EQUIPO

QUERUBIN MOO DOMINGUEZJESUS VILLEGAS FARFANALBERTO FLORES CARDENASLUIS MANUEL VILLAGOMEZ MENDOZA

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

Las principales vías de exposición para los contaminantes delaire, clasificadas según su importancia, son las siguientes:

• contacto con la piel o los ojos

• ingesta

• inhalación

PIEL

La piel no esta diseñada para la absorción. Cuando su superficieno está dañada, la piel sirve como una barrera eficaz contra lamayoría de sustancias toxicas.

OJOS

Los ojos son solo una vía menor de exposición. Debido a queposeen muchos vasos sanguíneos diminutos cerca de lasuperficie y a que carecen de una capa exterior gruesa, absorbenlas sustancias más fácilmente que la piel. Ciertas sustanciasquímicas, como el fluoroacetato, se absorben a través de los ojosen cantidades suficientes como para originar unenvenenamiento sistémico.

INGESTA

La ingesta incluye el paso a través del aparato digestivo, aunqueesto no solo se aplica a las sustancias que se comen.

Las sustancias transportadas por el aire que entran a las víasrespiratorias a través de la boca o la nariz pueden ser retenidasen la capa protectora de la mucosa, transportadas a la faringe eingeridas.

INHALACION

la inhalación por los pulmones es la vía que supone másproblemas en lo que a contaminantes tóxicos del aire se refiere.La mayoría de las sustancias que se encuentran en los pulmonestienen acceso fácil a la circulación por el cuerpo y pueden llegarprácticamente a cualquier punto de este.

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

DESCRIPCION DE LOS EFECTOS DE LOS CONTAMINANTES TOXICOS DEL AIRE

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

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

Los efectos sistémicos ocurren en un lugar distinto, después deque una sustancia ha sido absorbida, distribuida y quizás inclusometabolizada.

TEJIDO DIANALa parte del cuerpo en la que una sustancia química origina efectosadversos se denomina tejido diana. Pero un “tejido” diana puedeser, en realidad, un órgano íntegro, un tejido, una célula o tan soloun componente subcelular. Las mutaciones, por ejemplo, sonefectos 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 lavez, las interacciones químicas, al relacionarse con los efectos enla salud, constituyen consideraciones importantes paradeterminar los riesgos de exposición de individuos y de lapoblación a los contaminantes tóxicos del aire

TIPOS GENERALES DE INTERACCIONES QUÍMICAS

Los efectos de la exposición simultánea a una combinaciónde dos o más sustancias tóxicas se pueden clasificar enalguno de los tres tipos generales que se presentan acontinuación:

• aditivos (adición);

• sinérgicos (sinergia), y

• antagónicos (antagonismo).

Un efecto aditivo es un efecto combinado de dos o mássustancias químicas que equivale a la suma de los efectosaislados de cada una de ellas.

Por ejemplo, los efectos de distintos plaguicidasorganofosforados se combinan de manera aditiva.

La sinergia supone un efecto combinado de dos o más sustanciasquímicas que es mucho mayor que la suma de los efectos decada 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 másdaño al hígado del que se hubiera producido de manera aditiva.

La potenciación es un tipo particular de sinergia en el que unasustancia que no ejerce efecto alguno en determinada zonacorporal aumenta los efectos tóxicos de otra sustancia en dichazona.

La interacción de las partículas de gas en los pulmones es unmecanismo sinérgico importante en la toxicología de lacontaminación del aire. A veces, los gases adsorbidos en laspartículas pueden penetrar más profundamente en lospulmones (y, por consiguiente, experimentar mayor absorción yejercer un mayor efecto) que si hubieran sido inhalados en lafase gaseosa. Un caso típico de esta clase de interacción es el gasde fluoruro de hidrógeno adsorbido al aerosol de sulfato deberilio.

