TOXICOLOGA TEMA1:PANORAMAACTUALDELATOXICOLOGA

1.Conceptosyobjetivos2.Perspectivahistricaysituacinactual3.Algunasramasaplicadas

TEMA2:ASPECTOSCUALITATIVOSYCUANTITATIVOSDELATOXICOLOGA1.Txicoeintoxicaciones2.Cuantificacindelatoxicidad

2.1.Estrategiaparaevaluarlatoxicidadgeneral2.2.Clasificacinyetiquetadodeproductosqumicos:2.3.ndicesdetoxicidadcrnica

3.Selectividadysensibilidad4.ndiceteraputicoymargendeseguridad

TEMA3:FASESDELFENMENOTXICO1.Exposicin2.Vasdepenetracinyprocesosdetrnsito3.Absorcindrmica4.Absorcininhalatoria5.Absorcinoral6.Distribucin7.Fijacin8.Excrecin

TEMA4:BIOTRANSFORMACIN1.Introduccinalabiotransformacin2.Tiposdereaccionesylocalizacin3.Reaccionesdeoxidacin

3.1.ReaccionesdeoxidacincatalizadasporelCYP4503.2.Reaccionesdeoxidacincatalizadasporotrosenzimas

4.Reaccionesdereduccin5.Reaccionesdehidrlisis6.ReaccionesdefaseII

TEMA5:FACTORESQUEINFLUYENENLADISPONIBILIDADBIOLGICA1.Factoresqumicosybiolgicos2.Diferenciasinterespecficas3.Diferenciasinterindividuales

TEMA6:MECANISMOSDETOXICIDAD1.Factorestoxicocinticos

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2.Toxicidadporcompuestoselectroflicos3.Toxicidadporradicaleslibres4.Otroscasosdetoxicidad

TEMA7:PREVENCINYEVALUACINDELATOXICIDAD1.Principiosgenerales2.Ensayostoxicolgicos3.Ensayosdetoxicidadgeneral4.Reglamentaciones

TEMA8:MTODOSALTERNATIVOSENTOXICOLOGA1.Estrategiadelas3Rs2.Conceptodemtodosalternativos3.Validacindelosmtodosalternativos4.AplicacindelosmtodosalternativosenI+Ddemedicamentos5.Conclusiones

TEMA9:ELPACIENTEINTOXICADOTEMA10:INTOXICACINPORDROGASTEMA11:CARCINOGNESIS

1.Cncerymutacin:perspectivahistrica2.Definicindecarcingeno:tiposdeevidencias3.Fasesdelprocesocanceroso4.Tiposdecarcingenos5.Carcingenosgenotxicos6.Carcingenosnogenotxicos7.Evaluacindelacarcinogenicidad

TEMA12:MUTAGNESIS1.Nacimientoydesarrollodelatoxicologagentica3.Mecanismosmoleculares4.Mtodosdeevaluacindelamutagenicidad5.Clasificacindecompuestosmutagnicos

TEMA13:TOXICIDADDELAREPRODUCCIN1.Introduccin2.Perodoscrticosdesusceptibilidad3.Diferenciasinterespecficas4.Manifestacionesdelasalteracioneseneldesarrollo5.Modosdeevaluacin6.Compuestosteratgenos

TEMA14:EVALUACINDELRIESGO1.Riesgoypercepcinderiesgo2.Procesocompletodeevaluacindelriesgo

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3.Estrategiasdeevaluacindelriesgo4.Fasesdelaevaluacindelriesgo

TEMA15:TOXICIDADDEMEDICAMENTOS1.Toxicidadyreaccionesadversas2.Mtodosysistemasdedeteccin3.ClasificacindelasRAM4.Mecanismosdeproduccin

TEMA16:TOXICIDADDEALGUNOSMEDICAMENTOS1.Antiinflamatoriosnoesteroideos2.Medicamentoscardiovasculares

2.1.Nitratos3.MedicamentosdelSNC

3.1.Antipsicticos3.2.Sedantes3.3.Antidepresivos

Paraentenderlaleyendadecolores:(esunaformadeirhacindoseunesquema,mentalmente)

Nivel1nivel2nivel3nivel4nivel5

estoindicaquesehapreguntadoenclase

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2.9.2014

TEMA1:PANORAMAACTUALDELATOXICOLOGAXeno es un prefijo que hace alusin a algo ajeno. Un producto qumico, que puede ser uncontaminante,unprincipioactivo,etc,esunxenobiticoparaelserhumano.

Dicho producto qumico tiene la capacidad de producir un determinado efecto adverso. Nos interesa estudiar ese efecto, que se produce solamente en determinadas condiciones. No existen productos que sean o no txicos, sino que un producto produceunefectoadversoendeterminadascondiciones.

Por tanto, la toxicologa es la ciencia que estudia los efectos nocivos de los compuestosqumicos.

En el laboratorio tenemos unas condiciones de uso para los productos qumicos (por ejemplo, el uso de guantes). Tambin necesita una autorizacin de su comercializacin, en el que se evala la toxicidad y se establecen los niveles seguros de exposicin: muchas cosas tienen productos txicos (aire, comida) pero tienen que estar por debajo de un nivel determinado. Es necesario reducir la presencia de productostxicosenelmedioambienteoenlosalimentos.

Los medicamentos son los productos donde ms se estudia la toxicidad. En el medicamento se estudia una toxicidad preclnica (en la que se encarga la toxicologa) y los efectos adversos postcomercializacin (de los que se encarga la farmacologa y farmacovigilancia). En un cosmtico es importante estudiar la permeabilidad del mismo ya que si atraviesa la piel puede acceder a nivel sistmico. Si no es permeable entoncesinteresarestudiarsiproducealergiaosiesirritante.

3.9.2014

1.ConceptosyobjetivosLa toxicologa es la ciencia que estudia los efectos nocivos de los compuestos qumicos.

Losefectosadversos,ademsdeafectaralhombre,afectanaotrosseresvivos. En toxicologa se impone un sistema de deteccin de agentes txicos

(deteccin,identificacinycuantificacin). Tambin hay sistemas para evaluar la toxicidad: por qu mecanismo se

produce?. Seestudianlosmediosparacontrarrestarlosefectosadversos.

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Seintentaprevenirlatoxicidad.

Un xenobitico puede ser sinttico o natural. Hay que tener en cuenta que los compuestos naturales no siempre son los ms seguros (ni tienen porqu ser seguros, vaselosvenenosdearaa,etc).

El objetivo general de la toxicologa es conseguir un nivel razonable de seguridad mediante un sistema de quimicovigilancia (es un sistema que no se termina nunca porquesiempreaparecennuevosconocimientosydatos).

Msenconcreto,tiene3OBJETIVOS,loscualesson: Conocerlaspropiedadestxicasdelassustanciasqumicas:

Nuevas sustancias con distintos usos: medicamentos, cosmticos, aditivos alimentarios, plaguicidas y biocidas, productos qumicos de uso industrial).

Contaminantes (metales, PCBs, dioxinas. Se usan mucho en la industria y no tienen ningn tipo de regulacin porque surgen de un proceso industrial).

Agentesadictivos(alcohol,tabaco,drogas). El conocimiento de todas las sustancias anteriormente comentadas se

realiza a un nivel de profundizacin variable en funcin de: requerimientos segn su uso, las alertas de toxicidad, influencias sociales, inters cientfico,etc.

Evaluar el riesgo de efectos adversos en una determinada poblacin teniendo encuentatantolascondicionesdeexposicincomolatoxicidad.

Aconsejar a la sociedad sobre las medidas que debe tomar para controlar y prevenir los efectos perniciosos de las sustancias qumicas (tabaco). De esta parteseencargalasaludpblica.

reasdeactividadprofesionalonivelesdeactuacinenToxicologa(a3niveles): Descriptivo: realizacin de ensayos de toxicidad para estimar las dosis txicas y

los umbrales de toxicidad, as como para definir los tipos de toxicidad (irritante, genotxico producen dao a nivel de ADN, cancergeno). Se puede hacer inhouse(dentrodelaempresa)oexternamente.

Mecanstico: profundizacin en el estudio de los mecanismos de toxicidad y de losmediosparacontrarrestarla.

Regulatorio: revisin de los datos de toxicidad para autorizar la comercializacin de un producto para un determinado uso. Incluye la regulacin de una evaluacin de riesgo (contaminante) as como el establecimiento de nivelesmximospermisibles.

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2.PerspectivahistricaysituacinactualLos padres de la toxicologa fueron Orfilia y Paracelso (14931541). Paracelso dijo que el efecto txico depende de la dosis (dosis sola facit venenum). Un mismo brebaje, segnladosis,podatenerefectoperjudicialono.

Mateo Jos Buenaventura Orfila (17871853) escribi el primer tratado sobre la toxicologa. Es el creador de la toxicologa experimental y organiza el estudio de txicos en: accin de los txicos, investigacin en medicina legal, y los antdotos (los desarrolla).

EnelsigloXIXhayunaseriedeavancesquepermiteneldesarrollodelatoxicologa: Tcnicas de anlisis qumico que aplicadas a los txicos suponen el nacimiento

delatoxicologaforense. Tcnicas de experimentacin fisiolgica aplicadas a los txicos (desarrolladas

por Claude Bernard). Bernard estudi los efectos del curare, monxido de carbono,opio,estricninaydiversosanestsicos.

En el siglo XX hay una gran expansin en la industria qumica y agroqumica, y un desarrollodelaindustriafarmacuticayalimentaria.

AgenciasreguladorasLas agencias reguladoras y comits expertos se encargan de regular la comercializacin de productos qumicos. En funcin del campo y pas, se encuentran diferentesagencias.Enelcampo:

De TOXICOLOGA (sociedades cientficas): en espaa est la AETOX o Asociacin Espaola de Toxicologa. En Europa la EUROTOX o European Toxicologists & European Societies of Toxicology. En U.S. est la SOT o Society ofToxicology.

De MEDICAMENTOS: en espaa est la AEMPS: agencia espaola de medicamentos y productos sanitarios. A nivel europeo (Londres) se llama EMA: European Medicines Agency. En U.S. se denomina FDA, que significa food and drugadministration.

De ALIMENTOS: en espaa est la AESAN o Agencia Espaola de Seguridad Alimentaria y Nutricin. En Europa (Parma, Italia) est la EFSA: European Food Safety Authority. Y en U.S. est la JECFA: Joint Expert Committee and Food Additives.

De PRODUCTOS QUMICOS: En espaa tenemos el MSPS: ministerio de sanidad. En europa (Finlandia) esta la ECHA: European Chemicals Agency. Y

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enU.SestlaEPA:EnvironmentalProtectionAgency.

3.Algunasramasaplicadas1. Toxicologa forense: Est vinculada a la medicina legal y forense. Proporciona

informacin toxicolgica como apoyo a las actividades judiciales: asesinatos y homicidios, pruebas de paternidad, alcoholemias, estupefacientes, delito ecolgico.

