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Unidad I. Introducción a la toxicología DRA. PAULINA DEL VALLE PÉREZ

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Page 1: Unidad I. Introducción a la toxicología · De Historia Plantarum: plantas venenosas ... “Padre de la toxicología” Tratado de los venenos minerales, vegetales y animales

Unidad I. Introducción

a la toxicología

DRA. PAULINA DEL VALLE PÉREZ

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¿Qué es la toxicología?

Griego toxikon = propio del arco y la flecha

(curare)

Latín toxicum = veneno

Ciencia multidisciplinaria

“Ciencia de los venenos”

Estudia las interacciones dañinas entre las

sustancias químicas y sistemas biológicos

El estudio de los efectos, propiedades,

detección y regulación de las sustancias tóxicas

Sustancias

tóxicas Organismos

sistemas biológicos

exposición

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Aspectos históricos

Papiro de Ebers (Egipto, 1500 A.C.)

Cicuta, acónito, opio, belladona, digital y

metales (As, Pb, Sb)

Hipócrates, Aristóteles y Teofrasto (Grecia, 400

A.C.)

De Historia Plantarum: plantas venenosas

Nicandro (Grecia, 200 A.C.) Theriaka y

Alexipharmaka

Mordeduras de animales venenosos y venenos

de origen vegetal. Tratamientos.

Dioscórides (Grecia, 40 D.C.) De Materia

Médica

Precursora de la farmacopea

600 plantas medicinales: mandrágora

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Paracelso (Suiza, 1493)

Médico y alquimista

Criticaba fuertemente las prácticas de Galeno y Avicena

Fue el primero en considerar y defender que ciertos venenos, administrados en pequeñas dosis, podían funcionar óptimamente como medicamentos

Las siete defensas. Tercera defensa: “Toxicón”

“¿Hay algo que no sea veneno? Todas las cosas son veneno, solamente la dosis determina que una cosa sea o no veneno”

Aspectos históricos

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Aspectos históricos

Códice De la Cruz-Badiano (México, 1522)

Libro sobre las plantas medicinales de los mexicas.

“Tolohuaxíhuitl”

Mateo Orfila (España, 1787)

“Padre de la toxicología”

Tratado de los venenos minerales, vegetales y

animales

Journal de Chimie Médicale, de Pharmacie et de

Toxicologie.

Anales de medicina legal

Claude Bernard (Francia, 1813)

Leçons sur les effets des substances toxiques et

medicamenteuses" (1857)

Mecanismo de acción tóxica: curare

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I. Tradicional II. Moderna III.Contemporánea IV. “OMICA”

-1900 1900-1945 1946-

Aspectos históricos

Venenos, sus orígenes,

Efectos y antídotos

Aspectos forenses,

Bélicos, industriales,

Errores clínicos

Intoxicación crónica,

ambiental, mutágenos

carcinógenos

Establecimiento de

biomarcadores,

genética

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Sócrates: cicuta

Claudio: amanita

Séneca: cicuta

Mozart: ¿?

Napoleón: arsénico

Marilyn Monroe: barbitúricos

Michael Jackson: propofol

Aspectos históricos

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Divisiones de la Toxicología

Toxicología

Descriptiva

RegulatoriaMecanística

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Áreas especializadas

Forense: aplicación de técnicas analíticas para responder cuestiones médico-legales sobre los efectos dañinos de las sustancias químicas.

Clínica: Efectos de las sustancias químicas en envenenamientos. Diagnóstico y tratamiento. Veterinaria.

Ambiental e industrial: Efecto de las sustancias químicas (contaminantes) y sus impactos en los ecosistemas y poblaciones.

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Definiciones

Fármaco

Tóxico: Cualquier agente químico o físico capaz de producir un efecto

nocivo para la salud

Xenobiótico: Toda sustancia extraña al organismo, incluyendo

sustancias benignas o dañinas. Excluye vitaminas y hormonas.

Sustancia endógena: Aquella que no es extraña al organismo y a determinadas concentraciones es necesaria para que funcione de

manera correcta.

