Toxicocínetica

Toxicocinética

La Toxicocinética estudia el proceso que sufre un tóxico desde el ingreso a un organismo hasta su eliminación. Dada la exposición, la sustancia genera toxicidad siempre y cuando supere las estrategias de protección a los tejidos diana (inmovilización, inactivación y eliminación), que el organismo le presenta (Peña et al., 2001). Este proceso ha sido dividido en cuatro etapas principales: Absorción, Distribución, Metabolismo y Excreción, por lo que es conocido como ADME.

Absorción:

Es la etapa inicial, el paso del exterior a la circulación dentro del organismo. El tóxico debe traspasar en ésta etapa las barreras y membranas biológicas, lo cual realiza a través de mecanismos de transporte como:

• Difusión simple, para moléculas polares de bajo peso, preferiblemente hidrófobas, que depende del gradiente positivo entre el medio contaminado y la sangre (o sistema circulatorio del organismo).

• La Difusión facilitada, en la cual se requieren de proteínas especializadas para transportar moléculas hidrofílicas.

• Transporte Activo, en el que las proteínas transportan solutos de alto peso molecular en contra del gradiente de concentración, consumiendo energía (Curtis y Barnes, 2000).

Los tejidos que recubren el tracto gastrointestinal y el aparato respiratorio, así como la piel, son las superficies más comunes de absorción, dado que estas son las principales vías de exposición. Estos tejidos además de estar particularmente expuestos a tóxicos, son aquellos responsables del intercambio de sustancias vitales para el organismo, siendo eficientes en este proceso, gracias a su alta irrigación sanguínea, al aumento en la superficie de absorción (ej. Vellosidades del intestino), al bajo espesor de la membrana (ej. Los alvéolos pulmonares) y a un periodo prolongado de exposición (O’ Flaherty, 2000; Peña et al., 2001).

Dentro de los mecanismos de protección o defensa contra la absorción de contaminantes desarrollados por estos tejidos encontramos:

• Para el tracto gastrointestinal: pH bajo, degradación y/o transformación por la actividad enzimática y microbiana (flora intestinal).

• En el aparato respiratorio: Filtrado de los vellos nasales, expulsión física (estornudo), producción de moco nasal.

• En la piel: Baja permeabilidad, disposición de varias capas, baja irrigación sanguínea en las capas externas, ausencia de transporte activo.

Distribución:

En ésta etapa el tóxico deja de estar en el sistema circulatorio para pasar a ubicarse en otros tejidos y órganos del cuerpo. Los compartimentos de destino pueden ser órganos de almacenamiento o el blanco del tóxico.

Algunos contaminantes tienen afinidad por ciertos tejidos, lo cual influye en su distribución, como es el caso de los hidrocarburos aromáticos policíclicos y su especificidad hacia la melanina del ojo, o de algunos metales que se fijan a las proteínas hepáticas para posteriormente depositarse en huesos y dientes, otros ejemplos citados por Vallejo (1997) se observan en la Tabla 3.

Los mecanismos de defensa en esta fase, que logran proteger a órganos más susceptibles e importantes del cuerpo, están dados por la acumulación en órganos especializados y por la existencia de membranas o barreras de exclusión que impiden la entrada del tóxico.

Teniendo en cuenta las propiedades físicas y químicas antes mencionadas, el contaminante puede estar almacenado temporalmente o ser rápidamente eliminado (Landis & Yu, 2003). Los órganos de depósito son principalmente los pulmones, los riñones, el hígado, el tejido óseo y el adiposo. En el caso de los riñones y el hígado, debido al predominante mecanismo de transporte activo y su alta irrigación, se favorece la tendencia a la acumulación del tóxico y por ende su susceptibilidad a una intoxicación.

En el tejido adiposo pueden quedar atrapados contaminantes hidrofóbicos, no obstante esta acumulación no es permanente y permite que el tóxico vuelva a circular en el cuerpo, ligado a los lípidos que se movilizan en la sangre, producto de una actividad prolongada del organismo. En el tejido óseo específicamente, se tiene el depósito de potasio y el sitio de acción de los fluoruros (Peña et al., 2001).

Como ejemplo de las barreras de exclusión, está la barrera cerebro-sangre o BBB (Blood-Brain Barrier), cuyo mecanismo de protección consiste en una membrana constituida por células capilares estrechamente unidas que no permiten la difusión pasiva, dada la ausencia de poros o espacios, una capa adicional de células gliales, y una baja concentración de proteínas transportadoras de lípidos (Barile, 2008).

Metabolismo:

Es el conjunto de biotransformaciones que sufre el tóxico dentro del organismo, que tienen por objetivo reducir su efecto (detoxificación) y pasar de un complejo liposoluble a uno hidrosoluble, facilitando su eliminación. Esta etapa está dada por lo general, pero no exclusivamente, en el hígado (Vallejo, 1997) y es mediada en su totalidad por enzimas. La biotransformación de los contaminantes se divide en dos fases (Landis & Yu, 2003):

• Fase I: Se caracteriza por la introducción de un grupo polar (hidrofílico) al contaminante, a través de reacciones de oxidación, reducción o hidrólisis, obteniendo un metabolito primario.

• Fase II: Son reacciones de conjugación, en las que el metabolito primario, producido en la Fase I, es combinado con sustancias endógenas para formar un complejo más hidrosoluble. Los sustratos endógenos utilizados en la conjugación son el ácido glucorónico (gluconidación), ácido sulfúrico (sulfatación) y el glutatión.

Es importante decir que algunos contaminantes durante las fases de biotransformación pasan a su forma activa (bioactivación), o logran vencer las defensas del organismo, generando una respuesta tóxica.

Excreción:

Etapa final del proceso en la que el contaminante es expulsado del organismo. El tóxico puede ser eliminado en su forma original o como el metabolito resultante de las fases de biotransformación (Barile, 2008).

La excreción se da por:

• La orina: Los riñones son el órgano más importante en la eliminación de tóxicos, puesto que remueven los contaminantes de la sangre. La excreción por este medio es posible gracias al bajo pH de la orina y al aumento de la solubilidad en agua del tóxico, producto del metabolismo.

• Heces: Los tóxicos transformados en el hígado, los no absorbidos, los acumulados en la flora intestinal y los que pasan por difusión pasiva de la sangre al intestino, son eliminados a través de la materia fecal.

• Vía pulmonar:

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