toxicología aqb
DESCRIPTION
toxicología agente químicos biológicosTRANSCRIPT
Toxicología: ciencia que estudia el
origen, naturaleza y propiedades de los
tóxicos, su comportamiento cinético y
sus efectos sobre los organismos vivos,
las manifestaciones clínicas de la
intoxicación la detección
Toxico: sustancia que puede producir
algún efecto sobre un ser vivo y alterar
su equilibrio dinámico u homeóstasis.
Xenobiotico: Lo que es extraño a la
vida, toda sustancia ajena a un ser
vivo, tales como agentes benignos,
los inactivos y los nocivos y excluye las
hormonas y las vitaminas.
Toxón: Es la denominación de un
XENOBIOTICO que posee efectos
nocivos sobre el organismo, así sean
tan solo indeseables y no
necesariamente dañinos.
DOSIS: Cantidad de sustancia que se
absorbe en 24 horas expresada con
relación a kilogramos de peso
corporal.
CANTIDAD: Total de sustancia
recibida durante un tratamiento o un
período de exposición.
Cantidad de una sustancia que, bajo un conjunto específico de condiciones, causa efectos diferentes.
Indica la potencia de una sustancia venenosa y no la afección producida por ésta (concepto que corresponde a "intoxicación" o "envenenamiento").
La toxicidad se expresa como la cantidad de la sustancia en mg/kg de peso vivo que origina efectos biológicos determinados, en un tiempo dado y en una especie establecida.
El proceso de transporte y
transformaciones que experimenta el
tóxico desde la superficie epitelial de
contacto hasta llegar a los órganos en
los que se almacenan y en los que
causa lesiones es muy complejo. Por
conveniencia, para facilitar su estudio se
considera que consta de cuatro pasos:
Absorción, Distribución, Metabolismo y Excreción. El proceso se conoce por sus
siglas ADME
El factor crucial para determinar los efectos adversos en la salud que resultan de la exposición a una sustancia química tóxica es la cantidad de esta que llega hasta un tejido diana.
Esta dosis efectiva depende, en parte, de cuatro factores, comúnmente resumidos por las siglas ADME:
absorción;
distribución (por determinados lugares de almacenamiento);
Metabolismo (biotransformación), y
excreción
La cantidad de tóxico que penetra al organismo puede ser muy diferente de la cantidad inhalada o ingerida, debido a que la substancia no siempre está 100% biodisponible.
Por ejemplo; el arsénico ingerido en el agua se absorbe casi totalmente, pero se absorbe mucho menos si el vehículo de ingreso es el suelo. El arsénico no está igualmente disponible cuando está absorbido en las partículas de suelo que cuando está disuelto en el agua. En este caso, para ingestas de la misma cantidad de arsénico, una persona tendrá una concentración mayor en sangre cuando el vehículo fue el agua potable
El xenobiótico es transportado por la
sangre a los distintos órganos del cuerpo
en los que se distribuye y en algunos de
ellos puede llegar a producir un daño.
Desde el momento en que el tóxico
penetra en el organismo empieza a ser
transformado por las distintas enzimas
del organismo de las que pueden ser
substrato.
La estimación de la
concentración de las
especies tóxicas en
los medios corporales
Muestreo
biológico
Marcadores
biológicos
O dosimetría interna consiste
en la determinación
cuantitativa de la
concentración del tóxico o
sus metabolitos en uno o más
medios corporales del
organismo expuesto.
O biomarcadores son los
cambios medibles, ya sean
estos bioquímicos, fisiológicos
o morfológicos, que se
asocian a la exposición a un
tóxico
El simple hecho de que el tóxico
se encuentre dentro del
organismo es la prueba de que
existió la exposición
EXPOSICIÓN: Manera cómo el
organismo se pone en contacto con los
tóxicos.
Vías DE
ABSORCIÓN: mayoritarias(inhalatoria,
cutánea, digestiva) y
minoritarias(placentaria, leche materna
y parenteral).
