tema 3. introducción a la toxicología
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Historia de la Toxicología, conceptos claves y clasificaciones.TRANSCRIPT
Introducción a la Introducción a la ToxicologíaToxicología
Introducción a la Introducción a la ToxicologíaToxicología
Anabel G. Tatis R. M.Sc.Biotecnología - ULatina
Etimología : “Ciencia que estudia los venenos”
Definición actual de Toxicología
Ciencia que estudia las sustancias químicas y los agentes físicos en cuanto son capaces de producir alteraciones patológicas a los seres vivos, a la par
que estudia los mecanismos de producción de tales alteraciones y los medios para contrarrestarlas, así como los procedimientos para detectar, identificar y
determinar tales agentes y valorar su grado de toxicidad.
TOXICOLOGÍA
Toxicología
Química
Biología
Fisiología
Farmacología
Patología
Medicina General
DISCIPLINAS O ESPECIALIDADES DE LA
TOXICOLOGÍA La toxicología La toxicología
ambientalambiental, que estudia las sustancias químicas que contaminan los alimentos, el agua, el suelo o la atmósfera. Estudia la forma en que las diferentes plantas, animales y seres humanos son afectados por la exposición a las sustancias tóxicas.
La toxicología ocupacional (industrial), ), que analiza los efectos en la salud que tiene la exposición a las sustancias químicas en el lugar de trabajo.
La toxicología La toxicología reglamentariareglamentaria, que reúne y evalúa información toxicológica existente para establecer normas de exposición "sin riesgos" sobre la base de las concentraciones.
La toxicología de los La toxicología de los alimentosalimentos, que aborda el abastecimiento al consumidor de alimentos seguros y comestibles.
La toxicología clínicaLa toxicología clínica, que analiza enfermedades y afecciones relacionadas con la exposición a sustancias tóxicas a corto y a largo plazo.
DISCIPLINAS O ESPECIALIDADES DE LA
TOXICOLOGÍA
La toxicología descriptivaLa toxicología descriptiva, que gira en torno a la recolección de información toxicológica derivada de la experimentación en animales. Estos experimentos se usan para establecer la cantidad de una sustancia química que puede producir una enfermedad o la muerte.
La toxicología La toxicología mecanicistamecanicista, que realiza observaciones sobre la manera en que las sustancias tóxicas producen sus efectos.
La toxicología forenseLa toxicología forense, que se emplea para ayudar al establecimiento de relaciones causa-efecto entre la exposición a un medicamento o a una sustancia química y los efectos tóxicos o mortales que causa esa exposición.
La toxicología La toxicología analíticaanalítica, que identifica la sustancia tóxica a través del análisis de los líquidos corporales, el contenido estomacal, los excrementos o la piel.
Papiro de Ebers (año 1500 a de Papiro de Ebers (año 1500 a de CC)
Primera referencia escrita sobre venenos tan conocidos como la cicuta, el opio, metales como el plomo, cobre, antimonio y alcaloides como la belladona y la digital.
PrehistoriaPrehistoria: : Existía la Toxicología en cuanto que los hombres usaban venenos de plantas y animales para la caza, la guerra, el asesinato.
ANTECEDENTES HISTÓRICOS
Grecia antigua: Grecia antigua: los venenos eran un modo de ejecución del estado (la cicuta de Sócrates, 399 a.C.)
Teofrasto, 370-286 AC (discípulo de Aristóteles):Descripción de plantas venenosas.
Antecedentes históricos
Hipócrates (400 a.C.)Veneno de las serpientes,
intoxicaciones por metales y otras enfermedades asociadas con determinadas actividades profesionales
Mitridates, Rey de Ponto (132 –136 a.C.): Tomaba mezclas de antídotos. Desarrollo el primer antídoto: mitridatum.
Dioscórides, 40-80 d.C.: agrupó venenos y antídotos según su origen vegetal, animal y mineral.
Antecedentes históricos
EDAD MEDIA
El progreso es mínimo, se destacan los escritos de venenos de Maimónides y Pietro D’abano.