Hormesis: Fenómeno que presentan algunas sustancias al manifestar

efectos biológicos opuestos de acuerdo a la concentración

Toxina: sustancias producidas por agentes biológicos (animales,

bacterias, plantas, etc.. Generalmente de estructura proteica.

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Hormesis

Curva dosis-respuesta en forma de

U o J

Típica curva Dosis-respuesta

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Curva dosis-respuesta bifásica caracterizada por un

efecto benéfico a bajas dosis y un efecto tóxico a

altas dosis

Aplicable a sustancias tóxicas

“Lo que no mata te hace mas fuerte”

Alcohol

Metilmercurio

Estrés oxidante

Hormesis

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Clasificación de los agentes tóxicos

Por el órgano diana: hígado, riñón, cerebro, etc…

Por su uso: agroquímicos, aditivos, fármacos, sustancias de abuso, etc..

Por su origen: animal, vegetal, mineral.

Por sus efectos: teratogénico, carcinogénico, etc…

Por su mecanismo de acción: unión a biomoléculas, inhibición, etc…

enzimática, etc..

Por su DL50

DL50 (ratón) Término Ejemplo

> 15 g/kg No tóxico Esteviósido

5-15 g/kg Ligeramente tóxico Etanol*

0.5-5 g/kg Moderadamente tóxico Buscapina (1 g/kg)

50-500 mg/kg Muy tóxico Cocaína (96 mg/kg)

5-50 mg/kg Extremadamente tóxico Nicotina 24 mg/kg

< 5 mg/kg Súper tóxico Toxina botulínica

(10 ng/kg)

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Rutas de administración para

determinar DL50

Oral

Subcutánea

Intramuscular

Intraperitoneal

Intravenosa

Tipo de cepa

Edad

Peso

Dieta

Ayuno pre-tratamiento

Método de administración

Absorción

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Etapas de la acción tóxica

Exposición

• Frecuencia

• Ruta

• Dosis

• Riesgo

Toxocinética • ADME

Toxodinamia• Mecanismo

de acción EFECTOS

TÓXICOS

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Exposición

Rutas

Frecuencia

Aguda < 24 h

Subaguda < 1 mes

Subcrónica 1-3 meses

Crónica > 3 meses

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Exposición

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Evaluación del riesgo de

exposición Riesgo: Probabilidad de que una sustancia produzca un daño bajo

condiciones específicas

Seguridad: Probabilidad de que daño no ocurra

Peligro: Capacidad intrínseca de una sustancia para generar un daño

Manejo del riesgo: toma de acciones para controlar los peligros

identificados en la evaluación del riesgo

Caracterización del riesgo: consideraciones cualitativas y cuantitativas

Identificar el peligro

Evaluaciones in vitro e in vivo

Estudios de relación estructura-actividad

Datos epidemiológicos

Relación Dosis-respuesta

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Tipos de peligros

Peligros físicos

Explosivos

Gases inflamables e inestables

Aerosoles

Gases comburentes

Peróxidos orgánicos

Corrosivos para metales

Peligros para la salud

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Sistema globalmente armonizado

(GHS)

Peligros para la salud:

Toxicidad aguda

Corrosión/irritación cutánea

Lesiones oculares graves/ irritación de los ojos

Sensibilización respiratoria/cutánea

Mutagenicidad

Carcinogenicidad

Toxicidad para la reproducción

Toxicidad específica de órganos blanco (exposición única)

Toxicidad específica de órganos blanco (exposición repetida)

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Curva dosis-respuesta

Puntos finales (end-points)

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Relación dosis-respuesta en la

evaluación del riesgoCriterio para aceptar una

relación causal entre un

xenobiótico y un efecto

tóxico

NOAEL (No observed

adverse effect level)

LOAEL (Lowest

observable adverse

effect level)

DL50

Umbral: compuestos no carcinogénicos

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NOAEL

Dosis más alta que NO produce un aumento significativo en la respuesta

Depende de:

