tema 3. introducción a la toxicología

Introducción a la Introducción a la ToxicologíaToxicología

Introducción a la Introducción a la ToxicologíaToxicología

Anabel G. Tatis R. M.Sc.Biotecnología - ULatina

Etimología : “Ciencia que estudia los venenos”

Definición actual de Toxicología

Ciencia que estudia las sustancias químicas y los agentes físicos en cuanto son capaces de producir alteraciones patológicas a los seres vivos, a la par

que estudia los mecanismos de producción de tales alteraciones y los medios para contrarrestarlas, así como los procedimientos para detectar, identificar y

determinar tales agentes y valorar su grado de toxicidad.

TOXICOLOGÍA

Toxicología

Química

Biología

Fisiología

Farmacología

Patología

Medicina General

DISCIPLINAS O ESPECIALIDADES DE LA

TOXICOLOGÍA La toxicología La toxicología

ambientalambiental, que estudia las sustancias químicas que contaminan los alimentos, el agua, el suelo o la atmósfera. Estudia la forma en que las diferentes plantas, animales y seres humanos son afectados por la exposición a las sustancias tóxicas.

La toxicología ocupacional (industrial), ), que analiza los efectos en la salud que tiene la exposición a las sustancias químicas en el lugar de trabajo.

La toxicología La toxicología reglamentariareglamentaria, que reúne y evalúa información toxicológica existente para establecer normas de exposición "sin riesgos" sobre la base de las concentraciones.

La toxicología de los La toxicología de los alimentosalimentos, que aborda el abastecimiento al consumidor de alimentos seguros y comestibles.

La toxicología clínicaLa toxicología clínica, que analiza enfermedades y afecciones relacionadas con la exposición a sustancias tóxicas a corto y a largo plazo.

DISCIPLINAS O ESPECIALIDADES DE LA

TOXICOLOGÍA

La toxicología descriptivaLa toxicología descriptiva, que gira en torno a la recolección de información toxicológica derivada de la experimentación en animales. Estos experimentos se usan para establecer la cantidad de una sustancia química que puede producir una enfermedad o la muerte.

La toxicología La toxicología mecanicistamecanicista, que realiza observaciones sobre la manera en que las sustancias tóxicas producen sus efectos.

La toxicología forenseLa toxicología forense, que se emplea para ayudar al establecimiento de relaciones causa-efecto entre la exposición a un medicamento o a una sustancia química y los efectos tóxicos o mortales que causa esa exposición.

La toxicología La toxicología analíticaanalítica, que identifica la sustancia tóxica a través del análisis de los líquidos corporales, el contenido estomacal, los excrementos o la piel.

Papiro de Ebers (año 1500 a de Papiro de Ebers (año 1500 a de CC)

Primera referencia escrita sobre venenos tan conocidos como la cicuta, el opio, metales como el plomo, cobre, antimonio y alcaloides como la belladona y la digital.

PrehistoriaPrehistoria: : Existía la Toxicología en cuanto que los hombres usaban venenos de plantas y animales para la caza, la guerra, el asesinato.

ANTECEDENTES HISTÓRICOS

Grecia antigua: Grecia antigua: los venenos eran un modo de ejecución del estado (la cicuta de Sócrates, 399 a.C.)

Teofrasto, 370-286 AC (discípulo de Aristóteles):Descripción de plantas venenosas.

Antecedentes históricos

Hipócrates (400 a.C.)Veneno de las serpientes,

intoxicaciones por metales y otras enfermedades asociadas con determinadas actividades profesionales

Mitridates, Rey de Ponto (132 –136 a.C.): Tomaba mezclas de antídotos. Desarrollo el primer antídoto: mitridatum.

Dioscórides, 40-80 d.C.: agrupó venenos y antídotos según su origen vegetal, animal y mineral.

Antecedentes históricos

EDAD MEDIA

El progreso es mínimo, se destacan los escritos de venenos de Maimónides y Pietro D’abano.

Maimónides

1135-1204

EL RENACIMIENTOParace

lso1493-1541 Introducción de productos como tabaco, coca, curare y mescal.

