Introducción y Terminología. Gentileza Dr. Fernando Araujo González

Transcripción

1 Introducción y Terminología Gentileza Dr. Fernando Araujo González 1

2 Contenido 1) Introducción y antecedentes 2) Terminología - definiciones 3) Relación dosis-respuesta 2

3 Edad de las Cavernas 3

4 Víctimas famosas Sócrates ( AC): sentenciado por los Ateneos a ingerir cicuta. CICUTA: planta grande, tosca y de olor desagradable; todas sus partes son tóxicas y pueden causar la muerte por ingestión. 4

5 Víctimas famosas Cleopatra (69-30 AC): suicidio con mordedura de una serpiente venenosa (cobra). 5

6 Víctimas famosas Claudio (10 AC - 54 DC): envenenado con arsénico por su esposa Agripina, para dejarle el trono a su hijo Nerón. 6

7 Paracelso Paracelso [Theophrastus Bombastus von Hohenheim] ( ) determinó que los químicos eran los responsables de la toxicidad de un veneno animal o vegetal. Se le conoce por su declaración: todas las sustancias son venenos; no hay alguna que no lo sea. La dosis correcta hace la diferencia entre un veneno y un remedio. 7

8 Mateo Orfila Mateo José Buenaventura Orfila ( ), médico español, conocido como el Padre de la Toxicología. A través del análisis de materiales de necropsias, fue el primero en establecer una correlación entre las propiedades químicas y biológicas de los venenos y los órganos blanco específicos. 8

9 Epoca Actual Siglo XX: el descubrimiento del DNA. Siglo XXI: el mapa genético humano. 9

10 Terminología Básica Toxicología es la ciencia que estudia la naturaleza y los mecanismos de acción de los tóxicos en los sistemas biológicos, sus efectos y la manera de prevenirlos y tratarlos. 10

11 AREAS DE LA TOXICOLOGIA Alimentos Medicamentos Social Ambiental Ocupacional ASPECTOS Analítico Clínico Investigación Legal 11

12 Toxicología Ambiental La Toxicología Ambiental estudia las causas, condiciones, mecanismos de acción y efectos adversos que resultan de la exposición a contaminantes tóxicos presentes en el medio ambiente. Se apoya en la Toxicometría y en la patogénesis de la intoxicación. 12

13 Toxicología Ambiental La Toxicometría cuantifica la toxicidad de una sustancia o compuesto químico. Por laboratorio, determina la relación dosisefecto: DL 50, CL 50 Establece los Límites Máximos Permisibles de Exposición (LMPE, TLV). 13

14 Toxicología Ambiental La Patogénesis de la Intoxicación comprende la distribución, el metabolismo y la eliminación de los tóxicos (toxicocinética), así como sus efectos bioquímicos y biofísicos (toxicodinamia). 14

15 Terminología General Xenobiótico: es cualquier sustancia extraña que entra al organismo. Los xenobióticos pueden producir efectos benéficos (como un medicamento) o tóxicos (como el plomo). Un xenobiótico en pequeñas cantidades puede ser no tóxico y aún benéfico; si la dosis se incrementa, pueden resultar efectos tóxicos y letales. 15

16 Sustancia Alcohol Niveles en sangre de etanol Monóxido de carbono % límite de hemoglobina Secobarbital Niveles sanguíneos Dosis Benéfica Dosis Tóxica Dosis Letal 0.05% 0.1% 0.5% < 10% 20-30% > 60% 0.1 mg/dl 0.7 mg/dl > 1 mg/dl Aspirina 0.65 g 9.75 g 34 g Ejem: Disprina (2 tabletas) (30 tabeltas) (105 tabletas) Ibuprofeno 400 mg 1,400 mg 12,000 mg Ejem: Advil, Motrin (2 tabletas) (7 tabletas) (60 tabletas) 16

17 Agente Tóxico Es cualquier agente que puede producir un efecto biológico adverso. Pueden ser de origen: Físico: radiaciones electromagnéticas. Químico: cianuro, monóxido de carbono. Biológico: veneno de serpiente, hongos. 17

18 Toxina Toxina: es una proteína específica producida por organismos vivos. Ejemplos: la toxina tetánica, la toxina botulínica, los hongos venenosos, etc. 18

19 Tóxico Es toda sustancia o compuesto de naturaleza química la cual, dependiendo de la dosis, vía de ingreso, la concentración que alcance en el organismo y el tiempo en que esto suceda, va a actuar sobre un sistema biológico específico causando alteraciones morfológicas y/o funcionales, que van a traducirse en enfermedad, incluso la muerte. Sustancia Dosis Vía de Ingreso Daño 19

20 Veneno Veneno es también una sustancia con las mismas características que el tóxico, pero su origen es botánico o se obtiene de las secreciones de algunos animales. Veneno Dosis Vía de Ingreso Daño 20