Maimónides
1135-1204
EL RENACIMIENTOParace
lso1493-1541 Introducción de productos como tabaco, coca, curare y mescal.
Etapa de la primera ampliación de los tóxicos de origen natural.
Antecedentes históricos
Paracelsus (1493-1541)
¿Hay algo que no sea veneno?
Todo es veneno y no hay nada que no lo sea.
Solamente la dosis determina que una cosasea o no veneno: Dosis sola facit venenum.
Theophrastus Bombastus von Hohenheim
Antecedentes históricos
Antecedentes
históricosPlinio (23 a 70 D.C.)Primero en sugerir la utilización de máscaras protectoras durante exposiciones ocupacionales
Georgius Agrícola (1494-1555)
Describió enfermedades asociadas con la minería y la metalurgia, sugiriendo métodos de prevención, incluso la ventilación de las minas.
Antecedentes
históricosBernardino Ramazzini (1633-1714)
Ha sido llamado padre de la medicina ocupacional.
Discutió muchas enfermedades a nivel ocupacional en mineros, pintores y otros.
Las dos obras más antiguas sobre la acción de los tóxicos en el ambiente:
“De morbis artificium diatriba“
Del italiano Ramazzini (1700)
“De los daños que pueden ocasionar a la salud pública la tolerancia de
algunas manufacturas dentro de los pueblos”
Del sevillano Ximenez de Lorite (1790)
James Marsh, 1836
Descubrió un método de determinación del arsénico.
Mathieu Bonaventure Orfila, 1815Publicó el primer libro dedicado a la toxicología.
Antecedentes históricos
Antecedentes históricos
La toxicología moderna, como hoy se entiende, comenzó hacia 1850 con la explosión de la
ciencia, el desarrollo de anestésicos, desinfectantes y otras sustancias químicas y se ha
desarrollado de manera exponencial en los últimos 30-50 años.
Personaje Fecha Aportación
Gula 4500 AC Primera deidad asociada con los envenenamientos
Shen Nung 2000 AC Emperador chino, experimentó con venenos y antídotos vegetales.
Papiro de Ebers 1500 AC Proporciona las descripciones más antiguas de los venenos.
Homero 850 AC Describe como Ulises envenenaba sus flechas con venenos de serpientes.
Aristóteles 384-322 AC Describe la preparación y uso de las flechas envenenadas.
Teofrastro 370-286 AC En su historia Plantarum se refiere a las plantas venenosas.
Hipócrates 460-370 AC Escribió de las serpientes e intoxicación por metales
Sócrates 470-399 AC Ejecutado con envenenamiento con cicuta.
Mitridates 132-63 AC Desarrolló uno de los primeros antídotos universales: mitridatum.
Cleopatra 69-30 AC Suicidio con veneno de áspid.
Dioscórides 40-80 En su materia médica, primera clasificación de los venenos en animales, vegetales y minerales.
Galeno 129-200 Teriaca contra mordeduras, picaduras y venenos.
Maimonides 1135-1204 Tratado acerca de venenos y antídotos.
Paracelso 1493-1541 Introduce el concepto de dosis en toxicología (dosis sola facit venenum)
Catalina de Medicis
1500?s Introduce en Francia técnicas italianas de envenenamiento.
H. Spara Ejecutada en 1659 Enseña a las mujeres como envenenar a sus maridos.
Bernardino Ramazzini
1633-1714 Considerado como el padre de la Toxicología Laboral.
P. Physick 1768-1837 Utilidad de lavado gástrico para eliminar venenos.
M. Bertrand 1813 Demuestra eficacia del carbón en la ingestión del arsénico.
PF. Touery 1831 Eficacia del carbón activado contra la estricnina.
Orfila 1787-1853 Introduce el método experimental en toxicología.
RA. Peters Siglo XX Introdujo los conceptos de “lesión bioquímica” y “síntesis letal”
Gases como el gas gas lacrimógeno,lacrimógeno, el gas el gas cloro y fosgenocloro y fosgeno (irritantes de los pulmones), y el gas gas mostazamostaza (que produce graves quemaduras) se utilizaron por primera vez en la 1a Guerra Mundial (1914-1918).
