Toxicología e Higiene Agroindustrial

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS TARMA INGENIERIA Toxicología e Higiene Agroindustrial TOXICIDAD DE LOS AGENTES QUIMICOS Factores que la modifican: factores que dependen del toxico, del individuo y del medio ambiente Facilitador: MSc. Miguel Angel Quispe Solano TOXICIDAD Agente Organismo Vivo Efectos nocivos y dañinos Es necesario la interacción de 3 elementos a)agente b)sistema Biológico c)un medio EXPOSICION DISTRIBUCION EXCRESION AGENTE TOXICO SISTEMA BIOLOGICO MEDIO TOXICIDAD METABOLISMO A METABOLISMO TOXICOS METABOLISMO A PRODUCTOS DE CONJUNCION METABOLISMO A METABOLISMO MENOS TOXICOS INTERACCION CON MACROMOLECULAS (PROTEINAS,DNA,RNA,RECEPTORES) EFECTOS TOXICOS GENETICOS, CARCINOGENESIS, TERATOGENICOS, INMUNOTOXICOS CONSIDERACIONES: DOSIS - RESPUESTA Cuando se habla de toxicidad tenemos que referirnos a las dosis precisas, para producir la muerte, tras una sola absorción, es decir para originar una intoxicación aguda letal. Sustancia física y/o química tiene una: - DOSIS INOCUA - DOSIS TOXICA La intensidad de la respuesta biológica es proporcional a la dosis del compuesto al que esta expuesto el organismo. Solo la dosis determina la toxicidad Dosis: - Remedio - Veneno AGENTE XENOBIOTICO 1

2 La Dosis - Respuesta se evalúa en la toxicología cuantitativa Esto se realiza a un determinado agente xenobiotico a través de experimentos para lo cual se consideran: a) la selección del tipo de respuesta para ser monitoreada en términos cuantitativos b) Definición del organismo de prueba (Sistema biológico) C) Periodo de experimentación o duración del ensayo d) Serie de dosis a probar: Dosis simple (Estudios de toxicidad aguda); dosis repetitiva (Estudios de toxicidad sub aguda); Dosis repetida a largo plazo (Estudios de toxicidad crónica) e) Vía de administración La evaluación de la dosis respuesta dependerá de la variabilidad enterespecie y intraespecie Ejemplos: La evaluación intraespecie sigue una distribución gauseana o normal FACTORES QUE MODIFICAN LA TOXICIDAD DE LOS AGENTES QUIMICOS Curva de frecuencia dosisrespuesta (Variación intraespecie) Frecuencia de la respuesta a una dosis dada HIPERSENSIBLES DOSIS mg/kg HIPOSENSIBLES Se debe de hacer una distinción entre el efecto hacia la propiedad terapéutica de las sustancias. Se debe de determinar el grado de especificidad de las sustancias tanto de su efecto terapéutico o toxico Cada sustancia tiene un grado de toxicidad Esto dependerá de muchos factores que pueden influir en cada individuo FACTORES A) DEPENDEN DEL TOXICO B) DEPENDEN DEL INDIVIDUO C) DEPENDEN DEL MEDIO AMBIENTE 2

3 A) FACTORES QUE DEPENDEN DEL TOXICO 1) Composición del agente toxico Composición = Sustancia pura Fármaco o toxon Reabsorción Hidrófilo Polar Lipofilo Muy Lipofilo estable *Excreción activa biliar Conjugados Hidrolizados Secuestración * Física acumulación en grasa Fase I * (bioactivacion o bioinactivacion) Oxidación, reducción, hidrólisis Polar Fase II * (bioinactivacion) conjugación Hidrófilo Movilización extracelular Heces *Excreción activa renal Ultrafiltración Agentes Alquilantes Secuestración * Química Enlazamiento Covalente en tejidos Intermediarios Electrofilicos alquilantes Reabsorción Hidrofilo * Procesos Intracelulares orina Ejemplos Nitrato sodico y Nitrato Potasico Acido acetico Pimaricina 2) Propiedades Fisicoquímicas Tamaño Estado Densidad Presión de Vapor Grado de ionizacion Peso espefico Peso Molecular ph PROPIEDADES FISICOQUIMICAS Determinan: Concentración en los tejidos Intensidad de los efectos tóxicos Tamaño: tamaños menores a 1um o menos ingresan a los alvéolos (pulmón) Tamaños mayores a 1 um se quedan en el tracto respiratorio superior y traqueo y producen irritación o daño local en los tejidos. ph: Es un factor a considera ya que el agente químico por ejemplo: puede ser acido (Acido sulfúrico) o álcali fuerte (Hidróxido de sodio) ambos son corrosivos. Acido cítrico causa una irritación local mas ligera. Modelo de bicapa fosfolipídica para la membrana celular (adaptada de Clayton and Clayton), 1991) Presión de Vapor: a mayor presión de vapor mayor volatilización mayor efectividad del toxico. Esto es importante cuando la exposición es por vía inhalatoria por la elevada volatilización AMBIENTE EXTERNO (extracelular) Colesterol Glicoproteina Periférica (extrínseca) Grado de ionizacion: Influye en el paso a través de la membrana celular se presenta el modelo menbranal denominado Bicapa fosfolipidica. Esta membrana celular es semipermeable, Donde las sustancias endógenas como los nutrientes atraviesan eficazmente las membranas en contra de gradientes de concentración de transporte activo de azucares, transporte activo de proteínas. Las sustancias entran por 2 fenómenos: Difusión pasiva (MAYORIA DE AGENTES XENOBIOTICOS) Y TRANSPORTE ACTIVO) Glicoproteina Periférica (extrínseca) Proteína Transmembranica (intrínseca) AMBIENTE INTERNO Fosfolipido 3