Etapa de la primera ampliación de los tóxicos de origen natural.

Antecedentes históricos

Paracelsus (1493-1541)

¿Hay algo que no sea veneno?

Todo es veneno y no hay nada que no lo sea.

Solamente la dosis determina que una cosasea o no veneno: Dosis sola facit venenum.

Theophrastus Bombastus von Hohenheim

Antecedentes históricos

Antecedentes

históricosPlinio (23 a 70 D.C.)Primero en sugerir la utilización de máscaras protectoras durante exposiciones ocupacionales

Georgius Agrícola (1494-1555)

Describió enfermedades asociadas con la minería y la metalurgia, sugiriendo métodos de prevención, incluso la ventilación de las minas.

Antecedentes

históricosBernardino Ramazzini (1633-1714)

Ha sido llamado padre de la medicina ocupacional.

Discutió muchas enfermedades a nivel ocupacional en mineros, pintores y otros.

Las dos obras más antiguas sobre la acción de los tóxicos en el ambiente:

“De morbis artificium diatriba“

Del italiano Ramazzini (1700)

“De los daños que pueden ocasionar a la salud pública la tolerancia de

algunas manufacturas dentro de los pueblos”

Del sevillano Ximenez de Lorite (1790)

James Marsh, 1836

Descubrió un método de determinación del arsénico.

Mathieu Bonaventure Orfila, 1815Publicó el primer libro dedicado a la toxicología.

Antecedentes históricos

Antecedentes históricos

La toxicología moderna, como hoy se entiende, comenzó hacia 1850 con la explosión de la

ciencia, el desarrollo de anestésicos, desinfectantes y otras sustancias químicas y se ha

desarrollado de manera exponencial en los últimos 30-50 años.

Personaje Fecha Aportación

Gula 4500 AC Primera deidad asociada con los envenenamientos

Shen Nung 2000 AC Emperador chino, experimentó con venenos y antídotos vegetales.

Papiro de Ebers 1500 AC Proporciona las descripciones más antiguas de los venenos.

Homero 850 AC Describe como Ulises envenenaba sus flechas con venenos de serpientes.

Aristóteles 384-322 AC Describe la preparación y uso de las flechas envenenadas.

Teofrastro 370-286 AC En su historia Plantarum se refiere a las plantas venenosas.

Hipócrates 460-370 AC Escribió de las serpientes e intoxicación por metales

Sócrates 470-399 AC Ejecutado con envenenamiento con cicuta.

Mitridates 132-63 AC Desarrolló uno de los primeros antídotos universales: mitridatum.

Cleopatra 69-30 AC Suicidio con veneno de áspid.

Dioscórides 40-80 En su materia médica, primera clasificación de los venenos en animales, vegetales y minerales.

Galeno 129-200 Teriaca contra mordeduras, picaduras y venenos.

Maimonides 1135-1204 Tratado acerca de venenos y antídotos.

Paracelso 1493-1541 Introduce el concepto de dosis en toxicología (dosis sola facit venenum)

Catalina de Medicis

1500?s Introduce en Francia técnicas italianas de envenenamiento.

H. Spara Ejecutada en 1659 Enseña a las mujeres como envenenar a sus maridos.

Bernardino Ramazzini

1633-1714 Considerado como el padre de la Toxicología Laboral.

P. Physick 1768-1837 Utilidad de lavado gástrico para eliminar venenos.

M. Bertrand 1813 Demuestra eficacia del carbón en la ingestión del arsénico.

PF. Touery 1831 Eficacia del carbón activado contra la estricnina.

Orfila 1787-1853 Introduce el método experimental en toxicología.

RA. Peters Siglo XX Introdujo los conceptos de “lesión bioquímica” y “síntesis letal”

Gases como el gas gas lacrimógeno,lacrimógeno, el gas el gas cloro y fosgenocloro y fosgeno (irritantes de los pulmones), y el gas gas mostazamostaza (que produce graves quemaduras) se utilizaron por primera vez en la 1a Guerra Mundial (1914-1918).