Se define como el proceso por medio
del cual éste atraviesa membranas y
capas de células hasta llegar al torrente
sanguíneo. El mecanismo de ingreso del
tóxico al organismo usa los mismos
mecanismos de transporte diseñados
para movilizar compuestos de estructura
similar
Biotransformación.
Conjunto de reacciones que
convierten los tóxicos en especies
químicas distintas que
pueden ser menos o más dañinas
que el tóxico original
Menos
dañinas más dañinas
Proceso de
bioactivación
Proceso de
destoxificación.
Los procesos de destoxificación
normalmente consisten en incrementar la
polaridad de los xenobióticos lo cual los
hace menos difundibles a través de las
membranas biológicas y más solubles en el
agua, lo cual facilita su excreción en
forma de solución acuosa (orina). Estos
procesos reducen la cantidad de tóxico
que penetra al tejido blanco, así como, el
tiempo de permanencia del tóxico dentro
del organismo y, por lo tanto reducen la
magnitud del daño probable a las células
del tejido blanco.
ADME =
ABORCIÓN + DISTRIBUCIÓN + METABOLISMO + ELIMINACIÓN
Las siglas ADME se refieren al conjunto de procesos de transporte y transformaciones que experimenta un tóxico, desde que entra en contacto con el organismo (a través de las distintas vías de entrada) hasta que llega a los órganos en los que se almacena, en los que puede llegar a causar diversas lesiones, y desde los cuales se eliminará posteriormente.
1. ABSORCIÓN. La absorción es el paso de la sustancia del exterior al
torrente sanguíneo.
La absorción se puede producir por 3 vías fundamentales:
A) Digestiva.
B) Respiratoria o por inhalación.
C) Cutánea o dérmica.
La principales vías de entrada al organismo son la inhalatoria y la dérmica.
A) ABSORCIÓN VÍA DIGESTIVA: En este caso la ingestión puede producirse por dos causas: 1º- Entrada accidental a través de la boca. 2º- Ingestión de partículas insolubles inhaladas, que alcanzan la boca por acción del sistema mucociliar. Esta vía de absorción es menos importante que las otras dos, pero debe tenerse en cuenta, sobre todo cuando se está expuesto a determinados tipos de polvos tóxicos y también cuando se bebe, come o fuma en el puesto de trabajo.
B) ABSORCIÓN VÍA INHALATORIA: Se caracteriza por ser la más frecuente y de mayor trascendencia en la toxicología laboral. Es la vía de entrada más rápida para gases y vapores, y menos en el caso de la materia particulada. Proceso de absorción es distinto según se trate de: - Gases y vapores. - Materia particulada.
- Gases y Vapores: La absorción se produce por difusión, es decir, que las
sustancias pasan desde donde hay mayor concentración a donde hay menor concentración.
La velocidad de difusión depende del gradiente de concentración existente a un lado y otro de la membrana, de modo que cuando el aire alveolar aumenta, lo hace también la velocidad de difusión a la sangre.
La concentración alveolar depende de la concentración que
haya en el ambiente y del tiempo de exposición. A lo largo de la exposición se va a ir alcanzando un doble
equilibrio entre: [ALVEOLAR] [SANGRE] [TEJIDOS] - La concentración alveolar y la concentración en la sangre. - La concentración en la sangre y la de los tejidos.
- Materia particulada:
La absorción de las partículas suspendidas en el aire es menos rápida que en el caso de gases y vapores.
La porción de materia inhalada va a depender de varios factores:
Propiedades de las partículas: tamaño, forma, peso…
Velocidad y dirección del movimiento del aire cercano al cuerpo.
Del ritmo respiratorio
De si la respiración se produce a través de la nariz o boca.
Las partículas inhaladas pueden ser exhaladas o pueden depositarse en alguna parte del tracto respiratorio.
C) ABSORCIÓN VIA DÉRMICA:
Cuando no se utiliza ropa protectora, la piel es la primera barrera de defensa que tiene el organismo frente al ambiente.