2. Toxicologa clnica: Est vinculada a la medicina intensiva y de urgencias. Se ocupa del diagnstico y tratamiento de la intoxicacin, desarrollo y aplicacin de mtodosdedeteccinydesarrolloyaplicacindeterapiasantitxicas

3. Toxicologa ocupacional o laboral: Est vinculada con la medicina preventiva y a la seguridad en el trabajo. Comprende aspectos mdicos y legales. Su objetivo es salvaguardar la salud y poner en evidencia las alteraciones funcionales que se producen en el organismo antes de que lleguen a ser profundas e irreversibles. Pauta los valores de concentracin mxima admisible e intenta buscar indicadores biolgicos de exposicin o de efecto (el indicador nossirveparamedirlosnivelestxicosdeunamuestra)

4. Toxicologa alimentaria: Se ocupa de los aspectos qumicostoxicolgicos de la seguridadalimentaria.

5. Toxicologa ambiental (ecotoxicologa): Se ocupa de los efectos txicos de losproductosqumicossobrelosseresvivosyecosistemas.

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4.9.2014

TEMA2:ASPECTOSCUALITATIVOSYCUANTITATIVOSDELATOXICOLOGA

1.TxicoeintoxicacionesDefiniciones:

Txico es toda sustancia qumica que, incorporada al organismo vivo a una determinada concentracin, produce en virtud de su estructura qumica y a travs de mecanismos fsicoqumicos y bioqumicos, alteraciones moleculares y celularestransitoriasopermanentes,quealteranelestadodesalud.

Elxenobiticoeseltrminogenricoyelmsutilizado. Elvenenosereservacuandohayunaintencionalidaddeproducirdao. El trmino toxina se utiliza cuando el origen es biolgico (toxinas animales,

vegetales,microbianas).

Unxenobitico,enfuncinde: Su estructura qumica, pueden ser: aminas aromticas, dioxinas, hidrocarburos

aromticospolicclicos(HAP),metales,etc. Su mecanismo de accin tenemos los inhibidores de acetilcolinesteresa

(organofosforados)ylosproductoresdemetahemoglobina. El rgano afectado: hepatotxicos, nefrotxicos, neurotxicos, inmunotxicos,

mutgeno, cancergeno y teratgeno (a estos 3 ltimos se les llama en conjunto CMR)

La intoxicacin es la alteracin del equilibrio fisiolgico o de salud causada por un xenobitico.Laintoxicacinpuedeserdiferenteenfuncindel:

Gradodeafectacinpuedeserleve,moderadaograve. Nmero de exposiciones que son requeridas: aguda (una nica exposicin),

crnica (varias exposiciones), recidivante (cuando se ha producido una intoxicacinaguda,queluegoserepiteeneltiempo).

Tiempo que transcurre entre la exposicin y la aparicin de los primeros efectos txicos (periodo de latencia): inmediata (al poco tiempo de haberse producido la exposicin)yretardada(cuandoaparecealcabodeuntiempo).

Segnserestablezcaelestadodesaludpuedeserreversibleoirreversible. Segn el dao: local (cuando el dao se produce en el mismo lugar de contacto

conelorganismo)osistmica(cuandonecesitaserabsorbidoporelorganismo). Segn su etiologa pueden ser voluntarias (homicidios, suicidios,

drogodependencias y dopaje) y accidentales (ambientales, profesionales,

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medicamentosas,alimentarias,domsticas).

Hay dos DESASTRES que hay que conocer: el desastre de Bhopal y el de Seveso. Intoxicacin profesional conocida: intoxicacin por amianto. Intoxicacin alimentaria conocida:desastredeMinamata.

El desastre de Bhopal (India) se produjo en 1984 al producirse una fuga de isocianato de metilo en una fbrica de pesticidas. Se cree que el accidente se produjo al no tomarse las debidas precauciones durante las tareas de limpieza y mantenimiento de la planta, lo que hizo que diversas impurezas que se arrastraban, entraran en contacto con el gas almacenado, iniciando una reaccin exotrmica que provoc la apertura por sobrepresin de las vlvulas de seguridad de los tanques, liberando gas txico a la atmsfera. Este gas se descompuso en cido cianhdrico generando una nube letal produciendo entre 6.000 y 8.000 muertes (total afectados: 600.000). La intoxicacin es ambientalydecarcteragudo(grave,condesenlacefatal).

El desastre de Seveso (Lombarda, Italia) fue un accidente industrial que ocurri en 1976. El accidente produjo la liberacin al medio ambiente de cantidades de la dioxina TCDD produciendo gran pnico en la poblacin, sin embargo, no muri nadie ni se encontraron malformaciones en nios asociadas al accidente. La intoxicacin fue agudaynoletal.Hubomuchainvestigacindelosefectoscrnicosdelasdioxinas.

El desastre de Minamata (costa occidental de Kyushu, Japn) ocurri en 1930 y fue un accidente industrial con cerca de 900 muertos y ms de 2000 afectados. Lo que ocurri fue que la fbrica comenz a utilizar mercurio (se transform en metilmercurio, que produce efectos a nivel del SNC) en los procesos industriales y los residuos se descargaban en la costa (ms tarde en la Baha de Minamata) y en sta zona la gente se alimentaba bsicamente de pescado. Rpidamente empezaron a aparecer efectos secundarios y ms tarde se descubri que haba 81 toneladas de mercurio en el fondo de la baha. El caso de minamata es un claro ejemplo de cmo los contaminantes, en este caso un metal pesado, abocados al agua, pueden llegar a afectar a los seres humanos.Esunaintoxicacincrnica.

2.CuantificacindelatoxicidadLa toxicidad es la actividad biolgica, vinculada a la estructura qumica de un xenobitico, que se produce generalmente por su interaccin con molculas endgenas yquedalugaraunefectotxico.

La cuantificacin es la relacin entre los niveles del txico en el organismo y los efectos nocivosqueprovocaenelmismo.

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La toxicidad es, por tanto, un concepto relativo de difcil medida que depende de: la estructura y forma qumica del compuesto, las condiciones de la exposicin (dosis interna)ylascaractersticasindividuales.

2.1.EstrategiaparaevaluarlatoxicidadgeneralPara ver si un compuesto nuevo es txico o no, lo ponemos en contacto con un ser vivo (experimentacin in vivo). Se prueban exposiciones cortas a altas dosis y exposiciones largasabajasdosis.

1. En estudios de toxicidad aguda o dosis nica, el ndice de toxicidad utilizado es el DL50 (dosis letal 50). Esta DL50 se define como aquella cantidad de sustancia que en determinadas condiciones experimentales, produce la muerte del 50% de la especie animal dada. La CL50, o concentracin letal media o concentracin letal 50, es lo mismo que la DL50 pero por la va inhalatoria o in vitro. IC50 o concentracin inhibitoria media o concentracin inhibitoria 50 es igual que la CL50 pero supone la inhibicin del crecimientocelularynolamuertecelular.

2. En estudios de toxicidad crnica o dosis repetida, el ndice de toxicidad utilizado eselNOAELoLOAEL(ver2.3.)

2.2.ClasificacinyetiquetadodeproductosqumicosLa clasificacin y etiquetado de productos qumicos est definida por el real decreto 1272/2008yclasificaalosproductosen3categorasdiferentes:

Muy txico:

exposicin.

Por tanto la NOAEL va antes que la LOAEL y ambos definen el umbral de toxicidad. Aqu habra que pedalear un poco porque si lo que define el NOAEL y LOAEL es si hay o no efectos adversos, cmo es posible que exista un rango de dosis entre las dosis que no producen efectos adversos y las que s (este rango es el umbral de toxicidad)? Esto es porque el estudio est hecho para unas dosis concretas y no se sabe que pasa entre una dosis y otra, por ejemplo, se estudian 100, 200 y 300 mg y en 100 nos sale que no es txico y en 200 s pero como no sabemos qu pasa en medio (150mg por ejemplo) porque no hemos estudiado a esas dosis intermedias, a ese medio lo llamamos umbral de toxicidad, en el que puede que haya efectos adversos o no, pero nolopodemossabersinestudiaresasdosisdeformaemprica.

Ambas deben ser dosis experimentalmente ensayadas. No se pueden calcular por extrapolacinynosiempreesposiblecalcularlas.

9.9.2014

3.SelectividadysensibilidadLa selectividad tiene que ver con la forma con que las distintas especies pueden responder ante la agresin a un mismo xenobitico, lo que da lugar a diferencias interespecficas. Los distintos rganos responden de forma diferente frente a la agresindeuntxico(existelatoxicidadrganoespecfica).

Por otro lado, la sensibilidad es la manera en la que los distintos individuos de una misma especie responden de manera distinta a los efectos txicos, lo que da lugar a diferencias interindividuales: personas normales, hipersensibles (a misma dosis, el efectoesexagerado)ehiposensible(amismadosis,elefectoesmenor).

4.ndiceteraputicoymargendeseguridadCuando uno busca un medicamento, busca que sea eficaz y seguro. En la empresa farmacutica se maneja mucho el concepto de ventana teraputica (o ndice teraputico), que da una idea de la separacin que existe entre la dosis txica (irreversibleoreversible)yladosisinefectiva.

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IT=DL50/DE50

El margen de seguridad compara el lmite inferior de toxicidad (dosis txica mnima) y el margen superior de eficacia, es decir, busca la dosis eficaz para el 100% de la poblacin y que no sea txica para el 100% de la poblacin. Se busca que tanto la ventanateraputicacomoelmargendeseguridadseanlomsamplioposible.

MS=DT1/DE99

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TEMA3:FASESDELFENMENOTXICO

1.ExposicinLa exposicin es el conjunto de factores que permiten la penetracin de un xenobitico hasta el interior del organismo vivo y su absorcin. Si no hay exposicin no hay riesgo de toxicidad. Es uno de los dos elementos de la evaluacin del riesgo (el otro es la toxicidad). Cuando la exposicin es no intencionada, resulta muy difcil cuantificarla.Paradisminuirelriesgosetomanmedidasdereduccindelaexposicin.

En los contaminantes ambientales hay una fase de produccin que puede ser: emisin cuando el gas va a la atmsfera descarga cuando va a un medio acutico. El contaminante tiene una determinada cintica, llamada cintica ambiental, que puede experimentar fenmenos de transporte (se aleja de la zona de produccin), fenmenos de transformacin (se puede degradar, convertirse en otro compuesto ms txico) o puede quedar depositado (en materia inerte o viva). Todo esto determina que pueda haberexposicinono.

En los contaminantes alimentarios, la mecanstica es diferente. Pueden ser metales, COPs y residuos. Son compuestos muy resistentes, desde el punto de vista qumico, que permanecen en el medio ambiente y pasan a los animales, y de stos a la especie humana. Existen estudios que han observado la presencia de medicamentos en agua potable,inclusodespusdehaberpasadolosprocesosdedepuracin.