21 Tóxico Veneno Vía de Ingreso Dosis Concentración Tiempo Daño Sistema Biológico 21

22 Tóxicos Toxinas Venenos Sustancias que producen efectos biológicos adversos de cualquier naturaleza. Puede ser un agente físico o químico. Los efectos pueden ser: agudos, subagudos o crónicos. Proteínas específicas producidas por organismos vivos (hongos venenosos, toxina tetánica, etc.). La mayoría produce efectos inmediatos. Tóxicos de origen animal o botánico que causan enfermedad o la muerte en cantidades muy pequeñas (mordedura de serpiente, picadura de alacrán, etc.). 22

23 Toxicidad Toxicidad es la capacidad relativa de un tóxico para causar lesión o daño a un organismo vivo mediante efectos biológicos adversos. 23

24 Efecto Tóxico Efecto tóxico es cualquier efecto nocivo sobre el organismo, reversible o irreversible, causado por el contacto con un tóxico, ya sea por vía respiratoria, cutánea o digestiva. 24

25 Sustancia Tóxica Es un material que tiene propiedades tóxicas; por ejemplo: cromato de plomo, asbesto, gasolina, etc. Pueden ser orgánicas o inorgánicas. Pueden ser tóxicos sistémicos o tóxicos órgano-específicos. 25

26 Sustancias Tóxicas Tóxicos orgánicos Tóxicos inorgánicos Originadas por organismos vivos. Contienen carbón y frecuentemente son moléculas grandes que pueden obtenerse de fuentes naturales o ser sintetizadas por el hombre. Sustancias químicas específicas que no son derivadas de organismos vivos. Generalmente son moléculas pequeñas con pocos átomos (como el NO 2 ). 26

27 Tóxicos Sistémicos Un tóxico sistémico es uno que afecta al organismo entero o a muchos órganos. Por ejemplo: El cianuro de potasio afecta virtualmente cada órgano y célula del organismo, interfiriendo la capacidad de las células para utilizar el oxígeno. 27

28 Tóxicos Específicos Un tóxico puede afectar solamente tejidos u órganos específicos, no afectando al organismo en su totalidad. Estos sitios se llaman órgano blanco o tejido blanco. El benceno es un tóxico órgano-específico para la médula ósea. El plomo tiene tres órganos blanco: SNC, riñón y sistema hematopoyético. 28

29 Dosis y Dosis-Respuesta Dosis es la cantidad de una sustancia administrada en un momento dado. Los parámetros más importantes para caracterizar la exposición a xenobióticos son: El número de dosis. La frecuencia de la dosis. El período o tiempo total de la dosis. 29

30 Dosis Por ejemplo: 650 mg de plomo en dosis única. 500 mg de Ampicilina cada 8 horas por 10 días. 100 mg de Aspirina por día por 90 días. 30

31 Tipos de Dosis Dosis de la exposición: la cantidad de un xenobiótico encontrada en el ambiente. Dosis absorbida: la cantidad real de la dosis de exposición que entra al organismo. Dosis administrada: la cantidad administrada usualmente por cualquier vía. Dosis total: la suma de todas las dosis individuales (todas las vías). 31

32 Dosis Fraccionada Fraccionar una dosis total disminuye la probabilidad de causar intoxicación. La razón de esto es que el organismo puede reparar el efecto de cada dosis subtóxica si pasa el tiempo suficiente antes de recibir la siguiente dosis. Así, la dosis total, peligrosa en dosis única, no es tóxica cuando se administra en un período de tiempo. 32

33 Dosis Fraccionada Por ejemplo, 30 mg de estricnina ingeridos en una dosis podría ser fatal para un adulto, mientras que 3 mg de estricnina ingeridos cada día durante 10 días podría no ser fatal. 33

34 Unidades de Medida La unidad más utilizada es el miligramo (mg). Por unidad de peso corporal: mg/kg Por área de superficie: mg/m 2 Por volumen de aire: mg/m 3 La unidad de medida usual es el mg/kg/día. 34

35 Otras unidades equivalentes Unidad Equivalente del gramo Forma exponencial Kilogramo (kg) g 10 3 g Gramo (g) 1.0 g 1 g Miligramo (mg) g 10-3 g Microgramo (µg) 0.000,001 g 10-6 g Nanogramo (ng) 0.000,000,001 g 10-9 g Picogramo (pg) 0.000,000,000,001 g g Femtogramo (fg) 0.000,000,000,000,001 g g 35

36 Unidades de Exposición Ambiental Estas unidades se expresan como la cantidad de un xenobiótico en una unidad del medio: miligramos por litro (mg/l o mg/l) para líquidos; miligramos por gramo (mg/g) para sólidos; y miligramos por metro cúbico (mg/m 3 ) para aire. partes por millón (ppm) para gases y vapores. 36

37 Relación dosis-respuesta Es un concepto fundamental en Toxicología, ya que correlaciona la exposición y el espectro de efectos inducidos. Se basa en los datos observados en animales de experimentación, datos clínicos en humanos o en estudios celulares. 37

