JORNADAS TOXICOLOGA AMBIENTAL: SEGURIDAD QUMICA22 al 25 de Marzo, Torre Guil, Murcia

EVALUACIN TOXICOLGICA

Isabel Mara Moreno NavarroProfesora Asociada de la Universidad de Sevilla

DISEO EXPERIMENTAL EN TOXICOLOGA1. Previsiones Tericas-Modelos matemticos de prediccin2. Estudios no experimentales: informes de casos clnicos, forenses, estudios epidemiolgicos.3. Estudios experimentales con animales y plantas. (Toxicologa Experimental)VALORACIN DE LA TOXICIDAD DE LAS SUSTACIAS QUMICAS

LOS OBJETIVOS QUE SE PERSIGUEN SON:B. Conocer el peligro de su exposicin. Clasificacin y etiquetado.A. Definir la capacidad txica de una sustancia.C. Localizar los rganos dianas y mecanismos fisiopatolgicos.D. Distinguir la diferente susceptibilidad entre especies, sexos y grupos.E. Conocer la cintica.F. Determinar los medios de diagnstico.G. Establecer medidas teraputicas.H. Evaluar el riesgo, establecer niveles de seguridad y medidas de prevencin.DISEO EXPERIMENTAL EN TOXICOLOGA

EXPERIMENTACIN CON VEGETALESDISEO EXPERIMENTAL EN TOXICOLOGA

EXPERIMENTACIN CON ANIMALES1.Efectos letales agudos2.Efectos irreversibles no letales (Una nica exposicin)3.Efectos graves tras exposicin repetida 5.Efectos txicos sobre el medioambiente6.Efectos txicos sobre la reproduccin y el desarrolloDISEO EXPERIMENTAL EN TOXICOLOGA4. Efectos sensibilizantes, irritantes, mutagnicos, carcinognicos y corrosivos

DISEO EXPERIMENTAL EN TOXICOLOGAETIQUETADO:Pictogramas (peligrosidad)Frases R (riesgo)Frases S (seguridad)

EXPERIMENTACIN CON ANIMALESProtocolo:1. Sustrato biolgico / Especie animal 2.Nmero total y distribucin de los grupos de animales3. Seleccin de las dosis 4. Eleccin de las vas de administracin5. Duracin del estudio6. Parmetros a determinar7. Anlisis de los resultados8. Condiciones generales del ensayoDISEO EXPERIMENTAL EN TOXICOLOGA

EXPERIMENTACIN CON ANIMALES-PROTOCOLO1. Sustrato biolgico / Especie animal Tipo: animal, cultivo celular, enzimasCriterios: (especie animal) Animales pequeos Escala Filogentica:

EXPERIMENTACIN CON ANIMALES-PROTOCOLO1. Sustrato biolgico / Especie animal Precauciones con los animales Bioterio de garanta Animales consanguneos Animales axnicos (GF) y heteroaxnicos (SPF) Embarazos programados Control de condiciones ambientales Controles peridicos de salud No reutilizar animalesDISEO EXPERIMENTAL EN TOXICOLOGA

EXPERIMENTACIN CON ANIMALES-PROTOCOLO2. Nmero total y distribucin de los grupos de animales Tamao de la muestra: Nmero menor posible, pero suficiente estadsticamente. Cuanto ms homognea sea la poblacin, se requieren menos individuos. Aleatorizacin completa de los individuos para minimizar sus diferencias Grupo control no tratadoDISEO EXPERIMENTAL EN TOXICOLOGA

EXPERIMENTACIN CON ANIMALES-PROTOCOLO3. Seleccin de la dosis Depende del tipo de estudio:Estudios agudos: Ensayos pilotos previos, dosis separadas por un factor 2; Partir de datos in vitro, por QSAR, por similtud estructural.3 grupos separados obteniendo la DL50

Estudios de dosis repetidas:Dosis Baja: no provoque efecto (NOAEL)Dosis Alta: txica pero no letalDISEO EXPERIMENTAL EN TOXICOLOGA

