4.Conceptos basicos

Introducción y
Terminología
Gentileza Dr. Fernando Araujo González
1
Contenido
1)
Introducción y antecedentes
2)
Terminología - definiciones
3)
Relación dosis-respuesta
2
Edad de las
Cavernas
3
Víctimas famosas
• Sócrates (470 - 399 AC): sentenciado por
los Ateneos a ingerir cicuta.
CICUTA: planta grande, tosca y de olor desagradable; todas sus partes son
tóxicas y pueden causar la muerte por ingestión.
4
Víctimas famosas
• Cleopatra (69 - 30
AC): suicidio con
mordedura de una
serpiente venenosa
(cobra).
5
Víctimas famosas
• Claudio (10 AC - 54 DC):
envenenado con arsénico
por su esposa Agripina,
para dejarle el trono a su
hijo Nerón.
6
Paracelso
• Paracelso [Theophrastus Bombastus von
Hohenheim] (1439 - 1541) determinó que los
químicos eran los responsables de la toxicidad
de un veneno animal o vegetal.
• Se le conoce por su declaración: “todas las
sustancias son venenos; no hay alguna que no
lo sea. La dosis correcta hace la diferencia
entre un veneno y un remedio”.
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Mateo Orfila
• Mateo José Buenaventura Orfila (1787 - 1853),
médico español, conocido como el “Padre de la
Toxicología”.
• A través del análisis de materiales de necropsias,
fue el primero en establecer una correlación entre
las propiedades químicas y biológicas de los
venenos y los órganos blanco específicos.
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Epoca Actual
• Siglo XX: el
descubrimiento del
DNA.
• Siglo XXI: el mapa
genético humano.
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Terminología Básica
• Toxicología es la ciencia que estudia la
naturaleza y los mecanismos de acción
de los tóxicos en los sistemas
biológicos, sus efectos y la manera de
prevenirlos y tratarlos.
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AREAS DE LA
TOXICOLOGIA
Alimentos
Medicamentos
Social
Ambiental
Ocupacional
ASPECTOS
Analítico
Clínico
Investigación
Legal
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Toxicología Ambiental
• La Toxicología Ambiental estudia las
causas, condiciones, mecanismos de acción
y efectos adversos que resultan de la
exposición a contaminantes tóxicos
presentes en el medio ambiente.
• Se apoya en la Toxicometría y en la
patogénesis de la intoxicación.
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Toxicología Ambiental
• La Toxicometría cuantifica la toxicidad de
una sustancia o compuesto químico.
 Por
laboratorio, determina la relación dosisefecto: DL50, CL50
 Establece
los Límites Máximos Permisibles de
Exposición (LMPE, TLV).
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Toxicología Ambiental
• La Patogénesis de la Intoxicación
comprende la distribución, el metabolismo
y la eliminación de los tóxicos
(toxicocinética), así como sus efectos
bioquímicos y biofísicos (toxicodinamia).
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Terminología General
• Xenobiótico: es cualquier sustancia extraña que entra
al organismo.
• Los xenobióticos pueden producir efectos benéficos
(como un medicamento) o tóxicos (como el plomo).
• Un xenobiótico en pequeñas cantidades puede ser no
tóxico y aún benéfico; si la dosis se incrementa,
pueden resultar efectos tóxicos y letales.
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Dosis
Benéfica
Dosis
Tóxica
Dosis Letal
Alcohol
Niveles en sangre de etanol
0.05%
0.1%
0.5%
Monóxido de carbono
% límite de hemoglobina
< 10%
20-30%
> 60%
0.1 mg/dl
0.7 mg/dl
> 1 mg/dl
0.65 g
9.75 g
34 g
(2 tabletas)
(30 tabeltas)
(105 tabletas)
400 mg
1,400 mg
12,000 mg
(2 tabletas)
(7 tabletas)
(60 tabletas)
Sustancia
Secobarbital
Niveles sanguíneos
Aspirina
Ejem: Disprina
Ibuprofeno
Ejem: Advil, Motrin
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Agente Tóxico
• Es cualquier agente que puede producir un
efecto biológico adverso.