4 Ejemplo: Acido acético CH 3 COOH Peso molecular Forma pura Liquido transparente Solidifica 17 C Hierve 118 C} Pimaricina C 33 H 47 NO 13 Peso molecular Presentación Cristales aciculares Funden 180 C Soluble Agua Poco soluble en alcohol Estable a ph entre 4 a 7 Se descompone por acción de oxidantes, de los metales pesados y de la luz. 3) Vías de administración La vía a través de la cual una sustancia potencialmente toxica entra ala organismo puede influenciar: - En la Intensidad - Duración del efecto toxico - Grado de toxicidad La diferentes efectos dependerá de la ruta por la cual se absorbe el sistema biológico (Tendrá que llegar a sus receptores específicos) Agente Aire Agua Alimento, etc Inhalación Ingestión (oral) Contacto cutáneo La absorción depende de la solubilidad en lípidos y la cantidad disponible de forma no ionizada Factores que modifican la absorción: Depende del solidó y su grado de solubilidad y disolución Liquido se absorve,mas rápidamente Ejemplo: Gases: CO, Sulfuro de hidrogeno, oxido nitroso Humos de vapores: Cloroformo, benceno, tetracloruro de carbono Sólidos: Mercurio 4) Dosis y concentración Cualquier sustancia puede ser toxica, dependerá de la dosis que se administra. Ejemplo: Si un niño ingiere una tableta de aspirina de adulto de 325 mg (Riesgo de toxicidad), la dosificación de los niños es de 81 mg. 5) Estabilidad química Modifica la toxicidad de los productos, entonces dependerá Si es fácilmente deteriorable o no o si fácilmente se descompone por la luz, calor y otros factores ambientales LUZ AGUA T OXIGENO ADITIVO QUIMICO EMPACADO CALOR H% SUSTANCIAS TOXICAS Ejemplos: Alimentos grasos Paraldehido caramelizacion Nitratos Sustancias Toxicas Acetaldehído Nitrosaminas 4

5 6) Metabolismo de los agentes tóxicos Toxico Metabolismo del Toxico Mecanismo de destoxificacion Benceno Anilina polar Producen metabolitos Pueden ser excretados Por los riñones Isopropanol Heptacloro Producen Metabolitos s Mas activos y diferentes que el original B) FACTORES QUE DEPENDEN DEL INDIVIDUO 1) Estado de salud Las personas sanas se pueden intoxicar, las personas con enfermedades hepáticas o renales pueden afectar al cuadro de exposición, el toxico es absorbido mas lentamente lo que incrementaría el tiempo de permanencia del toxico 2) La edad y madurez La edad de los pacientes influencia en la toxicidad Las intoxicaciones accidentales ocurren en niños menores de 5 años 3) Estado Nutricional y factores dieteticos: Estomago vació tiene mayor absorción Estomago lleno menor absorción Deficiencia de calcio, Fe, proteínas (aminoácidos) 4) Sexo: Si se administra la misma dosis del agente xenobiotico, la concentración del toxico en la sangre será menor en el hombre. El riesgo se incrementa en la mujeres embarazadas ya que el metabolismo disminuye. 5) Genética: Esto influencia en el comportamiento de muestro organismo frente al agente xenobiotico Ejemplo: Falta de capacidad de transformar oligosacaridos (Rafinosa) promotor de flatulencia a falta de galactosidasas, fructosidasas (falta de complejos enzimáticos) FACTORES FACTORES IMPLICADOS EN LA INTOXICACION CARÁCTER DEL AGENTE XENOBIOTICO SISTEMA BIOLOGICO VIAS DE ABSORCION TIEMPO DE INTERACCION CON EL TOXICO EXCRESION DEL AGENTE TOXICO Ejemplo: Si el Oxigeno se encontraría puro en el medio ambiente este causaría la muerte en los mamíferos ya que se consumiría al acido amino- butírico (moderador de la trasmisión nerviosa cerebral) dándonos alteraciones nerviosas, convulsiones y al final la muerte. 5

6 INVESTIGAR Porque es necesario determinar la dosis toxica e inocua de un agente xenobiotico Justifique los factores que dependen del medio ambiente en la toxicidad de los agentes químicos (Esquematice y plantee ejemplos) 6