EXPERIMENTACIN CON ANIMALES-PROTOCOLO4. Eleccin de la va de administracin Depende del tipo de producto y la posible va por la que el hombre lo absorbe:Tipos: Oral: alimentaria o por sonda intragstrica Drmica Inhalatoria Ocular Parenteral: iv, ip, sc, imLos contaminantes atmosfricos se estudian por va inhalatoria y cutnea.DISEO EXPERIMENTAL EN TOXICOLOGA

EXPERIMENTACIN CON ANIMALES-PROTOCOLO5. Duracin del estudio Una sola administracin: Toxicidad agudaPerodos cortos de administracin: Toxicidad por dosis repetidasPerodos que oscilan entre 6 y 48 meses de exposicin: Toxicidad CrnicaCasos especialesDISEO EXPERIMENTAL EN TOXICOLOGA

EXPERIMENTACIN CON ANIMALES-PROTOCOLO6. Parmetros a determinar Seleccin y programacin previaPrincipales indicadores:1 Controles bsicos: Aspecto, postura y peso, consumo de agua y alimento, 2 Comportamiento3 Exmenes fsicos4 Hematologa5 Bioqumica srica y urinaria6 Autopsia y Estudio macroscpico7 Estudio histolgico

DISEO EXPERIMENTAL EN TOXICOLOGA

EXPERIMENTACIN CON ANIMALES-PROTOCOLO7. Anlisis de los resultados a) Aplicacin de las tcnicas estadsticas adecuadasb) Identificacin y criba de interferenciasc) Anlisis de los datosd) Interpretacin de los datosSignificacin estadsticaSignificacin toxicolgica

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EXPERIMENTACIN CON ANIMALES-PROTOCOLO8. Condiciones generales de ensayo Recomendaciones y normativas internacionales Observacin previa de los animales Ambiente idntico Administracin y observacin a la misma hora Sacrificio rpido y poco estresanteDISEO EXPERIMENTAL EN TOXICOLOGA

PRINCIPALES ENSAYOS PARA LA EVALUACIN DE LA TOXICIDAD IN VIVO Ensayos y estudios para la valoracin de la toxicidad de cualquier sustancia que entre en contacto con el hombre o el medioambiente.Lneas Directrices de la OCDE (Organization for Economic Co-operation and Development)http://www.oecd.org/Lneas Directrices de la ECB (European Chemical Bureau)

PRINCIPALES ENSAYOS PARA LA EVALUACIN DE LA TOXICIDAD IN VIVO 1 Efectos agudos (tras una sola exposicin). 1.1 Va oral1.2 Va cutnea1.3 Va inhalatoria2 Efectos por exposicin repetida o prolongada. 3 Efectos por exposicin crnica 4 Efectos carcinognicos. 5 Efectos mutagnicos. 6 Efectos txicos para la reproduccin y el desarrollo. 7 Efectos txicos sobre el medio ambiente. 8 Cintica en el organismo y degradacin ambiental9 Otros

PRINCIPALES ENSAYOS PARA LA EVALUACIN DE LA TOXICIDAD IN VIVO Estudios de Toxicidad AgudaObjetivo:Determinacin del potencial txico de una sustancia qumica tras una sola exposicin.El mejor indicativo: DL50Utilidad de la DL501.- Clasificar las sustancias por su peligrosidad, permitiendo su etiquetado2.- Ayudar en la seleccin de las dosis de ensayo en estudios por dosis repetidas

PRINCIPALES ENSAYOS PARA LA EVALUACIN DE LA TOXICIDAD IN VIVO Estudios de Toxicidad Aguda-Clasificacin de las sustancias segn la DL50 va oralI Muy txica: DL50 25 mg/kgII Txica: DL50 250 mg/kgIII Nociva: DL50 2000 mg/kgIV Sin toxicidad aguda: DL50 5000 mg/kg

