3. La toxicología es el estudio de las sustancias tóxicas o venenos.
Abordaremos la exposición humana y la absorción de las sustancias
tóxicas en el ambiente, en particular en el aire que respiramos. La
interacción de los materiales tóxicos entre sí y con el cuerpo en su
conjunto, son factores importantes en la determinación de los
efectos adversos de los contaminantes del aire en la salud.
4. Las principales vías de exposición para los contaminantes del
aire, clasificadas según su importancia, son las siguientes:
• contacto con la piel o los ojos
• ingesta
• inhalación
5. PIEL
La piel no esta diseñada para la absorción. Cuando su superficie
no está dañada, la piel sirve como una barrera eficaz contra la
mayoría de sustancias toxicas.
6. OJOS
Los ojos son solo una vía menor de exposición. Debido a que
poseen muchos vasos sanguíneos diminutos cerca de la
superficie y a que carecen de una capa exterior gruesa, absorben
las sustancias más fácilmente que la piel. Ciertas sustancias
químicas, como el fluoroacetato, se absorben a través de los ojos
en cantidades suficientes como para originar un
envenenamiento sistémico.
7. INGESTA
La ingesta incluye el paso a través del aparato digestivo, aunque
esto no solo se aplica a las sustancias que se comen.
Las sustancias transportadas por el aire que entran a las vías
respiratorias a través de la boca o la nariz pueden ser retenidas
en la capa protectora de la mucosa, transportadas a la faringe e
ingeridas.
8. INHALACION
la inhalación por los pulmones es la vía que supone más
problemas en lo que a contaminantes tóxicos del aire se refiere.
La mayoría de las sustancias que se encuentran en los pulmones
tienen acceso fácil a la circulación por el cuerpo y pueden llegar
prácticamente a cualquier punto de este.
9. EXPOSICION Y DOSIS
La exposición se caracteriza por el contacto entre un agente y un
organismo. El nivel de exposición es la cantidad disponible de
una sustancia para la absorción.
10.
11. DESCRIPCION DE LOS EFECTOS DE LOS
CONTAMINANTES TOXICOS DEL AIRE
Los efectos adversos para la salud de los contaminantes tóxicos
del aire se pueden clasificar como locales o sistémicos.
Los efectos locales ocurren en la puerta de entrada; es decir, en
el lugar donde se produce la absorción. Las sustancias altamente
reactivas tienden a ejercer sus efectos localmente, en el primer
lugar de contacto.
Los efectos sistémicos ocurren en un lugar distinto, después de
que una sustancia ha sido absorbida, distribuida y quizás incluso
metabolizada.
12. TEJIDO DIANA
La parte del cuerpo en la que una sustancia química origina efectos
adversos se denomina tejido diana. Pero un “tejido” diana puede
ser, en realidad, un órgano íntegro, un tejido, una célula o tan solo
un componente subcelular. Las mutaciones, por ejemplo, son
efectos subcelulares en los que algunas sustancias químicas tóxicas
alteran el material genético.
13. CLASIFICACION DE LA ACTIVIDAD
ENTRE SUSTANCIAS QUIMICAS
Las personas están expuestas a más de un contaminante a la
vez, las interacciones químicas, al relacionarse con los efectos en
la salud, constituyen consideraciones importantes para
determinar los riesgos de exposición de individuos y de la
población a los contaminantes tóxicos del aire
14. TIPOS GENERALES DE INTERACCIONES
QUÍMICAS
Los efectos de la exposición simultánea a una combinación
de dos o más sustancias tóxicas se pueden clasificar en
alguno de los tres tipos generales que se presentan a
continuación:
• aditivos (adición);
• sinérgicos (sinergia), y
• antagónicos (antagonismo).
15. Un efecto aditivo es un efecto combinado de dos o más
sustancias químicas que equivale a la suma de los efectos
aislados de cada una de ellas.
Por ejemplo, los efectos de distintos plaguicidas
organofosforados se combinan de manera aditiva.
16. La sinergia supone un efecto combinado de dos o más sustancias
químicas que es mucho mayor que la suma de los efectos de
cada sustancia por sí sola.
El tetracloruro de carbono y el etanol son un buen ejemplo.
La exposición simultánea a estas dos sustancias químicas —
ambas hepatotóxicas (tóxicos hepáticos)— produce mucho más
daño al hígado del que se hubiera producido de manera aditiva.
17. La potenciación es un tipo particular de sinergia en el que una
sustancia que no ejerce efecto alguno en determinada zona
corporal aumenta los efectos tóxicos de otra sustancia en dicha
zona.