"Guerra química y biológica", Enciclopedia Encarta® 98
2a Guerra Mundial(1939-1945)
Se agravan los casos de contaminación, cuando el mundo aumentó el consumo de energía, la extracción, producción y uso de diversas sustancias químicas.
Varios episodios dramáticos en el mundo impulsan la legislación ambiental
Estados Unidos, 1952
Centro de lucha contra las intoxicaciones.
Fornier y Ministerio de Educación Nacional Francés, 1968 Reconocen la necesidad de enseñar Toxicología en Medicina.
“Smog” de Londres
1952
4076 defunciones
Grandes “incidentes tóxicos”
Japón
1955
Enfermedad de Itai-Itai 200 casos graves
Turquía Hexaclorobencenoen semillas3,000 casos
Grandes “incidentes tóxicos”
Bahía de Minamata, Japón
1956
Contaminación con
Metilmercurio
200 casos graves
www.corbis.com/Michael S. Yamashita
Década 60
Paquistán y Guatemala contaminación por descargas de aguas residuales industriales.
Envenenamiento por consumo de pan contaminado con mercurio en Pakistán e Irak.
Más incidentes tóxicos…Más incidentes tóxicos…
19611961
Alemania y otros países europeos. 10000 niños nacidos con focomelias (malformaciones en las extremidades) por el uso de talidomida (hipnótico y tranquilizante) por gestantes (entre las semanas 3 a 6).Introducción en la legislación de estudios teratológicos de los medicamentos en animales.
““La Primavera Silenciosa” La Primavera Silenciosa” Raquel Carson, 1962Raquel Carson, 1962
Primer libro que llama la Primer libro que llama la atención sobre los graves atención sobre los graves problemas ambientales que problemas ambientales que el uso indiscriminado de las el uso indiscriminado de las sustancias químicas (los sustancias químicas (los plaguicidas) podría causar a plaguicidas) podría causar a largo plazo. largo plazo.
19761976Fuga de Dioxina (TCCD) en Seveso, Italia.
> 200 casos con cloracné, abortos espontáneos y contaminación del suelo. * 730 evacuados *
1970-80Costa Rica
1500 trabajadores bananeros afectados de infertilidad tras utilizar un nematocida (DBCP)
Más incidentes Más incidentes tóxicos…tóxicos…
Fuga de Isocianato de Fuga de Isocianato de metilometilo
1986. Accidente nuclear en Chernobyl, Rusia. Libera Cesio 137 por Europa y Asia Central.
ACCIDENTES
TÓXICOS
1989. Derrame de petróleo por Exxon Valdés en Alaska.
Colombia, 1992
Méjico, 1994
1999
Tauccamarca, Perú
24 niños muertos
Parathion?
Septiembre, 2002
Las Tablas, Panamá
Julio, 2002
Culebras Venenosas de Panamá
2003
Divisa, Panamá
Desastres Químicos
Anabel Tatis R., M.Sc.
Ecotoxicóloga
ESTUDIO DE LA NATURALEZA, MECANISMOS Y CUANTIFICACIÓN
DE LOS EFECTOS NOCIVOS PRODUCIDOS EN LOS ORGANISMOS VIVOS DEBIDO A LA EXPOSICIÓN A
AGENTES QUÍMICOS Y FÍSICOS.
Cualquier sustancia capaz de producir un efecto nocivo en un organismo vivo, desde el daño de sus funciones hasta la muerte.
Sustancia tóxicaSustancia tóxicaSustancia que causa lesión a organismos Sustancia que causa lesión a organismos
vivos como resultado de interacciones vivos como resultado de interacciones fisicoquímicas.fisicoquímicas.
XENOBIÓTIXENOBIÓTI
COCO
Compuestos extraños o exógenos a un organismo o medio en particular.
para vivir, formando asentamientos, del cual obtienen los elementos necesarios para satisfacer sus necesidades espirituales y físicas, y en el cual arrojan sus productos de desecho.