La piel no es muy permeable, pero sin embargo algunos tóxicos pueden ser absorbidos por ella en cantidad suficiente como para llegar a producir efectos en otros órganos.
Ejemplo:
Tetracloruro de carbono (Cl4C ), que puede producir daños hepáticos.
Proceso de absorción:
En este proceso el tóxico necesita atravesar varias capas de células hasta llegar a la sangre, de las cuales la capa determinante es la epidermis (la más externa).
Dentro de la epidermis el estrato corneo, que es el estrato mas externo de la epidermis y donde se produce la queratina (proteína insoluble con función protectora).
Las sustancias no polares (apolares) atraviesas la piel mas fácilmente que las polares.
El paso de las sustancias es proporcional a su liposolubilidad e inversamente proporcional al tamaño.
+ Soluble en grasa + fácil es su paso
¿De que depende la absorción de los tóxicos a través de la piel?:
Depende del estado de la piel.
La permeabilidad de sustancias hidrófilas y lipófilas aumenta cuando la piel esta dañada, bien por enfermedades de la piel o por haber estado en contacto con agentes lesivos, como, detergentes, disolventes, fenol, ácidos fuertes, etc, que pueden alterar la integridad de la piel y de esta forma aumentar su permeabilidad a sustancias químicas.
2. DISTRIBUCIÓN.
Una vez que se produce la absorción, la sangre distribuye el tóxico por todo el organismo.
La distribución es más rápida en aquellos tejidos con flujo sanguíneo elevado o los que están mas vascularizados.
Ejemplo: pulmón, hígado, cerebro, riñón…..
Al mismo tiempo, esta llegando a los compartimentos de flujo menor como los músculos, y de forma más lenta al tejido adiposo y óseo.
Las sustancias se distribuyen de forma homogénea o bien de forma selectiva, ya que pueden existir tejidos con afinidad distinta por el tóxico.
Los tóxicos pueden acumularse en los tejidos por los que tengan mayor afinidad, que pueden o no coincidir con el lugar donde ejercen su acción tóxica.
¿Qué importancia tiene la acumulación del tóxico?:
La acumulación es capaz de prolongar los efectos del tóxico tras cesar la exposición debido a la liberación progresiva del producto acumulado, ya que el tóxico acumulado está en equilibrio con el tóxico del plasma y se va liberando a medida que se metaboliza o se excreta.
Esta acumulación puede aumentar el tiempo de permanencia del tóxico en el organismo.
El tiempo de permanencia viene dado por su vida media biológica, que es el tiempo necesario para que la concentración del tóxico se reduzca a la mitad.
El proceso de eliminación puede ser mediante metabolización o excreción.
Para algunas sustancias, su vida media biológica puede ser grande, incluso de años como en el caso de los plaguicidas clorados y el cadmio.
La capacidad de acumulación no es ilimitada; de acuerdo a esta capacidad, los tóxicos se clasifican en:
Acumulativos: tienen una velocidad de eliminación despreciable o nula; pueden acumularse en un órgano interno (pesticidas en el tejido adiposo) o en un órgano externo (sílice en los pulmones)
No acumulativos: su velocidad de eliminación alta.
Ejemplo: algunos disolventes.
Parcialmente acumulativos: se eliminan lentamente.
Ejemplo: algunos metales.
3. METABOLIZACIÓN
Es el conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en el organismo, concretamente en la célula.
La mayoría de los tóxicos van a sufrir cambios en su estructura molecular cuando entran en el organismo.
Estas transformaciones son debidas a una serie de reacciones químicas que están catalizadas por enzimas y que dan lugar a la formación de metabolitos (= productos de la transformación de una sustancia química).
Estos metabolitos suelen ser más hidrosolubles, lo que facilita su eliminación a través de medios acuosos.
Como consecuencia de la transformación que sufre el tóxico, el producto resultante puede ser:
Inactivación: el metabolito no es tóxico (metabolito inactivo)
Presentar igual toxicidad.
