Agentes Tóxicos yAgentes Tóxicos yEfectos a la SaludEfectos a la SaludAgentes Tóxicos yAgentes Tóxicos yEfectos a la SaludEfectos a la Salud

Toxicología Industrial

Tema 4

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Clasificación de losClasificación de losagentes tóxicosagentes tóxicos

• Por su estado físico

• Por sus efectos en el organismo

• Por su estructura química-funcional

• Por sus características higiénico- sanitarias.

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Clasificación por Estado FísicoClasificación por Estado Físico• Aerosoles:

– Polvos– Nieblas o neblinas– Rocíos– Humos– Humos Metálicos

• Gases• Vapores

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AerosolesAerosoles

Polvos: partículas sólidas originadas por medios mecánicos (corte, aserrado, pulido, molienda, trituración, etc.)

Nieblas o neblinas: partículas líquidas producidas por condensación de vapores.

Rocíos: partículas líquidas producidas por ruptura mecánica (impacto, burbujeo, atomización, etc.)

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AerosolesAerosoles

Humos: partículas sólidas producidas por la combustión de materiales orgánicos (tabaco, leña, derivados del petróleo, etc.)

Humos metálicos: partículas sólidas que se originan en procesos de combustión- sublimación, así como por oxidación de vapores metálicos.

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GasesGases

Estado físico normal de una sustancia a 25°C y 760 mmHg de presión.

Son fluidos amorfos que ocupan todo el espacio de su contenedor.

Pueden cambiar su estado físico por una combinación de temperatura y presión.

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VaporesVapores

Fase gaseosa de una sustancia sólida o líquida a 25°C y 760 mmHg de presión.

También son fluidos amorfos que se dispersan fácilmente.

Pueden pasar a sólido o líquido cuando se cambia su temperatura o presión.

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Clasificación por sus Efectos a la SaludClasificación por sus Efectos a la Salud

1. Irritantes

2. Asfixiantes

3. Anestésicos y narcóticos

4. Productores de fibrosis

5. Tóxicos sistémicos

6. Cancerígenos, mutágenos y teratógenos

7. Alergenos

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Agentes IrritantesAgentes Irritantes

• Primarios: acción netamente local.

• Secundarios: efecto local limitado pero con efectos tóxicos sistémicos importantes.

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Irritantes PrimariosIrritantes Primarios

• Porción superior del tracto respiratorio (PSTR): amoníaco, formaldehído.

• PSTR y bronquios: cloro, anhídrido sulfuroso.

• PSTR y tejido pulmonar: ozono, fosgeno.

• Los que no siguen la ley de la solubilidad: acroleína, derivados halogenados orgánicos.

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AsfixiantesAsfixiantes

• Primarios:– carecen de acción fisiológica; desplazan el oxígeno

del aire: metano, nitrógeno, gases nobles (argón, helio, neón, kriptón, radón y xenón).

• Secundarios:– bloquean o interfieren el proceso de la respiración:

monóxido de carbono, ácido cianhídrico, arsina.

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Anestésicos y NarcóticosAnestésicos y Narcóticos

• Anestésicos primarios (sólo son depresores del SNC): HC alifáticos, ésteres, aldehídos y cetonas.

• Con efecto a vísceras: HC clorados.

• Con efecto hematopoyético: HC aromáticos.

• Afectan al Sistema Nervioso: alcoholes.

• Afectan circulación y respiración: compuestos nitro y amino-orgánicos.

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Productores de FibrosisProductores de Fibrosis

• Sustancias que al hacer contacto, depositarse o acumularse producen bronco-neumopatías.

• Acción: mecánica, química, alergénica o fibrogénica.

• Ejemplos: sílice libre, asbesto, hierro, algodón, polvos orgánicos.

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Tóxicos SistémicosTóxicos Sistémicos

• Sustancias que se distribuyen en todo el organismo, independientemente de su vía de entrada.

• Producen efectos diversos o selectivos sobre órganos o sistemas.

• Ejemplos: plomo, insecticidas, solventes orgánicos.

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OtrosOtros

• Cancerígenos, mutágenos y teratógenos: alteran el código genético de las células (alquitrán, cloruro de vinilo, HC policíclicos).

• Alergenos: son capaces de generar una respuesta inmunológica del organismo (isocianatos, algodón y otros orgánicos).

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Clasificación de CancerígenosClasificación de Cancerígenos

A1 Carcinógeno Humano Confirmado

A2 Carcinógeno Humano Sospechoso

A3 Carcinógeno en Animales

A4No clasificado como carcinógeno en humanos

A5No sospechoso como carcinógeno humano

De acuerdo a la NOM-010-STPS-1999De acuerdo a la NOM-010-STPS-1999

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EFECTOS EFECTOS TÓXICOSTÓXICOS

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ToxicidadToxicidad

• La toxicidad puede resultar de los cambios a nivel celular, bioquímico o macromolecular. Ejemplos:– Reemplazo de células, como la fibrosis.