Es un sistema
complejo y sensible
en el cual se instalan
los seres humanos
Litósfera: cortezaLitósfera: corteza
Hidrósfera: aguaHidrósfera: agua
Atmósfera: aireAtmósfera: aire
Biosfera: seres vivosBiosfera: seres vivos
La hidrosfera y la atmósfera tienen una movilidad característica.
Todo elemento, compuesto, sustancia, derivado químico o biológico, energía, radiación, vibración, ruido o una combinación de ellos, cuya presencia en el ambiente, en ciertos niveles, concentraciones o períodos pueda constituir un riesgo para la salud y la calidad de vida de la población, la preservación de la naturaleza o la conservación del patrimonio ambiental.
Es cualquier sustancia química que está presente en el medio o entran a él como resultado de la actividad humana o está presente en una concentración más altas que lo normal.
Las formas de materia que exceden las concentracionesnaturales en un momento y sistema dados y causanefectos adversos en él.
agua
Capacidad inherente del agente tóxico de producir un efecto nocivo sobre los organismos vivos. Se requiere la
interacción de 3 elementos: Agente tóxico Sistema biológico Medio de contacto
Factores que modifican la Factores que modifican la toxicidad de los agentes químicostoxicidad de los agentes químicos
Factores Factores propios del propios del agenteagente
Factores propios del Factores propios del medio ambientemedio ambiente
Factores Factores propios propios del del individuoindividuo
Factores propios del agente Factores propios del agente químicoquímico
Propiedades fisicoquímicas
Solubilidad
Presión de vapor
Constante de ionización
Estabilidad
Vías de administración, velocidad de ésta y vehículo utilizado
Dosis y/o Concentración
Factores propios del Factores propios del individuoindividuo
♪ ♪ Absorción, distribución, metabolismo, Absorción, distribución, metabolismo, eliminacióneliminación
♪ ♪ Reactividad de los receptoresReactividad de los receptores
♪ ♪ Factores genéticosFactores genéticos
♪ ♪ Estado nutricional ♪ Estado de saludEstado nutricional ♪ Estado de salud♪ ♪ Sexo ♪ Edad Sexo ♪ Edad ♪ ♪ PersonalidadPersonalidad ♪ Raza ♪ Raza
Factores propios del Factores propios del medio ambientemedio ambiente
Temperatura ambientalTemperatura ambiental HumedadHumedad Hora del díaHora del día Estación del añoEstación del año Incidencia solarIncidencia solar Administración simultánea de otros Administración simultánea de otros
agentes químicosagentes químicos
DAÑODAÑO
DETERIORO O DETERIORO O ALTERACIÓN DE LAS ALTERACIÓN DE LAS FUNCIONES FUNCIONES FISIOLÓGICAS, FISIOLÓGICAS, BIOQUÍMICAS O BIOQUÍMICAS O HISTOLÓGICAS DE HISTOLÓGICAS DE UNA CÉLULA, TEJIDO UNA CÉLULA, TEJIDO U ÓRGANOU ÓRGANO.
EXPOSICIÓNEXPOSICIÓN
MEDIDA DE MEDIDA DE CONTACTO CONTACTO ENTRE LA ENTRE LA SUSTANCIA Y LA SUSTANCIA Y LA SUPERFICIE SUPERFICIE EXTERNA DEL EXTERNA DEL ORGANISMOORGANISMO..
PROPIEDADES PROPIEDADES FÍSICOQUÍMICAS DE LA FÍSICOQUÍMICAS DE LA SUSTANCIASUSTANCIA
• Solubilidad• Presión de vapor• Pka• Coeficiente de partición• Tamaño, etc.
RUTA DE EXPOSICIÓNRUTA DE EXPOSICIÓN• Vía de administración• Dosis• Vehículo
FACTORES FACTORES BIOLÓGICOSBIOLÓGICOS• Absorción, distribución,
biotransformación, excreción
• Edad, peso, sexo, estado de salud, etc.
