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:
-
Vía Renal (Urinaria): Los mecanismos fundamentales son:
- Filtración glomerular
- Secreción tubular activa
- Reabsorción tubular pasiva
- Por Vía Respiratoria: Se eliminan tóxicos volátiles, gases y vapores.
- Por Vía Biliar: Los tóxicos transformados en el hígado pasan a la bilis y se excretan finalmente en las heces la fracción no reabsorbida.
-
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:
-
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.
- Presencia o ausencia de "dianas" susceptibles de ser atacadas por el tóxico.
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Alteración de la concentración efectiva del tóxico en el lugar de acción:
Clasificación de los Mecanismos de Acción de los Tóxicos
- Alteración de la composición o fluidez de membranas: (Ej.: digitálicos, DDT, anestésicos, disolventes orgánicos, estrógenos, etanol).
-
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.
- Alteración a nivel de metabolitos esenciales.
- Alteración de la actividad enzimática: Inhibición o estimulación enzimática.
- Alteraciones a nivel de material genético.
- 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.