1

Toxicología e Higiene Agroindustrial

Facilitador: Ing. Miguel Angel Quispe Solano

TOXICIDAD DE LOS AGENTES QUIMICOS Factores que la modifican: factores que dependen

del toxico, del individuo y del medio ambiente

TARMA, 2012

@UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS TARMA

INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

Agente Químico

Organismo Vivo

Efectos nocivos y dañinos

Es necesario la interacción

de 3 elementos

a)Agente Químico

b)Sistema Biológico

c)Un medio

TOXICIDAD

AGENTE TOXICO SISTEMA BIOLOGICO MEDIO

TOXICIDAD

EXPOSICION

DISTRIBUCION EXCRESION

METABOLISMO A METABOLISMO

MENOS TOXICOS

METABOLISMO A PRODUCTOS DE

CONJUNCION

METABOLISMO A METABOLISMO

TOXICOS

INTERACCION CON MACROMOLECULAS (PROTEINAS,DNA,RNA,RECEPTORES)

EFECTOS TOXICOS

GENETICOS, CARCINOGENESIS, TERATOGENICOS, INMUNOTOXICOS

CONSIDERACIONES:

Cuando se habla de toxicidad tenemos que referirnos a las dosis precisas, para producir la muerte, tras una sola absorción, es decir para originar una intoxicación aguda letal.

Sustancia física y/o química tiene una:

- DOSIS INOCUA

- DOSIS TOXICA

DOSIS - RESPUESTA

La intensidad de la respuesta biológica es proporcional a la dosis del compuesto al que esta expuesto el organismo.

Solo la dosis determina la toxicidad

Dosis:

- Remedio

- Veneno AGENTE XENOBIOTICO

2

La Dosis - Respuesta se evalúa en la toxicología cuantitativa

Esto se realiza a un determinado agente xenobiotico a través de experimentos para lo cual se consideran:

a) la selección del tipo de respuesta para ser monitoreada en términos cuantitativos

b) Definición del organismo de prueba (Sistema biológico)

C) Periodo de experimentación o duración del ensayo

d) Serie de dosis a probar: Dosis simple (Estudios de toxicidad aguda); dosis repetitiva (Estudios de toxicidad sub aguda); Dosis repetida a largo plazo (Estudios de toxicidad crónica)

e) Vía de administración

La evaluación de la dosis respuesta dependerá de la variabilidad enterespecie y intraespecie

Ejemplos:

La evaluación intraespecie sigue una distribución gauseana o normal

Curva de frecuencia

dosis-respuesta

(Variación intraespecie)

DOSIS mg/Kg

Frecuencia de la

respuesta a una

dosis dada

HIPERSENSIBLES HIPOSENSIBLES

FACTORES QUE MODIFICAN LA TOXICIDAD DE LOS AGENTES QUIMICOS

Se debe de hacer una distinción entre el efecto hacia la propiedad terapéutica de las sustancias.

Se debe de determinar el grado de especificidad de las sustancias tanto de su efecto terapéutico o toxico

Cada sustancia tiene un grado de toxicidad

Esto dependerá de muchos factores que pueden influir en cada individuo

FACTORES

C) DEPENDEN DEL MEDIO AMBIENTE

B) DEPENDEN DEL INDIVIDUO

A) DEPENDEN DEL TOXICO

3

A) FACTORES QUE DEPENDEN DEL TOXICO 1) Composición del agente toxico

Composición = Sustancia pura Fármaco o toxon

Hidrófilo Polar Lipofilo Muy Lipofilo estable Agentes

Alquilantes

Secuestración *

Física acumulación en grasa

Secuestración *

Química Enlazamiento

Covalente en tejidos Fase I *

(bioactivacion o bioinactivacion) Oxidación, reducción, hidrólisis

Fase II *

(bioinactivacion) conjugación

Movilización extracelular

*Excreción

activa biliar

*Excreción

activa renal Ultrafiltración

Reabsorción

Hidrolizados

Conjugados Heces

Hidrofilo

orina

Reabsorción

Polar

Hidrófilo

Intermediarios

Electrofilicos alquilantes

* Procesos Intracelulares

Ejemplos

Nitrato sodico y Nitrato Potasico

Acido acetico

Pimaricina

Tamaño

Estado

Densidad

Presión de Vapor

Grado de ionizacion

Peso espefico

Peso Molecular

pH

PROPIEDADES FISICOQUIMICAS

Determinan:

Concentración en

los tejidos

Intensidad de los efectos tóxicos

2) Propiedades Fisicoquímicas

Tamaño: tamaños menores a 1um o menos ingresan a los alvéolos (pulmón)

Tamaños mayores a 1 um se quedan en el tracto respiratorio superior y traqueo y producen irritación o daño local en los tejidos.

pH: Es un factor a considera ya que el agente químico por ejemplo: puede ser acido (Acido sulfúrico) o álcali fuerte (Hidróxido de sodio) ambos son corrosivos.

Acido cítrico causa una irritación local mas ligera.

Presión de Vapor: a mayor presión de vapor mayor volatilización mayor efectividad del toxico.

Esto es importante cuando la exposición es por vía inhalatoria por la elevada volatilización

Grado de ionizacion: Influye en el paso a través de

la membrana celular se presenta el modelo menbranal denominado “Bicapa fosfolipidica”.