En el antagonismo, dos o más sustancias químicas interfieren enlas acciones de cada una de ellas (o bien una interfiere con laacción de la otra), por lo que el efecto combinado es menor quela suma de los efectos químicos individuales.

La interacción antagónica constituye la base para la mayoría deantídotos de venenos. Asimismo, el potencial carcinogénico delarsénico 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 enla salud que resultan de la exposición a una sustanciaquímica tóxica es la cantidad de esta que llega hasta untejido diana. Esta dosis efectiva depende, en parte, decuatro factores, comúnmente resumidos por las siglasADME:• Absorción;• Distribución (por determinados lugares dealmacenamiento);• Metabolismo (biotransformación)• Excreción.

AbsorciónPara que un organismo se mantengavivo, debe tener la capacidad de tomarde su alrededor los nutrientes quenecesita. En el cuerpo humano, las víasrespiratorias y el aparato digestivoestán especialmente diseñados parahacer eso.

Lamentablemente, este eficientesistema de absorción de nutrientesfunciona igualmente bien para laabsorción de muchas sustanciastóxicas que entran a los pulmones o alaparato digestivo.

VIAS TOXICOCINETICAS

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

LA PIEL

Algunas sustancias transportadas por el aire pueden atravesar labarrera de la piel. La mayoría de sustancias químicas absorbidas deesta manera pasan a través de la piel misma, las células epidérmicas.Las glándulas sudoríferas y los folículos del pelo, a pesar deproporcionar acceso fácil al cuerpo, son muy pocos y se encuentranmuy 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 tóxicascruzan fácilmente la piel del escroto, la cual es sumamente delgada ytiene alta difusividad.

• Estado de la capa exterior (es decir, si está intacta o dañada).

• Contenido de agua de la capa exterior (la alta hidrataciónincrementa la absorción).

LOS PULMONES

La mayor cantidad de absorciones de contaminantes tóxicos del aireocurre en los pulmones.

La captación de productos químicos que se inhalan depende dealgunos factores:

• propiedades químicas y físicas de las sustancias;

• la anatomía y función respiratoria y cardiovascular

de la persona;

• la tasa y profundidad de respiración.

Diversas vías por las cuales las sustancias

inhaladas pueden alcanzar la circulación

APARATO DIGESTIVO

Debido a que las sustancias atrapadas por la cobertura de mucosadel aparato respiratorio pueden ser ingeridas con el tiempo, elaparato digestivo constituye una vía posible de exposición para loscontaminantes tóxicos del aire bajo la forma de partículas (líquidaso sólidas).

La absorción puede realizarse a lo largo detodo el aparato digestivo, incluida la boca yel recto, pero el intestino delgado es la zonaprincipal donde ella puede ocurrir.

Todo lo absorbido a través del intestino delgado se desplaza primeroal hígado para ser procesado, con lo cual este se convierte en unenlace vital para otros procesos toxicocinéticos dedistribución, metabolismo y excreción.

Los procesos que puede iniciar el hígado posteriormente incluyenlos siguientes:

• almacenamiento;

• secreción dentro de la bilis;

• descarga en la circulación general.

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

DISTRIBUCION

Una vez que una sustancia es absorbida dentro del torrentesanguíneo, puede alcanzar virtualmente cualquier parte del cuerpo.Sin embargo, todavía deberá dejar el torrente sanguíneo y entrar enlas células corporales. La tasa de distribución a un tejido dependeprincipalmente de dos factores:

• El flujo sanguíneo a través del tejido.