Activación: el metabolito es el que ejerce la acción tóxica (metabolito activo)
4. ELIMINACIÓN Los tóxicos o sus metabolitos pueden ser
eliminados del organismo por diversas vías:
Renal.
Respiratoria: exhalación, expectoración.
Digestiva.
Secreción glandular: sudor, saliva, leche…
La mayoría de los compuestos se eliminan en gran proporción por la orina.
Los productos volátiles son eliminados en parte por vía respiratoria, en un proceso contrario al de su absorción.
Algunos tóxicos son eliminados a través de la bilis, en cuyo caso pueden ser reabsorbidos por el intestino, prolongándose así la permanencia en el organismo.
Órganos diana:
Es el lugar donde el tóxico ejerce su acción, es decir, el lugar donde van a producir los cambios funcionales.
Los órganos diana más frecuentes son:
Sistema Nervioso Central.
Sangre.
Hígado.
Pulmón.
Riñón.
Intoxicaciones agudas y crónicas:
El efecto producido como consecuencia de la exposición a un agente tóxico no sólo depende de la cantidad absorbida sino también de la intensidad y duración de la exposición.
Se conocen dos tipos principales de intoxicación: aguda y crónica.
Intoxicación aguda: es la que da lugar a una alteración grave y se manifiesta en un corto periodo de tiempo.
Intoxicación crónica: la absorción se va produciendo en pequeñas cantidades durante un largo periodo de tiempo de la vida del trabajador.
Los efectos crónicos pueden ocurrir:
Si se acumula el tóxico (la absorción es mayor que la biotransformación y/o excreción) y alcanza una concentración suficiente para que se manifiesten los efectos.
Si se producen efectos tóxicos irreversibles, que son aquellos que no permiten la recuperación del estado normal.
Si no hay tiempo suficiente para reparar el daño en los intervalos en los que cesa la exposición. Se acumulan los efectos producidos por la exposición repetida al tóxico, el cual sin embargo se va eliminando del organismo.
Es evidente que si se desea estudiar
cuantitativamente el efecto de los tóxicos
ambientales en la salud del hombre es
necesario poder estimar la cantidad de
tóxico que realmente entró al organismo,
estudiar las transformaciones que le hace
el metabolismo y las concentraciones en
las que se encuentran las especies tóxicas
en los distintos órganos del cuerpo
Tipo de exposición
Intermitente
Se considera el tiempo de exposición, debido a la
variación de la concentración del tóxico
La concentración interna aumenta al inicio de la
exposición y luego decae
Continua
No se considera el tiempo de exposición, ya que la
concentración se mantendrá constante
Toxicidad aguda: es la capacidad de una sustancia química de producir efectos adversos para la salud tras la absorción de una o varias dosis en un periodo de tiempo inferior a 24 horas.
La toxicidad aguda se expresa como Dosis Letal Media (DL50).
Toxicidad crónica: capacidad de una sustancia química para producir
efectos nocivos tras la absorción de pequeñas dosis a lo largo de un periodo de tiempo elevado.
Dosis: cantidad de contaminante realmente absorbida por el organismo del trabajador, en la cual se ha de contabilizar la concentración de toxico procedente de las distintas vías de entrada.
Dosis Letal Media (DL 50): es la dosis o cantidad de una sustancia que causa la muerte a la mitad de los animales ensayados. Se expresa en mg de tóxico/kg de peso corporal.
Dosis Efectiva Media (DE 50): es la dosis o cantidad de una sustancia que causa un determinado efecto o trastorno en la mitad de los animales ensayados. Se expresa en mg de tóxico/kg de peso corporal. Este valor siempre es más bajo que el anterior.
Concentración Letal Media (CL 50): es la concentración de tóxico en aire o en agua que causa la muerte a la mitad de los animales ensayados. Se expresa en mg/ litro de fluido.