• Pueden ser de origen:
– Físico: radiaciones electromagnéticas.
– Químico: cianuro, monóxido de carbono.
– Biológico: veneno de serpiente, hongos.
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Toxina
• Toxina: es una proteína específica
producida por organismos vivos.
• Ejemplos: la toxina tetánica, la toxina
botulínica, los hongos venenosos, etc.
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Tóxico
• Es toda sustancia o compuesto de naturaleza
química la cual, dependiendo de la dosis,
vía de ingreso, la concentración que alcance
en el organismo y el tiempo en que esto
suceda, va a actuar sobre un sistema
biológico específico causando alteraciones
morfológicas y/o funcionales, que van a
traducirse en enfermedad, incluso la muerte.
Sustancia
Dosis
Vía de Ingreso
Daño
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Veneno
• Veneno es también una sustancia con las
mismas características que el tóxico, pero su
origen es botánico o se obtiene de las
secreciones de algunos animales.
Veneno
Dosis
Vía de Ingreso
Daño
20
Tóxico
Veneno
Vía de Ingreso
Dosis
Concentración
Tiempo
Daño
Sistema Biológico
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Tóxicos
Sustancias que producen efectos biológicos adversos
de cualquier naturaleza.
Puede ser un agente físico o químico.
Los efectos pueden ser: agudos, subagudos o
crónicos.
Toxinas
Proteínas específicas producidas por organismos
vivos (hongos venenosos, toxina tetánica, etc.).
La mayoría produce efectos inmediatos.
Venenos
Tóxicos de origen animal o botánico que causan
enfermedad o la muerte en cantidades muy pequeñas
(mordedura de serpiente, picadura de alacrán, etc.).
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Toxicidad
• Toxicidad es la capacidad relativa de un
tóxico para causar lesión o daño a un
organismo vivo mediante efectos
biológicos adversos.
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Efecto Tóxico
• Efecto tóxico es cualquier
efecto nocivo sobre el
organismo, reversible o
irreversible, causado por el
contacto con un tóxico, ya
sea por vía respiratoria,
cutánea o digestiva.
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Sustancia Tóxica
• Es un material que tiene propiedades tóxicas;
por ejemplo: cromato de plomo, asbesto,
gasolina, etc.
• Pueden ser orgánicas o inorgánicas.
• Pueden ser tóxicos sistémicos o tóxicos
órgano-específicos.
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Sustancias Tóxicas
Tóxicos
orgánicos
Originadas por organismos vivos.
Contienen carbón y frecuentemente son
moléculas grandes que pueden obtenerse
de fuentes naturales o ser sintetizadas por
el hombre.
Tóxicos
inorgánicos
Sustancias químicas específicas que no
son derivadas de organismos vivos.
Generalmente son moléculas pequeñas
con pocos átomos (como el NO2).
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Tóxicos Sistémicos
• Un tóxico sistémico es uno que afecta al
organismo entero o a muchos órganos.
• Por ejemplo:
– El cianuro de potasio afecta virtualmente cada
órgano y célula del organismo, interfiriendo la
capacidad de las células para utilizar el
oxígeno.
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Tóxicos Específicos
• Un tóxico puede afectar solamente tejidos u
órganos específicos, no afectando al organismo
en su totalidad.
• Estos sitios se llaman órgano blanco o tejido
blanco.
• El benceno es un tóxico órgano-específico para
la médula ósea.
• El plomo tiene tres órganos blanco: SNC, riñón
y sistema hematopoyético.
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Dosis y Dosis-Respuesta
• Dosis es la cantidad de una sustancia
administrada en un momento dado.
• Los parámetros más importantes para
caracterizar la exposición a xenobióticos
son:
– El número de dosis.
– La frecuencia de la dosis.
– El período o tiempo total de la dosis.
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Dosis
• Por ejemplo:
– 650 mg de plomo en dosis única.