– Daño a un sistema enzimático.

– Alteración de la síntesis de proteínas.

– Producción de químicos reactivos en las células.

– Daño al DNA.

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• Algunos xenobióticos también pueden actuar indirectamente:– Modificando una función bioquímica esencial.

– Interfiriendo con la nutrición.

– Alterando un mecanismo fisiológico.

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Factores que influyen en la Factores que influyen en la ToxicidadToxicidad

• Forma y actividad química inherente.• Dosis, especialmente la relación dosis-tiempo.• Vía o ruta de exposición.• Edad, sexo, raza.• Capacidad de absorción o penetración.• Metabolismo.• Distribución dentro del organismo.• Excreción.• Presencia de otras sustancias químicas.

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Forma químicaForma química

• La forma tiene un impacto profundo en su toxicidad, especialmente para los metales:

– La toxicidad del vapor de mercurio difiere del metil mercurio.

– El Cr3+ es poco tóxico mientras el Cr6+ causa corrosión nasal o de la piel y cáncer pulmonar.

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Actividad químicaActividad química

• La actividad química de las sustancias también varía su toxicidad:

– El cianuro de hidrógeno se une a la citocromo oxidasa produciendo hipoxia tisular y muerte rápida.

– La nicotina se une a los receptores colinérgicos del SNC alterando la conducción nerviosa e induciendo el comienzo gradual de parálisis.

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DosisDosis

• La dosis es el factor más importante y crítico al determinar si una sustancia será un tóxico agudo o crónico:

Tóxico Toxicidad Aguda Toxicidad Crónica

Etanol Depresión del SNC Cirrosis hepática

Arsénico Daño gastrointestinal Cáncer de la piel/hígado

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Vía o ruta de exposiciónVía o ruta de exposición

• Algunas sustancias pueden ser muy tóxicos por una ruta, pero otras no, por las diferencias en su absorción y distribución dentro del organismo:– Los químicos ingeridos, cuando son absorbidos del

intestino, pasan primero al hígado donde pueden ser destoxificados.

– Los tóxicos inhalados entran directamente a la sangre y pueden distribuirse a todo el organismo antes de ser destoxificados por el hígado.

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MetabolismoMetabolismo

• La biotransformación es el mayor factor al determinar la toxicidad.

• Los productos del metabolismo son los metabolitos.

• Existen dos tipos de metabolismo:

– Destoxificación

– Bioactivación

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DistribuciónDistribución

• La distribución de los tóxicos y de metabolitos tóxicos a través del organismo, determina los sitios finales donde ocurre la toxicidad.

• Un determinante mayor es la solubilidad en los lípidos: si un tóxico es liposoluble, penetrará fácilmente las membranas celulares.

• Muchos tóxicos se almacenan en el organismo: grasa, hígado, riñón y huesos.

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ExcreciónExcreción

• El riñón es el órgano primario de excreción, seguido por el tracto gastrointestinal y los pulmones.

• Los xenobióticos también pueden ser excretados en el sudor, lágrimas y leche materna.

• Los tóxicos liposolubles pueden ser reabsorbidos y concentrados en las nefronas.

• Una función renal dañada causa una eliminación más lenta de los tóxicos, incrementando su toxicidad.

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Presencia de otras sustanciasPresencia de otras sustancias

• Puede disminuir la toxicidad: antagonismo.

• Puede sumarse a la toxicidad: aditividad.

• Puede incrementar la toxicidad: sinergismo o potenciación.– El alcohol puede aumentar el efecto de sedantes y

antihistamínicos.

– La atropina contrarresta la acción de órganofosforados.

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Efectos Tóxicos SistémicosEfectos Tóxicos Sistémicos

• Los efectos tóxicos se clasifican de acuerdo al sitio afectado.

• En algunos casos, el efecto ocurre en un solo sitio: órgano blanco.

• En otros casos, los efectos ocurren en sitios múltiples: toxicidad sistémica.

• Algunos tipos de toxicidad sistémica son los siguientes:

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Efectos Sistémicos a la SaludEfectos Sistémicos a la Salud

a) Toxicidad aguda

b) Toxicidad subaguda o subcrónica

c) Toxicidad crónica

d) Carcinogenicidad

e) Toxicidad de la reproducción

f) Toxicidad genética

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Toxicidad AgudaToxicidad Aguda

• Ocurre casi inmediatamente después de una exposición.

• Es súbita y grave.

