TOXICOCINÈTICA
Es la ciencia que estudia los cambios que se producen en nuestro organismo a través del tiempo en la absorción, distribución, metabolismo y excreción de un tóxico cuando a ingresado en el cuerpo.
Se supone el organismo como un sistema de compartimentos, separados por membranas que se encuentran interconectadas entre si a través de sangre circulante.
Mecanismos de transporte de los tóxicos
Los mecanismos de transporte de las
sustancias toxicas a través de las membranas
biológicas son:
1. Difusión pasiva
Consiste en el paso de una sustancia a través
de la membrana biológica en función del
gradiente de concentración; es decir, pasando
de la zona de mayor concentración a la de
menor concentración.
2. Filtración
La filtración se realiza a través de:
*Canal proteico
*fenestraciones intracelulares.
3.Transporte activo
Este medio de transporte celular necesita de
un transportador, que usa selectividad
haciendo que requiera de energía ya que
actúa en contra del gradiente de
concentración e inhibición competitiva.
4. Pinocitosis
Consiste en la invaginaciòn de la membrana
para introducir una partícula o molécula,
generalmente insoluble y de gran tamaño
molecular. Este mecanismo se utiliza
fundamentalmente para la absorción de
partículas solidas (polvos tóxicos
responsables de las enfermedades
pulmonares de los mineros(neumocitosis) y
de la antracosis pulmonar de los fumadores de tabaco).
Etapas de la Toxicocinètica
Fase de exposición.- la interacción de un toxico con el organismo empieza con esta fase, se dice que el individuo esta expuesto cuando el toxico se encuentra en las vías de ingreso al medio interno del organismo.
Las vias de exposcion son:
La respiratoria(inhalación),
La tegumentaria(Piel y mucosas)
la gastrointestinal
Fase de absorción.- es el ingreso de una sustancia a la circulación atravesando las membranas biológicas. Para ello el producto a de pasar por las distintas barreras(subcutánea, gastrointestinal, alveolar y vascular) por diferentes vías.
Toda absorción biológica de una sustancia requiere de un paso a través de la barrera tisular sino también como su llegada ulterior a la circulación sanguínea.
tipos de absorción:
fase de distribución.-Tras ser absorbidos por alguna de esas vías de entrada, los tóxicos llegan a la sangre, la linfa u otros fluidos corporales. La sangre es el principal vehículo de transporte de los tóxicos y sus metabolitos.
Algunas sustancias atraviesan las membranas celulares mediante un transporte activo. Ese transporte se realiza con la mediación de proteínas transportadoras en un proceso análogo al de las enzimas.
El transporte activo es similar a la difusión facilitada, pero puede producirse en contra de un gradiente de concentración.
Necesita un aporte de energía, y un inhibidor metabólico puede bloquear el proceso. Los contaminantes ambientales casi nunca se transportan activamente.
Fase de metabolismo.-La distribución de una sustancia dentro del organismo es un proceso dinámico que depende de las velocidades de absorción y eliminación, así como del flujo sanguíneo en los diferentes tejidos y de las afinidades de éstos por la
sustancia.
La acumulación es la retención de una sustancia en un tejido o en un órgano a unos niveles superiores a los de su concentración en la sangre o el plasma.
Puede tratarse también de una acumulación gradual en el organismo a lo
largo del tiempo.
Fase de biotransformaciòn.- La biotransformación es un proceso que lleva a una conversión metabólica de los compuestos extraños (xenobióticos) presentes en el organismo.
Suele denominarse también metabolismo de xenobióticos. Por regla general, el metabolismo convierte los xenobióticos liposolubles en grandes metabolitos hidrosolubles que pueden excretarse con facilidad.
La biotransformación se realiza principalmente en el hígado.
Fase de eliminación.- La eliminación es la desaparición de una sustancia del cuerpo. Puede consistir en su excreción al exterior del
organismo o en su transformación en otras sustancias que no son captadas por un determinado método de medición.
