Fundamentos de Toxicología: Procesos y Mecanismos de Interacción de Sustancias

Absorción de Sustancias Tóxicas

La absorción es la transferencia de sustancias químicas desde el lugar de exposición hasta la circulación general.

Principales Vías de Absorción

• Digestiva: Incluye vías endonasal y rectal. Es la más frecuente en intoxicaciones voluntarias, criminales y accidentales. Se absorben únicamente sustancias liposolubles.
• Respiratoria.
• Cutánea (piel).
• Otras: Intramuscular (IM), Intravenosa (IV), Subcutánea (SC).

Parámetros que Influyen en la Absorción

Los factores que afectan la absorción incluyen:

• Solubilidad
• Superficie de absorción
• Estado de repleción gástrica
• Tamaño molecular
• Estado de vascularización
• Velocidad de tránsito
• Interacciones

Principios de Toxicidad por Vía Digestiva

• No se absorben todos los tóxicos que se ingieren.
• Los ácidos débiles se absorben en el estómago y las bases débiles en el intestino delgado.
• La velocidad de absorción está limitada por el tamaño molecular.
• La dilución dificulta la absorción.
• La precipitación disminuye la absorción.
• La competitividad con la superficie de absorción disminuye la velocidad de difusión.
• Si se acelera el tránsito, disminuye la absorción.

Principios de Toxicidad por Vía Respiratoria

• Las intoxicaciones respiratorias son graves y agudas; el tóxico llega a la sangre rápidamente y alcanza altas concentraciones debido a la gran superficie de intercambio.
• Pequeñas concentraciones de tóxico dan lugar a intoxicaciones graves, debido al gran volumen de aire contaminado que intercambian diariamente los pulmones.
• Los tóxicos no pasan por el hígado y, por lo tanto, no intervienen los mecanismos de defensa y metabolismo hepático.

Distribución de Xenobióticos

La distribución es el paso del tóxico desde la sangre a diferentes tejidos donde ejercerá su acción o se acumulará. Es un sistema en equilibrio que, en la práctica, no se alcanza completamente, ya que el tóxico, a medida que llega a los tejidos, se va metabolizando y el equilibrio se desplaza favoreciendo la eliminación.

Biotransformación y Metabolismo

La biotransformación o metabolismo son las transformaciones que sufre el tóxico en el organismo. El objetivo final es formar un compuesto hidrosoluble, poco tóxico y fácilmente eliminable. Se realiza en dos fases:

• Fase I: Reacciones de oxidación, reducción e hidrólisis.
• Fase II: Reacciones de conjugación.

Factores que Modifican la Biotransformación

• Polimorfismos genéticos
• Influencia ambiental
• Factores fisiopatológicos
• Factores intrínsecos (del tóxico)
• Factores individuales

Interés Toxicológico de la Biotransformación

• Actúa como mecanismo desintoxicante.
• Puede generar una sustancia más tóxica (bioactivación).
• Aplicación al tratamiento de intoxicaciones.
• Utilidad en investigación toxicológica.

Eliminación de Xenobióticos

La eliminación consiste en extraer los xenobióticos de la sangre y devolverlos al medio externo a través de la orina o las heces, o mediante exhalación. Las vías de eliminación son:

1. Vía Renal (Urinaria): Los mecanismos fundamentales son:
   • Filtración glomerular
   • Secreción tubular activa
   • Reabsorción tubular pasiva
2. Por Vía Respiratoria: Se eliminan tóxicos volátiles, gases y vapores.
3. Por Vía Biliar: Los tóxicos transformados en el hígado pasan a la bilis y se excretan finalmente en las heces la fracción no reabsorbida.
4. Otras Vías:
   • Salivar: Se excretan metales (ej., Hg, Pb).
   • Por medio de anexos de la piel (glándulas sudoríparas, pelo, uñas): Útil para el análisis de metales pesados o drogas de abuso.
   • Láctea: Se eliminan gran cantidad de sustancias, como los insecticidas organoclorados y metales.

Toxicodinamia: Mecanismos de Acción de los Tóxicos

La toxicodinamia se refiere al modo de acción o al mecanismo de interacción molecular de la sustancia original o de sus metabolitos con los sistemas biológicos del huésped.

Mecanismos de Acción de los Tóxicos

• Global: Ácidos y álcalis que originan destrucción tisular intensa por un mecanismo de necrosis.
• Selectiva: Capacidad del tóxico, a determinadas concentraciones, para afectar a ciertas células y no a otras. Las células afectadas y no afectadas pueden pertenecer al mismo o a diferentes organismos. Existen dos tipos:
  1. Alteración de la concentración efectiva del tóxico en el lugar de acción:
     • Por factores de tipo toxicocinético. Ej: paraquat.
     • Por diferencias en la biotransformación. Ej: malatión.
  2. Presencia o ausencia de "dianas" susceptibles de ser atacadas por el tóxico.

Clasificación de los Mecanismos de Acción de los Tóxicos

1. Alteración de la composición o fluidez de membranas: (Ej.: digitálicos, DDT, anestésicos, disolventes orgánicos, estrógenos, etanol).
2. Generación de hipoxia:
   • Asfixias físicas: Provocadas por el "desplazamiento" del oxígeno del ambiente. Ej.: gases inertes.
   • Asfixias bioquímicas: Interrupción de procesos oxidativos celulares. Ej.: CO y tóxicos metahemoglobinizantes, CNH, etc.
   • Asfixias sutiles: Originan hipoxia relativa.
3. Alteración a nivel de metabolitos esenciales.
4. Alteración de la actividad enzimática: Inhibición o estimulación enzimática.
5. Alteraciones a nivel de material genético.
6. Generación de intermediarios reactivos.

Mecanismos de Defensa Frente a Radicales Libres

• No Enzimáticos: Reacciones con pequeñas moléculas localizadas en el citoplasma o en las membranas. Ej.: glutatión reducido, alfa-tocoferoles, beta-carotenos, ácido ascórbico.
• Enzimáticos: Incluye diversos sistemas enzimáticos que actúan de forma coordinada. Ej.: superóxido dismutasa/catalasa, glutatión reductasa/glutatión peroxidasa.