Dosis evaluadas

# de animales

Incidencia de los animales

Calcular dosis de referencia (RfDs) para exposición oral cónica

Concentración de Referencia (RfCs) para exposición inhalatoria crónica

Nivel Mínimo de Riesgo (MRL)

Ingesta diaria aceptable (ADI) para pesticidas y aditivos

Factores de incertidubre (UF) y factores modificantes (MF)

El NOAEL debe ser una de las dosis evaluadasRfD =

NOAEL

UF * MF

MRL = NOAEL

UF

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Factores modificantes

Variabilidad interepecie

Variabilidad intraespecie

Exposición aguda – exposición crónica

Datos toxocinéticos o toxodinámicos

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Dosis Benchmark (BMD)

Dosis (o concentración) de un xenobiótico que produce un cambio predeterminado en la respuesta (respuesta de referencia, BMR)

Se calcula el límite más bajo de una dosis (confianza de 95%) a un nivel específico de respuesta (BMDL)

Generalmente BMR es de 1, 5 o 10% (BMD1, BMD5, BMD10)

Valor alternativo al NOAEL para calcular dosis de referencia (RfDs)

No depende tanto del diseño del experimento (modelado computacional)

Se toma en cuenta el tamaño de muestra y la forma de la curva dosis-respuesta

Se emplea para curvas D-R con o sin umbral

Evaluación de efectos carcinogénicos

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Variación de susceptibilidad en la

evaluación del riesgo

Especie

Polimorfismos genéticos

Sexo

Edad

Enfermedades preexistentes

Hábitos (dieta, fumar, alcohol)

Medicación

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Biomarcadores

Cualquier respuesta biológica a un xenobiótico a nivel individual o molecular que

provee información sobre el estado normal o patológico de un individuo o población.

Se utilizan en estudios in vivo e in vitro

Cambios medibles ya sean bioquímicos, fisiológicos o morfológicos que se asocian a la

exposición a un xenobiótico

Relación de causalidad

Magnitud dosis-dependiente

Método de evaluación

Se utilizan para:

Detectar exposición

Determinar las consecuencias biológicas de la exposición

Detectar los estados iniciales e intermedios de un proces patológico

Identificar a individuos sensibles de una población

Fundamentar la intervención

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Biomarcadores

BIOMARCADOR Ejemplos

Exposición Aductos de DNA

Aductos de albúmina

Excreción en orina

Aductos de hemoglobina

Efecto Recuento de eritrocitos, leucocitos

Actividad enzimática (AChE)

Niveles de proteínas en orina

Anticuerpos

Susceptibilidad Polimorfismos de enzimas (CYP 450)

Polimorfismos de GH-S-transferasa

Polimorfismo NAT-2

• De exposición: xenobiótico, metabolito, aducto, sustancia endógena.

Metales

• De efecto: componentes endógenos, medidas de la funcionalidad o

cualquier otro indicador del estado o equilibrio del organismo

• De susceptibilidad: polimorfismos genéticos de sistemas activadores o

detoxificantes

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Bioindicadores y biomonitoreo

En ecotoxicología (Toxicología ambiental) sirven para medir el

impacto de contaminantes en los ecosistemas

Son organismos vivos como aves, peces, invertebrados, plantas,

etc.

Permiten detectar la presencia, concentración o efecto de la

contaminación

Efectos medibles sobre alteraciones morfológicas, del

comportamiento, sobre tejidos o fisiológicos, muerte o desaparición

de una población

Efecto medible que se monitorea en los bioindicadores

Evaluación en campo o en laboratorio

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Bioindicadores y biomonitoreoBIOINDICADORES BIOMONITOREO IMPACTO ECOLÓGICO

Daphnia magna Genotoxicidad Agua dulce

Tabaco Clorosis Ozono atmosférico

Artemia salina Mortalidad Metales pesados en

agua de mar

Líquenes Desaparición Atmósfera, lluvia ácida,

metales pesados

Carpa común Mortalidad Nitratos, fosfatos y

turbidez en agua dulce

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Pruebas toxicológicas in vivo

