Apuntes Qm Toxicológica. Profa R.E. Caballero 2015

CAPÍTULO VI

TOXICO DINÁMICA

La fase dinámica de la acción de sustancias toxicas comprende las reacciones primarias, la

producción de un efecto bioquímico y finalmente de un respuesta fisiológica o de comportamiento.

Los efectos adversos observados comprenden esta última etapa (Peña, 2001).

Una vez los xenobióticos o sus metabolitos alcanzan el receptor se producen las interacciones entre

ambas entidades, las cuales conllevan de efecto bioquímico.

Las dos características fundamentales de un receptor son: la capacidad de reconocimiento hacia

ligandos específicos y el componente amplificador, es decir, la habilidad del complejo receptor ligando

para iniciar la respuesta biológica (Fundación Santa Fé, 2003).

Los receptores son generalmente proteínas integrales embebidas en las bicapas fosfolípidicas de las

membranas celulares.

La interacción entre ligando y receptor se encuentra estabilizada por diferentes tipos de fuerzas:

enlaces covalentes, interacciones electrostáticas, puentes de hidrógeno, transferencia de carga,

interacciones hidrofóbicas, fuerzas de dispersión de Van der Walls (Fundación Santa Fé, 2003).

Producto de la interacción ligando receptor se produce un efecto bioquímico el cual es la primera

respuesta del organismo. Estas respuestas pueden incluir: inhibición o activación enzimático,

alteración de la integridad de las membranas celulares, alteraciones del anabolismo, ya sea en el

metabolismo de lípidos y carbohidratos. También el mal funcionamiento de la síntesis proteica es un

efecto bioquímico producto de la fase dinámica (Herber, 1996)..

La respuesta fisiológica o de comportamiento es aquella observable en el organismo afectado,

conociéndose como una alteración del estado normal o patología.

A continuación se describe algunos tipos de respuesta:

Mutagénesis: es la introducción de cambios heredables o mutaciones en el genotipo como

consecuencia de alteraciones o pérdida de genes o cromosomas o sus partes debido a la habilidad

de un agente físico, químico o biológico (Mc Gregor, 1996).

Teratogénesis: es la producción de malformaciones estructurales o defectos en la descendencia por

un agente físico o químico (Mc Gregor, 1996)..

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Carcinogénesis: es la inducción de la formación de neoplasmas malignos por agentes físicos,

químicos o biológicos.

Efectos en el sistema inmunológico: estos efectos se pueden resumir de la siguiente manera:

1. Disminución en la resistencia a enfermedades.

2. Aumento en la incidencia de cáncer.

3. Desordenes autoinmunes.

4. Hipersensibilidad y alergia.

5. Problemas en el metabolismo de medicamentos.

Efectos dérmicos:

La toxicología dérmica considera tanto los efectos directos de las toxinas ambientales sobre el

cuerpo, como los efectos sistémicos de la absorción cutánea. Además, aquellas sustancias

absorbidas por medio de otras rutas pueden tener afinidad hacia la piel, de forma que ésta se

convierte en blanco de toxinas que no se absorben a través de ella.

Las toxinas que pasan la barra dérmica son generalmente lipofilicas, característica que favorece la

neurotoxicidad. Independiente de cualquier efecto sistémico, la respuesta cutánea más común frente

a toxinas ambientales es la dermatitis.

Respuesta del sistema respiratorio.

El sistema respiratorio exhibe el primer contacto en la mayoría de las exposiciones ambientales.

Gases como el dióxido de azufre, dióxido de nitrógeno, ozono, amoniaco y cloro son irritantes en las

vías respiratorias.

Además de los efectos irritantes, los gases y vapores producen efectos dañinos como asfixia, es

decir, la interferencia del transporte de oxigeno. Ejemplos de estos gases son el monóxido de

carbono, sulfuro de hidrogeno y cianuro de hidrogeno.

El asma y la bronquitis crónica pueden tener origen ocupacional, así como las condiciones conocidas

como pneumoconiosis y asbestosis. La primera es una reacción de los pulmones frente a la

inhalación de polvos de origen orgánico o inorgánico que resulta en alteraciones de la estructura de

los pulmones y deterioro de su función. Un tipo muy común de pneumoconiosis es la silicosis

producida por inhalación de dióxido de silicio (Peña y col., 2004).

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La asbestosis por su parte es una condición seria e incurable, producida por la inhalación de la fibra

de asbesto.

El cáncer en las vías respiratorias es causada por sustancias como: hidrocarburos policíclicos

aromáticos, cromatos, asbesto, compuesto de níquel.

Hepatoxicidad:

El hígado es esencial para el depósito metabólico que casi todos los xenobióticos. El proceso se

produce sin daño al tejido hepático.

Algunos compuestos como el tetracloruro de carbono son tóxicos y producen metabolitos que causan

daño hepático.

El daño hepático se produce mayormente por acumulación de xenobióticos o sus metabolitos.

Los factores que promueven tal acumulación son: la presencia de enzimas con función alterada

debido a defectos genéticos, la inducción de enzimas y la interferencia entre sustancias.