– 500 mg de Ampicilina cada 8 horas por 10 días.
– 100 mg de Aspirina por día por 90 días.
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Tipos de Dosis
• Dosis de la exposición: la cantidad de un
xenobiótico encontrada en el ambiente.
• Dosis absorbida: la cantidad real de la dosis
de exposición que entra al organismo.
• Dosis administrada: la cantidad
administrada usualmente por cualquier vía.
• Dosis total: la suma de todas las dosis
individuales (todas las vías).
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Dosis Fraccionada
• Fraccionar una dosis total disminuye la
probabilidad de causar intoxicación.
• La razón de esto es que el organismo puede
reparar el efecto de cada dosis subtóxica si
pasa el tiempo suficiente antes de recibir la
siguiente dosis.
• Así, la dosis total, peligrosa en dosis única, no
es tóxica cuando se administra en un período
de tiempo.
32
Dosis Fraccionada
• Por ejemplo, 30 mg de estricnina ingeridos
en una dosis podría ser fatal para un adulto,
mientras que 3 mg de estricnina ingeridos
cada día durante 10 días podría no ser fatal.
33
Unidades de Medida
• La unidad más utilizada es el miligramo
(mg).
– Por unidad de peso corporal: mg/kg
– Por área de superficie: mg/m2
– Por volumen de aire: mg/m3
• La unidad de medida usual es el
mg/kg/día.
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Otras unidades equivalentes
Unidad
Kilogramo (kg)
Equivalente del gramo
1000.0 g
Forma exponencial
103 g
Gramo (g)
1.0 g
1g
Miligramo (mg)
0.001 g
10-3 g
Microgramo (µg)
0.000,001 g
10-6 g
Nanogramo (ng)
0.000,000,001 g
10-9 g
Picogramo (pg)
0.000,000,000,001 g
10-12 g
Femtogramo (fg)
0.000,000,000,000,001 g
10-15 g
35
Unidades de Exposición
Ambiental
• Estas unidades se expresan como la cantidad
de un xenobiótico en una unidad del medio:
– miligramos por litro (mg/l o mg/L) para líquidos;
– miligramos por gramo (mg/g) para sólidos; y
– miligramos por metro cúbico (mg/m3) para aire.
– partes por millón (ppm) para gases y vapores.
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Relación dosis-respuesta
• Es un concepto fundamental en
Toxicología, ya que correlaciona la
exposición y el espectro de efectos
inducidos.
• Se basa en los datos observados en animales
de experimentación, datos clínicos en
humanos o en estudios celulares.
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Relación dosis-respuesta
• Establece el hecho y la causalidad de que la
sustancia química realmente ha inducido los
efectos observados.
• Establece la dosis más baja donde ocurre un
efecto inducido (el efecto umbral).
• Determina el rango en el cual aumenta el
efecto o daño (la curva o pendiente de la
dosis-respuesta).
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Dosis-respuesta
• La dosis-respuesta es la media ± 1 desviación
estándar, que incorpora al 68% de los
individuos.
• La varianza se representa como 2 desviaciones
estándar, que incorpora al 95% de las
respuestas.
• A mayor desviación estándar, mayor
variabilidad en la respuesta.
39
Curva de variación de respuesta
40
Curva de dosis-respuesta
• Tiene la forma de una curva sigmoide.
• Se ajusta a los puntos de datos obtenidos de
los individuos.
• El punto en el cual aparece la toxicidad por
primera vez se llama nivel umbral.
41
Curva de dosis-respuesta
42
Pendiente de dosis-respuesta
43
Umbral
• El umbral para efectos tóxicos ocurre en el
punto donde se ha excedido la capacidad del
organismo para destoxificar un xenobiótico o
reparar un efecto tóxico.
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Potencia Tóxica
• La potencia tóxica de una sustancia es la relación
entre su dosis y la respuesta que produce en un
sistema biológico.
• La severidad de la acción del agente tóxico estará en
función de su concentración en el órgano “blanco”.
