EQUIPO

QUERUBIN MOO DOMINGUEZJESUS VILLEGAS FARFANALBERTO FLORES CARDENASLUIS MANUEL VILLAGOMEZ MENDOZA

TOXICOLOGIA AMBIENTAL

La toxicología es el estudio de las sustancias tóxicas o venenos. Abordaremos la exposición humana y la absorción de las sustancias tóxicas en el ambiente, en particular en el aire que respiramos. La interacción de los materiales tóxicos entre sí y con el cuerpo en su conjunto, son factores importantes en la determinación de los efectos adversos de los contaminantes del aire en la salud.

Las principales vías de exposición para los contaminantes del aire, clasificadas según su importancia, son las siguientes:• contacto con la piel o los ojos• ingesta• inhalación

PIELLa piel no esta diseñada para la absorción. Cuando su superficie no está dañada, la piel sirve como una barrera eficaz contra la mayoría de sustancias toxicas.

OJOSLos ojos son solo una vía menor de exposición. Debido a que poseen muchos vasos sanguíneos diminutos cerca de la superficie y a que carecen de una capa exterior gruesa, absorben las sustancias más fácilmente que la piel. Ciertas sustancias químicas, como el fluoroacetato, se absorben a través de los ojos en cantidades suficientes como para originar un envenenamiento sistémico.

INGESTALa ingesta incluye el paso a través del aparato digestivo, aunque esto no solo se aplica a las sustancias que se comen.Las sustancias transportadas por el aire que entran a las vías respiratorias a través de la boca o la nariz pueden ser retenidas en la capa protectora de la mucosa, transportadas a la faringe e ingeridas.

INHALACIONla inhalación por los pulmones es la vía que supone más problemas en lo que a contaminantes tóxicos del aire se refiere. La mayoría de las sustancias que se encuentran en los pulmones tienen acceso fácil a la circulación por el cuerpo y pueden llegar prácticamente a cualquier punto de este.

EXPOSICION Y DOSISLa exposición se caracteriza por el contacto entre un agente y un organismo. El nivel de exposición es la cantidad disponible de una sustancia para la absorción.

La dosis, por otro lado, es la cantidad de una sustancia realmente absorbida por el cuerpo.

La dosis absorbida es la cantidad de una sustancia que un organismo ha absorbido.

La dosis efectiva es la cantidad de una sustancia que llega a una parte del cuerpo donde puede originar un efecto adverso.

La dosis efectiva se calcula a partir de la dosis absorbida, y esta, a su vez, se determina mediante las concentraciones sanguíneas.

La Dosis Letal 50 (DL50) Dosis individual de una sustancia que provoca la muerte del 50% de la población animal debido a la exposición a la sustancia por cualquier vía distinta a la inhalación. Normalmente expresada como miligramos o gramos de material por kilogramo de peso del animal.

DESCRIPCION DE LOS EFECTOS DE LOS CONTAMINANTES TOXICOS DEL AIRE

Los efectos adversos para la salud de los contaminantes tóxicos del aire se pueden clasificar como locales o sistémicos.

Los efectos locales ocurren en la puerta de entrada; es decir, en el lugar donde se produce la absorción. Las sustancias altamente reactivas tienden a ejercer sus efectos localmente, en el primer lugar de contacto.

Los efectos sistémicos ocurren en un lugar distinto, después de que una sustancia ha sido absorbida, distribuida y quizás incluso metabolizada.

TEJIDO DIANALa parte del cuerpo en la que una sustancia química origina efectos adversos se denomina tejido diana. Pero un “tejido” diana puede ser, en realidad, un órgano íntegro, un tejido, una célula o tan solo un componente subcelular. Las mutaciones, por ejemplo, son efectos subcelulares en los que algunas sustancias químicas tóxicas

alteran el material genético.

CLASIFICACION DE LA ACTIVIDAD ENTRE SUSTANCIAS QUIMICAS

Las personas están expuestas a más de un contaminante a la vez, las interacciones químicas, al relacionarse con los efectos en la salud, constituyen consideraciones importantes para determinar los riesgos de exposición de individuos y de la población a los contaminantes tóxicos del aire

TIPOS GENERALES DE INTERACCIONES QUÍMICAS

Los efectos de la exposición simultánea a una combinación de dos o más sustancias tóxicas se pueden clasificar en alguno de los tres tipos generales que se presentan a continuación:

• aditivos (adición);• sinérgicos (sinergia), y• antagónicos (antagonismo).

Un efecto aditivo es un efecto combinado de dos o más sustancias químicas que equivale a la suma de los efectos aislados de cada una de ellas.Por ejemplo, los efectos de distintos plaguicidas organofosforados se combinan de manera aditiva.