La interacción de las partículas de gas en los pulmones es un
mecanismo sinérgico importante en la toxicología de la
contaminación del aire. A veces, los gases adsorbidos en las
partículas pueden penetrar más profundamente en los
pulmones (y, por consiguiente, experimentar mayor absorción y
ejercer un mayor efecto) que si hubieran sido inhalados en la
fase gaseosa. Un caso típico de esta clase de interacción es el gas
de fluoruro de hidrógeno adsorbido al aerosol de sulfato de
berilio.
18. En el antagonismo, dos o más sustancias químicas interfieren en
las acciones de cada una de ellas (o bien una interfiere con la
acción de la otra), por lo que el efecto combinado es menor que
la suma de los efectos químicos individuales.
La interacción antagónica constituye la base para la mayoría de
antídotos de venenos. Asimismo, el potencial carcinogénico del
arsénico es contrarrestado de esta manera por el selenio.
19. Toxicocinética: ADME o qué hace
el cuerpo con las sustancias que
ingresan
El factor crucial para determinar los efectos adversos en
la salud que resultan de la exposición a una sustancia
química tóxica es la cantidad de esta que llega hasta un
tejido diana. Esta dosis efectiva depende, en parte, de
cuatro factores, comúnmente resumidos por las siglas
ADME:
• Absorción;
• Distribución (por determinados lugares de
almacenamiento);
• Metabolismo (biotransformación)
• Excreción.
20. Absorción
Para que un organismo se mantenga
vivo, debe tener la capacidad de tomar
de su alrededor los nutrientes que
necesita. En el cuerpo humano, las vías
respiratorias y el aparato digestivo
están especialmente diseñados para
hacer eso.
Lamentablemente, este eficiente
sistema de absorción de nutrientes
funciona igualmente bien para la
absorción de muchas sustancias
tóxicas que entran a los pulmones o al
aparato digestivo.
22. Las sustancias pueden cruzar las membranas biológicas mediante
el transporte activo o pasivo.
23. LA PIEL
Algunas sustancias transportadas por el aire pueden atravesar la
barrera de la piel. La mayoría de sustancias químicas absorbidas de
esta manera pasan a través de la piel misma, las células epidérmicas.
Las glándulas sudoríferas y los folículos del pelo, a pesar de
proporcionar acceso fácil al cuerpo, son muy pocos y se encuentran
muy distanciados como para producir alguna consecuencia.
24. La absorción a través de la piel depende de varios factores:
• Las propiedades de la sustancia química misma.
• El espesor de la capa exterior de la piel.
• La difusividad de la capa exterior. Por ejemplo, las sustancias tóxicas
cruzan fácilmente la piel del escroto, la cual es sumamente delgada y
tiene alta difusividad.
• Estado de la capa exterior (es decir, si está intacta o dañada).
• Contenido de agua de la capa exterior (la alta hidratación
incrementa la absorción).
25. LOS PULMONES
La mayor cantidad de absorciones de contaminantes tóxicos del aire
ocurre en los pulmones.
La captación de productos químicos que se inhalan depende de
algunos factores:
• propiedades químicas y físicas de las sustancias;
• la anatomía y función respiratoria y cardiovascular
de la persona;
• la tasa y profundidad de respiración.
26. Diversas vías por las
cuales las sustancias
inhaladas pueden
alcanzar la circulación
27. APARATO DIGESTIVO
Debido a que las sustancias atrapadas por la cobertura de mucosa
del aparato respiratorio pueden ser ingeridas con el tiempo, el
aparato digestivo constituye una vía posible de exposición para los
contaminantes tóxicos del aire bajo la forma de partículas (líquidas
o sólidas).
28. La absorción puede realizarse a lo largo de
todo el aparato digestivo, incluida la boca y
el recto, pero el intestino delgado es la zona
principal donde ella puede ocurrir.
29. Todo lo absorbido a través del intestino delgado se desplaza primero
al hígado para ser procesado, con lo cual este se convierte en un
enlace vital para otros procesos toxicocinéticos de
distribución, metabolismo y excreción.
Los procesos que puede iniciar el hígado posteriormente incluyen
los siguientes:
• almacenamiento;
• secreción dentro de la bilis;
• descarga en la circulación general.
Una vez que una sustancia es absorbida, se puede distribuir a
distintas partes del cuerpo de diversas maneras.
30. DISTRIBUCION
Una vez que una sustancia es absorbida dentro del torrente
sanguíneo, puede alcanzar virtualmente cualquier parte del cuerpo.
Sin embargo, todavía deberá dejar el torrente sanguíneo y entrar en
las células corporales. La tasa de distribución a un tejido depende
principalmente de dos factores:
• El flujo sanguíneo a través del tejido.
