Este documento trata sobre los principios básicos de toxicología. Explica que los efectos de las sustancias químicas pueden ser amplios, desde efectos secundarios leves hasta reacciones alérgicas graves. También describe las diferencias entre efectos tóxicos inmediatos y retardados, así como entre efectos reversibles e irreversibles. Además, analiza la relación entre la dosis de una sustancia y la respuesta del organismo, y los factores que afectan esta relación. Por último, presenta un caso de estudio sobre la contaminación por P

1. Principios de Toxicología Richard C. Concepción, REM, CFPS, MSEM

2. Espectro de los Efectos Indeseables El espectro de los efectos indeseables de las substancias químicas son muy amplias. Ejemplo, en terapéutica, cada fármaco produce numerosos efectos pero solo uno de ellos se asocia al objetivo principal del tratamiento. Todos los demás ingredientes se denominan efectos secundarios o indeseables. Algunos efectos secundarios de los fármacos siempre son nocivos para el ser humano. Son los denominados efectos adversos, nocivos o tóxicos de un fármaco.

3. Reacciones Alérgicas La alergia a una substancia química es una reacción adversa que consiste en una respuesta inmunitaria desencadenada por una sensibilización anterior a esa substancia o a otra con una estructura similar.

4. Reacciones Alérgicas Existen varios tipos de alergias y se dividen en términos de hipersensibilidad, reacciones alérgica y reacción de sensibilización. Una vez se ha producido la sensibilización, la reacción alérgica será una consecuencia de la exposición a una dosis relativamente muy baja de la substancia.

5. Reacciones Alérgicas Cuando una substancia química entra al cuerpo, primero se debe combinar con una proteína endógena para formar un antígeno o inmunógeno. Este tipo de molécula se denomina hapteno. El antígeno es capaz de desencadenar la formación del anticuerpo. Una exposición ulterior a la misma substancia provocara una reacción entre antígeno y anticuerpo que será la causante de las manifestaciones típicas de la alergia. Cuya gravedad oscila desde trastornos cutáneos leves hasta el choque mortal.

6. Toxicidad Inmediata o Retardada Los efectos tóxicos inmediatos aparecen o evolucionan rápidamente después de la administración de una dosis única de una substancia. Los efectos tóxicos retardados aparecen después de transcurrido un tiempo. En los seres humanos, los efectos carcinógenos de las substancia químicas suelen tener largos periodos de latencia y a menudo pasan entre 20 y 30 años desde la primera exposición hasta que se detecta el tumor.

7. Reacciones Idiosincrásicas La Idiosincrasia química hace referencia a una reactividad anormal, de origen genético, frente a una substancia química. La respuesta observada suele ser cualitativamente parecida a la que presentan todos los individuos pero puede manifestarse como una sensibilidad extrema a las dosis bajas de dicha substancia o como una insensibilidad exagerada a las dosis elevadas.

8. Efectos Tóxicos Reversibles e Irreversibles Cuando una substancia provoca una lesión tisular, será la capacidad de regeneración de ese tejido quien determine en gran medida si el efecto es reversible o irreversible. En caso del hígado, su elevada capacidad de regeneración hace que la mayoría de las lesiones sean reversibles. En caso del Sistema Nervioso Central (SNC), las lesiones en su mayoría son permanentes porque las células diferenciadas del SNC son irreversibles. Una vez que se produzcan los efectos carcinógenos y teratógenos de las substancias químicas, estos suelen considerar consecuencias toxicas irreversibles.

9. Toxicidad Local y Sistémica Los efectos locales se producen allí donde tuvo lugar el primer contacto entre el sistema biológico y la substancia toxica. Los efectos sistémicos necesitan que el toxico se absorba en el lugar de entrada y sea distribuidos hasta un ponto distante, donde provocara sus efectos nocivos.

10. Toxicidad Local y Sistémica

11. Toxicidad Local y Sistémica La mayoría de las substancias químicas que provocan toxicidad sistémica suelen producir sus principales efectos en tan sólo uno o dos órganos. Estos órganos afectados reciben el nombre de órganos diana. A menudo, el órgano afectado por el toxico no corresponde con el lugar donde se alcanza la concentración más alta de la substancia química. En orden de frecuencia, los órganos diana afectados en la toxicidad sistémica son el SNC, Aparato Circulatorio, el Sistema Sanguíneo, el Hígado, los Riñones, los Pulmones y por último el Sistema Tegumentario (Piel). El musculo como los huesos rara vez son blanco de los efectos generalizados.

12. Biotransformación Toxica La Biotransformación es la conversión metabólica de una substancia químicas endógenas y xenobíticos en compuestos más hidrosolubles. En términos generales, las propiedades físicas que favorecen la absorción de los xenobíticos (lipofilia) se sustituyen por propiedades que facilitan su excreción en la orina o en las heces (hidrofilia). Una excepción a esta regla es la eliminación de los compuestos volátiles mediante exhalación. En la mayoría de los fármacos que sufre de la Biotransformación, esto determina la intensidad y la duración de acción del medicamento. La mayoría de estas reacciones provocan un aumento notable de la hidrofilia del xenobíticos, favoreciendo la excreción de fármaco.