La sinergia supone un efecto combinado de dos o más sustancias químicas que es mucho mayor que la suma de los efectos de cada sustancia por sí sola.El tetracloruro de carbono y el etanol son un buen ejemplo.La exposición simultánea a estas dos sustancias químicas —ambas hepatotóxicas (tóxicos hepáticos)— produce mucho más daño al hígado del que se hubiera producido de manera aditiva.

La potenciación es un tipo particular de sinergia en el que una sustancia que no ejerce efecto alguno en determinada zona corporal aumenta los efectos tóxicos de otra sustancia en dicha zona.La interacción de las partículas de gas en los pulmones es un mecanismo sinérgico importante en la toxicología de la contaminación del aire. A veces, los gases adsorbidos en las partículas pueden penetrar más profundamente en los pulmones (y, por consiguiente, experimentar mayor absorción y ejercer un mayor efecto) que si hubieran sido inhalados en la fase gaseosa. Un caso típico de esta clase de interacción es el gas de fluoruro de hidrógeno adsorbido al aerosol de sulfato de berilio.

En el antagonismo, dos o más sustancias químicas interfieren en las acciones de cada una de ellas (o bien una interfiere con la acción de la otra), por lo que el efecto combinado es menor que la suma de los efectos químicos individuales.La interacción antagónica constituye la base para la mayoría de antídotos de venenos. Asimismo, el potencial carcinogénico del arsénico es contrarrestado de esta manera por el selenio.

Toxicocinética: ADME o qué haceel cuerpo con las sustancias que

ingresanEl factor crucial para determinar los efectos adversos en la salud que resultan de la exposición a una sustancia química tóxica es la cantidad de esta que llega hasta un tejido diana. Esta dosis efectiva depende, en parte, de cuatro factores, comúnmente resumidos por las siglas ADME:• Absorción;• Distribución (por determinados lugares dealmacenamiento);• Metabolismo (biotransformación)• Excreción.

AbsorciónPara que un organismo se mantenga vivo, debe tener la capacidad de tomar de su alrededor los nutrientes que necesita. En el cuerpo humano, las vías respiratorias y el aparato digestivo están especialmente diseñados para hacer eso.Lamentablemente, este eficiente sistema de absorción de nutrientes funciona igualmente bien para la absorción de muchas sustancias tóxicas que entran a los pulmones o al aparato digestivo.

VIAS TOXICOCINETICAS

Las sustancias pueden cruzar las membranas biológicas mediante el transporte activo o pasivo.

LA PIELAlgunas sustancias transportadas por el aire pueden atravesar la barrera de la piel. La mayoría de sustancias químicas absorbidas de esta manera pasan a través de la piel misma, las células epidérmicas. Las glándulas sudoríferas y los folículos del pelo, a pesar de proporcionar acceso fácil al cuerpo, son muy pocos y se encuentran muy distanciados como para producir alguna consecuencia.

La absorción a través de la piel depende de varios factores:• Las propiedades de la sustancia química misma.• El espesor de la capa exterior de la piel.• La difusividad de la capa exterior. Por ejemplo, las sustancias tóxicas cruzan fácilmente la piel del escroto, la cual es sumamente delgada y tiene alta difusividad. • Estado de la capa exterior (es decir, si está intacta o dañada).• Contenido de agua de la capa exterior (la alta hidratación incrementa la absorción).

LOS PULMONESLa mayor cantidad de absorciones de contaminantes tóxicos del aire ocurre en los pulmones.La captación de productos químicos que se inhalan depende de algunos factores:• propiedades químicas y físicas de las sustancias;• la anatomía y función respiratoria y cardiovascularde la persona;• la tasa y profundidad de respiración.

Diversas vías por las cuales las sustancias

inhaladas pueden alcanzar la circulación

APARATO DIGESTIVODebido a que las sustancias atrapadas por la cobertura de mucosa del aparato respiratorio pueden ser ingeridas con el tiempo, el aparato digestivo constituye una vía posible de exposición para los contaminantes tóxicos del aire bajo la forma de partículas (líquidas o sólidas).

La absorción puede realizarse a lo largo de todo el aparato digestivo, incluida la boca y el recto, pero el intestino delgado es la zona principal donde ella puede ocurrir.

Todo lo absorbido a través del intestino delgado se desplaza primero al hígado para ser procesado, con lo cual este se convierte en un enlace vital para otros procesos toxicocinéticos de distribución, metabolismo y excreción.Los procesos que puede iniciar el hígado posteriormente incluyen los siguientes:• almacenamiento;• secreción dentro de la bilis;• descarga en la circulación general.

Una vez que una sustancia es absorbida, se puede distribuir a distintas partes del cuerpo de diversas maneras.