"Guerra química y biológica", Enciclopedia Encarta® 98

2a Guerra Mundial(1939-1945)

Se agravan los casos de contaminación, cuando el mundo aumentó el consumo de energía, la extracción, producción y uso de diversas sustancias químicas.

Varios episodios dramáticos en el mundo impulsan la legislación ambiental

Estados Unidos, 1952

Centro de lucha contra las intoxicaciones.

Fornier y Ministerio de Educación Nacional Francés, 1968 Reconocen la necesidad de enseñar Toxicología en Medicina.

“Smog” de Londres

1952

4076 defunciones

Grandes “incidentes tóxicos”

Japón

1955

Enfermedad de Itai-Itai 200 casos graves

Turquía Hexaclorobencenoen semillas3,000 casos

Grandes “incidentes tóxicos”

Bahía de Minamata, Japón

1956

Contaminación con

Metilmercurio

200 casos graves

www.corbis.com/Michael S. Yamashita

Década 60

Paquistán y Guatemala contaminación por descargas de aguas residuales industriales.

Envenenamiento por consumo de pan contaminado con mercurio en Pakistán e Irak.

Más incidentes tóxicos…Más incidentes tóxicos…

19611961

Alemania y otros países europeos. 10000 niños nacidos con focomelias (malformaciones en las extremidades) por el uso de talidomida (hipnótico y tranquilizante) por gestantes (entre las semanas 3 a 6).Introducción en la legislación de estudios teratológicos de los medicamentos en animales.

““La Primavera Silenciosa” La Primavera Silenciosa” Raquel Carson, 1962Raquel Carson, 1962

Primer libro que llama la Primer libro que llama la atención sobre los graves atención sobre los graves problemas ambientales que problemas ambientales que el uso indiscriminado de las el uso indiscriminado de las sustancias químicas (los sustancias químicas (los plaguicidas) podría causar a plaguicidas) podría causar a largo plazo. largo plazo.

19761976Fuga de Dioxina (TCCD) en Seveso, Italia.

> 200 casos con cloracné, abortos espontáneos y contaminación del suelo. * 730 evacuados *

1970-80Costa Rica

1500 trabajadores bananeros afectados de infertilidad tras utilizar un nematocida (DBCP)

Más incidentes Más incidentes tóxicos…tóxicos…

Fuga de Isocianato de Fuga de Isocianato de metilometilo

1986. Accidente nuclear en Chernobyl, Rusia. Libera Cesio 137 por Europa y Asia Central.

ACCIDENTES

TÓXICOS

1989. Derrame de petróleo por Exxon Valdés en Alaska.

Colombia, 1992

Méjico, 1994

1999

Tauccamarca, Perú

24 niños muertos

Parathion?

Septiembre, 2002

Las Tablas, Panamá

Julio, 2002

Culebras Venenosas de Panamá

2003

Divisa, Panamá

Desastres Químicos

Anabel Tatis R., M.Sc.

Ecotoxicóloga

ESTUDIO DE LA NATURALEZA, MECANISMOS Y CUANTIFICACIÓN

DE LOS EFECTOS NOCIVOS PRODUCIDOS EN LOS ORGANISMOS VIVOS DEBIDO A LA EXPOSICIÓN A

AGENTES QUÍMICOS Y FÍSICOS.

Cualquier sustancia capaz de producir un efecto nocivo en un organismo vivo, desde el daño de sus funciones hasta la muerte.

Sustancia tóxicaSustancia tóxicaSustancia que causa lesión a organismos Sustancia que causa lesión a organismos

vivos como resultado de interacciones vivos como resultado de interacciones fisicoquímicas.fisicoquímicas.

XENOBIÓTIXENOBIÓTI

COCO

Compuestos extraños o exógenos a un organismo o medio en particular.

para vivir, formando asentamientos, del cual obtienen los elementos necesarios para satisfacer sus necesidades espirituales y físicas, y en el cual arrojan sus productos de desecho.

