la letra @@$


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"#5'C#C'(6"'C!

El con#unto de ecuaciones di'erenciales simult,neas integran elmodelo &ue representa el cam"io glo"al de la concentración deltóxico$ El modelo se puede usar para predecir la magnitud de larespuesta tóxica en 'unción de la exposición utili.ando lain'ormación generada por el muestreo "iológico ) los"iomarcadores$


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TOXICOCINETICA

osis equivalentes para 2umanos$ Cuando se utili.andatos o"tenidos con animales experimentales como "asepara la extrapolación (a) &ue calcular la dosis para(umanos &ue es e&ui%alente a las dosis utili.adas en los

estudios$ 7ara calcular las dosis e&ui%alentes se supone &uelos organismos son igualmente suscepti"les al agente sia"sor"en la misma cantidad de tóxico por unidad desuper+cie corporal$ La super+cie corporal esaproximadamente proporcional al peso corporal ele%ado a la

potencia 59$La dosis e&ui%alente para (umanos en mg5d2a se calculamultiplicando la dosis experimental por el 'actor /peso(om"re5peso animal059$


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E7!)+!C'8( E $'E%4#% !M9'E("!)E%

Conceptos 9ásicosriesgo es la posi"ilidad de su'rir un da!o por la exposición a unpeligro ) peligro es la 'uente del riesgo ) se re+ere a unasu"stancia o a una acción &ue puede causar da!o$Evaluación de riesgos se re+ere a la t-cnica para determinar lanaturale.a ) magnitud del riesgo$El t-rmino análisis de riesgo se (a usado 'recuentemente como unsinónimo de e%aluación de riesgos$ 1e"e de interpretarse &ueadem,s de la e%aluación el an,lisis inclu)e los m-todos para (acerun me#or uso de los resultado de la e%aluación$

En el manejo de los riesgos se dise!a la respuesta de controlreducción o eliminación de riesgos utili.ando la in'ormaciónproducida por la e%aluación ) el an,lisis en el contexto de losrecursos t-cnicos %alores sociales económicos ) pol2ticos$


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uente$Las caracter2sticas 'undamentales de la 'uente son su locali.ación )los mecanismos de emisión$ 3e locali.a ) descri"e utili.ando losdatos de muestreo ) la in'ormación preliminar &ue se tenga acercadel sitio$

3e locali.an los lugares dónde se est,n li"erando se li"eraron o seespera &ue se li"eren los tóxicos identi+cando todos losmecanismos posi"les de li"eración ) de medios receptores$ 7ore#emplo la presencia de suelo contaminado cerca de un tan&uepuede indicar &ue el tan&ue con rupturas /'uente0 presentó 'ugas

/mecanismo de li"eración0 (acia el suelo /medio receptor0$ La'uente puede ser tam"i-n punto de contacto si los organismosreceptores entran en contacto directo con la 'uente$ 7or e#emplocon recipientes a"iertos suelo contaminado residuos apilados etc$


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igura 0/./. : escripción de la $uta de Exposición$


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Cuantifcación de la exposiciónEl estudio de la ruta de exposición tiene por o"#eto llegar a determinar la cantidadde su"stancia tóxica &ue contacta un organismo durante el per2odo de exposición) poder estimar las exposiciones 'uturas$La cuanti+cación de la exposición consiste en determinar la magnitud 'recuencia) duración de las exposiciones de los indi%iduos miem"ros de la po"lación por

cada una de las rutas signi+cati%as$3i la exposición ocurre durante un determinado per2odo la exposición total sedi%ide entre el tiempo de ocurrencia para calcular la tasa de exposición promediopor unidad de tiempo ) 'recuentemente esta tasa promedio de exposición seexpresa por unidad de masa corporal$A esta exposición normali.ada se le denomina osis %uministrada$

>a) tres categor2as de %aria"les &ue se usan para calcular este %alor ) son* una%aria"le relacionada con la su"stancia /concentración de exposición0 las%aria"les &ue descri"en la po"lación expuesta /tasa de contacto, 3recuencia yduración de la exposición, peso corporal0 ) una %aria"le determinada por elproceso de e%aluación /el tiempo de promediación0$


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C;)C+)# E )! #%'%%+M'('%"$!!La 1osis 3uministrada /1s0 se calcula para todaslas su"stancias en el punto de contacto de todaslas rutas seleccionadas como signi+cati%as$ 3eexpresa en t-rminos de la cantidad de lasu"stancia /mg0 en contacto con el cuerpo porunidad de masa corporal /Dg0 por unidad detiempo /d2a0$

La 13 se calcula utili.ando la siguiente ecuación*% = >C"?@>M&?

ondeA C concentración promedio durante el per2odo de exposición T tasa de contacto la cantidad de medio contactado porunidad de tiempoF 'recuencia de exposición1 duraciónM masa corporal

7 tiempo de promediación


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• Concentraciones químicas de todas las substancias tóxicas en el punto de exposición

• recuencia y duración de las exposiciones

• Clasifcación de las exposiciones observadas de acuerdo al período de exposición>crónicas, subcrónicas y agudas? y la vía de exposición >oral, in2alación y cutánea?

• Características de la población expuesta identifcando subpoblaciones especiales

•

Características del sitio• escripción de las rutas de exposición signifcativas

• osis %uministradas y@o !bsorbidas de cada substancia por cada ruta signifcativa, porcada vía y por cada período de exposición

• $elación de las rutas completas que se clasifcaron como no signifcativas y porqu1/&osible e3ecto de las exposiciones que no se están evaluando

• )ista de las rutas de exposición que pueden contribuir a la exposición de los mismosindividuos en 3orma simultánea

• Modelos de transporte y destino utilizados en el análisis de las rutas de exposición

• %uposiciones 2ec2as en el proceso de modelaBe de las exposiciones

• 7alores utilizados para los parámetros de exposición y 3uentes de in3ormación

• 'dentifcación y caracterización de las incertidumbres/

Información contenida

Los resultados del estudio de la exposición que se necesitan son los siguientes:

4. semanas toxicología ambiental

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