Existen dos formas de exposicin: la intencionada (usada en experimentos y en clnica) y la no intencionada (en el ambiente, alimentos y mundo laboral generalmentemsdifcildecuantificar).

La disponibilidad fsica determina la cantidad de txico en forma activa disponible para la penetracin. Mientras que la disponibilidad biolgica es, una vez que se ha producido la exposicin y en funcin de todos los procesos cinticos, la cantidad de txicoenformaactivadisponibleparalaaccin.

2.VasdepenetracinyprocesosdetrnsitoLas vas naturales de penetracin son la oral, inhalatoria y la drmica. Cuando se clasifican los productos qumicos en funcin de su toxicidad, se estudian estas vas (no se estudia la intravenosa por ejemplo). Las vas experimentales son la intraperitoneal, subcutnea,intramuscular,intravenosa.

Laabsorcinsuponeelpasodelxenobiticoalasangre.

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Lo ideal de un aditivo alimentario es que no se absorba (as no habr que estudiar su toxicidad). Si se absorbe, puede ser que se almacene en la bilis, en el hgado, sangre, rin, en diversos tejidos reservorios como la grasa, huesos y tejidos blandos. Puede eliminarseporlaorinaypulmones.

La toxicocintica / farmacocintica estudia el compuesto una vez que se ha absorbido. Es el conjunto de procesos que tienen lugar dentro del organismo y que determinan la cantidad de xenobitico que ser capaz de reaccionar con la molcula endgena. La toxicocintica estudia, o bien dosis altas de medicamentos en las que puede cambiar el comportamiento cintico, o bien la cintica de xenobiticos que son txicos.

Los procesos que tienen lugar son: absorcin, distribucin, biotransformacin, fijacin (puede quedar retenido en el tejido es un factor a tener en cuenta porque puede ser lacausadelaaltatoxicidad)yeliminacin.

Si un xenobitico es muy txico pero no hay exposicin, no nos afecta. Si no se absorbe no pasa nada. Si se absorbe y se elimina nos importar en funcin de cuanto seelimine/absorba.Siseabsorbeyquedaretenidoeneltejidoeslomsgrave.

Un xenobitico, en el proceso de trnsito, est continuamente atravesando membranas. Los compuestos que ms se absorben son los lipfilos, como el metilmercurio,poresoesmuytxico.

Sistemasdetransporte Difusin simple o pasiva. Es lo ms habitual para los xenobiticos. Lo

caracterstico de este sistema de transporte es que va a favor de gradiente y no requiere energa. La velocidad de paso es proporcional al gradiente de concentracin y tambin influye la liposolubilidad del xenobitico, el grado de ionizacin.

Los xenobiticos pueden utilizar sistemas de transporte proteicos, aunque tienen que tener similitud estructural con el receptor. Es el caso de la difusin facilitada (a favor de gradiente y mediante protena transportadora) y el transporte activo (en contra de gradiente, mediante protena transportadora, necesitaenerga).Noeslohabitualenxenobiticos.

Tambin pueden presentar fenmenos de fagocitosis y pinocitosis, en la que hay una incorporacin de partculas slidas o lquidas en las clulas. Tiene mucha importancia en el pulmn aunque este tipo de transporte no es muy habitual.

Ahora vamos a ver las absorciones a travs de las tres vas naturales: drmica,

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inhalatoriayoral.

3.AbsorcindrmicaLa piel es una barrera muy importante que impide el paso de sustancias extraas. De cara a la absorcin por esta va, influye el pH, la temperatura y el uso de disolventes (DMSO facilita absorcin de muchos xenobiticos a travs de la piel). Hay muchas diferenciasinterespecficas.

Qu xenobiticos atraviesan la barrera? Los txicos de pequeo tamao y muy liposolubles, como el tetracloruro de carbono (usado como disolvente, aunque ahora no se utiliza por su toxicidad), el gas sarn (produjo intoxicacin en el metro de Tokio), paraquat (es un insecticida), paratin (insecticida organofosforado), anilinas y aminas orgnicas (utilizadas en sntesis orgnica y que se absorben totalmente a travs de la piel). Tambin la atraviesan los txicos hidrosolubles muy pequeos como la hidrazina.

Lasvasderiesgosonlasindustriasqumicasylaslaboresagrcolas.

4.AbsorcininhalatoriaEl pulmn es la va de penetracin de gases (CO, NO2, NO, SO2), vapores lquidos voltiles (como el benceno, el tetracloruro de carbono), aerosoles y partculas en suspensin.

La velocidad de difusin es mayor para gases y vapores ya que son muy solubles. Sin embargo, las partculas y aerosoles penetran ms lentamente y pueden ser absorbidas porpinocitosis.Muchasvecessonretenidasenlaspartessuperioresdelpulmn.

10.9.2014

5.AbsorcinoralLos xenobiticos se pueden absorber a lo largo del tracto gastrointestinal (medio externo) pero fundamentalmente en el intestino, que muestra una mayor superficie de absorcin. La superficie de absorcin relativa de los distintos tejidos es: esfago 0.02, estmago0.1,intestinodelgado100,intestinogrueso1,recto0.05.

En la absorcin, influye el pH del xenobitico, de modo que los xenobiticos con caractersticas de cido dbil se absorben preferentemente en el estmago, mientras que las bases dbiles se absorbern preferentemente en el intestino. El pH cido favorecequeloscidosdbilesseencuentrenensuformanoionizada.

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Para saber en qu proporcin est la forma no ionizada: pKa pH = log (no ion)/(ion). El cido benzoico tiene un pKa de 4, por tanto: 4 2 (estmago) = log (no ion)/(ion) = 100. Tenemos 100 veces ms la forma no ionizada que la forma ionizada. En el caso de la anilina que tiene un pKa de 5, nos sale que la forma ionizada tiene una proporcin 1000 veces superior a la no ionizada (porque es bsica y hay que darle la vuelta a la frmula).

Las enzimas presentes en el tubo digestivo pueden neutralizar algunos xenobiticos, como el veneno de serpiente, y dar lugar a nuevos compuestos, como la conversin de nitratos en nitritos por las nitratorreductasa bacterianas. Los nitritos se utilizan como conservantes. Estos nitritos tienen una posible reaccin con aminas endgenas dando lugar a nitrosaminas. Todo esto ocurre en el intestino. Las nitrosaminas son compuestoscancergenos.

La presencia de alimentos puede afectar a la absorcin de xenobiticos favorecindola odisminuyndola.

6.DistribucinLa distribucin es el proceso de trnsito del xenobitico en el organismo hasta alcanzarunequilibriodeconcentracinenlosdistintoscompartimentoscelulares.

Se realiza a travs de la sangre. La cantidad de xenobitico que llega a un rgano depende de: la concentracin plasmtica del xenobitico, flujo sanguneo en el rgano, facilidad de xenobitico para atravesar los capilares (liposolubilidad), que depende de sus propiedades fisicoqumicas y de la estructura de los capilares (capilares ms permeables estn en el hgado), afinidad del xenobitico por componentescelulares.

Algunosoriginaneldaounavezlleganalasangre,porejemplo,elCO.

Muchos xenobiticos se transportan unidos a protenas plasmticas, fundamentalmente a la albmina. La unin a protenas disminuye su distribucin a tejidos y retrasa su eliminacindelorganismo.Estosetraduceenunaelevadasemividaplasmtica.

La unin a protenas es una unin reversible mediante enlaces no covalentes y se puede verse afectada por la presencia de otros xenobiticos con mayor afinidad (desplazamiento del xenobitico, dando lugar a fenmenos de desplazamiento que, en ocasiones, pueden ser causa de toxicidad, por aumento brusco de la concentracin plasmtica.

La barrera hematoenceflica constituye un obstculo para la llegada de xenobiticos

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al SNC. Es un sistema de proteccin para los agentes txicos y supone un problema para el acceso de determinados frmacos. Las causas anatmicas que hacen que esta barrera tenga estas caractersticas en concreto son: las clulas endoteliales estn muy juntas (a diferencia de los capilares del hgado, que son muy permeables), rodeadas de clula de glia, con bajo contenido proteico en el espacio intercelular. La barrera no est deltododesarrolladaenelrecinnacido.

La barrera placentaria es un rgano fetomaterno cuya funcin es: el intercambio de productos metablicos y gaseosos entre la circulacin materna y la fetal, la produccin de hormonas y la funcin de barrera. El desastre de minamata produjo intoxicacin fetal grave por metilmercurio. La barrera placentaria es una barrera menos selectiva (que la del SNC), muchos xenobiticos pueden atravesar por difusin simple, otros por difusin facilitadaoporsistemasespecializadosdetransporte.

7.FijacinLa fijacin es un proceso por el que algunos txicos quedan retenidos en ciertos tejidos. Las principales causas de fijacin son el transporte activo (el paraquat produce una toxicidad sistmica y se almacena en el pulmn, produciendo fibrosis pulmonar), afinidad por una estructura o protena (se quedan retenidos en un tejido. El cadmio produce toxicidad renal porque se acumula en el rin, al haber una protena llamada metaloprotena que lo almacena) y solubilidad en una fase (esto ocurre con compuestos muy liposolubles como dioxinas, difenilos policlorados, etc, que se almacenaneneltejidoadiposoproduciendotoxicidad.

Algunos xenobiticos se acumulan en el rgano/tejido diana (aquel en el que el txico ejerce preferentemente su accin). Ej: el paraquat en los pulmones flor y estroncio en los huesos cadmio en el rin. Otros xenobiticos se acumulan en un tejido distinto, como el plomo, que pasa del hgado al hueso, donde no es txico. Los PCBs y las dioxinasseacumulanenlagrasa.

En dichos tejidos no ejercen un efecto txico pero se produce un fenmeno de bioacumulacin y de biomagnificacin, y adems existe el riesgo de biodistribucin del txicoenelorganismocomoconsecuenciadecambiosfisiolgicos.

La bioacumulacin es el aumento progresivo de la concentracin de xenobitico en el tejido de un determinado organismo se aplica en particular a los compuestos muy liposolubleseneltejidograso.

La biomagnificacin es lo mismo pero cuando aumenta la concentracin de dicho xenobitico a medida que se asciende en la escala filogentica, es decir, los animales

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mayores van acumulando ms xenobitico ya que ste nunca se degrada. Supone un peligro para la propia especie animal y una fuente de transmisin al ser humano a travsdelaalimentacin.

8.ExcrecinLa excrecin es el conjunto de procesos que conducen a la eliminacin de la estructuraprimariadelxenobiticoydesusmetabolitosdelorganismo.

Las vas de excrecin son: la urinaria, biliar, pulmonar y las glndulas (mamarias, sudorparas,salivales,lacrimales).