FACTORESFACTORESAMBIENTALESAMBIENTALES
• Temperatura• Humedad• Presión
Además,ParenteralMucosas (ocular, vaginal…)
El peligro no está necesariamente El peligro no está necesariamente relacionado a la toxicidad, es más bien un relacionado a la toxicidad, es más bien un producto de la exposición y de la toxicidadproducto de la exposición y de la toxicidad. .
PeligroPeligro:: es el potencial de causar daño, y
RiesgoRiesgo: es la probabilidad de que se cause daño
PELIGRO
Cualquier cosa/situación que tenga la capacidad o potencial de causar daño.
El peligro asociado con una sustancia tóxica depende de su toxicidad y del potencial de exposición a la sustancia.
La probabilidad de exposición a la sustancia es un factor de riesgo.
RIESGONo debe
confundirse con "peligro".
Se aplica de manera más correcta a la frecuencia pronosticada o real de la ocurrencia de un efecto adverso de una sustancia química u otro peligro.
SEGURIDAD
Probabilidad de que no
se produzca daño en el
uso de una sustancia en
condiciones específicas.
Cualquier material que amenaza la salud humana y/o el medio ambiente.
• Están presentes en el aire, agua, suelo, o alimento.
Provienen de fuentes naturales y artificiales .
Pueden ingresar al ambiente por escapes accidentales o de rutina.
Pueden viajar por una gran variedad de rutas hasta llegar al medio ambiente.
Cualquier elemento que pueda descartarse o Cualquier elemento que pueda descartarse o disponerse deliberadamente bajo la suposición disponerse deliberadamente bajo la suposición de que no será usado después por el usuario de que no será usado después por el usuario primario, ó primario, ó
Cualquier sustancia o artículo que requiera ser Cualquier sustancia o artículo que requiera ser dispuesto por estar roto, gastado, contaminado o dispuesto por estar roto, gastado, contaminado o deteriorado. deteriorado.
Cualquier sustancia que constituya un material Cualquier sustancia que constituya un material residual o un efluente u otra sustancia excedente residual o un efluente u otra sustancia excedente indeseable, como resultado de la aplicación de indeseable, como resultado de la aplicación de cualquier proceso.cualquier proceso.
Subproducto de la sociedad, que puede poner en Subproducto de la sociedad, que puede poner en potencial peligro a la salud humana o alpotencial peligro a la salud humana o al ambiente ambiente cuando se maneja de manera inadecuada.cuando se maneja de manera inadecuada.
Tiene al menos una de estas cuatroTiene al menos una de estas cuatro características:características: corrosivo, corrosivo, reactivo, reactivo, tóxico ó tóxico ó ignitivo; ignitivo;
……o aparece en listas especiales de lao aparece en listas especiales de la EPA.EPA.
Toxicocinética es lo que el organismo le hace al tóxico
Toxicodinámica es lo que el tóxico le hace al organismo
Conjunto de efectos nocivos producidos por un
agente químico o físico.
CLASIFICACIÓN SEGÚN EL TIPO DE CLASIFICACIÓN SEGÚN EL TIPO DE EXPOSICIÓNEXPOSICIÓN
AgudaAguda
Exposición a un agente durante un período corto de tiempo (≤ 24 horas).
• Única• Repetida
Fuente: Según Terminología controlada INTOX/IPCSFuente: Según Terminología controlada INTOX/IPCS
CrónicaCrónicaExposición contínua o repetida por tiempo prolongado.
Toxicidad Punto final o producto particular
Dosis Cantidad exacta de sustancia administrada a un organismo en tiempo y condiciones determinadasConcentración Dosificación en un medio o substrato circundante
Describe la relación cuantitativa entre la Describe la relación cuantitativa entre la cantidad de sustancia a la cual se cantidad de sustancia a la cual se expone un determinado grupo de expone un determinado grupo de organismos y la respuesta tóxica.organismos y la respuesta tóxica.
?
