Toxicología: Definiciones y Conceptos

Transcripción

1 Toxicología: Definiciones y Conceptos

2 Tóxico: Sustancia que puede producir algún efecto nocivo sobre un ser vivo Concepto Actual de Tóxico: Toda radiación física o agente químico que, tras generarse internamente o entrar en contacto, penetrar o ser absorbido por un organismo, en dosis suficientemente alta, puede producir un efecto adverso directo o indirecto en el mismo

3 Toxicología (Toxikon: veneno): Ciencia que estudia los venenos Concepto actual de Toxicología: Es la ciencia que estudia los mecanismos de acción de los químicos en los sistemas biológicos, los efectos adversos a que éstos da lugar y la manera de prevenirlos o curarlos. Es una ciencia multidisciplinaria que apoya en la Química, la Biología, la Patología. La Fisiología, la Bioquímica, la Inmunología, la Salud Pública y de manera preponderante en la Farmacología. Se consideraba una rama de la Farmacología.

4 Toxicidad: La capacidad intrínseca que posee un agente químico de producir efectos adversos sobre un organismo. Xenobióticos: Sustancias extrañas al organismo. Lo contrario son los compuestos endógenos. Entre los xenobióticos figuran los fármacos, las sustancias químicas industriales, los venenos presentes en la naturaleza y los contaminantes del medio ambiente. NO HAY SUSTANCIAS ATOXICAS Paracelso: Todo depende de la dosis

5 Intoxicación Hídrica Glucosa Oxígeno: Consumo de GABA

6 Los Padres de la Toxicología Philippus Aureolus Theophrastus Bombastus von Hohenheim ( ) Einsiedeln, Zürich Mateo José Bunaventura Orfilia ( ) Minorca, España

7 Tres principales áreas de la Toxicología: Mecanística: Identificación de mecanismos moleculares por los que un tóxico ejerce su efecto Regulatoria: Decide si una sustancia tiene un riesgo suficientemente bajo para permitir su comercialización (FDA, EMEA, COFEPRIS) Descriptiva: Ensayos de toxicidad para la evaluación de riesgos

8 Algunas Especialidades de la Toxicología Descriptiva Toxicología Forense Toxicología Clínica Toxicología Ambiental Ecotoxicología Toxicología Alimentaria

9 Algunas Especialidades de la Toxicología Descriptiva Toxicología Genética Toxicología Ocupacional Toxicología in Vitro Neurotoxicología Toxicología Analítica

10 Algunos conceptos Efectos aditivos: Cuando hay exposición a una combinación de sustancias químicas en la que simplemente se suman las diversas toxicidades individuales (1+1=2) Antagonismo: La interacción de varias sustancias puede tener como resultado una inhibición. El efecto es menor a la suma de los efectos individuales (1+1<2) Sinergismo: Una combinación de sustancias produzca un efecto mayor que la suma de los efectos individuales (1+1>2)

11 Peligro: La posibilidad de que la toxicidad sea efectiva en un contexto o situación determinado. Riesgo: La probabilidad de que se produzca un efecto adverso específico. Suele expresarse como el porcentaje de casos de una población dada durante un determinado periodo de tiempo.

12 Características Generales de los Agentes Tóxicos Se clasifican de acuerdo a: Su naturaleza, estructura química y estado físico: Gas, polvo, líquido Usos y aplicaciones u objeto de su estudio: Medicamentos, Productos industriales, Productos domésticos, Productos de uso agrícola, Contaminantes Acción fisiopatológica Lugar de acción Local Sistémica Efectos Mecanismos de acción celular y sub-celular (Bioquímica) Métodos para su análisis y determinación

13 Clasificación de los Tóxicos por el Lugar de Acción Tóxicos de acción local Ejercen su efecto instantáneamente sobre piel, mucosas, árbol respiratorio, etc. Destrucción de la arquitectura celular Membranas Alteración de estructuras secundarias y terciarias de proteínas Ácidos, álcalis, óxidos nítricos y sulfúricos, óxidos y anhídridos metálicos, aldehídos, disolventes orgánicos (eter, cloroformo, CCl4, etc.) Dermatitis, conjuntivitis, quemaduras químicas

14 Clasificación de los Tóxicos por sus características fisicoquímicas Punto de fusión Punto de ebullición ph del medio, pka Liposolubilidad Coeficiente de Partición Octanol/Agua (pkow) Transporte a través de membranas depende del grado de liposolubilidad del compuesto