LaexcrecinRENALtiene3pasos: Filtracin glomerular: los xenobiticos unidos a albmina no pueden ser

filtrados.Elfactorlimitanteeseltamao. Difusin pasiva tubular: se dan fenmenos de reabsorcin tanto en el tbulo

proximal como distal que pueden ser modulados variando el pH. En ocasiones sedanfenmenosdeobstruccintubularporprecipitacin.

Transporte activo: algunos xenobiticos utilizan sistemas de transporte de cationes o aniones no muy especficos. Pueden ser sistemas de secrecin y tambin de reabsorcin, en cuyo caso pueden ser causa de retencin en el rin.

La determinacin de metabolitos en orina es una forma relativamente sencilla para demostrar la exposicin a un xenobitico es lo que llamamos: biomarcador de exposicin.

En la excrecin BILIAR, la bilis cumple un papel importante. El xenobitico pasa a travs del conducto biliar para llegar al intestino. Esta excrecin est reservada para conjugados con el cido glucurnico y el glutatin. Estos conjugados son reconocidos por sistemas especializados de transporte. Es susceptible a los fenmenos de saturacin y de inhibicin competitiva puesto que operan sistemas especializados de transporte.Noestcompletamentedesarrolladoenelfeto.

Muchos xenobiticos pueden excretarse a travs de la leche (excrecin va glndulas mamarias) lo que supone un riesgo para el recin nacido (el nio est expuesto a los xenobiticosquelamadretomaporladieta,porejemplo).

Los conjugados se hidrolizan por las bacterias intestinales dando lugar al compuesto libre,elcualpodrreabsorbersedenuevo,completndoseelcicloenteroheptico.

11.9.2014

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Ejerciciosdeclase

ParaqueunaDL50estbiendefinidahayquedar:unidades(mg/kg),laespecieylavadeadministracin.

Problema1.Lacomparacindeladosisletaldeuncompuestosegnlasdistintasvasdepenetracin,informasobrelaabsorcindelmismo.

Pentobarbital Isoniazida Procana DFP

Vaadministracin

DL50 DL50 DL50 DL50

oral 280 142 500 4

subcutnea 130 160 800 1

intramuscular 124 140 630 0.85

intraperitoneal 130 132 230 1

intravenosa 80 153 45 0.34

ElcompuestomstxicoporvaintravenosaeselDFPporqueeselquemenorDL50tiene.Elmenostxicoeslaisoniazida.

ElmstxicoporvaoraleselDFPyelmenostxicoeslaprocana. Por qu va resulta menos txico cada uno de ellos? pentobarbitaloral,

isoniazidasubcutnea,procanasubcutnea,DFPoral. Qu concluira sobre la absorcin de cada uno de estos compuestos por las

distintas vas? En la isoniazida hay valores muy parecidos de DL50, podramos asumir que no hay mucha diferencia entre las distintas vas. La procana sin embargo, presenta diferentes absorciones ya que los valores de la DL50 en las diferentesvasdeadministracinesmuydiferente.

La DL50 que sacamos de un estudio de toxicidad aguda no tiene que ser un dato muy exacto,esundatoaproximadoyorientativo.

Problema 2. Calcule la concentracin que tiene que preparar para administrar una dosis de 1 mg/kg a ratas de aproximadamente 250 g de peso si el volumen de administracin es de 10 mL/Kg. Obtenga una frmula general y sencilla para hacer ese clculo.Quvolumenmnimoprepararasivaaadministraresadosisa10animales?

1mg/kg1kg/1000g250=0.25mg

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10ml/kg1kg/1000g250=2.5mL 0.25mg/2.5mL=0.1mg/mL Elvolumenparalos10animalessera:2.5mL10mL=25mL

Problema 3. Imagine que tiene que ensayar la toxicidad in vitro de un compuesto y que va a probar las siguientes concentraciones finales en medio de cultivo: 2 1 0,5 0.25 0.1mg/mL.

Suponga que el ensayo lo realiza en placas de 96 pocillos y que esa concentracin final se alcanza aadiendo 50 microlitros a 200 microlitros de medio de cultivo. De cada concentracinvaahacer4rplicas(4pocillos).

a) Diga qu concentracin necesitar preparara para conseguir los 2 mg/mL de concentracinfinalyquvolumenmnimonecesitarpreparardeesaconcentracin

b) haga los clculos para preparar las diluciones seriadas ms bajas a partir de esta concentracin.

a)2mg/mL1microlitro/1000mL250microlitros=0.5mg

0.5mg/50mL=10mg/mL

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16.9.2014

TEMA4:BIOTRANSFORMACIN

1.IntroduccinalabiotransformacinLa biotransformacin es el conjunto de cambios qumicos que se producen en la estructura del xenobitico y que tienen lugar en el organismo para hacerlo ms soluble y de este modo poder eliminarlo del organismo. Dicho de otro modo: es un conjunto de reacciones enzimticas que introducen cambios en las estructuras qumicas de los xenobiticosconobjetodefavorecersueliminacin.

Participan una gran diversidad de enzimas y las reacciones son tambin muy variadas, detalmaneraqueunmismoxenobiticopuededarlugaradistintosmetabolitos.

El tipo de reacciones que experimenta un xenobitico viene determinado por su estructura qumica y, si bien se puede predecir, es necesario estudiar el metabolismo casoporcaso.

El metabolismo es un aspecto clave tanto en el efecto teraputico de los frmacos comoenelefectotxicodexenobiticosengeneral.

En general el metabolismo facilita la eliminacin del xenobitico del organismo, por lo que sera un proceso detoxificador, pero en ocasiones da lugar a metabolitos txicos, encuyocasosehabladebioactivacin.

2.TiposdereaccionesylocalizacinAmedidaqueuncompuestosemetaboliza,sevuelvemshidrosoluble.

El xenobitico sufre una reaccin de FASE I para dar lugar al metabolito 1, en el que pierde los grupos: OH, SH, NH2, COOH, mediante reacciones de oxidacin, reduccin e hidrlisis.

En la reaccin de FASE II, el metabolito 1 pasa a ser metabolito 2 dando lugar a un conjugando que es mucho ms hidrosoluble y fcil de eliminar. El metabolito se conjugacon:glucurnico,glutatin,sulfato,aminocidos,gruposacetiloymetilo.

Una molcula que no haya pasado la reaccin de Fase I puede experimentar una reaccindeFaseII(aunquealrevsesmsraro).

Estas reacciones de biotransformacin ocurren en muchos RGANOS, pero el principal es el hgado. Otros rganos son: el pulmn, intestino, rin, piel, msculo,

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gnadasybacteriasintestinales.

Dentro de cada CLULA, la biotransformacin tiene lugar en unos lugares concretos: retculoendoplasmticoliso,mitocondrias,lisosomas,peroxisomas,citosol.

Si queremos hacer un estudio con enzimas humanas pero no las tenemos, podemos hacer lo siguiente: extraer y homogeneizar una parte del hgado de un ratn y centrifugarlo a 9000g para que se depositen en el fondo los rganos enteros. Recogemos el sobrenadante y tenemos la fraccin S9, que son todo enzimas solubles. Si esta fraccin la centrifugamos a 100.000 (nos hemos pasado con los ceros?) obtenemoslafraccincitoslicaymicrosomal,quesonmuchomspuras.

Tanto las fracciones S9 como fracciones ms purificadas se utilizan en sistemas experimentalesinvitrocarentesdeenzimashumanas.

3.Reaccionesdeoxidacin

3.1.ReaccionesdeoxidacincatalizadasporelCYP450El 90% de los xenobiticos sufren reacciones de OXIDACIN. Las reacciones de oxidacin son catalizadas por el CYP450, enzimas dependientes de FAD o flavn monooxigenasa, amino oxidasa, alcohol y aldehdo deshidrogenasas, ciclooxigenasas.

El CYP450 se encuentra unido a otras enzimas como la reductasa y otras enzimas detoxificadoras.TodoformaelcomplejodelcitocromoP450.

El CYP450 lo que hace es aadir un nico tomo de oxgeno. La enzima es una monooxigenasa mixta, porque aade un nico tomo de oxgeno y porque es muy poco especfica. Se utiliza una molcula de oxgeno y al final de la reaccin se libera una molculadeagua.

Reaccingeneral:SH+O2+NADPH+H+SOH+H2O+NADP+

El sistema citocromo P450 juega un papel fundamental en: la duracin e intensidad del efecto de medicamentos bioactivacin y detoxificacin de xenobiticos (en general) biosntesis y catabolismo de hormonas esteroideas, cidos grasos, cidos biliares y vitaminasliposolubles.

El CYP450 es una hemoprotena. Tiene un tomo de hierro, que cuando est en estado Fe3+ es capaz de incorporar el sustrato formndose el complejo enzima sustrato P450Fe3+. El siguiente paso es la prdida de un electrn, quedando P450Fe2+ (se reduce). El siguiente paso de la reaccin consiste en la incorporacin de una molcula

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de oxgeno al complejo enzimasustrato. En el siguiente paso se incorpora otro electrn (las enzimas slo pueden ceder electrones de uno en uno). Luego se libera una molcula de agua y por ltimo el SOH se incorpora al xenobitico y la hemoprotena quedacomoalprincipio(esunciclo).

La HIDROXILACIN es la reaccin ms frecuente catalizada por el citocromo P450. La reaccin de hidroxilacin se da en: tomos de carbono (generalmente en hidrocarburos aromticos: benceno fenol), en funciones aminas (anilina fenilhidroxilamina.Aunquelafenilhidroxilaminaesmstxicoquelaanilina).

La hidroxilacin transcurre a travs de la formacin de epxidos, compuestos muy reactivos con macromolculas endgenas. El cloruro de vinilo da lugar a un intermediario epxido y ste se convierte en cloracetato (muy txico). El naftaleno da lugar a un intermediario epxido y el organismo tiene una enzima especfica (epxido hidrolasa)quepermiteladetoxificacindelintermediarioydeotrosepxidos.

NomenclaturaCYP450El citocromo P450 es una familia muy numerosa que cataliza una gran cantidad de compuestos endgenos y exgenos (medicamentos y otros xenobiticos). Se conoce bien la secuencia de aminocidos. En funcin de esta secuencia de aminocidos se agrupan en familias, subfamilias e isoenzimas. Para denominar correctamente a un citocromo, la nomenclatura es CYP, espacio, nmero, letra, nmero. El nmero nos determina la familia (de 1 a 4. Da una identidad superior al 40%). La letra identifica la subfamilia (de A a E. Da un 55% de identidad, es decir, se parecen ms entre s los de lamismafamiliaquelosdelamismasubfamilia).Ej:CYP2B1,CYP2B2,CYP2B3.

En el ser humano se han descrito ms de 18 familias y 43 subfamilias. Los CYP1, 2, y 3 son responsables de la oxidacin de aproximadamente el 90% de los frmacos y tambin de algunas reacciones raras de reduccin. Los CYP4, 11, 17, 19 y 21 se encargandelmetabolismodecompuestosendgenos.