< DL< DL5050
> Toxicidad> Toxicidad
Una DL50 determinada Una DL50 determinada experimentalmente, no es, una experimentalmente, no es, una descripción absoluta de la descripción absoluta de la toxicidad del compuesto en toxicidad del compuesto en todos los individuos. todos los individuos.
Ésta evalúa la capacidad inherente del Ésta evalúa la capacidad inherente del compuesto de producir un daño, pero no compuesto de producir un daño, pero no refleja la habilidad de la víctima para refleja la habilidad de la víctima para responder de una manera u otra a la responder de una manera u otra a la predecida.predecida.
CLASIFICACIÓN DE LOS CLASIFICACIÓN DE LOS
AGENTES TÓXICOS AGENTES TÓXICOS
Según estado físicoSegún estado físico
Sólido
Líquido
Gaseoso
Según su Según su peligrosidadpeligrosidad
• ToxinasToxinas
• TóxicosTóxicos
Según su efectoSegún su efecto• CarcinógenoCarcinógeno
• MutagénicoMutagénico
• TeratogénicoTeratogénico
Según la fuente /origenSegún la fuente /origen
Clasificación del uso/funciónClasificación del uso/función
Según terminología controlada INTOX/IPCS
Medicamentos Medicamentos de uso humanode uso humano
Medicamentos de Medicamentos de uso veterinariouso veterinario
Clasificación del uso/funciónClasificación del uso/función
Según terminología controlada INTOX/IPCS
Productos de uso Productos de uso doméstico o generaldoméstico o general
Productos de uso Productos de uso industrial (no doméstico)industrial (no doméstico)
Clasificación del uso/funciónClasificación del uso/función
Según terminología controlada INTOX/IPCS
Productos cosméticos/Higiene personal
Plaguicidas
Productos hortícolas/de jardín no- plaguicidas
Clasificación del uso/funciónClasificación del uso/función
Según terminología controlada INTOX/IPCS
Sustancia de abuso
Alimentos/Bebidas
Productos de guerra/Antimotines
Según el órgano blanco que afectanSegún el órgano blanco que afectan
• Hepatotóxico (hígado)
• Nefrotóxico (riñón)
• Cardiotóxico (corazón)
• Neurotóxico (sistema nervioso)
• Grupo químicoGrupo químico• amina aromática,• hidrocarburo,• halogenado,
• Potencial de toxicidadPotencial de toxicidad• extremadamente
tóxico,• moderadamente tóxico,• ligeramente tóxico.
Otras clasificaciones...
La OMS ha recomendado, sujeta a actualizaciones periódicas, una La OMS ha recomendado, sujeta a actualizaciones periódicas, una clasificación según su toxicidad.clasificación según su toxicidad.
Esta clasificación se basa en la dosis letal media (DL50) aguda, por Esta clasificación se basa en la dosis letal media (DL50) aguda, por vía oral o dérmica de las ratas.vía oral o dérmica de las ratas.
CATEGORÍACATEGORÍA LD 50 AGUDA (RATAS) MG/KG.LD 50 AGUDA (RATAS) MG/KG.
TóxicoTóxico
ORALORAL DERMALDERMAL COLORCOLOR
sólido líquido sólido líquido etiqueta
1A Extremadamente < 5 >20 >10 >40 ROJA
1B Altamente < 5 >20 >10 >40 ROJA
2 Moderadamente >50 >200 >100 >400 AMARILLO
3 Ligeramente >500 >2000 >1000 >4000 AZUL
4 Precaución VERDE
CLASIFICACION TOXICOLOGICA PARA LOS PLAGUICIDASCLASIFICACION TOXICOLOGICA PARA LOS PLAGUICIDAS
Proceso/Origen del Proceso/Origen del contaminantecontaminante:
• Contaminante Natural• Contaminante Antropogénico
Según el tipo de Según el tipo de contaminación que producencontaminación que producen
Tipo de contaminanteTipo de contaminante:
• Biológicos• Físicos • Químicos
Según el substrato que contaminan(según el ambiente)
Contaminantes del Aire
Contaminantes del Agua
Contaminantes del Suelo
MUCHAS GRACIAS
POR SU ATENCION!!!