Es un sistema

complejo y sensible

en el cual se instalan

los seres humanos

Litósfera: cortezaLitósfera: corteza

Hidrósfera: aguaHidrósfera: agua

Atmósfera: aireAtmósfera: aire

Biosfera: seres vivosBiosfera: seres vivos

La hidrosfera y la atmósfera tienen una movilidad característica.

Todo elemento, compuesto, sustancia, derivado químico o biológico, energía, radiación, vibración, ruido o una combinación de ellos, cuya presencia en el ambiente, en ciertos niveles, concentraciones o períodos pueda constituir un riesgo para la salud y la calidad de vida de la población, la preservación de la naturaleza o la conservación del patrimonio ambiental.

Es cualquier sustancia química que está presente en el medio o entran a él como resultado de la actividad humana o está presente en una concentración más altas que lo normal.

Las formas de materia que exceden las concentracionesnaturales en un momento y sistema dados y causanefectos adversos en él.

agua

Capacidad inherente del agente tóxico de producir un efecto nocivo sobre los organismos vivos. Se requiere la

interacción de 3 elementos: Agente tóxico Sistema biológico Medio de contacto

Factores que modifican la Factores que modifican la toxicidad de los agentes químicostoxicidad de los agentes químicos

Factores Factores propios del propios del agenteagente

Factores propios del Factores propios del medio ambientemedio ambiente

Factores Factores propios propios del del individuoindividuo

Factores propios del agente Factores propios del agente químicoquímico

Propiedades fisicoquímicas

Solubilidad

Presión de vapor

Constante de ionización

Estabilidad

Vías de administración, velocidad de ésta y vehículo utilizado

Dosis y/o Concentración

Factores propios del Factores propios del individuoindividuo

♪ ♪ Absorción, distribución, metabolismo, Absorción, distribución, metabolismo, eliminacióneliminación

♪ ♪ Reactividad de los receptoresReactividad de los receptores

♪ ♪ Factores genéticosFactores genéticos

♪ ♪ Estado nutricional ♪ Estado de saludEstado nutricional ♪ Estado de salud♪ ♪ Sexo ♪ Edad Sexo ♪ Edad ♪ ♪ PersonalidadPersonalidad ♪ Raza ♪ Raza

Factores propios del Factores propios del medio ambientemedio ambiente

Temperatura ambientalTemperatura ambiental HumedadHumedad Hora del díaHora del día Estación del añoEstación del año Incidencia solarIncidencia solar Administración simultánea de otros Administración simultánea de otros

agentes químicosagentes químicos

DAÑODAÑO

DETERIORO O DETERIORO O ALTERACIÓN DE LAS ALTERACIÓN DE LAS FUNCIONES FUNCIONES FISIOLÓGICAS, FISIOLÓGICAS, BIOQUÍMICAS O BIOQUÍMICAS O HISTOLÓGICAS DE HISTOLÓGICAS DE UNA CÉLULA, TEJIDO UNA CÉLULA, TEJIDO U ÓRGANOU ÓRGANO.

EXPOSICIÓNEXPOSICIÓN

MEDIDA DE MEDIDA DE CONTACTO CONTACTO ENTRE LA ENTRE LA SUSTANCIA Y LA SUSTANCIA Y LA SUPERFICIE SUPERFICIE EXTERNA DEL EXTERNA DEL ORGANISMOORGANISMO..

PROPIEDADES PROPIEDADES FÍSICOQUÍMICAS DE LA FÍSICOQUÍMICAS DE LA SUSTANCIASUSTANCIA

• Solubilidad• Presión de vapor• Pka• Coeficiente de partición• Tamaño, etc.

RUTA DE EXPOSICIÓNRUTA DE EXPOSICIÓN• Vía de administración• Dosis• Vehículo

FACTORES FACTORES BIOLÓGICOSBIOLÓGICOS• Absorción, distribución,

biotransformación, excreción

• Edad, peso, sexo, estado de salud, etc.