Se han descrito ms de 57 genes CYP humanos activos, 58 pseudogenes y 450 alelos CYP. Algunos son muy polimrficos, como los de la clase 1: CYP 2A6, CYP2B6, CYP2C9, CYP2D6 y CYP2C19 mientras que los de la clase 2 son poco variables: CYP1A1,CYP1A2,CYP2E1,CYP3A4.

3.2.ReaccionesdeoxidacincatalizadasporotrosenzimasLasmonooxigenasasmicrosomalesquecontienenFAD

Reaccingeneral:SH+O2+NADPH+H+SOH+H2O+NADP+

As como en el CYP450 las reacciones eran de hidroxilacin, aqu se producen reacciones de oxidacin de nitrgeno, azufre y fsforo. Se han escrito varias isoformas

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(FMO16). La deficiencia en la isoforma FMO3 da lugar al sndrome del olor a pescado (metabolizalametilamina).

Lasmonoaminoxidasas(MAO)ydiaminooxidasas(DAO)Las MAO son enzimas mitocondriales presentes en el sistema cardiovascular. Metabolizanaminasendgenasyexgenas.LasDAOsonenzimascitoslicas.

Reaccingeneral:RCH2NH2RCHO+NH3

Laaldehdodeshidrogenasa(AIDH)ylaalcoholdeshidrogenasa(ADH)Es responsable del metabolismo del 95% del alcohol etlico. La capacidad detoxificante paraeliminarelalcoholetlicodependedeestaenzima.

Reaccingeneral:RCH2OHRCHO

Elsiguientepasoesconvertirelaldehdoengrupocarboxlico:RCHORCOOH

Laoxidacinacopladaalasntesisdeprostaglandinas(COX)La sntesis de prostaglandinas es a partir del cido araquidnico a travs de las ciclooxigenasas. Hay dos isoformas, la COX1 (constitutiva) y la COX2 (que es inducible). En el primer paso se pierde un tomo de oxgeno, que puede incorporarse al xenobitico.

17.9.2014

4.ReaccionesdereduccinLos principales agentes reductores son el FAD, FMN, NAD, NADP y el glutatin reducido (GSH). Las molculas que pueden experimentar reduccin son los aldehdos, cetonas,sulfxidos,Nxidos,N=N,NO2.

En condiciones de baja concentracin de oxgeno, un compuesto puede volverse ms txicodeloqueyaera.

Los enzimas que participan en las reducciones son: el CYP450, carbonil reductasa, alcohol deshidrogenasa, NADPH cit. P450 reductasa, enzimas bacterianas, DTdiaforasa.

5.ReaccionesdehidrlisisSe produce una rotura del xenobitico con una molcula de agua dando lugar a un producto con un grupo carboxilo, que es susceptible de sufrir reacciones de fase 2. Estasreaccionessuelenserdedetoxificacin.Ej:

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R COOR + H2O R COOH + ROH. La enzima es la esterasa (colinesterasasdelplasmaoacetilcolinesterasasdeeritrocitos).

RCONRR+H2ORCOOH+HNRR.Medianteunaamidasa RCOSR+H2ORCOOH+HSR.Tioesterasa

El paratin, por una desulfuracin oxidativa, da lugar al paraoxn, que es un compuesto msactivo(reaccindebioactivacin).

6.ReaccionesdefaseIIExisten varias posibles conjugaciones. De ms a menos frecuente (ver imgenes en diaposloimportantesonlasenzimas):

Conjugacin con el cido glucurnico mediante la UDPglucuronosiltransferasa: afecta a todos los xenobiticos que en su estructura tengan un grupo ROH, RCOOH, RNH2, RSH. El cido glucurnico se sintetiza a partir de la glucosa 1P, que mediante UTP se forma la UDPD glucosa, que reacciona con agua y 2NAD para dar lugar al cidoUDPD glucurnico, el cual se une al metabolito dando lugar al conjugado. El conjugado tiene un grupo carboxlico que lo hace ms liposoluble y hace que el transportadordeanionesdelhgadoyrinpuedanidentificarlo.

Conjugacin con el glutatin (GSH) mediante la glutation transferasa: afecta a todos los xenobiticos que en su estructura tengan epxidos y compuestos halogenados. El glutatin es un tripptido constituido por el cido glutmico, cistena y glicina.

Luego puede ocurrir una reaccin de fase II en la que el xenobitico queda unido a la cistena (primero se pierde el cido glutmico). El grupo amino sufre una acetilacin dandolugaraunconjugadomercaptrico(conNacetilcistena).

Conjugacin con sulfato mediante la sulfatotransferasa: afecta a todos los xenobiticos que en su estructura tengan ROH y RNH2. La cistena mediante 2 ATP da lugar a la sulfurilasa, liberndose una molcula de ADP, y dando lugar a la 3 fosfoadenosin 5 fosfosulfato. La reaccin de conjugacin consiste en la conversin de CH3CH2OHenCH3CH2OSO3HmediantePAPSsulfotransferasa.

Conjugacin con aminocidos mediante la aciltransferasa: afecta a todos los xenobiticos que en su estructura tengan RCOOH. Una vez que tenemos el xenobitico activado, se produce la acilacin (glicina proporciona el grupo acetato) y mediantelaaciltransferasaseconvierteenbenzoilglicina(cidohiprico).

Metilacin: afecta a todos los xenobiticos que en su estructura tengan ROH, RNH2,

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RSH.

Acetilacin: afecta a todos los xenobiticos que en su estructura tengan RNH2, RNHNH2,RSO2NH2.EldonadordelosgruposacetiloseselacetilCoA.

Preguntas:QueselglutatinqueselCYP450yqureaccionescataliza?.

Sustrato Conjugadocon Enzima

OH,COOH,NH2,SH c.glucurnico UDPglucuronosiltransferasa

Epxidosyhalgenos Glutatin Glutatintransferasa

OH,NH2 Sulfato Sulfatotransferasa

COOH Aminocidos Aciltransferasa

OH,NH2,SH Metilo Metiltransferasa

NH,NHNH2,SO2NH2 Acetilo Nacetiltransferasa

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23.9.2014

TEMA5:FACTORESQUEINFLUYENENLADISPONIBILIDADBIOLGICA

Elefectodeunxenobiticodependedesuestructura.

1.FactoresqumicosybiolgicosLos qumicos son: lipofilia, pKa, ionizacin, tamao, estructura, quiralidad (puede ser queunestereoismerotengamsafinidadporunaprotenaqueotro).

Los biolgicos son: la especie (hay diferencias interespecficas en los distintos procesos: absorcin, distribucin, excrecin y biotransformacin). Hay otras que dan lugaradiferenciasinterindividuales,comolosfactoresgenticos,edad,sexo,estado.

Losanimalesengeneraltienenunamayorabsorcinqueloshumanos.

2.DiferenciasinterespecficasEn cuanto a las diferencias interespecficas en la distribucin, hay variaciones en los tipos y concentracin de protenas plasmticas, distribucin y proporcin de la grasa corporal, sistemas especializados de transporte, velocidad de metabolizacin y excrecin.Elmonoyelhombreseparecenmuchoencuantoaladistribucin.

En cuanto a la excrecin urinaria: el volumen urinario cambia mucho (est regido por elpeso)

En cuanto a la excrecin biliar: compuestos con un peso molecular alto (superior a 300) tienden ms a excretarse por esta va. A mayor peso molecular, mayor excrecin vabilis.

En cuanto a la biotransformacin: es la mayor fuente de diferencias tanto interindividual como interespecfica. Pueden ser cualitativas (perros no acetilan las aminas aromticas, gatos son deficientes en UDPglucuroniltransferasas, los cerdos no forman conjugados con el sulfato, las cobayas no forman conjugados con el cido mercaptrico, la conjugacin con aminocidos est determinada filogenticamente) o cuantitativas (son ms frecuentes. Las anfetaminas se metabolizan de forma diferente en el conejo da lugar al al derivado acetilado que en el perro da lugar al derivado hidroxilado)

Las diferencias interespecficas en la biotransformacin suponen un inconveniente a la

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hora de extrapolar los resultados. Hoy en da se pueden estudiar porque disponemos desistemasinvitrodemetabolismohumanoyotrasespecies.

3.DiferenciasinterindividualesVariacionesgenticasDefiniciones: salvaje/agreste (versin ms comn de un gen), variante (versin poco comn de un gen) y polimorfismo (si est presente en menos del 1% de la poblacin, es una mutacin rara si est presente en ms del 1% de la poblacin, es un polimorfismogentico).

Posibles variaciones: SNPs o single nucleotide polymorphisms (variaciones en un nico par de base), CNV o copy number variation (son variaciones en el nmero de copias de un gen), deleciones o inserciones de un nico o unos pocos pares de base, cambios citogenticos (translocaciones, duplicaciones, inserciones y deleciones). Las variaciones van de menor a mayor segmento de ADN afectado. El haplotipo es el conjuntodevariacionesopolimorfismosquetiendenaheredarse.

Un alelo es uno o ms versiones de un gen. El ser humano es un organismo diploide y hereda un alelo de cada uno de los progenitores. Actualmente se emplea tambin para describir la variacin entre secuencias de ADN no codificadoras. Si las copias son iguales,sehabladehomocigosisysisondistintasheterocigosis.

El genotipo es el conjunto de genes de una persona. El fenotipo es el conjunto de rasgos observables de una persona. Resulta de la expresin de los genes pero los factoresambientalespuedentenertambininfluencia.

Las variantes genticas en genes de protenas enzimticas dan lugar a 4 fenotipos posibles: metabolizadores pobres (PM), metabolizadores intermedios (IM), metabolizadoresextensos(EM),metabolizadoresultrarrapidos(UM)

EdadCon la edad hay ciertas cosas que cambian, por ejemplo: el pH de los recin nacidos, la flora microbiana intestinal en el recin nacido, los dficits de enzimas en el recin nacido (CYP450, glucuroniltransferasas), motilidad intestinal y concentracin de albminaenancianos.

SexoEl metabolismo est ms acelerado en machos: el hexobarbital tiene mayor efecto en hembrasmientrasqueelCCl4esmstxicoenmachos.

Estadosfisiolgicos

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RitmoscircadianosLa exposicin a xenobiticos puede producir induccin enzimtica, que puede traducirse en un aumento o disminucin de la toxicidad. Hay algunos xenobiticos que son especficos para las familias de citocromos: HAP (CYP1A, hasta 20 veces), fenobarbital(CYP2B1>20),etanol(CYP2E125),clorfibratos(CYP4A>40).

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24.9.2014

TEMA6:MECANISMOSDETOXICIDADDentro de la disponibilidad fsica y biolgica (ver temas anteriores), la biolgica engloba latoxicodinmicaqueesloquevamosaestudiarenestetema.