La eliminación de un tóxico absorbido depende de la ruta de entrada, así, para la velocidad de eliminación de los tóxicos y de sus metabolitos influyen numerosos factores:
• Las propiedades sicoquímicas de los tóxicos, en especial el coe ciente de partición de Nernst (P), la constante
de disociación (pKa), la polaridad, la estructura molecular, la forma y el peso.
• El nivel de exposición y el tiempo de eliminación desde la exposición.
•La ruta de entrada.
• Los compartimentos corporales en los que se hayan distribuido, pues tienen distintas velocidades de intercambio
con la sangre y distintos grados de perfusión sanguínea.
• La velocidad de la biotransformación de tóxicos lipófilos a metabolitos más hidrófilos.
• El estado de salud general del organismo y, en especial, de los órganos excretores (pulmón, riñón, TGI, piel, etc.)
• La presencia de otros tóxicos que pueden interferir en la eliminación.
Los pulmones son la principal ruta de depósito y absorción de pequeñas partículas suspendidas en el aire, gases, vapores y
aerosoles. La velocidad de absorción, sin
embargo, depende más del flujo (Ventilación pulmonar, gasto cardíaco) y de la solubilidad (Coeficiente de reparto sangre/aire).
Absorción
pulmonar
TOXICODINAMIA
Estudia la interacción entre las moléculas de los tóxicos y los sitios específicos de acción, los receptores. La unión del tóxico (T) con el receptor (R), da lugar a una nueva molécula a partir de la cual se origina el estímulo que produce el efecto tóxico en el órgano o célula efectora:
T + R = TR --> ESTÍMULO --> EFECTO
Se denomina toxicodinamia a la tercera fase de la acción tóxica de las substancias químicas y se refiere al modo de acción o mecanismos de interacción molecular de la sustancia original o de sus metabolitos, con los sistemas biológicos del huésped, a partir de las cuáles se producen efectos tóxicos.
TOXICODINAMIA ESTUDIO DE LA MANERA EN QUE LOS AGENTES QUÍMICOS EJERCEN SUS EFECTOS EN LOS ORGANISMOS VIVOS.
INTERÉS DE LA TOXICODINAMIA; El conocimiento de la toxicodinamia nos permite:
• Comprender las alteraciones que se producen a nivel bioquímico y estimar la probabilidad que tiene una sustancia química de provocar efectos adversos en el organismo vivo.
• Aplicar pruebas diagnósticas e interpretar los datos aportados por la Toxicología descriptiva.
• Establecer procedimientos para prevenir o contrarrestar los efectos tóxicos y proponer un tratamiento adecuado en casos de intoxicación.
• Estudiar el desarrollo y uso de un antídoto.
Mecanismo de transporte
• 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.
• 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.
1. V. Dérmica
2. V. Digestiva
3. V. Respiratoria
MECANISMOS BÁSICOS DE TOXICIDAD
Los tóxicos pueden afectar tanto a la estructura celular como a su función. Estas acciones están interrelacionadas, ya que si se afecta la estructura celular se afecta la función y viceversa.
Estructura celular
Destrucción o muerte celular
Lesiones en la membrana celular
daños en orgánulos subcelulares:
*Reticulo endoplasmatico.
*Mitocondrias.
*RIBOSOMAS.
*Libosomas.
*Citoesqueleto.
*ADN.
Función celular
Modificación de la permeabilidad de la membrana
Alteraciones de la reproducción.
CLASIFICACIÓN DE LOS MECANISMOS Podemos clasificarlos en tres grupos:
1. Mecanismos mediados por receptores (acción específica).
2. Mecanismos no mediados por receptores (acciones específicas e inespecíficas):
-Acciones específicas pueden basarse en la interacción con pequeñas moléculas, iones o en la formación de quelatos; en el reemplazo o sustitución de constituyentes celulares por xenobióticos, por ejemplo, los análogos de bases púricas o pirimidínicas o de aminoácidos.
-Acciones inespecíficas: se basan en alteraciones de la permeabilidad de la membrana.