• La capacidad de daño de un material dependerá de su
composición química, del tipo y grado de exposición
y de su destino en el organismo.
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Dosis Letal Media
• Dosis Letal Media (DL50): es la cantidad
o concentración que mata a la mitad de los
animales expuestos.
• Se expresa en mg/kg de peso.
• Se emplea para sustancias líquidas o
sólidas administradas por vía oral (ratas) o
dérmica (conejos).
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Curvas de dosis-respuesta
• Las curvas de dosis-respuesta se utilizan
para derivar dosis estimadas de sustancias
químicas.
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Dosis Efectiva (DE)
• La DE se utiliza para indicar la efectividad de una
sustancia y se refieren a un efecto benéfico.
DE0
Efectiva para el 0% de la población
DE10
Efectiva para el 10% de la población
DE50
Efectiva para el 50% de la población
DE90
Efectiva para el 90% de la población
48
Dosis Tóxica (DT)
• La DT se utiliza para indicar la dosis que
causa efectos tóxicos adversos.
DT0
Tóxica para el 0% de la población
DT10
Toxica para el 10% de la población
DT50
Tóxica para el 50% de la población
DT90
Tóxica para el 90% de la población
49
Curva de dosis efectiva
y dosis tóxica
50
NOAEL y LOAEL
• NOAEL es el nivel de efecto adverso no
observado (No Observed Adverse Effect Level)
y es el punto más alto de datos en el cual no
hubo un efecto tóxico observado.
• LOAEL es el nivel bajo de efecto adverso
observado (Low Observed Adverse Effect
Level) y es el punto más bajo de datos en el
cual no hubo un efecto tóxico observado.
51
NOAEL y LOAEL
52
NOEL y LOEL
• NOEL es el nivel de efecto no observado (No
Observed Effect Level).
• LOAEL es el nivel más bajo de efecto
observado (Lowest Observed Effect Level).
• El NOEL y el LOEL no necesariamente
implican efectos nocivos o tóxicos y pueden
ser utilizados incluso para describir efectos
benéficos de medicamentos.
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GRADO 4 - SEVERO
HMIS
NFPA
NOM-010-STPS
DL50 – Oral (mg/kg)
0a1
<5
[ 1
DL50 – Dérmica (mg/kg)
0 a 20
< 40
[ 20
DL50 – Inhalación (mg/L)
0 a 0.2
< 0.5
[ 0.05
HMIS
NFPA
NOM-010-STPS
> 1 a 50
> 5 a 50
> 1 a 50
DL50 – Dérmica (mg/kg)
> 20 a 200
> 40 a 200
> 20 a 200
DL50 – Inhalación (mg/L)
> 0.2 a 2
> 0.5 a 2
> 0.05 a 0.5
HMIS
NFPA
NOM-010-STPS
> 50 a 500
> 50 a 500
> 50 a 500
DL50 – Dérmica (mg/kg)
> 200 a 1000
> 200 a 1000
> 200 a 1000
DL50 – Inhalación (mg/L)
> 2 a 20
> 2 a 10
> 0.5 a 2
HMIS
NFPA
NOM-010-STPS
DL50 – Oral (mg/kg)
> 500 a 5000
> 500 a 2000
> 500 a 5000
DL50 – Dérmica (mg/kg)
> 1000 a 5000
> 1000 a 2000
> 1000 a 2000
DL50 – Inhalación (mg/L)
> 20 a 200
> 10 a 200
> 2 a 20
HMIS
NFPA
NOM-010-STPS
DL50 – Oral (mg/kg)
> 5000
> 2000
> 5000
DL50 – Dérmica (mg/kg)
> 5000
> 2000
> 2000
DL50 – Inhalación (mg/L)
> 200
> 200
> 20
GRADO 3 – SERIO
DL50 – Oral (mg/kg)
GRADO 2 – MODERADO
DL50 – Oral (mg/kg)
GRADO 1 – LIGERO
GRADO 0 – MINIMO
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