La fase toxicodinmica es la sucesin de hechos que tienen lugar tras la interaccin delaestructuraactivadelxenobiticoconunamolculaendgena.

Por norma general, conocer estos mecanismos es muy complicado, pero su conocimientoconstituyelabasepara:

Interpretarlosdatosdelatoxicologadescriptiva Establecerprocedimientosparaprevenirocontrarrestarlosefectostxicos Disearmtodoscomplementariosinvitro Disear modificaciones en las estructuras de los xenobiticos para reducir o

eliminarsusefectosadversos,obienparaumentarsutoxicidadselectiva Hacermejoresestimacionesdelriesgo.

El xenobitico (1) interacta con una molcula endgena (primera interaccin): membrana, ADN, protena, etc, y esto va a provocar una (2) lesin celular, afectando a la funcin celular (sntesis de ATP, etc) o a la estructura. Si esto ocurre en muchas clulas,aparecen(3)manifestacionesclnicas.

Durante la necrosis celular, las clulas se hinchan hasta que se rompen, vertiendo el contenido hacia el exterior, desencadenando una reaccin inflamatoria. Las clulas mueren por necrosis si sufren graves daos o agresiones repentinas tambin por isquemia. El contenido de las clulas necrosadas se derrama al tejido circundante, generando una respuesta inflamatoria que puede provocar daos adicionales e incluso la muerte de las clulas adyacentes. La necrosis suele afectar a grupos de clulas, zonas tisularesyesfcildeidentificar.

La muerte celular por apoptosis tiene un mecanismo completamente diferente al anterior, ya que la clula se encoge y el ADN se agrega y se fragmenta y finalmente es fagocitada por las clulas adyacentes. Lo normal es que ocurra en clulas aisladas. No provoca respuesta inflamatoria y puede pasar desapercibida enuntejido.

El xenobitico puede producir un efecto local (no es letal) o bien puede absorberse y producirunefectosistmico.

La toxicidad puede ocurrir por la simple presencia del xenobitico en un determinado

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lugar

En otros casos, la toxicidad puede ser sistmica, debida (por ejemplo) a una reaccin qumica (paracetamol). La toxicidad sistmica puede ser reversible (tetradotoxina) o irreversible (CCl4). Si es reversible se puede reparar (aunque no durante largos tiempos de exposicin: el tejido se cansa de reparar y aparece necrosis, fibrosis y tumores). Sulfonamidas se comprob que tenan toxicidad renal porque cristalizaban eneltbuloyloobstruan,producindoseunanecrosisrenal.

1.FactorestoxicocinticosUnos favorecen la toxicidad, como la absorcin del xenobitico, la distribucin por el organismo, la reabsorcin en los tbulos renales o intestino y la bioactivacin mientras que otros obstaculizan la toxicidad, como la excrecin del txico (presistmica: efecto deprimerpaso),retencinenrganosnodiana,detoxificacin.

Pueden ocurrir tres tipos de situaciones: que se elimine, que se quede fijado o que produzcaunefectoadverso.

Podemosdistinguirdosgrandesgruposdetxicos:indirectosydirectos.

Los directos son aquellos que no necesitan de un proceso de biotransformacin para ejercersutoxicidad,estossonelCO,HCN,Pb.

Los txicos indirectos necesitan de un proceso de biotransformacin y el responsable de la toxicidad es un metabolito y no el compuesto original (ej: paracetamol, CCl4, metanol). Tras la bioactivacin, se forma el metabolito, que tiene: nuevas propiedades fisicoqumicas (etilenglicol), mayor reactividad (paratin) y conversin de molculas indiscriminadamentereactivas(electroflicotipoparacetamoloradicallibretipoCCl4).

2.ToxicidadporcompuestoselectroflicosLos compuestos electroflicos son molculas que contienen un tomo deficiente en electrones, que reacciona con molculas nucleoflicas compartiendo un par de electrones.

Forman enlaces covalentes con ADN y protenas dando lugar a aductos. Un aducto es un xenobitico o su metabolito unido covalentemente a una molcula endgena. El aducto, adems, es un indicativo de la bioexposicin (se pueden medir aductos en sangreesunamedidadirectadelatoxicidad).

Un compuesto electroflico se forma como consecuencia de la oxidacin del xenobitico, pero tambin por una ruptura heteroltica de un enlace covalente (CO,

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NO),oapartirdecompuestosqumicosinorgnicos.

La gravedad del dao producido va a depender de las molculas receptoras. Algunos efectos: mutagnesis, carcinognesis, necrosis celular, sensibilizacin alrgica. Lo que determina que el dao inducido persista, incluso despus de que el txico haya sido eliminado del organismo, es la irreversibilidad de los enlaces covalentes. Por ello, el factor tiempo juega un papel importante en la magnitud del efecto txico (si se prolonga la exposicin se alcanzar el efecto). Los efectos se pueden poner de manifiestodespusdeunlargotiempodeexposicinadosismuybajas.

La intoxicacin por paracetamol es reversible (si la coges a tiempo, si no es irreversible. No confundir con los enlaces covalentes forma con las protenas, que son irreversibles) El paracetamol, en orina, se encuentra conjugado con sulfato (OH OSO3H), aunque tambin lo podemos encontrar conjugado con el glucurnico (OH OC6H9O6). Hay otro compuesto minoritario que es el paracetamol conjugado con mercaptrico. En una intoxicacin por paracetamol, a medida que pasa el tiempo, la excrecin del paracetamol va disminuyendo y su semivida aumenta (se acumula en el organismo). Un % determinado del metabolito del paracetamol pasa por el CYP2E1, formando un metabolito txico que secuestra el glutation. En la intoxicacin, la deplecin de glutation hace que el metabolito forme aductos con protenas hepticas, produciendo la muerte del hepatocito. El antdoto es nacetilcistena, que ya tiene grupos cistena como el glutatin,ycompiteconste.Deestaformasesecuestramenosglutation.

En un estudio se compara el paracetamol con otros antdotos del paracetamol (ej: nacetilcistena realmente es el antdoto del metabolito del paracetamol: el napqi) y

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con el fenobarbital, pero se observa que la necrosis heptica no disminuye aunque se administre el antdoto con esto podemos deducir que el paracetamol no es el culpable del deterioro heptico sino que el culpable es un metabolito del paracetamol. Conforme aumenta la dosis de paracetamol, se produce una disminucin del glutation en el hgadoyaumentalauninaprotenashepticasdelhgado.

3.ToxicidadporradicaleslibresUn radical libre es una molcula o fragmento molecular, que contiene un electrn desemparejado en sus orbitales externos y tiende a reaccionar con otras molculas captando esos electrones que le faltan. Reaccionan con el ADN produciendo dao oxidativo, con los lpidos destruyendo las membranas, con el oxgeno produciendo especiesradicalesdeoxgeno.

Los radicales libres se pueden formar por ganancia de un electrn, por prdida de un electrnoporunarupturahomolticadeunenlacecovalente.

Porgananciadeelectrones:paraquat,doxorubicina,nitrofurantona. Porprdidadeelectrones:fenoles,hidroquinonas,aminas,fenotiazinas,tioles. Por fisin homoltica del enlace covalente: la reductiva es cuando se capta un

electrn, quedando un radical libre + 1 anin (es tpica del CCl4). La reaccin de fenton es una fisin homoltica reductiva del perxido de hidrgeno, produciendounradicalhidroxiloyunaninhidroxilo.

Los radicales libres producen una peroxidacin de lpidos que termina en destruccin de las membranas lipdicas. En las reacciones radicalarias encontramos 3 fases: fase deiniciacin,propagacinyterminacin.

Los radicales libres los podemos detoxificar con: molculas endgenas (vitamina C, E y glutatin las dos primeras ceden grupo OH y la ltima cede grupo SO) y enzimas (superxidodismutasa,catalasas,glutatinperoxidasas).

4.OtroscasosdetoxicidadMetanolEfectos adversos: puede producir ceguera (slo se necesitan 10 mL) y muerte (30 mL). Al principio aparece una ligera embriaguez con somnolencia. Pasadas las 1224h aparecen trastornos GI nuseas, vmitos, dolor abdominal), alteraciones visuales (visinborrosa,restriccincampo),acidosismetablica.

La mortalidad se relaciona con los niveles de cido frmico, que se producen como consecuencia de la ADH (que da lugar a la forma aldehdo) y la AIDH (que da lugar a la

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forma cida). La inhibicin del citocromo oxidasa en el nervio ptico disminuye el ATP y con l el funcionamiento del nervio ptico. El frmico produce acidosis metablica y penetraenelSNC.

Para tratar esta intoxicacin podemos inhibir las enzimas ADH y AIDH. Podemos utilizar etanol en una dosis equimolar (reduce el 90% el metabolismo del metanol, pero la semivida se alarga a 46h). Tambin se puede usar 4metilpirazol (inhibidor de la ADH)ybicarbonatosdicoIV(paratratamientodeacidosis).

EtilenglicolSe necesitan 100 mL para que el etilenglicol sea letal. Produce nefrotoxicidad. Al principio produce embriaguez, nuseas, vmitos, convulsiones y coma. A las 1224h produce hiperventilacin, taquicardia y acidosis metablica. Pasadas las 2472h apareceinsuficienciarenal.Antdoto:etanolyfomepizol.

MetahemoglobinemiaLa metahemoglobina es una hemoglobina oxidada cuyo grupo hemo contiene el tomo de hierro en estado Fe3+ y por lo tanto es un a hemoglobina incapaz de transportar oxgeno. La oxidacin de hemoglobina a metahemoglobina ocurre de manera fisiolgica y est controlada por una enzima llamada metahemoglobina reductasa, que necesita de NADPH. Esta enzima hace que el nivel de metahemoglobina no supere el 12%. Este nivel puede superarse en condiciones de hipoxia o por ciertos compuestos qumicos, como la anilina o el nitrobenceno (in vivo) y otros como el nitrito sdico, hidroxilamina y fenilhidroxilamina pueden aumentar los niveles tanto invitro como invivo.

Para contrarrestar el aumento de metahemoglobina se puede usar el azul de metileno, que refuerza la accin fisiolgica de la enzima, reduciendo la metahemoglobina. TambinsepuedeusarvitaminaC,quereponelasntesisdeNADPH.

HCNUnos 250325 mg de cianuro potsico o sdico es letal. Apenas 1 microgramo/mL en sangreesletalyunaconcentracinde0.2microgramos/mLestxico.

Los sntomas son: dolor de cabeza, vrtigo, disnea, prdida de conciencia, convulsiones,paradarespiratoria(llevaamuerte).

Elcianurointerfiereconlacadenatransportadoradeelectrones.

Los tratamientos encaminados a la intoxicacin van dirigidos a reducir la cantidad de cianuro. Esto se puede hacer potenciando determinadas reacciones endgenas: como la del tiosulfato sdico (tiosulfato transferasa), nitrito sdico (convierte la

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metahemoglobina en CNmetahemoglobina) y la vitamina B12 (hidroxicobalamina CNcobalamina).TodossecuestranelCN.