Rata, ratón, conejo y perro

Pruebas de toxicidad aguda

DL50, CL50

Pruebas de irritación dérmica y ocular

Pruebas de hipersensibilidad

Pruebas subcrónicas

2 especies: rata y perro (FDA) y

Determinación del NOAEL

Pruebas crónicas

Efectos carcinogénicos

Toxicidad reproductiva y teratogénesis

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Etapas de la acción tóxica

Exposición• Frecuencia

• Ruta

• Riesgo

Toxocinética • ADME

Toxodinamia• Mecanismo

de acción

EFECTOS

TÓXICOS

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Toxocinética

Estudio del movimiento de los xenobióticos dentro del organismo

Comprende los procesos de ADME

Absorción: Transporte de un xenobiótico a través de las membranas biológicas

desde su ruta de ingreso hasta la circulación sistémica

Permeación: capacidad de un xenobiótico para trasladarse por la membrana

Difusión simple

Difusión facilitada

Transporte activo

Endo/exocitosis

Filtración por poros

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Propiedades fisicoquímicas de los

xenobióticos

Liposolubilidad

LogP

LogD

Peso molecular (tamaño)

Polaridad y carga

Similitud a sustancias endógenas (5-

HT y DMT)

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Difusión simple

Forma de transporte más

utilizada por los xenobióticos

Factores que afectan la

velocidad:

El gradiente de concentración del

xenobiótico

Coeficiente de partición o de

distribución

Tamaño molecular

Grado de ionización

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Coeficiente de partición (logP)

Relación de la concentración de una

sustancia entre una fase orgánica

(octanol o cloroformo) y una fase

acuosa a 25 °C o a 37 °C

Expresa el grado de solubilidad en lípidos

de un compuesto

Moléculas sin carga

Nos indica la facilidad con que una

sustancia puede transportarse en las

membranas

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Coeficiente de partición

Xenobiótico Log P

Nicotina 1.17

Cocaína 2.30

Acetaminofén 0.46

Nifedipino 2.20

Morfina 0.89

Fluoxetina 4.05

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Coeficiente de distribución (logD)

Muchos xenobióticos son ácidos o bases débiles

La forma no ionizada atraviesa las membranas biológicas

Relación entre el grado de ionización de un xenobiótico y log P

log D= [fase orgánica (no ionizado)]/[fase acuosa (ionizado + no ionizado)]

Ácidos: log DpH = log PHA – log (1 +10 pH–pKa)

Bases: log DpH = log PB – log (1 +10 pKa–pH)

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Transporte activo

Similitud estructural con moléculas

endógenas

Requiere un gasto de energía

Contra el gradiente de

concentración

Saturable

Excreción de sustancias tóxicas a

través del riñón

Uracilo y 5-fluorouracilo

Page 43: Unidad I. Introducción a la toxicología · De Historia Plantarum: plantas venenosas ... “Padre de la toxicología” Tratado de los venenos minerales, vegetales y animales

Endo/exocitosis

Invaginación que provoca una célula hacia una

partícula sólida (fagocitois) o líquida (pinocitosis)

Macromoléculas y liposomas

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Resumen toxocinética

Los xenobióticos se transportan principalmente por difusión simple

LogP: expresa el grado de liposolubilidad de un xenobiótico

Tamaño < 500 Da (4 x 10 -4 mm)

LogD: relaciona el logP con el grado de ionización (pKa) para

ácidos y bases débiles

Compuestos muy polares: se excretarán fácilmente

Compuestos poco polares: se almacenarán en depósitos lipofílicos

La forma no ionizada de un ácido o una base es la que atraviesa la

membrana

Transporte activo: similitud estructural con endógenos

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Regla de 5 de Lipinski (diseño de

fármacos)

Regla empírica

Moléculas pequeñas y lipofílicas

Solamente absorción oral

PM < 500 Da

Donadores de enlaces de H < 5 (N u O)

Aceptores de enlaces de H < 10 (N, O o F)

Log P < 5

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Absorción: Tracto gastrointestinal

