Farmacocinética toxicológica: unión a proteínas, metabolismo y vías de eliminación

Resumen

El documento explica cómo los tóxicos se unen a proteínas plasmáticas, cómo se biotransforman en las fases I y II y cómo se eliminan del organismo. Incluye las cinéticas de orden cero y uno, las principales vías de excreción y los factores que influyen en la velocidad de eliminación, junto con conceptos de tiempo y concentración de exposición.

Puntos clave

El tóxico ligado a proteínas plasmáticas influye en su distribución, biodisponibilidad y toxicidad; la albúmina une sobre todo tóxicos ácidos.
La biotransformación convierte compuestos liposolubles en metabolitos hidrosolubles para facilitar su eliminación.
La fase I incluye reacciones de funcionalización (oxidación y reducción), con el citocromo P450 como sistema enzimático clave.
La fase II son reacciones de conjugación, como la glucuronidación, la conjugación mercaptúrica con glutatión y la sulfatación.
En la cinética de orden cero la velocidad es constante y la vida media depende de la dosis; en la de orden uno es proporcional a la concentración y la vida media es constante.
La vía renal combina filtración glomerular, transporte tubular pasivo y activo; la vía biliar elimina sobre todo compuestos de PM mayor de 500 Daltons y alta polaridad.

Ponte a prueba

Unión del Tóxico (Tóxico Ligado)

La unión del tóxico a las proteínas plasmáticas es un factor determinante en su distribución, biodisponibilidad y toxicidad.

Naturaleza de la Unión

Tóxico ácido - Albúmina
Tóxico básico - Glicoproteínas alfa ácidas
Transferrina - Hierro (Fe)
Ceruloplasmina - Cobre (Cu)
Beta lipoproteínas - Sustancias muy liposolubles

Equilibrio del Tóxico Ligado

El equilibrio entre el tóxico libre (activo) y el tóxico unido a proteínas depende de:

Concentración del tóxico
Cantidad de proteínas disponibles
Biodisponibilidad de las proteínas
Afinidad entre el tóxico y la proteína

Biotransformación (Metabolismo Toxicológico)

La biotransformación es el proceso que, luego de la interacción del tóxico con el receptor, realiza acciones que pueden producirse desde el momento de la absorción hasta la excreción. Su objetivo principal es convertir compuestos liposolubles en metabolitos hidrosolubles para facilitar su eliminación.

Fase I: Reacciones de Funcionalización

Procesos enzimáticos que transforman a los tóxicos mediante la introducción o modificación de grupos funcionales.

Ejemplos de Reacciones de Oxidación

Hidroxilación alifática
Hidroxilación aromática
N-Hidroxilación
Epoxidación
Desalquilación
Desaminación
Desepoxidación

Ejemplos de Reacciones de Reducción

Azorreducción
Nitrorreducción aromática
Deshalogenación reductiva
Reducción de aldehído

Nota: El sistema enzimático Citocromo P450 es fundamental en las reacciones de Fase I.

Fase II: Reacciones de Conjugación

Implica la unión de un grupo endógeno grande y polar al metabolito de Fase I (o al tóxico original) para aumentar drásticamente su hidrosolubilidad.

Conjugación con Ácido Glucurónico (Glucuronidación)
Conjugación Mercaptúrica (con glutatión)
Sulfoconjugación (Sulfatación)
Conjugación con Aminoácidos
Otras conjugaciones

Cinética de Eliminación

La cinética describe cómo la concentración del tóxico cambia con el tiempo.

Cinética de Orden Cero (Saturable)

Velocidad constante (independiente de la concentración).
Gráfico de concentración vs. tiempo es lineal.
La vida media es función de la dosis (f(dosis)).
La concentración plasmática disminuye de forma constante.

Cinética de Orden Uno (No Saturable)

Velocidad variable (proporcional a la concentración).
Gráfico de concentración vs. tiempo es logarítmico.
La vida media es constante.
Una fracción constante del tóxico se elimina por unidad de tiempo.

Eliminación de los Tóxicos

Los tóxicos son excretados del organismo a través de diversas vías.

Vía Renal (Excreción Urinaria)

Mecanismos principales:

Filtración glomerular
Transporte tubular pasivo (Reabsorción)
Transporte tubular activo (Secreción)

Vía Biliar (Excreción Fecal)

Es importante para compuestos con ciertas características:

Peso molecular (PM) mayor de 500 Daltons
Alta polaridad
Estructura química específica

Otras Vías de Eliminación

Faneras (Pelo y Uñas)

Vía importante para la detección de exposición crónica a:

Flúor y sus derivados
Arsénico
Metales pesados

Vías Secundarias

Estómago (para bases)
Saliva (para metales pesados)
Leche materna (para sustancias con alto grado de liposolubilidad)
Vía respiratoria (para tóxicos volátiles)

Factores que Influyen en la Velocidad de Eliminación

La ventilación pulmonar.
La capacidad de biotransformación de los tóxicos (metabolismo hepático).
La afinidad por los depósitos tisulares.
La afinidad por los constituyentes de la sangre.
El grado de ionización del compuesto.
El funcionamiento del riñón.
El funcionamiento del hígado.
La reabsorción tubular.
La sudoración.

Tiempo de Exposición

Es el tiempo real y efectivo durante el cual un contaminante ejerce su acción agresiva sobre la persona que se expone al tóxico.

Concentración del Tóxico

Es la concentración real del tóxico. Esta dependerá de los sistemas de ventilación o cerramientos de las instalaciones donde se generan los tóxicos.

La concentración se puede medir de diferentes maneras:

Si son gases: en porcentajes volumen-volumen.
Si son líquidos o sólidos: masa-volumen o masa-masa.

Preguntas frecuentes

¿Qué diferencia hay entre la fase I y la fase II de la biotransformación?

La fase I introduce o modifica grupos funcionales mediante procesos enzimáticos como oxidación y reducción. La fase II une al tóxico o a su metabolito un grupo endógeno grande y polar para aumentar su hidrosolubilidad.

¿Qué vías de eliminación de tóxicos se describen en el texto?

Se describen la vía renal (urinaria), la vía biliar (fecal), las faneras (pelo y uñas), vías secundarias como la saliva, la leche materna y la respiratoria, además de la sudoración.

¿Qué factores influyen en la velocidad de eliminación de un tóxico?

Influyen la ventilación pulmonar, la capacidad de biotransformación hepática, la afinidad por depósitos tisulares y por los constituyentes de la sangre, el grado de ionización, el funcionamiento renal y hepático, la reabsorción tubular y la sudoración.