OrganofosforadosLos organofosforados son los insecticidas como el paratin, malatin y diazinn y gasesnerviosocomoelsarn,tabnysomn.

Producen dos efectos txicos: inhiben las colinesterasas y produce neuropata retardada. Se produce una contraccin de las pupilas, exceso de salivacin, sudoracin y lagrimeo, nuseas, vmitos y diarrea. Tambin fatiga, contracciones involuntarias, fatigamuscular.AniveldelSNCproduceansiedad,ataxia,convulsionesycoma.

La neuropata retardada aparece por una degeneracin de los nervios perifricos en la parte distal de las extremidades inferiores, pero no ocurre con todos los organofosforados. Los sntomas tardan 1014 das en aparecer. Ej: triortocresilfosfato.

El tratamiento podra ser con atropina, que compite con la acetilcolina por los receptores muscarnicos y la pralidoxima, que rompe el enlace fsforoacetilcolinesterasa, reacciona directamente con las molculas de OP y tiene un efectoanticolinrgicosemejantealaatropina.

30.9.2014

GRUPO DOSIS RESULTADOS

1 100 notoxicidad

2 200 notoxicidad

3 300 notoxicidad

La NOAEL sera 300 mg/kg por peso corporal pero la LOAEL no la podemos saber (estudiomaldiseado).

GRUPO DOSIS RESULTADOS

1 100 notoxicidad

2 250 levetoxicidad

3 1000 toxicidadgraveirreversible

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ElNOAELsera100yelLOAELsera250.

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TEMA7:PREVENCINYEVALUACINDELATOXICIDAD

1.PrincipiosgeneralesDependiendo del uso de un producto, requerir de una mayor o menor evaluacin toxicolgica: medicamento de uso humano, aditivos alimentarios, plaguicidas, cosmticos,medicamentosdeusoveterinario,productosdeusoindustrial.

En el campo del medicamento, tenemos unas agencias reguladoras (que ya hemos visto):eneuropalaEMA,AEMPSenEEUUlaFDAenjapnelministeriodesanidad.

Los estudios de toxicidad son los estudios ms reglamentados que existen. Cada una de las agencias tienen sus propias metodologas pero en la prctica se parecen bastante. Puesto que hay esta diversidad de agencias reguladoras, se realizan guas deconsenso.

2.EnsayostoxicolgicosLa evaluacin toxicolgica puede realizarse mediante 3 categoras de informacin cientfica: estudios epidemiolgicos, estudios clnicos, y toxicologa experimental (que se diferencia de las dos anteriores en que no hay datos en humanos). Nos centramos enestaltima.

El objetivo que persigue la toxicologa experimental es: definir la capacidad txica del producto en cuestin (relacionar dosis con efecto) conocer el peligro de su exposicin segn sea sta localizar los rganos diana y mecanismos fisiopatolgicos y evaluar la reversibilidaddelasalteracionesencontradas.

Una evaluacin toxicolgica completa consta de: ensayos de toxicidad general, ensayos de toxicidad especfica y ensayos de ecotoxicidad (riesgo medioambiental sobretodotieneintersenplaguicidas).

Los estudios de toxicidad general estudian cualquier tipo de efecto sobre aspectos funcionales o morfolgicos de los distintos sistemas u rganos del individuo. Dentro de este grupo se clasifican en funcin de la duracin del efecto. Dentro de la toxicidad general,diferenciamostoxicidadadosisnica(oagudos)oadosisrepetidas.

Los estudios de toxicidad especfica estudian un efecto determinado. Cada estudio tendr un mtodo especfico de cuantificacin de los parmetros motivo de estudio. Los estudios de toxicidad especfica van encaminados a: la genotoxicidad, tolerancia local,

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sensibilizacin, fototoxicidad, conocer los efectos sobre la reproduccin, cancerognesis,inmunotoxicidad.

3.EnsayosdetoxicidadgeneralLo primero que hay que hacer para hacer un estudio de toxicidad es recolectar y evaluar los datos existentes. Hay que buscar informacin previa: sobre la naturaleza del compuesto, su pureza y sus propiedades fisicoqumicas. Es muy importante disponer de un mtodo analtico que permita detectar bajas concentraciones del compuesto. Tambin hay que buscar datos de estabilidad. En cuanto a la formulacin y vasdeadministracin:hayunaseriededisolventesrecomendadosquehayquemirar.

Como no sabemos nada del compuesto, se hace un estudio de toxicidad a dosis nica (obtendremos DL50 y Dosis Mxima Tolerable) para tener un conocimiento grosero del rango de dosis txicas. Si queremos definir las propiedades txicas en las condiciones de uso tendremos que hacer estudios de toxicidad a dosis repetidas (obtendremosNOAELyLOAEL).

Cul es el experimento ideal? para elegir la especie animal tenemos que fijarnos que el animal, a nivel de metabolismo, se comporte igual o parecido al hombre (que produzca los mismos metabolitos, etc). La va de administracin adecuada es la intravenosa. Hay que estudiar la dosis que hay que dar, la duracin de los ensayos y quparmetrostenemosquedeterminar.

Las guas OECD (organizacin para la cooperacin y el desarrollo econmico) indican el protocolo a seguir en cada uno de los estudios (es el estndar de los ensayos de toxicidad). Las guas de consenso nos habla de estrategias que hay que seguir (a diferenciadelosprotocolosdeensayodelasguasOECD).

Los objetivos de los ensayos de toxicidad general a dosis NICA son la indicacin sobre los efectos de una intoxicacin aguda en el ser humano, el diseo de estudios de toxicidadadosisrepetidasylaclasificacindeloscompuestosqumicosencategoras.

Son necesarios estudios de dosis que definan una DMT (dosis mxima tolerable) en la especie (si es que no tenemos la informacin disponible). En general estos ensayos sontilesparapredecirlasconsecuenciasensituacionesdesobredosishumanas.

La UE dice que necesitamos dos especies de mamferos (una de ellas no debe ser roedora), dos vas de administracin (para humanos y sistmica), y para los medicamentos no es necesario establecer un DL50. Observaciones a estudiar: signos de intoxicacin aguda, causa de la muerte, aproximacin a la dosis letal y dosisefecto... hay que intentar obtener la mayor cantidad de informacin utilizando

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lamenorcantidadposibledeanimales.

Existen 3 mtodos que permiten estimar una dosis letal media aproximada utilizando entre 5 y 9 animales (TG 420 mtodo de la dosis fija, TG 423 mtodo de la clase txica aguda, TG 425 mtodo up and down). En el TG 420 se administra la dosis en el da 0 y se realiza un registro ponderal, se observa la sintomatologa general y se hace un estudio tanto macroscpico como microscpico. Normalmente se deja un tiempo (14 das)hastaquesesacrificaalanimalparaversilatoxicidadrevierteono.

Los estudios de toxicidad general a dosis REPETIDA tienen como objetivo obtener informacin sobre la toxicidad del compuesto tras la exposicin repetida. No hay tanta discusin sobre su necesidad. La estimacin de la primera dosis en humanos es un elemento clave para la seguridad de los sujetos que participan en los primeros estudios enhumanos.

La UE tambin da recomendaciones sobre las especies a usar (dos especies, al menos unanoroedora,etc).

En este caso los estudios se denominan de otra forma TG407 repeated dose 28day oral toxicity study in rodents TG408 repeated dose 90 day oral toxicity study in rodents TG409 repeated dose 90day oral toxicity study in nonrodents. Lo que vara enestosestudioseselnmerodeanimalesylafrecuenciadeobservacin.

En estos estudios se hace una evaluacin clnica y de comportamiento (se registra el consumo de comida, bebida, sintomatologa, etc. El test de Irwin evala la toxicidad del SNC), adems de tomar medidas analticas (hematologa, transaminasas, coagulacin, uroanlisis). Existen diferentes parmetros bioqumicos que nos explican diferentes toxicidades: en funcin del peso de los rganos o en funcin del nmero de transaminasas (toxicidad heptica) u otros parmetros. Tambin se realiza un estudio oftalmolgicoehistolgico.

1.10.2014

4.ReglamentacionesUna directiva europea sirve para orientar las polticas nacionales hacia un objetivo comnaniveleuropeo.Nuncasondeobligadocumplimiento.

Las guas de la EMA son un marco regulatorio que proporciona una base para la armonizacin prctica (entre los estados miembros y la EMA) de la interpretacin y aplicacin de los requisitos detallados para la demostracin de la calidad, seguridad y eficaciaquefiguranenlasdirectivascomunitarias.

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Las guas ICH son muy importantes. El nacimiento de la conferencia internacional sobre la armonizacin de requisitos tcnicos para el registro de medicamentos de uso humano (ICH) se llev a cabo en 1990, en bruselas. Estas guas se encargan de armonizar los requerimientos legales necesarios para el registro de medicamentos, as como la interpretacin y aplicacin de las directrices tcnicas para mejorar y acortar el proceso,ascomoevitarduplicacindeexperimentos.

Las guas OECD. La organizacin para la cooperacin y desarrollo econmico es una organizacin intergubernamental que representa a 29 pases. La OCDE da recomendaciones explicativas sobre la realizacin tcnica de los ensayos toxicolgicos. Tienefuncindecoordinacinyarmonizacindepolticas.

Las normas BPLs (buenas prcticas de laboratorio) son un sistema de calidad surgido en el mbito de la industria farmacutica. Son un conjunto de reglas, procedimientos operativos y prcticas establecidas y promulgadas, que se consideran de obligado cumplimiento para asegurar la calidad e integridad (es decir, que lo que decimos es veraz) de los datos obtenidos en determinados tipos de estudios de investigacin y anlisis.

Principios ticos de la experimentacin animal: La directiva europea 2010/63 trata sobre la proteccin de los animales utilizados para fines cientficos. En el real decreto 53/2013 se establece las normas aplicables para la proteccin de los animales utilizados en experimentacin. Se ha creado una comisin tica estatal de bienestar animal y, entre otras cosas, se regulan las personas que tratan con los animales: los queloscuidan,losqueexperimentanconellos,etc.

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TEMA8:MTODOSALTERNATIVOSENTOXICOLOGA

1.Estrategiadelas3RsLa experimentacin animal hay que hacerla siguiendo unos principios llamados de las 3Rs: refinamiento, reduccin y reemplazo. Lo que se intenta es minimizar el sufrimientoinnecesario.

El refinamiento es la disminucin de la incidencia o severidad del dolor o estrs producido a los animales en un procedimiento experimental. Esto se consigue mediante analgesia y sedacin. Esto no se hace por el animal en s (que tambin), sino porque el estrspuedeinfluirenelresultado.