Absorción gastrointestinal Plasma

Factores que afectan la absorción:

Velocidad de disolución y tiempo de desintegración

pH de la porción gastrointestinal

Propiedades del xenobiótico (pKa, liposolubilidad, tamaño, y estabilidad

química)

Vaciamiento gástrico

Área de absorción

Tiempo de residencia

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Velocidad de disolución y tiempo

de desintegración

Depende de la solubilidad del xenobiótico

La velocidad de disolución es directamente

proporcional a la solubilidad (acuosa)

R = K * S

> 1g/100 mL

Tiempo de desintegración:

De una forma farmacéutica

Disolutor

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Vaciamiento gástrico

Estómago intestino delgado

Xenobióticos con velocidad de disolución muy lenta, el vaciamiento

retardado favorecerá su absorción en el estómago

Regulado por mecanismos hormonales y nerviosos. Colecistokinina (CCK) y

péptido gástrico inhibidor

Promueven vaciamiento Retardan vaciamiento

Soluciones alcalinas Alimento grasosos o viscosos

Ansiedad Depresión

Hambre Úlceras

Hipertiroidismo Hipotiroidismo

Alimentos fríos Alimentos calientes

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pH De la porción gastrointestinal

Xenobióticos: ácidos o bases débiles

Solo la forma no iónica atravesará las membranas (difusión simple)

Ácidos estómago

Básicos o ácidos intestino delgado (permeación)

Page 50: Unidad I. Introducción a la toxicología · De Historia Plantarum: plantas venenosas ... “Padre de la toxicología” Tratado de los venenos minerales, vegetales y animales

Tiempo de residencia

Porción Longitud

(m)

Área

(m2)

pH Residencia Moos

Esófago 0.3 0.02 6.8 > 30 s ¿?

Estómago 0.2 0.2 1-3 1.5 h < 102

Duodeno 0.3 0.02 5-6.5 > 5 min < 102

Yeyuno 3 100 6.9 1-2 h < 102

Íleon 4 100 7-8 2-3 h < 107

Colón 1.5 3 5.5-8 15- 48 h < 1011

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Inestabilidad química y metabolismo

intestinal

Compuestos lábiles en medios ácidos se pueden hidrolizar en el

estómago. Ej. Glucósidos cianogénicos

Péptidos como insulina, oxitocina o vasopresina se desnaturalizan o

descomponen por las enzimas proteolíticas

En el intestino delgado hay enzimas que pueden transformar a los

xenobióticos (grupos funcionales susceptibles). Ej. clorpromazina

Los microorganismos también pueden transformar a los xenobióticos

Nitritos → nitrosaminas

Cambio en la actividad biológica: desactivación, bioactivación

Page 52: Unidad I. Introducción a la toxicología · De Historia Plantarum: plantas venenosas ... “Padre de la toxicología” Tratado de los venenos minerales, vegetales y animales

Absorción:

Tracto respiratorio

Gran área de absorción (50-100 m2)

Alta irrigación sanguínea

Absorción muy rápida y eficiente

Región nasofaríngea: 5-30 mm

Región traqueobronquial: 1-5 mm

Región alveolar: < 1mm

Tamaño de partícula

Gases, aerosoles o sistemas

partículados (sólidos o líquidos)

Absorción o Fagocitosis

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Gases y vapores

El grado de absorción depende de la solubilidad del gas (Coeficiente de reparto

entre la fase gaseosa y la sangre). Entre mayor sea el coeficiente, más soluble es

el gas en la sangre. Cloroformo > Isofluorano > Halotano > oxido nítrico

Se alcanza un equilibrio. La saturación de la sangre provoca un incremento en el

flujo sanguíneo

Los sistemas particulados (aerosoles o partículas sólidas) se comportan de manera

diferente. Son fagocitados y removidos por el sistema linfático.