PRINCIPALES ENSAYOS PARA LA EVALUACIN DE LA TOXICIDAD IN VIVO Estudios de Toxicidad Aguda-Determinacin de la DL50 va oralMtodo clsico (OCDE 401): varios grupos experimentales tratados simultneamente con dosis diferentes seguida de interpolacin. Actualmente est derogado.Sistemas secuenciales: un grupo por etapa, y la dosis se decide segn el resultado del grupo anterior:Mtodo de la dosis fija (OCDE 420)Mtodo de la clase txica aguda (OCDE 423) Mtodo arriba y abajo (OCDE 425)

PRINCIPALES ENSAYOS PARA LA EVALUACIN DE LA TOXICIDAD IN VIVO Mtodo de la dosis fija (OCDE 420):5 animales por dosis4 niveles de dosis (5, 50, 500, 2000 mg/kg)Proporcin de muertes y efectos txicos evidentes5 mg/kg muerte(Muy txico) NO50 mg/kg muerte(Muy txico o txico) NO500 mg/kg muerte(Txico o nocivo)

2000 mg/kgEstudios de Toxicidad Aguda-Determinacin de la DL50 va oralNO

PRINCIPALES ENSAYOS PARA LA EVALUACIN DE LA TOXICIDAD IN VIVO Mtodo de la clase txica aguda (OCDE 423):3 animales por dosis3 a 4 etapas3 o 4 niveles de dosis (25, 200, 2000 mg/kg / 5, 50, 500, 2000 mg/kg)Secuencia parecida a la anterior.Reduccin del nmero de animales de experimentacin.

Estudios de Toxicidad Aguda-Determinacin de la DL50 va oral

PRINCIPALES ENSAYOS PARA LA EVALUACIN DE LA TOXICIDAD IN VIVO Mtodo de arriba y abajo up and down (OCDE 425):Dosis nica, dosis lmite 2000 mg/kgMuertes durante 24 horasDL50 < 2000 mg/kg 3 muertes de 5DL50 > 2000 mg/kg 3 o ms supervivientesClculos por mtodos estadsticosEstudios de Toxicidad Aguda-Determinacin de la DL50 va oral

PRINCIPALES ENSAYOS PARA LA EVALUACIN DE LA TOXICIDAD IN VIVO Toxicidad drmica aguda: Efectos adversos producidos por la aplicacin de una sola dosis de una sustancia. ObjetivoClasificar la sustanciaDiferenciar entre corrosivo y no corrosivo.No interesa la muerte del animalEstudios de Toxicidad Aguda por va cutnea (OCDE 402/404)Especies utilizadas:

PRINCIPALES ENSAYOS PARA LA EVALUACIN DE LA TOXICIDAD IN VIVO Limitar la zona de exposicinEl tiempo < 24 horasEliminar el productoObservar efectos (14 das)Estudios de Toxicidad Aguda por va cutnea (OCDE 402)5 animalesDosis lmite de 2000 mg/kg Clculo de la DL50

PRINCIPALES ENSAYOS PARA LA EVALUACIN DE LA TOXICIDAD IN VIVO Limitar la zona de exposicinEl tiempo < 4 horasEliminar el productoObservar efectosEfectos de Irritacin/Corrosin aguda en piel (OCDE 404)Escala de las reacciones cutneas:0: sin cambios visibles1: eritema/edema ligero en manchas localizadas2: eritema/edema moderado y confluente3: eritema/edema intenso y tumefaccin4: Eritema/edema severo

PRINCIPALES ENSAYOS PARA LA EVALUACIN DE LA TOXICIDAD IN VIVO Ensayo de Irritacin/Corrosin Aguda sobre los ojos (OCDE 405):Estudios de Toxicidad por va cutneaEspecies utilizadas: 3 por lotesPosibilidad de usar de anestsicos0,1 mL en el saco conjuntivalEl tiempo < 21 dasAnotar daos reversibles/irreversibles