13. Tolerancia La tolerancia es la disminución de la sensibilidad al efecto toxico de una substancia que se produce como consecuencia de una exposición anterior a dicha substancia u otro estructuralmente semejante. Existen dos mecanismos principales de la tolerancia. Reducción del agente toxico que alcanza el lugar donde se produce. La disminución de la respuesta de un tejido consiste en la disminución de la respuesta de un tejido toxico.

14. Respuesta a la Dosis Dosis: es la cantidad de sustancia que entra al cuerpo. Incluye: Cantidad de exposición a un compuesto. Medida cuantitativa de la exposición relacionada con el individuo. Cantidad de material relacionada con el peso del individuo.

15. Respuesta a la Dosis La característica de la exposición y el espectro de los efectos se enmarcan en una relación correlativa denominada habitualmente relación dosis-respuesta. Sea cual sea la respuesta elegida para su medición, la relación entre el grado de respuesta del sistema biológico y la cantidad de substancia toxica administrada adopta una forma tan constante que hace que sea considerado como el concepto más importante y general de la toxicología. Desde el punto de vista práctico, existen dos tipos de relaciones entre la dosis y la respuesta.

16. Respuesta a la Dosis Relación Dosis-Efecto: que describe la respuesta de un único organismo a dosis variables de substancias químicas a menudo se llama gradual, por el efecto medido es continuo a lo largo de un intervalo de la dosis. Relación Dosis-Respuesta: que representa la distribución de las respuestas a dosis deferentes en una población de organismo.

17. Respuesta a la Dosis Dosis oral: Cantidad de material consumida (mg) / peso individuo (kg) Dosis inhalada: Concentración del compuesto en el aire (mg/mL) x volumen de aire inhalado por hora (mL/hr) x duración de exposición (hr) / peso (kg).

18. Respuesta a la Dosis Respuesta: efecto que se produce en un organismo vivo. Tipos de respuesta: Aguda Crónica

19. Respuesta a la Dosis Factores que afectan la relación dosis-respuesta: Duración de la exposición Frecuencia de la exposición Tiempo de exposición o entre exposición

20. Relación Riesgo-Peligro Riesgo: es la probabilidad de padecer de una enfermedad, un daño, una pérdida de función o muerte de un individuo o población expuesta a una substancia peligrosa o situación peligrosa. Peligro: es una propiedad intrínseca de la substancia y varía de substancia a substancia.

21. Relación Riesgo-Peligro Dosis letal: LD50 Es la dosis que produce muerte en la mitad de los individuos expuestos (50% de la respuesta). Es una medida de la toxicidad de la substancia (capacidad de causar enfermedad o muerte).

22. Avalúo de Riesgo Riesgo: probabilidad de que ocurra un efecto adverso bajo circunstancias específicas por exposición a un compuesto. Evaluación de Riesgo: proceso por el cual se determina o estima el riesgo Identificación Caracterización Avalúo de exposición Caracterización del riesgo

23. Avalúo de Riesgo Manejo de riesgo: proceso de toma de decisiones para desarrollar reglamentación. Evaluación Control Monitoreo Peligrosidad (hazard): propiedad inherente del compuesto para producir efectos adversos.

24. Avalúo de Riesgo Identificación del compuesto peligroso: Recopilar y evaluar información. Avalúo de relación dosis-respuesta: Establecer la relación entre dosis y efectos adversos. Avalúo de exposición: Se investiga la población expuesta: dosis, duración, frecuencia, ruta de exposición. Caracterización del riesgo: Se determina el nivel adecuado de exposición.

25. Avalúo de Riesgo El riesgo depende de dos factores: Peligro Exposición

26. Avalúo de Riesgo Caso de Estudio Número 3: Minamata, Japón Se produjo más de 100 millones de libras de bifenilospoliclorados, mejor conocido por sus siglas en ingles como PCB, por año entre el 1960 al 1970. El PCB tiene múltiples usos como liquido refrigerante para los transformadores, plastificar, en la utilización de papel sin copia a carbón. Allá para el 1960 un transformador de energía eléctrica libera su contenido a una finca de producción de arroz.

27. Minamata, Japón La substancia toxica llego a agua navegables y afecto la flora y fauna del lugar. Al cocinar el arroz y el pescado con aceite de cocinar, el PCB se transformo en una substancia aun más peligrosa.

28. Minamata, Japón Para finales del 1970 millones de asiáticos fueron contaminados por injerir alimentos con contenido de PCB por la transformación del compuesto al mezclarlo con aceite de cocinar y una temperatura alta. Para el 1975 se pudo constatar bajo un estudio que las féminas aun tenían trazas de PCB’s en la leche materna.

29. Casos de Estudio Número 4 AVALÚO DE RIESGO OCUPACIONAL (TOXICIDAD) POR MANEJO DE FORMALDEHÍDO CRUDO DURANTE EL PROCESO DE CONSERVACIÓN DE CADÁVERES PASAR A LA PRESENTACIÓN DEL CAPITULO 3.

30. Referencias Klaassen, C., Watkins, J. (2003). Fundamentos de Toxicología. 1ra ed. New York: The McGraw-Hill Company. La Grega, M., Buckingham, P., Evans, J., (1994). HazardousWaste Management,. 1st ed. New York: The McGraw-Hill Company. Tarradellas, J., Bitton, G., Rossel, D., ((1996). SoilEcotocicology. 1st ed., London: Lewis Publishers. Turoski, V., (1985). FormaldehydeAnalyticalChemistry and Toxicology. 1st ed. Saint Louis: American ChemicalSociety.