Los diferentes mecanismos que causan daño hepático son: enlace covalente; peroxidación lípidica,

cambios en los grupos tiolicos, inhibición enzimática, isquemia, agotamiento del ATP, daño a

organelos celulares, daño al ADN, apoptosis (Jones, 1996)..

La respuesta hepática más común hacia el daño celular pueden ser: ocurrencia de hígado graso,

necrosis o muerte celular, colestosis o sea defectos en el flujo biliar, cirrosis, enfermedades veno-

oclusivas, proliferación de peroxisomas y cáncer.

Nefrot oxicidad :

Se define como una disfunción que surge como resultado directo o indirecto de la exposición a

medicamentos y sustancias químicas ambientales o industriales.

El riñón es un órgano metabolitamente activo y tienen una elevada ruta de consumo de oxigeno.

Muchos de los mecanismos de transporte en el riñón permiten “concentrar xenobióticos en sus

células epiteliales. La re-absorción de compuestos de naturaleza cationica puede llevar a la

concentración de estos.

Algunos de los mecanismos de protección de los que dispone el riñón son: oxidación catalizada por el

citocromo P-450; reducción del glutatión, reacciones hidrolíticas de la epóxido hidrolasa, formación de

glucorónidos, complejos proteicos, enzimas hidrolíticas de los lisozomas.

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Entre los nefrotóxicos más comunes están los metales, las micotoxinas, analgésicos como la

fenacetina, aspirina e indometacina, así como los solventes orgánicos y pesticidas.

Entre los principales cancerigenos están: la aflatoxina B, asbestos, dietilnitrosaminas, productos del

tabaco.

Neurotoxicidad:

Este término se refiere a cualquier efecto tóxico sobre el sistema nervioso central o periférico. Los

efectos pueden ser funcionales o sea de comportamiento o neurológicos, o bien neuroquímicos,

bioquímicos, fisiológicos o morfológicos.

La barrera cerebral protege al sistema nervioso central del acceso de muchos tóxicos. Esta barrera

está formada por células endoteliales de los capilares. Estas células están unidas por fuertes uniones

que prevén la entrada de sustancias hidrosolubles de baja masa muscular.

Las principales respuestas de este sistema hacia el daño toxicológico son: la neuropatía, mielinopatía,

el cáncer, y anormalidades del comportamiento.

En general, sustancias liposolubles entran fácilmente la barrera cerebral. Algunos de los neurotóxicos

más importantes son: metilmercurio, monóxido de carbono, disulfuro de carbono, arcrilamida,

arsénico, talio, la toxina botunílica, compuestos organofosforados.

Biomarcadores:

Los estudios toxicológicos buscan la detección temprana de los efectos antes de que se produzcan

las respuestas fisiológicas o de comportamiento. A este respecto se aplica el uso de marcadores

celulares o biomarcadores que son la base de bioensayos (Peña y col., 2004).

Idealmente, los biomarcadores deben ser capaces de detectar la exposición a nivel del efecto

bioquímico o antes.

Los biomarcadores son parámetros utilizados para identificar un efecto tóxico en un

organismo. Son indicadores que señalan eventos en un sistema biológico y que dan medida de la

exposición, el efecto o la susceptibilidad.

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Los biomarcadores se dividen en general en biomarcadores de exposición a sustancias cancerigenas,

a sustancias no cancerigenas, biomarcadores de susceptibilidad y biomarcadores para el entorno.

FIGURA 6.1. La fase dinamica incluye las reacciones primarias, el efecto bioquímico y la respuesta

fisiológica o de comportamiento.

Entre los biomarcadores de exposición a sustancias no cancerigenas se encuentra la hemoglobina.

Su ventaja es que tiene una vida media alta. Es útil para determinar la contaminación por monóxido

de carbono. Normalmente un nivel 1% se considera normal, mientras que un nivel de 3.5% se

considera anormal en el diagnostico de la carboxihemoglobinemia.

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La exposición hacia aminas aromáticas por formación de metahemoglobina es un bioensayo también

útil. Los valores de control se encuentran alrededor del 2%, mientras que un valor mayor del 5% se

considera anormal. Finalmente la exposición a pesticidas se decide mediante la formación de aductos

con la hemoglobina ( Loera, 2001).

La exposición a sustancias cancerigenas se decide por presencia de tiotéters en orina por conversión

de conjugadas con el glutatión. Los aductos de ADN o proteinas en orina o plasma, por ejemplo

3metil-adenin. Por exposición hacia agente metilantes del ADN o N-3hidroxietilhistidina en la

hemoglobina por exposición al oxido de etileno.

Ejemplos de biomarcadores de susceptiblilidad son la glucosa-6-fosfato deshidrogenasa y la alfa-1-

antitripsina. La deficiencia de la primera indica fragilidad eritrocítica o cual sugiere riesgo de anemia

por exposición a las aminas aromáticas. La segunda indica una pre-disposición a desarrollar enfisema

por inhalación de polvos y partículas.

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