Esta membrana celular es semipermeable, Donde las sustancias endógenas como los nutrientes atraviesan eficazmente las membranas en contra de gradientes de concentración de transporte activo de azucares, transporte activo de proteínas.

Las sustancias entran por 2 fenómenos: Difusión pasiva (MAYORIA DE AGENTES XENOBIOTICOS) Y TRANSPORTE ACTIVO)

Modelo de bicapa fosfolipídica para la membrana celular (adaptada de

Clayton and Clayton), 1991)

AMBIENTE EXTERNO (extracelular)

AMBIENTE INTERNO

Colesterol

Fosfolipido

Glicoproteina Periférica

(extrínseca)

Glicoproteina Periférica

(extrínseca)

Proteína Transmembranica

(intrínseca)

4

Ejemplo:

Acido acético CH3COOH Peso molecular 60.05 Forma pura Liquido transparente Solidifica 17°C Hierve 118°C} Pimaricina C33H47NO13

Peso molecular 665.73 Presentación Cristales aciculares Funden 180°C Soluble Agua Poco soluble en alcohol Estable a pH entre 4 a 7 Se descompone por acción de oxidantes, de los

metales pesados y de la luz.

3) Vías de administración La vía a través de la cual una sustancia

potencialmente toxica entra ala organismo puede influenciar:

- En la Intensidad - Duración del efecto toxico - Grado de toxicidad

La diferentes efectos dependerá de la ruta por la cual se absorbe el sistema biológico (Tendrá que llegar a sus receptores específicos)

Agente

Químico

Aire

Agua

Alimento, etc

Inhalación

Ingestión (oral)

Contacto cutáneo

La absorción depende de la solubilidad en lípidos y la cantidad disponible de forma no ionizada

Factores que modifican la absorción:

Depende del solidó y su grado de solubilidad y disolución

Liquido se absorve ,mas rápidamente

Ejemplo:

Gases: CO, Sulfuro de hidrogeno, oxido nitroso

Humos de vapores: Cloroformo, benceno, tetracloruro de carbono

Sólidos: Mercurio

Cualquier sustancia puede ser toxica, dependerá de la dosis que se administra.

Ejemplo: Si un niño ingiere una tableta de aspirina de adulto de 325 mg (Riesgo de toxicidad), la dosificación de los niños es de 81 mg.

4) Dosis y concentración

Modifica la toxicidad de los productos, entonces dependerá Si es fácilmente deteriorable o no o si fácilmente se descompone por la luz, calor y otros factores ambientales

ADITIVO QUIMICO

H% LUZ

EMPACADO T°

OXIGENO

AGUA

CALOR

SUSTANCIAS TOXICAS

5) Estabilidad química Ejemplos:

Alimentos grasos Sustancias Toxicas

Paraldehido Acetaldehído

caramelizacion

Nitratos Nitrosaminas

5

6) Metabolismo de los agentes tóxicos

Compuesto

Toxico

Metabolismo del

Compuesto Toxico

Mecanismo de

destoxificacion

Compuesto polar

Producen metabolitos

Pueden ser excretados

Por los riñones

Compuesto Químico

Producen Metabolitos

Compuestos Mas activos

y diferentes que el

Compuesto original

Benceno Isopropanol

Anilina Heptacloro

B) FACTORES QUE DEPENDEN DEL INDIVIDUO

1) Estado de salud

Las personas sanas se pueden intoxicar, las personas con enfermedades hepáticas o renales pueden afectar al cuadro de exposición, el toxico es absorbido mas lentamente lo que incrementaría el tiempo de permanencia del toxico

2) La edad y madurez

La edad de los pacientes influencia en la toxicidad

Las intoxicaciones accidentales ocurren en niños menores de 5 años

3) Estado Nutricional y factores dieteticos:

Estomago vació tiene mayor absorción

Estomago lleno menor absorción

Deficiencia de calcio, Fe, proteínas (aminoácidos)

4) Sexo:

Si se administra la misma dosis del agente xenobiotico, la concentración del toxico en la sangre será menor en el hombre.

El riesgo se incrementa en la mujeres embarazadas ya que el metabolismo disminuye.

5) Genética: Esto influencia en el

comportamiento de muestro organismo frente al agente xenobiotico Ejemplo: Falta de capacidad de transformar oligosacaridos (Rafinosa) promotor de flatulencia a falta de galactosidasas, fructosidasas (falta de complejos enzimáticos)

FACTORES

EXCRESION DEL AGENTE TOXICO

TIEMPO DE INTERACCION CON EL TOXICO

VIAS DE ABSORCION

SISTEMA BIOLOGICO

CARÁCTER DEL AGENTE XENOBIOTICO

FACTORES IMPLICADOS EN LA INTOXICACION

Ejemplo:

Si el Oxigeno se encontraría puro en el medio ambiente este causaría la muerte en los mamíferos ya que se consumiría al acido amino- butírico (moderador de la trasmisión nerviosa cerebral) dándonos alteraciones nerviosas , convulsiones y al final la muerte.

6

INVESTIGAR

Porque es necesario determinar la dosis toxica e inocua de un agente xenobiotico

Justifique los factores que dependen del medio ambiente en la toxicidad de los agentes químicos (Esquematice y plantee ejemplos)