PRINCIPALES ENSAYOS PARA LA EVALUACIN DE LA TOXICIDAD IN VIVO Estudio de sensibilizacin drmica (OCDE 406): El objetivo es la identificacin de sustancias con potencial alergnico significanteEstudios de Toxicidad por va cutneaMtodo de Magnusson y KligmanCobayas 10 por lote tratado y 5 por lote controlInyeccin intradrmicaObservacin de los efectos 24/48 horas

PRINCIPALES ENSAYOS PARA LA EVALUACIN DE LA TOXICIDAD IN VIVO Estudios de Toxicidad por va inhalatoria (OCDE 403)Objetivo:Evaluar y estimar las propiedades txicas de gases, voltiles, aerosoles y materias particuladas. Clasificar el producto Condiciones:10 animales (5M+5H)3 niveles de concentracinTiempo de exposicin< 4 horasObservacin 14 dasExamen clnico dos veces al da Interpretacin: por daos y muerte

PRINCIPALES ENSAYOS PARA LA EVALUACIN DE LA TOXICIDAD IN VIVO Estudios de Toxicidad por va inhalatoria-Procedimiento de la concentracin fija (OCDE 433)Objetivo:Evaluar y estimar las propiedades txicas de gases, voltiles, aerosoles y materias particuladas. Clasificar el producto Condiciones:5 animales (solo un sexo)Concentraciones fijas dependiendo de si es vapor, gas o polvo.Tiempo de exposicin< 4 horasObservacin 14 dasExamen clnico dos veces al da Interpretacin: por daos y muerte

PRINCIPALES ENSAYOS PARA LA EVALUACIN DE LA TOXICIDAD IN VIVO Estudios de Toxicidad con Dosis RepetidasObjetivo:Conocer los efectos de las sustancias en animales de experimentacin tras administracin de dosis repetidas y posible extrapolacin al hombre. Perodo de exposicin:14 das28 das90 das

PRINCIPALES ENSAYOS PARA LA EVALUACIN DE LA TOXICIDAD IN VIVO Estudios de Toxicidad con Dosis RepetidasCondiciones:4 lotes de animales de cada sexo3 niveles de dosisuna que no produzca toxicidad una intermediay otra que sea ligeramente txica.Administracin diariaObservacin dos veces al da

PRINCIPALES ENSAYOS PARA LA EVALUACIN DE LA TOXICIDAD IN VIVO Estudios de Toxicidad con Dosis RepetidasLneas Directrices de la OCDE408: toxicidad oral dosis repetidas (90 das) roedores409: toxicidad oral dosis repetidas (90 das) no roedores411: estudios drmicos con dosis repetidas (90 das)412: toxicidad inhalatoria dosis repetidas (14 o 28 das)413: toxicidad inhalatoria dosis repetidas (90 das)

PRINCIPALES ENSAYOS PARA LA EVALUACIN DE LA TOXICIDAD IN VIVO Estudios de Toxicidad CrnicaObjetivos:Conocer los efectos a largo plazoDeterminar la dosis sin efecto adverso observado: NOAELCondiciones:Administracin diaria Observaciones mucho ms detalladas que en estudios agudosEspecies Animales seleccionadas en ensayos previos.Usualmente: 25 roedores y 6 perros por nivel de dosis.Lotes: 2-4 niveles, seleccionadas segn DL-50, con 10 animales de cada sexo por nivel de dosis, como mnimo.

PRINCIPALES ENSAYOS PARA LA EVALUACIN DE LA TOXICIDAD IN VIVO Estudios de Toxicidad CrnicaObservaciones:

1 Aspecto fsico (diariamente)2 Comportamiento3 Exmenes fsicos

4 Hematologa (peridicamente y al final)5 Bioqumica sangunea (peridicamente y al final)6 Orina (peridicamente y al final)7 Muerte

JORNADAS TOXICOLOGA AMBIENTAL: SEGURIDAD QUMICA22 al 25 de Marzo, Torre Guil, Murcia

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Isabel Mara Moreno NavarroProfesora Asociada de la Universidad de Sevilla