3. Son habituales las reacciones de hipersensibilidad por contacto con sustancias tóxicas de forma repetida o la aparición de inmunodepresión asociada a la toxicidad del xenobiótico.
EJEMPLOS
Un ejemplo de mecanismo mediado por receptores es el Malatión, que es un insecticida organofosforado que inhibe a la acetilcolinesterasa.
Un ejemplo de mecanismo no mediado por receptores con acción inespecífica es el tetracloruro de carbono:
El tetracloruro de carbono se metaboliza por varios sistemas enzimáticos como monoflavoniloxidasas o por el citocromo produciendo productos intermediarios que son radicales libres y que se metabolizan en más radicales libres produciendo peroxidación lipídica, uniones covalentes a moléculas biológicas, activación de enzimas calcio-dependientes produciendo la muerte celular.
La piel es una barrera muy eficiente. Aparte de su función termorreguladora, protege al organismo de los microorganismos, la radiación ultravioleta y otros agentes nocivos y también de la pérdida de agua excesiva. La distancia de difusión en la dermis es del orden de décimas de milímetro.
Absorción percutanea
Bibliografìa:
Epidemiologìa Ambiental.(2014). Toxicocinètica. Recuperado de:http://tie.inspvirtual.mx/temporales/OPS_Recursos/infograficos/toxicologia/pdf/Procesos%20de%20la%20toxicocin%C3%A9tica.pdf
Sedano, R.(2018).Toxicodinamia. Recuperado de: https://es.slideshare.net/RobertoSedanoJimnez/toxicodinamia
Guerrero, A. TOXICOCINÈTICA. Recuperado de: file:///C:/Users/USUARIO/Documents/ISTCRE/5to%20SEMESTRE/Toxicologia/toxicocinetica%20y%20toxicodinamia.pdf
Hospital General de Culiacan. Aplicación de los Principios Farmacocinéticos y Farmacodinámicos a la Toxicología. Recuperado de: http://hgculiacan.com/bilblioteca%20medica/oncologia/farmacos.htm
INTERACCIÒN DEL TOXICO CON EL RECEPTOR DEL TEJIDO BLANCO
Síntesis letal
La molécula del tóxico guarda relación con los substratos para ciertas conversiones metabólicas, siendo así aceptada por las enzimas en uno o más de los pasos de la cadena bioquímica, dando lugar a la síntesis de un producto anormal altamente tóxico.
Un ejemplo es el fluoracetato de sodio que por este mecanismo inhibe algunos pasos del ciclo de Krebs.
Remoción de metales esenciales para la acción enzimática
Muchos metales actúan como cofactores en reacciones enzimáticas. Algunos agentes quelantes remueven estos metales alterando la respuesta enzimática.
El ditiocarbamato guarda relación con el disulfiram y tiene la capacidad de quelar los iones de cobre de la enzima deshidrogenasa aldehídica que interviene en la biotransformación del etanol.
La ingestión de éste simultáneamente con el ditiocarbamato, aún en mínimas cantidades, da lugar a un "efecto antabuse" característico.
Inhibición de la transferencia de oxígeno
El ácido cianhídrico (HCN), al unirse selectivamente con el hierro de los sistemas citocromooxidas, hace perder la capacidad de oxidación de este último, bloqueando la respiración aeróbica e impidiendo así el paso de oxígeno al interior de las células.
El resultado final es asfixia bioquímica que puede originar la muerte en pocos minutos.
Mecanismos misceláneos
Diversos fármacos interfieren en la neurotransmisión del impulso nervioso (neurolépticos, antidepresores tricíclicos, curare, nicotina, insecticidas orgánico-fosforados, peyote, LSD).
Otros se unen con las macromoléculas celulares dando lugar a necrosis, por ejemplo el metabolito activo causa necrosis hepática. Al interferir en la síntesis de los ácidos nucleicos, algunos compuestos causan mutagénesis, embriogénesis y carcinogénesis.