DISTRIBUCIONUna vez que una sustancia es absorbida dentro del torrente sanguíneo, puede alcanzar virtualmente cualquier parte del cuerpo. Sin embargo, todavía deberá dejar el torrente sanguíneo y entrar en las células corporales. La tasa de distribución a un tejido depende principalmente de dos factores:• El flujo sanguíneo a través del tejido.• La facilidad con que la sustancia química atraviesa la membrana capilar y penetra las células del tejido (es decir, la capacidad que tiene para atravesar las membranas celulares). Generalmente, la alta liposolubilidad es buena conductora para efectuar el transportea través de membranas biológicas

Algunas sustancias no atraviesan fácilmente las membranas celulares (a menos que sean transportadas activamente) y, por consiguiente, tienen una distribución limitada. Las sustancias que pasan fácilmente a través de las membranas celulares se distribuyen por todo el cuerpo. A menudo, después de la exposición, la distribución de una sustancia varía con el tiempo.

Poco después de la absorción, la mayor parte del plomo inorgánico se localiza en el hígado, los riñones y los glóbulos rojos. Sin embargo, dos horas después, 50 por ciento se encuentra en el hígado y un mes después, 90 por ciento del plomo restante en los huesos.

Almacenamiento Algunas sustancias presentan afinidades a ciertos tejidos o componentes tisulares. El almacenamiento a menudo ocurre cuando la tasa de absorción de una sustancia es mayor que su tasa de metabolismo o excreción. El siguiente cuadro indica en qué momento diversas sustancias químicas tienden a acumularse en el cuerpo y dónde tienden a ejercer sus efectos tóxicos

Metabolismo (biotransformación)

El tercer proceso de la secuencia ADME, el metabolismo, también es conocido —quizá más descriptivamente— como biotransformación. Comprende la suma de los procesos por los cuales un organismo vivo somete a una sustancia extraña a un cambio químico. La biotransformación de sustancias tóxicas en el cuerpo busca que las sustancias lipofílicas sean más hidrofílicas o solubles en agua. Los seres humanos cuentan con un arsenal variado de procesos enzimáticos que promueven esta conversión beneficiosa, que ayuda a la excreción de las sustancias nocivas.

Algunos puntos básicos relacionados con la biotransformación son los siguientes:• El compuesto de origen se puede integrar o descomponer para formar nuevos compuestos llamados metabolitos.• Los metabolitos pueden ser más o menos tóxicos que el compuesto de origen.• El órgano principal de la biotransformación es el hígado; también ocurre, vía reacción enzimática, en el plasma de la sangre, los riñones, los pulmones, el aparato digestivo, la piel, las gónadas y la placenta.

• Algunas sustancias químicas (por ejemplo, los insecticidas organoclorados como el DDT, ciertos herbicidas y diversos hidrocarburos poliaromáticos [PAH, por sus siglas en inglés] como el benzopireno) aumentan la cantidad y actividad de las enzimas microsómicas. Como resultado, estos inductores químicos incrementan su propio metabolismo, lo cual podría ser protector si dicho metabolismo fuera destoxificante, pero podría ser perjudicial si el metabolismo aumentara la toxicidad (por ejemplo, el incremento de toxicidad del tetracloruro de carbono que sigue a la inducción enzimática por el DDT).• Algunas sustancias químicas (por ejemplo, los insecticidas organofosfatados, el tetracloruro de carbono, el ozono y el monóxido de carbono) inhiben las enzimas microsómicas. Esta inhibición puede dar lugar a la persistencia de alguna sustancia que, en condiciones normales, se metabolizaría.

ExcreciónLas sustancias pueden salir del cuerpo o excretarse de diferentes maneras. Las cantidades reducidas de sustancias se pueden eliminar mediante las secreciones de sudor, lágrimas, saliva y leche; sin embargo, así como la piel es una vía insignificante de absorción, las mencionadas secreciones constituyen vías menores para la excreción de sustancias tóxicas.

Una vía algo más significativa son los pulmones, que constituyen la vía principal de eliminación para las sustancias que se encuentran en forma gaseosa a la temperatura del cuerpo. El tetracloruro de carbono, incluso cuando se ingiere en forma líquida, se puede excretar parcialmente por los pulmones bajo la forma de vapor.Como se mencionó anteriormente, el hígado se encuentra en primera línea en la eliminación de las sustancias tóxicas porque procesa toda la sangre que proviene directamente del intestino delgado. Los tóxicos se pueden secretar en la bilis dentro del intestino delgado para eliminarse en las heces. Esta es la vía primaria de excreción para muchos metales traza como el cadmio, el mercurio y el plomo, y para ciertas moléculas grandes, como los plaguicidas

Los riñones son los órganos principales en la remoción de las sustancias tóxicas del torrente sanguíneo. El proceso comprende la filtración, la difusión y la secreción activa, al igual que con el procesamiento de los productos finales del metabolismo. Como hemos visto, generalmente la biotransformación convierte los tóxicos en sustancias más solubles en agua, las cuales no tienden a reabsorberse y son más fácilmente excretables por los riñones.

Clasificaciónquímica de lassustanciastóxicas del aire