La reduccin consiste en la disminucin del nmero de animales utilizados para obtener informacin con una determinada precisin. Esto se consigue mediante estadstica, hay mtodos estadsticos para estimar el tamao muestral que debe tener nuestroexperimento.

El reemplazo es la sustitucin de animales con un nivel alto de conciencia por otros sistemas que no utilizan animales. Los mtodos de reemplazo son varios: usar organismos inferiores no protegidos como bacterias, hongos, protozoos, algas, plantas, animales invertebrados utilizar modelos in vitro como rganos aislados, explantes, lneas celulares (se pierden ciertas propiedades de la lnea original), cultivos primarios de clulas aisladas, sistemas libres de clulas y modelos matemticos, que permiten predecir (programas para predecir genotoxicidad. Existe una relacin cuantitativa entre estructurayactividad).

Todo esto tiene un doble aspecto: uno humanitario (hay que hacer las cosas bien) y otro cientfico (si hacemos las cosas bien tendremos datos de calidad). Todo ello constituye la tica de la experimentacin animal y es una necesidad cientfica. Tambin es cierto que todo esto ha tenido mucha presin por parte de movimientos sociales (protectoras de animales, etc). La proteccin de los animales de experimentacin est reguladaporelrealdecreto53/2013.

2.ConceptodemtodosalternativosEl mtodo alternativo es el que sustituye a uno tradicional utilizando la estrategia de las 3Rs.Elmtodoalternativoalaexperimentacinanimaleselmtodoinvitro.

No todos los mtodos alternativos son mtodos in vitro (DL50) ni todos los mtodos in

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vitrosonalternativos(testdemutacingnicaenbacterias).

3.ValidacindelosmtodosalternativosLa validacin es el proceso que establece la reproducibilidad (se hace en distintos laboratorios y salen resultados semejantes) y relevancia (sirve para lo que yo quiero) deunprocedimientoexperimentalparaunfinespecfico.

Las fases del proceso son: desarrollo del test preevaluacin validacin intralaboratorioyvalidacinconorganismos.

Existenvarioscentrosdevalidacin:EVCAM,ICCVAM,ZEBET.

4.AplicacindelosmtodosalternativosenI+DdemedicamentosLa industria utiliza sistemas in vitro para las fases iniciales de un estudio, pero cuando estamos en el desarrollo clnico necesariamente tenemos que saltar a sistemas in vivo. En esta fase (fase de cribado) se recogen datos de la actividad farmacolgica, de lafarmacocintica,citotoxicidadyelpotencialmutgeno.

Latoxicidadpreclnicaesnecesariahacerlaenmodelosanimales.

Las estrategias que se emplean para disminuir el uso de animales de experimentacin en la evaluacin preclnica de toxicidad son: recoger la mxima informacin, modelos de prediccin matemtica, mejora en el diseo experimental, mtodos in vitro, toxicogenmica (datos de expresin de genes, de protenas, o de metabolitos si podemos saber qu genes cambian su expresin ante una determinada toxicidad, cuando estudiemos otra toxicidad con otro compuestos podramos saber si el tipo de toxicidad es el mismo, viendo si se activan los mismos genesono).

5.ConclusionesLa tica de la experimentacin animal supone que sta debe realizarse teniendo en cuentalaestrategiadelas3Rs.

Siempre que sea posible debern utilizarse mtodos in vitro u otros que no empleen animalesdeexperimentacin.Demaneragenricasesuelendenominaralternativos.

Son los ensayos de toxicidad con animales de experimentacin los que generan un mayor rechazo social, en especial en el campo de la cosmtica, por lo que la presin paraencontrarmtodosalternativosvalidadosesmayor.

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Los mtodos in vitro se pueden aplicar en cualquier campo de investigacin biomdica. En el proceso de I+D de medicamentos se aplican fundamentalmente en las primeras fases.

Los procedimientos actuales de evaluacin de la irritacin drmica y ocular utilizan los mtodos in vitro y otros en una estrategia secuencial, de tal manera que los animales nosesometennuncaatratamientoconproductosmuyirritantesocorrosivos.

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2.10.2014

TEMA9:ELPACIENTEINTOXICADO(Estetema,eldeintoxicacinetlicaquenoestenlosapunteseintoxicacinpordrogasesmejor

estudiarlosdelasdiapositivasporqueestnbienexplicadasyseleanenclasetalcual)

Paracelsodeca:todoespotencialmentetxico,incluidoelagua.

La intoxicacin es un sndrome clnico secundario a la introduccin brusca en el organismo de una sustancia que produce efectos nocivos, de forma intencionada o accidental.

El 2% de urgencias mdicas son por intoxicaciones (68 pacientes al da). La mayora son intencionadas (intoxicacin etlica) pero otras son por sobredosificacin. Despus delasintoxicaciones,estnlosfrmacos(psicofrmacos)yluegolasdrogasdeabuso.

La sospecha de intoxicacin llega porque lo cuenta un acompaante o el propio paciente. Tambin cuando vemos un deterioro agudo en un paciente psiquitrico, cuandohayantecedentesdedrogas,alcoholismoodeteriorocognitivo.

Cuando tenemos una sospecha de intoxicacin aguda por cualquier sustancia hay que hacerunaseriedecosas,comnatodaslasintoxicaciones:

Estabilizacin inicial: asegurarse de que respira bien, que tiene un nivel de conciencia adecuado. Cuando hay un coma se administra un coma cctel de: naloxona (contra opioides),tiamina,glucosahipertnica,flumazenilo(contraBZP).

Exploracin y diagnstico sindrmico: estudiar qu se le ha administrado, cunto, cundo, por dnde, etc. En el laboratorio podemos realizar diferentes mediciones pero todas ellas son cualitativas (dicen si hay o no hay una determinada sustancia, pero no nos dice cunto hay de esa sustancia). tambin se pueden medir en sangre niveles de: paracetamol,digoxina,metanol,hierro...

La orina tiene de desventaja que es cualitativo y que en algunos compuestos tardan muchoeneliminarseenorina(elcannabistarda6semanaseneliminarse).

Si hay aumento de secreciones puede haber toxicidad por insecticidas, organofosforados, fisostigmina, setas (amanita phalloides). Si tenemos lo contrario (sequedad) puede ser por atropina, neurolpticos, antiparkinsonianos, antihistamnicos, amanita muscaria. Si hay un sndrome hiperactivador y estimulador puede ser debido a cocana,anfetaminas,MDMA,cafena,LSD,ISRS,IMAO.

Descontaminacin y eliminacin: lo primero es prevenir que se absorba (utilizar

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vaciado gstrico, carbn activado, extraccin digestiva baja). Esto nos lo planteamos cuando el txico es muy txico (cianuro, digoxina, metanol, estricnina), o bien cuando el txico no es tan txico pero que a elevadas dosis pueden aparecer severas complicaciones,ocuandonosabemosqutxicoesnisudosis.

No usaremos estos mtodos cuando se hayan ingerido cidos o bases (tampoco se intentan neutralizar), sustancias corrosivas (para evitar ms lesiones), cuando la intoxicacinesleveocuandolaabsorcindelcompuestoyaescompleta.

El vaciado gstrico consiste en introducir una sonda gruesa y aspirar todo el contenido el estmago, luego se introduce 23 litros de agua y se vuelve a aspirar, as hasta que el agua salga limpia. Es importante que el paciente est conscienteparaprotegerlavaarea.

Otraopcinesinducirelvmitoperonoserecomienda. El carbn activado es el protagonista de la prevencin de la absorcin. Todo

paciente intoxicado por va oral debera recibir carbn activado. El carbn activo no sirve para etanol, metanol, hierro, custicos, yodo (bote de betadine), hidrocarburos.

Adems de expulsarlo por arriba, podemos expulsarlo por abajo (extraccin intestinal) aunque no se usa casi nada. Una posibilidad es intentar empujar todo a basedelquido.Tambinsepuedenusardiarreicos(sulfatodemagnesio).

Tambin podemos usar una diuresis forzada para eliminar el txico va renal, pero esto depender del tamao molecular (si es grande puede empeorar los daos y esta tcnica estar contraindicada). Los que se eliminan por va biliar s que se puede aspirar. En algunos txicos tiene mucho interesa la eliminacin extrarrenal (hemodilisis).

AntdotosEsta parte ya no es comn para todos los txicos. Para el uso clnico tenemos unos 50 antdotos.

Los antdotos especficos actan sobre el mismo receptor que el txico, prevaleciendo eldemayorconcentracin(naloxona,atropina).

Los especficos actan sobre otro receptor, generando un accin opuesta a la del txico, acelerando su metabolismo o potenciando su su desintoxicacin endgena (nacetilcistena).

Los antdotos estn indicados cuando existe un antdoto especfico para la intoxicacin, cuando hay una gravedad real, cuando el beneficio supere el riesgo y cuando no

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existan contraindicaciones. Los ms usados son: paracetamolNacetilcisteina, BZPflumazenilo, opiceosnaloxona, metanoletanol, organofosforadosatropina, anticolinrgicosfisostigmina. sintromvitaminaK. Cada hospital tiene sus propios antdotos.

Telfonoatencinintoxicaciones:915620420.

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TEMA10:INTOXICACINPORDROGASLos opiceos son drogas depresoras. El motivo de atencin es por intoxicacin o sndromedeabstinencia.

La intoxicacin era muy frecuente en los aos 80. Los opioides objeto de abuso son la herona y los agonistas sintticos como la metadona y el dextropropoxifeno. La herona puedeadministrarsedeformaintranasalofumadaeintravenosa.

La intoxicacin aguda produce sobre todo sedacin, pero tambin analgesia, cambios de humor, depresin respiratoria, disminucin de la motilidad intestinal, nuseas y vmitos.

Hay una trada de sntomas muy caracterstica: miosis puntiforme (pupilas contradas), depresinrespiratoriaycoma.

La intoxicacin se trata con naloxona. Se debe mantener perfusin IV en intoxicaciones poropiceosdevidamediaolarga.

Complicaciones: hipoxia prolongada, hipotona muscular, hipotensin por liberacin masiva de histamina, convulsiones, edema agudo de pulmn, sndrome de abstinencia pornaloxona.

Al gammahidroxibutirato (GHB) tambin se le denomina xtasis lquido (que no es xtasis, pero s es lquido). Se utilizaba como anestsico pero se retir. Es euforizante, hipntico y afrodisaco. Se absorbe muy rpidamente y tiene una vida media muy corta (unos 30 minutos). Induce sueo, amnesia y anestesia. Es muy fcil llegar a la dosis txica.Ojo:seutilizaparaagresionessexualesyporabolicindelavoluntad.

Como tratamiento: verificar constantes clnicas y aportar soporte en caso necesario, colocarlealpacienteenposicindeseguridadporsivomita.

La ketamina es un anestsico usado tanto en humanos como en veterinaria. Induce un estado disociativo, produciendo inconsciencia con desconexin de su cuerpo del entorno o sensaci