• La facilidad con que la sustancia química atraviesa la membrana
capilar y penetra las células del tejido (es decir, la capacidad que
tiene para atravesar las membranas celulares). Generalmente, la
alta liposolubilidad es buena conductora para efectuar el transporte
a través de membranas biológicas
31. Algunas sustancias no atraviesan fácilmente las membranas
celulares (a menos que sean transportadas activamente) y, por
consiguiente, tienen una distribución limitada. Las sustancias que
pasan fácilmente a través de las membranas celulares se distribuyen
por todo el cuerpo. A menudo, después de la exposición, la
distribución de una sustancia varía con el tiempo.
32. Poco después de la absorción, la mayor parte del plomo inorgánico se localiza en el
hígado, los riñones y los glóbulos rojos. Sin embargo, dos horas después, 50 por ciento se
encuentra en el hígado y un mes después, 90 por ciento del plomo restante en los huesos.
33. Almacenamiento
Algunas sustancias presentan afinidades a ciertos tejidos o componentes
tisulares. El almacenamiento a menudo ocurre cuando la tasa de absorción de una
sustancia es mayor que su tasa de metabolismo o excreción. El siguiente cuadro
indica en qué momento diversas sustancias químicas tienden a acumularse en el
cuerpo y dónde tienden a ejercer sus efectos tóxicos
34. Metabolismo (biotransformación)
El tercer proceso de la secuencia ADME, el metabolismo, también es
conocido —quizá más descriptivamente— como biotransformación.
Comprende la suma de los procesos por los cuales un organismo vivo
somete a una sustancia extraña a un cambio químico. La
biotransformación de sustancias tóxicas en el cuerpo busca que las
sustancias lipofílicas sean más hidrofílicas o solubles en agua. Los
seres humanos cuentan con un arsenal variado de procesos
enzimáticos que promueven esta conversión beneficiosa, que ayuda
a la excreción de las sustancias nocivas.
35.
36. Algunos puntos básicos relacionados con la biotransformación
son los siguientes:
• El compuesto de origen se puede integrar o descomponer para
formar nuevos compuestos llamados metabolitos.
• Los metabolitos pueden ser más o menos tóxicos que el
compuesto de origen.
• El órgano principal de la biotransformación es el hígado;
también ocurre, vía reacción enzimática, en el plasma de la
sangre, los riñones, los pulmones, el aparato digestivo, la piel, las
gónadas y la placenta.
37. • Algunas sustancias químicas (por ejemplo, los insecticidas
organoclorados como el DDT, ciertos herbicidas y diversos
hidrocarburos poliaromáticos [PAH, por sus siglas en inglés] como el
benzopireno) aumentan la cantidad y actividad de las enzimas
microsómicas. Como resultado, estos inductores químicos
incrementan su propio metabolismo, lo cual podría ser protector si
dicho metabolismo fuera destoxificante, pero podría ser perjudicial
si el metabolismo aumentara la toxicidad (por ejemplo, el
incremento de toxicidad del tetracloruro de carbono que sigue a la
inducción enzimática por el DDT).
• Algunas sustancias químicas (por ejemplo, los insecticidas
organofosfatados, el tetracloruro de carbono, el ozono y el
monóxido de carbono) inhiben las enzimas microsómicas. Esta
inhibición puede dar lugar a la persistencia de alguna sustancia
que, en condiciones normales, se metabolizaría.
38. Excreción
Las sustancias pueden salir del cuerpo o excretarse de diferentes
maneras. Las cantidades reducidas de sustancias se pueden eliminar
mediante las secreciones de sudor, lágrimas, saliva y leche; sin
embargo, así como la piel es una vía insignificante de absorción, las
mencionadas secreciones constituyen vías menores para la excreción
de sustancias tóxicas.
39. Una vía algo más significativa son los pulmones, que constituyen
la vía principal de eliminación para las sustancias que se
encuentran en forma gaseosa a la temperatura del cuerpo. El
tetracloruro de carbono, incluso cuando se ingiere en forma
líquida, se puede excretar parcialmente por los pulmones bajo la
forma de vapor.
Como se mencionó anteriormente, el hígado se encuentra en
primera línea en la eliminación de las sustancias tóxicas porque
procesa toda la sangre que proviene directamente del intestino
delgado. Los tóxicos se pueden secretar en la bilis dentro del
intestino delgado para eliminarse en las heces. Esta es la vía
primaria de excreción para muchos metales traza como el
cadmio, el mercurio y el plomo, y para ciertas moléculas
grandes, como los plaguicidas
40. Los riñones son los órganos principales en la remoción de las
sustancias tóxicas del torrente sanguíneo. El proceso comprende la
filtración, la difusión y la secreción activa, al igual que con el
procesamiento de los productos finales del metabolismo. Como
hemos visto, generalmente la biotransformación convierte los
tóxicos en sustancias más solubles en agua, las cuales no tienden a
reabsorberse y son más fácilmente excretables por los riñones.