Solubles Ligeramente solubles Insolubles

NH3 X2 NOx

HCl O3 AsO3

SO2 PCl4 CoCl

HF

H2SO4

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Absorción: la piel

Tejido completamente expuesto al ambiente

Consta de tres capas (3 mm de grosor)

Estrato córneo: provee resistencia a la absorción de xenobióticos

Células queratinizadas biológicamente inactivas. Contiene esteroles y ceramidas

Depende del log P del xenobiótico y de su tamaño

Dermis: hay vascularización donde puede ocurrir absorción sistémica (xenobióticos

hidrofílicos)

Sustancias corrosivas o disolventes pueden dañar el estrato córneo y se pueden

absorber

Escrotal > Frente > axila > cuero cabelludo > espalda > palmas y plantas

Alta variabilidad en la fisiología de la piel entre especies (rata, conejo, cerdo, humano

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DISTRIBUCIÓN Una ves que los xenobióticos han sido absorbidos

(independientemente de la ruta de exposición) se

distribuyen a lo largo de los diferentes tejidos

Factores que influyen en la distribución:

Propiedades fisicoquímicas del xenobiótico (paso a través de las

membranas)

Flujo sanguíneo

Volumen de distribución

Afinidad del xenobiótico por ciertos tejidos: grasa, hígado, riñón,

huesos, etc… Acumulación

Unión a proteínas plasmáticas

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Volumen de distribución

Volumen de agua corporal en el que el xenobiótico se disuelve

Relaciona la cantidad de xenobiótico presente en los diferentes

compartimentos con su concentración en plasma (Cp)

Vd= Dosis/ Cp

Agua corporal:

Plasma (4 litros)

Agua intersticial (10 litros)

Agua intracelular (28 litros)

Vd bajo = Poca distribución (Cp muy alta)

Vd alto = Alta distribución (Cp muy baja)

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Unión a proteínas plasmáticas

Xenobiótico libre xenobiótico-proteína

Sólo el xenobiótico libre puede tener actividad biológica

Albúmina (69000 D): se unen compuestos ácidos

a1-glicoproteína (40000 D): se unen sustancias básicas

Lipoproteínas (LDL, HDL)

Interacciones ión –ión, enlaces de H, fuerzas de van der Waals e

interacciones hidrofóbicas

Distribución reducida

Desplazamiento de otras sustancias Toxicidad

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Unión a proteínas

Unión a albúmina Unión a a1-glicoproteína Unión a lipoproteínas

AAS Imipramina Amitriptilina

Barbitúricos Lidocaína Nortriptilina

Benzodiazepinas Metadona

Digitoxina Propanolol

Estreptomicina Verapamil

Fenitoina Dipiridamol

Penicilina Disopiramida

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Etapas de la acción tóxica

Exposición• Frecuencia

• Ruta

• Riesgo

Toxocinética • ADME

Toxodinamia• Mecanismo

de acción

EFECTOS

TÓXICOS

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Toxodinámia

Modo de acción o mecanismos de interacción molecular con los sistemas biológicos a través de los cuales se da la acción tóxica:

Factores a considerar en la respuesta tóxica:

Características de la exposición (aguda, crónica, ruta de ingreso, etc.)

La dosis (recordar a Paracelso!)

Las características del xenobiótico (propiedades fiscoquímicas)

Características genéticas del organismo

Xenobiótico Blanco molecular

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Mecanismos generales de acción

tóxica

Unión a macromoléculas

Estrés oxidante

Interferencia con la producción de energía celular

Interferencia con las interacciones ligando-receptor

Interferencia con la estructura de la membrana

Interferencia con el sistema inmune

Perturbación de la homeostasis de calcio

Alteraciones genéticas en células somáticas

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Unión a macromoléculas

Modificación de la actividad enzimática: warfarina

Formación de aductos: ciclofosfamida

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Interferencia con la producción de

energía celular

Inhibición de la fosforilación oxidativa

Oligomicina: inhibición de ATP sintetasa

Rotenona: Inhibición del complejo I

Cianuro: Inhibidor del complejo IV

Desacoplamiento de la fosforilación oxidativa

2,4-dinitrofenol: interrumpe el gradiente de pH en la membrana interna

mitocondrial

Dinitrocresol

Pentaclorofenol

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Interferencia con las interacciones

ligando-receptor

Neuroreceptores y neurotransmisores

Receptores hormonales

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Interferencia con las funciones de

las membranas

Fluidez de la membrana: disolventes orgánicos, anestésicos locales

Bloqueadores de canales iónicos: tetrodotoxina

Membranas lisosomales: cristales de ácido úrico (gota)