FACTORESFACTORESAMBIENTALESAMBIENTALES

• Temperatura• Humedad• Presión

Además,ParenteralMucosas (ocular, vaginal…)

El peligro no está necesariamente El peligro no está necesariamente relacionado a la toxicidad, es más bien un relacionado a la toxicidad, es más bien un producto de la exposición y de la toxicidadproducto de la exposición y de la toxicidad. .

PeligroPeligro:: es el potencial de causar daño, y

RiesgoRiesgo: es la probabilidad de que se cause daño

PELIGRO

Cualquier cosa/situación que tenga la capacidad o potencial de causar daño.

El peligro asociado con una sustancia tóxica depende de su toxicidad y del potencial de exposición a la sustancia.

La probabilidad de exposición a la sustancia es un factor de riesgo.

RIESGONo debe

confundirse con "peligro".

Se aplica de manera más correcta a la frecuencia pronosticada o real de la ocurrencia de un efecto adverso de una sustancia química u otro peligro.

SEGURIDAD

Probabilidad de que no

se produzca daño en el

uso de una sustancia en

condiciones específicas.

Cualquier material que amenaza la salud humana y/o el medio ambiente.

• Están presentes en el aire, agua, suelo, o alimento.

Provienen de fuentes naturales y artificiales .

Pueden ingresar al ambiente por escapes accidentales o de rutina.

Pueden viajar por una gran variedad de rutas hasta llegar al medio ambiente.

Cualquier elemento que pueda descartarse o Cualquier elemento que pueda descartarse o disponerse deliberadamente bajo la suposición disponerse deliberadamente bajo la suposición de que no será usado después por el usuario de que no será usado después por el usuario primario, ó primario, ó

Cualquier sustancia o artículo que requiera ser Cualquier sustancia o artículo que requiera ser dispuesto por estar roto, gastado, contaminado o dispuesto por estar roto, gastado, contaminado o deteriorado. deteriorado.

Cualquier sustancia que constituya un material Cualquier sustancia que constituya un material residual o un efluente u otra sustancia excedente residual o un efluente u otra sustancia excedente indeseable, como resultado de la aplicación de indeseable, como resultado de la aplicación de cualquier proceso.cualquier proceso.

Subproducto de la sociedad, que puede poner en Subproducto de la sociedad, que puede poner en potencial peligro a la salud humana o alpotencial peligro a la salud humana o al ambiente ambiente cuando se maneja de manera inadecuada.cuando se maneja de manera inadecuada.

Tiene al menos una de estas cuatroTiene al menos una de estas cuatro características:características: corrosivo, corrosivo, reactivo, reactivo, tóxico ó tóxico ó ignitivo; ignitivo;

……o aparece en listas especiales de lao aparece en listas especiales de la EPA.EPA.

Toxicocinética es lo que el organismo le hace al tóxico

Toxicodinámica es lo que el tóxico le hace al organismo

Conjunto de efectos nocivos producidos por un

agente químico o físico.

CLASIFICACIÓN SEGÚN EL TIPO DE CLASIFICACIÓN SEGÚN EL TIPO DE EXPOSICIÓNEXPOSICIÓN

AgudaAguda

Exposición a un agente durante un período corto de tiempo (≤ 24 horas).

• Única• Repetida

Fuente: Según Terminología controlada INTOX/IPCSFuente: Según Terminología controlada INTOX/IPCS

CrónicaCrónicaExposición contínua o repetida por tiempo prolongado.

Toxicidad Punto final o producto particular

Dosis Cantidad exacta de sustancia administrada a un organismo en tiempo y condiciones determinadasConcentración Dosificación en un medio o substrato circundante

Describe la relación cuantitativa entre la Describe la relación cuantitativa entre la cantidad de sustancia a la cual se cantidad de sustancia a la cual se expone un determinado grupo de expone un determinado grupo de organismos y la respuesta tóxica.organismos y la respuesta tóxica.

?

< DL< DL5050

> Toxicidad> Toxicidad

Una DL50 determinada Una DL50 determinada experimentalmente, no es, una experimentalmente, no es, una descripción absoluta de la descripción absoluta de la toxicidad del compuesto en toxicidad del compuesto en todos los individuos. todos los individuos.