Concentración Efectiva Media (CE 50): es la concentración de tóxico en aire o en agua que causa un determinado efecto o trastorno en la mitad de los animales ensayados. Se expresa en mg/ litro de fluido.
Relación dosis-efecto: es la correspondencia entre la dosis de exposición y la magnitud de un efecto específico en un individuo determinado.
Relación dosis-respuesta: es la correspondencia entre la dosis de exposición y la proporción de individuos, dentro de un grupo de sujetos definido, que presentan un efecto específico con una magnitud determinada.
Ambas relaciones pueden representarse de modo gráfico, como curvas dosis-efecto y dosis-respuesta.
El conocimiento completo de estas relaciones permite la determinación de la dosis máxima a la que no se observa respuesta en unas condiciones definidas, es decir, el nivel umbral de respuesta, de evidente interés en prevención de riesgos.
Desde un punto de vista preventivo nos interesan los estudios de toxicidad crónica para conocer cuál es la dosis más alta a la que no es observable el efecto tóxico.
Esto se conoce como NOEL (no-observed-effect-level = nivel sin efecto observado).
En la actualidad la denominación que se utiliza para este concepto es NOAEL (no-observed-adverse-effect-level = nivel sin efecto adverso observado).
Este valor NOAEL permite estimar unos niveles por debajo de los cuales una sustancia no sería tóxica para el hombre; esto se calcula utilizando unos factores de incertidumbre, que son unos valores por los que se divide el NOAEL obtenido en estudios de experimentación animal.
NOAEL en animales/f = NOAEL en humanos
Al estudiar las repercusiones de los contaminantes sobre la salud de los trabajadores, hay que tener en cuenta que tanto la aparición como la evolución de los mismos dependerá de los siguientes factores:
Propiedades físico-químicas (solubilidad, volatilidad, …)
Toxicidad del compuesto.
Factores biológicos (procesos ADME)
Concentración ambiental y tiempo de exposición.
Interacción con otras sustancias.
Factores propios del individuo (edad, peso, sexo, …)
Factores ambientales (temperatura, humedad, …)
El más empleado es la DE50 (Dosis efectiva 50) que expresa la cantidad de sustancia, en mg/Kg, que en determinadas condiciones experimentales (muy precisas) produce efectos en el 50% de una especie animal determinada.
Cuando el efecto buscado es la muerte se habla de DL50(Dosis letal media).
Otros índices de toxicidad aguda son la CE50, CL50, CI50 (concentración inhibidora 50), que hacen referencia a la vía respiratoria o a otro tipo de ensayos.
La DE50 y DL50 se calculan mediante métodos gráficos o matemáticos (estadísticos), a partir de las curvas dosis-respuesta. Hay que destacar el hecho de que los valores de toxicidad se refieren exclusivamente a la vía de entrada (oral, dérmica o respiratoria) y a la especie para la que se han determinado.
Aunque en los últimos tiempos se ha puesto en entredicho la validez y utilidad de la DL50, este parámetro ha sido clásicamente utilizado como criterio de toxicidad a efectos comparativos entre distintos tóxicos. De hecho, la DL50 es un criterio utilizado por la Unión Europea para la clasificación y etiquetado de productos químicos como muy tóxicos, tóxicos o peligrosos
En el caso de dosis repetidas el parámetro utilizado es el NOAEL (No observed adverse effect level) o "dosis sin efecto adverso" que podríamos definir como la dosis máxima diaria (expresada en mg/kg/día) que no produce efectos adversos observables en el animal considerado. Normalmente se considera una exposición crónica (3 meses - 2 años).
Otro índices es el LOAEL (Lowest observed adverse effect level), que se define como la dosis más baja capaz de producir efectos adversos.
Estos mismos parámetros se pueden determinar para las concentraciones ambientales de tóxico (p.ej. NOAEC, LOAEC, etc.) y de igual manera que en los índices de toxicidad aguda los valores obtenidos dependen de la especie y las condiciones experimentales utilizadas en el estudio así como de la vía de entrada del tóxico.