38 Relación dosis-respuesta Establece el hecho y la causalidad de que la sustancia química realmente ha inducido los efectos observados. Establece la dosis más baja donde ocurre un efecto inducido (el efecto umbral). Determina el rango en el cual aumenta el efecto o daño (la curva o pendiente de la dosis-respuesta). 38

39 Dosis-respuesta La dosis-respuesta es la media ± 1 desviación estándar, que incorpora al 68% de los individuos. La varianza se representa como 2 desviaciones estándar, que incorpora al 95% de las respuestas. A mayor desviación estándar, mayor variabilidad en la respuesta. 39

40 Curva de variación de respuesta 40

41 Curva de dosis-respuesta Tiene la forma de una curva sigmoide. Se ajusta a los puntos de datos obtenidos de los individuos. El punto en el cual aparece la toxicidad por primera vez se llama nivel umbral. 41

42 Curva de dosis-respuesta 42

43 Pendiente de dosis-respuesta 43

44 Umbral El umbral para efectos tóxicos ocurre en el punto donde se ha excedido la capacidad del organismo para destoxificar un xenobiótico o reparar un efecto tóxico. 44

45 Potencia Tóxica La potencia tóxica de una sustancia es la relación entre su dosis y la respuesta que produce en un sistema biológico. La severidad de la acción del agente tóxico estará en función de su concentración en el órgano blanco. La capacidad de daño de un material dependerá de su composición química, del tipo y grado de exposición y de su destino en el organismo. 45

46 Dosis Letal Media Dosis Letal Media (DL 50 ): es la cantidad o concentración que mata a la mitad de los animales expuestos. Se expresa en mg/kg de peso. Se emplea para sustancias líquidas o sólidas administradas por vía oral (ratas) o dérmica (conejos). 46

47 Curvas de dosis-respuesta Las curvas de dosis-respuesta se utilizan para derivar dosis estimadas de sustancias químicas. 47

48 Dosis Efectiva (DE) La DE se utiliza para indicar la efectividad de una sustancia y se refieren a un efecto benéfico. DE 0 DE 10 DE 50 DE 90 Efectiva para el 0% de la población Efectiva para el 10% de la población Efectiva para el 50% de la población Efectiva para el 90% de la población 48

49 Dosis Tóxica (DT) La DT se utiliza para indicar la dosis que causa efectos tóxicos adversos. DT 0 DT 10 DT 50 DT 90 Tóxica para el 0% de la población Toxica para el 10% de la población Tóxica para el 50% de la población Tóxica para el 90% de la población 49

50 Curva de dosis efectiva y dosis tóxica 50

51 NOAEL y LOAEL NOAEL es el nivel de efecto adverso no observado (No Observed Adverse Effect Level) y es el punto más alto de datos en el cual no hubo un efecto tóxico observado. LOAEL es el nivel bajo de efecto adverso observado (Low Observed Adverse Effect Level) y es el punto más bajo de datos en el cual no hubo un efecto tóxico observado. 51

52 NOAEL y LOAEL 52

53 NOEL y LOEL NOEL es el nivel de efecto no observado (No Observed Effect Level). LOAEL es el nivel más bajo de efecto observado (Lowest Observed Effect Level). El NOEL y el LOEL no necesariamente implican efectos nocivos o tóxicos y pueden ser utilizados incluso para describir efectos benéficos de medicamentos. 53

54 GRADO 4 - SEVERO HMIS NFPA NOM-010-STPS DL50 Oral (mg/kg) 0 a 1 < 5 [ 1 DL50 Dérmica (mg/kg) 0 a 20 < 40 [ 20 DL50 Inhalación (mg/l) 0 a 0.2 < 0.5 [ 0.05 GRADO 3 SERIO HMIS NFPA NOM-010-STPS DL50 Oral (mg/kg) > 1 a 50 > 5 a 50 > 1 a 50 DL50 Dérmica (mg/kg) > 20 a 200 > 40 a 200 > 20 a 200 DL50 Inhalación (mg/l) > 0.2 a 2 > 0.5 a 2 > 0.05 a 0.5 GRADO 2 MODERADO HMIS NFPA NOM-010-STPS DL50 Oral (mg/kg) > 50 a 500 > 50 a 500 > 50 a 500 DL50 Dérmica (mg/kg) > 200 a 1000 > 200 a 1000 > 200 a 1000 DL50 Inhalación (mg/l) > 2 a 20 > 2 a 10 > 0.5 a 2 GRADO 1 LIGERO HMIS NFPA NOM-010-STPS DL50 Oral (mg/kg) > 500 a 5000 > 500 a 2000 > 500 a 5000 DL50 Dérmica (mg/kg) > 1000 a 5000 > 1000 a 2000 > 1000 a 2000 DL50 Inhalación (mg/l) > 20 a 200 > 10 a 200 > 2 a 20 GRADO 0 MINIMO HMIS NFPA NOM-010-STPS DL50 Oral (mg/kg) > 5000 > 2000 > 5000 DL50 Dérmica (mg/kg) > 5000 > 2000 > 2000 DL50 Inhalación (mg/l) > 200 > 200 > 20 54