Ésta evalúa la capacidad inherente del Ésta evalúa la capacidad inherente del compuesto de producir un daño, pero no compuesto de producir un daño, pero no refleja la habilidad de la víctima para refleja la habilidad de la víctima para responder de una manera u otra a la responder de una manera u otra a la predecida.predecida.

CLASIFICACIÓN DE LOS CLASIFICACIÓN DE LOS

AGENTES TÓXICOS AGENTES TÓXICOS

Según estado físicoSegún estado físico

Sólido

Líquido

Gaseoso

Según su Según su peligrosidadpeligrosidad

• ToxinasToxinas

• TóxicosTóxicos

Según su efectoSegún su efecto• CarcinógenoCarcinógeno

• MutagénicoMutagénico

• TeratogénicoTeratogénico

Según la fuente /origenSegún la fuente /origen

Clasificación del uso/funciónClasificación del uso/función

Según terminología controlada INTOX/IPCS

Medicamentos Medicamentos de uso humanode uso humano

Medicamentos de Medicamentos de uso veterinariouso veterinario

Clasificación del uso/funciónClasificación del uso/función

Según terminología controlada INTOX/IPCS

Productos de uso Productos de uso doméstico o generaldoméstico o general

Productos de uso Productos de uso industrial (no doméstico)industrial (no doméstico)

Clasificación del uso/funciónClasificación del uso/función

Según terminología controlada INTOX/IPCS

Productos cosméticos/Higiene personal

Plaguicidas

Productos hortícolas/de jardín no- plaguicidas

Clasificación del uso/funciónClasificación del uso/función

Según terminología controlada INTOX/IPCS

Sustancia de abuso

Alimentos/Bebidas

Productos de guerra/Antimotines

Según el órgano blanco que afectanSegún el órgano blanco que afectan

• Hepatotóxico (hígado)

• Nefrotóxico (riñón)

• Cardiotóxico (corazón)

• Neurotóxico (sistema nervioso)

• Grupo químicoGrupo químico• amina aromática,• hidrocarburo,• halogenado,

• Potencial de toxicidadPotencial de toxicidad• extremadamente

tóxico,• moderadamente tóxico,• ligeramente tóxico.

Otras clasificaciones...

La OMS ha recomendado, sujeta a actualizaciones periódicas, una La OMS ha recomendado, sujeta a actualizaciones periódicas, una clasificación según su toxicidad.clasificación según su toxicidad.

Esta clasificación se basa en la dosis letal media (DL50) aguda, por Esta clasificación se basa en la dosis letal media (DL50) aguda, por vía oral o dérmica de las ratas.vía oral o dérmica de las ratas.

CATEGORÍACATEGORÍA LD 50 AGUDA (RATAS) MG/KG.LD 50 AGUDA (RATAS) MG/KG.

TóxicoTóxico 

ORALORAL DERMALDERMAL COLORCOLOR

sólido líquido sólido líquido etiqueta

1A Extremadamente < 5 >20 >10 >40 ROJA

1B Altamente < 5 >20 >10 >40 ROJA

2 Moderadamente >50 >200 >100 >400 AMARILLO

3 Ligeramente >500 >2000 >1000 >4000 AZUL

4 Precaución VERDE

CLASIFICACION TOXICOLOGICA PARA LOS PLAGUICIDASCLASIFICACION TOXICOLOGICA PARA LOS PLAGUICIDAS

Proceso/Origen del Proceso/Origen del contaminantecontaminante:

• Contaminante Natural• Contaminante Antropogénico

Según el tipo de Según el tipo de contaminación que producencontaminación que producen

Tipo de contaminanteTipo de contaminante:

• Biológicos• Físicos • Químicos

Según el substrato que contaminan(según el ambiente)

Contaminantes del Aire

Contaminantes del Agua

Contaminantes del Suelo

MUCHAS GRACIAS

POR SU ATENCION!!!