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Interferencia sobre el sistema

inmune

Los xenobióticos pueden actuar como antígenos (dependiendo de su peso

molecular), como haptenos (unidos a proteínas) o como adyuvantes

Reacciones de hipersensibilidad:

Tipo 1: Inmediata (IgE-células cebadas). Urticaria, rinitis, dermatitis atópica, anafilaxia

Tipo 2: Citolítica. Antígeno-célula (IgG o IgM). Incompatibilidad RH

Tipo 3: Complejos inmunes (IgG o IgM). Inflamación

Tipo 4: Retardada (linfocitos T). Dermatitis por contacto

Imnunosupresión: Ciclosporina A, ciclofosfamida, glucocorticoides, plomo,

cadmio, metilmercurio, DDT, dierldrin, cannabinoides, nicotina, asbestos, etc.

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Mecanismos de citotoxicidad

Apoptosis: Muerte celular programada. Vía de las caspasas

Necrosis: daño agudo a células causado por agentes físicos, químicos, toxinas o deficiencias nutrimentales

Excitotoxicidad: muerte de neuronas por un aumento de la despolarización de la membrana postsináptica

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Apoptosis vs necrosisApoptosis Necrosis

Muerte controlada de células

individuales

Afecta a un grupo de células

Es inducida por estímulos

fisiológicos

Provocada por eventos no

fisiológicos (trauma)

No hay hinchamiento Hay hinchamiento

Contracción del citoplasma y

condensación del núcleo

Hinchamiento del citoplasma y

mitocondrias

No se pierde la integridad de

la membrana

Se pierde la integridad de la

membrana

Proceso activo (ATP) Proceso pasivo

Fragmentación de la célula en

cuerpos apoptóticos

Lisis total de la célula

Se forman poros en las

mitocondrias

Desintegración de organelos

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Citotoxicidad

Citotoxicidad: daño letal a las células

CL50

mM, mM, nM

Inhibición del crecimiento (GI)

Inhibición total del crecimiento (TGI)

# De células (inicial) # de células (24 h) Parámetro

2,000,000 4,000,000 Control -

2,000,000 3,000,000 GI50

2,000,000 2,000,000 TGI

2,000,000 1,000,000 CL50

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Ensayos de citotoxicidad

Biomarcador Característica

MTT y XTT Convertido a formazán

por enzimas

mitocondriales

Rojo neutro Retenido por lisosomas

Azul de tripano Colorante no es retenido

por células viables

Sulforodamina B Se une a aminoácidos

básicos de proteínas

intracelulares

Azul kenacida Proteínas totales

intracelulares

Resazurina Se reduce a resorufina

(fuorescente)

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MTT y XTT

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Rojo neutro

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Azul de tripano

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Sulforodamina B

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Resazurina

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Liberación de lactato

deshidrogenasa (LDH)

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Líneas celulares

Líneas primarias: derivan de subcultivos de células normales

Líneas secundarias: derivan de células transformadas (tumores)

Medio de cultivo:

Sales inorgánicas

Elementos trazas

Buffer pH 7.2-7.4

CHOS

Aminoácidos

Vitaminas

Proteínas y péptidos

Lípidos

Antibióticos

Suero fetal bovino

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Líneas celulares

Línea celular Característica

A549 Pulmón

Chang, CC1144, ARL Hígado

C1300, C6 Sistema nervioso

PC-3 y DU-145 Próstata

HEK293 Riñón

IMR-32 Neuroblastoma

MCF-7 Cáncer de mama

IGR-OV-1 Ovario

HL-60 Leucemia linfoblastica

Colo-205, HCT-15 Colon