15 pkow Coeficiente P (Log P) Es la razón de la distribución de un compuesto entre dos fases: pkow = Lipido/Agua Negativo: Hidrofílico No difunde por la membrana poros Positivo: Altamente lipofílico Difusión simple a través de las membranas

16 Algunas sustancias desencadenan reacciones alérgicas después del contacto directo con la piel Dermatitis por contacto Cáncer cutáneo Silicosis

17 Clasificación de los Tóxicos por el Lugar de Acción Tóxicos de acción sistémica: Acción a distancia, en un lugar distinto al de entrada Es necesario que el tóxico penetre en el organismo y se desplace hasta llegar al lugar o lugares donde ejercerá su acción

18 Categorías de toxicidad: Calificación arbitraria de las dosis o niveles de exposición. Se relacionan con toxicidad aguda Clase Toxicidad DL Relativamente innocuo > Prácticamente no tóxico Débilmente tóxico Moderadamente tóxico Altamente tóxico Extremadamente tóxico Súper tóxico < 1

19 Categorías de toxicidad: (2) Criterio patocrónico: Intoxicación aguda: Exposición única o exposiciones múltiples en un plazo de 24 h. Intoxicación retardada: La sintomatología se manifiesta hasta varios días o semanas después de la absorción (fósforo, talio, paraquat) Intoxicación subcrónica: Exposición repetida a un agente durante un periodo de tiempo inferior al 10 % de la vida media de la especie. Intoxicación crónica: Repetida absorción de un tóxico, a veces en cantidades insuficientes para producir un efecto tóxico. Su acumulación en tejidos específicos o la suma de los efectos lesivos llevan a estados patológicos

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21 Clasificación de toxicidad: Agrupación de las sustancias químicas en categorías generales conforme a su efecto tóxico principal. Útil en ámbito administrativo como advertencia e información. Alergenos Neurotoxicidad Carcinogenesis

22 Evaluación de la Toxicidad (1) Dosis Letal (DL): Dosis necesaria para producir la muerte tras una sola absorción (intoxicación aguda letal) Dosis Mínima Letal (DML): La cantidad mínima que mata a un animal de prueba Es diferente para cada especie (Variabilidad biológica)

23 Evaluación de la Toxicidad (2) Dosis Letal Cincuenta (DL 50 ): La cantidad mínima de una sustancia, capaz de matar a la mitad de una población de animales de prueba Dosis Letal cien (DL 100 ): La cantidad mínima de una sustancia, capaz de matar a la totalidad de individuos de una población de animales de prueba

24 Fundamental Toxicology. Duffus and Worth, 2nd Edition (2006)

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27 Limitantes de la Evaluación de Toxicidad Se requiere una gran cantidad de animales para lograr límites de confianza útiles. Aún así se obtienen grandes variaciones en las respuestas. DL 50 valora la toxicidad en términos de concentración de masa absoluta (mg/kg). Se debe valorar en base al conocimiento de los mecanismos intrínsecos que intervienen en la producción del efecto tóxico (molaridad). No ofrece información sobre toxicidad subletal.

28 Potencial de Toxicidad (pt) Combinación entre DL 50 y el cálculo de la concentración molar Emula el concepto de ph Escala positiva, cada incremento de una unidad absoluta significa un incremento de 10 veces la toxicidad pt = - log [T] [T] = DL 50 (g)/pm = mol/kg

29 Órgano Blanco La mayoría de los tóxicos no causan el mismo grado de toxicidad en todos los órganos La toxicidad se muestra principalmente en uno o dos órganos No corresponde al sitio de mayor acumulación del tóxico Ej. Plomo se acumula en hueso pero sus efectos ocurren principalmente en cerebro DDT se acumula en tejido adiposo, pero no se conocen efectos en él.

30 Órgano Blanco/ Órgano Diana La distribución y el metabolismo de los tóxicos puede determinar el órgano blanco dañado Los efectos de algunos compuestos se pueden acumular aunque el tóxico no lo haga por sí mismo P ej. Plaguicidas organofosforados y otras neurotoxinas que inducen daños en Sistema Nervioso Central (SNC) a largo plazo. Las células del Sistema Nervioso no se regeneran

31 Ecuación de Henderson-Hasselbach Solamente la fracción no ionizada difundirá a través de la membrana por difusión pasiva El grado de ionización se calcula por la Ecuación de Henderson-Hasselbach pka?

32 Efecto del ph sobre la ionización

33 Aplicación de la Ecuación de Henderson-Hasselbach en la Absorción ph =? ph =?

34 Proporción de formas ionizadas y no ionizadas entre estómago y plasma

35 Proporción de formas ionizadas y no ionizadas entre intestino y plasma