• La facilidad con que la sustancia química atraviesa la membranacapilar y penetra las células del tejido (es decir, la capacidad quetiene para atravesar las membranas celulares). Generalmente, laalta liposolubilidad es buena conductora para efectuar el transporte

a través de membranas biológicas

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

Poco después de la absorción, la mayor parte del plomo inorgánico se localiza en elhígado, los riñones y los glóbulos rojos. Sin embargo, dos horas después, 50 por ciento seencuentra 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 componentestisulares. El almacenamiento a menudo ocurre cuando la tasa de absorción de unasustancia es mayor que su tasa de metabolismo o excreción. El siguiente cuadroindica en qué momento diversas sustancias químicas tienden a acumularse en elcuerpo y dónde tienden a ejercer sus efectos tóxicos

Metabolismo (biotransformación)

El tercer proceso de la secuencia ADME, el metabolismo, también esconocido —quizá más descriptivamente— como biotransformación.Comprende la suma de los procesos por los cuales un organismo vivosomete a una sustancia extraña a un cambio químico. Labiotransformación de sustancias tóxicas en el cuerpo busca que lassustancias lipofílicas sean más hidrofílicas o solubles en agua. Losseres humanos cuentan con un arsenal variado de procesosenzimáticos que promueven esta conversión beneficiosa, que ayudaa la excreción de las sustancias nocivas.

Algunos puntos básicos relacionados con la biotransformaciónson los siguientes:

• El compuesto de origen se puede integrar o descomponer paraformar nuevos compuestos llamados metabolitos.

• Los metabolitos pueden ser más o menos tóxicos que elcompuesto de origen.

• El órgano principal de la biotransformación es el hígado;también ocurre, vía reacción enzimática, en el plasma de lasangre, los riñones, los pulmones, el aparato digestivo, la piel, lasgónadas y la placenta.

• Algunas sustancias químicas (por ejemplo, los insecticidasorganoclorados como el DDT, ciertos herbicidas y diversoshidrocarburos poliaromáticos [PAH, por sus siglas en inglés] como elbenzopireno) aumentan la cantidad y actividad de las enzimasmicrosómicas. Como resultado, estos inductores químicosincrementan su propio metabolismo, lo cual podría ser protector sidicho metabolismo fuera destoxificante, pero podría ser perjudicialsi el metabolismo aumentara la toxicidad (por ejemplo, elincremento de toxicidad del tetracloruro de carbono que sigue a lainducción enzimática por el DDT).

• Algunas sustancias químicas (por ejemplo, los insecticidasorganofosfatados, el tetracloruro de carbono, el ozono y elmonóxido de carbono) inhiben las enzimas microsómicas. Estainhibición puede dar lugar a la persistencia de alguna sustanciaque, en condiciones normales, se metabolizaría.

ExcreciónLas sustancias pueden salir del cuerpo o excretarse de diferentesmaneras. Las cantidades reducidas de sustancias se pueden eliminarmediante las secreciones de sudor, lágrimas, saliva y leche; sinembargo, así como la piel es una vía insignificante de absorción, lasmencionadas secreciones constituyen vías menores para la excreciónde sustancias tóxicas.

Una vía algo más significativa son los pulmones, que constituyenla vía principal de eliminación para las sustancias que seencuentran en forma gaseosa a la temperatura del cuerpo. Eltetracloruro de carbono, incluso cuando se ingiere en formalíquida, se puede excretar parcialmente por los pulmones bajo laforma de vapor.

Como se mencionó anteriormente, el hígado se encuentra enprimera línea en la eliminación de las sustancias tóxicas porqueprocesa toda la sangre que proviene directamente del intestinodelgado. Los tóxicos se pueden secretar en la bilis dentro delintestino delgado para eliminarse en las heces. Esta es la víaprimaria de excreción para muchos metales traza como elcadmio, el mercurio y el plomo, y para ciertas moléculasgrandes, como los plaguicidas

Los riñones son los órganos principales en la remoción de lassustancias tóxicas del torrente sanguíneo. El proceso comprende lafiltración, la difusión y la secreción activa, al igual que con elprocesamiento de los productos finales del metabolismo. Comohemos visto, generalmente la biotransformación convierte lostóxicos en sustancias más solubles en agua, las cuales no tienden areabsorberse y son más fácilmente excretables por los riñones.

Clasificaciónquímica de lassustanciastóxicas del aire