• Las exposiciones y los efectos agudos involucran concentraciones altas por períodos breves, con resultados inmediatos que provocan enfermedad, irritación o muerte.

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Ejemplos de Toxicidad Aguda:Ejemplos de Toxicidad Aguda:

• En 1989 murieron 5,000 personas y 30,000 más sufrieron daños permanentes debido a una exposición a metil-isocianato, derivado de un accidente industrial en la India.

• Cada año muere mucha gente debido a la inhalación de monóxido de carbono generado por los calefactores caseros.

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Toxicidad SubagudaToxicidad Subaguda

• Exposición repetida durante varias semanas o meses.

• Es común como exposición a medicamentos y a agentes ambientales.

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Ejemplos de toxicidad subaguda:Ejemplos de toxicidad subaguda:

• La ingestión de tabletas de cumarina o La ingestión de tabletas de cumarina o aspirina como anticoagulantes, durante aspirina como anticoagulantes, durante varias semanas, puede producir varias semanas, puede producir sangrado interno.sangrado interno.

• La exposición laboral a plomo durante La exposición laboral a plomo durante varias semanas puede producir anemia. varias semanas puede producir anemia.

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Toxicidad CrónicaToxicidad Crónica

• Se caracteriza por enfermedad de larga duración o recurrencia.

• Cierta cantidad del agente está presente continuamente tanto en el ambiente como en el organismo.

• Exposición a sustancias que producen daño irreversible.

• Es común en la exposición a sensibilizantes.

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Ejemplos de toxicidad crónica:Ejemplos de toxicidad crónica:

• Cirrosis hepática en alcohólicos.

• Nefropatía crónica después de varios años de exposición a plomo.

• Fibrosis pulmonar en mineros expuestos a sílice libre.

• Asma bronquial en trabajadores expuestos a MDI o TDI.

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CarcinogenicidadCarcinogenicidad

• Un tumor es un crecimiento descontrolado de células.

• Los tumores benignos crecen en el lugar de origen, no invaden tejidos adyacentes ni generan metástasis. Son tratables.

• Los tumores malignos invaden tejidos y/o dan metástasis, son difíciles de tratar y con frecuencia causan la muerte.

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Toxicidad ReproductivaToxicidad Reproductiva

• Comprende los efectos tóxicos en el desarrollo del:– EmbriónEmbrión (de la 2a. a la 7a. semanas del embarazo).

– FetoFeto (de la 8a. semana hasta el nacimiento).

• Puede originarse por:– Exposición de los padres antes de la concepción; o

– Exposición de la madre durante el embarazo.

• Existen tres tipos básicos de toxicidad reproductiva:

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Toxicidad ReproductivaToxicidad Reproductiva

• Embrioletalidad: dificultad para concebir, aborto espontáneo, óbito fetal.

• Embriotoxicidad: retardo en el crecimiento general o en el desarrollo de órganos específicos.

• Teratogenicidad: defectos permanentes en los productos vivos.

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Toxicidad GenéticaToxicidad Genética

• Se genera por el daño al DNA, alterando la transmisión genética (mutagénesis).

• El cambio genético se llama mutación y el agente causante mutagénico.– Mutación genética:Mutación genética: cambios en la secuencia del DNA

dentro de un gene.– Aberración cromosómica:Aberración cromosómica: cambios en la estructura de

los cromosomas.– Aneuploidía / Poliploidía:Aneuploidía / Poliploidía: disminución o aumento en el

número de cromosomas.

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Toxicidad GenéticaToxicidad Genética

• Si la mutación ocurre en una célula germinal, el efecto es hereditario (no hay efecto en la persona expuesta sino en las futuras generaciones).

• Si la mutación ocurre en una célula somática, puede producir alteraciones en el crecimiento de esta célula (cáncer), o la muerte de la célula (teratogénesis) en la persona expuesta.

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Efectos tóxicos en órganos Efectos tóxicos en órganos específicos:específicos:

• Toxicidad Cardiovascular y Sanguínea

• Toxicidad Dérmica

• Toxicidad Ocular

• Ototoxicidad

• Hepatotoxicidad

• Inmunotoxicidad

• Nefrotoxicidad

• Neurotoxicidad

• Toxicidad Respiratoria

• Toxicidad Reproductiva

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Toxicidad Sanguínea yToxicidad Sanguínea yCardiovascularCardiovascular

• Efectos directos sobre las células sanguíneas, la médula ósea y el corazón.

• Ejemplos:– Hipoxia por fijación de CO a la hemoglobina.

– Disminución de leucocitos por cloramfenicol.

– Hemólisis aguda por arsina.

– Leucemia aguda por benceno.

– Arteriosclerosis por disulfuro de carbono.

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Toxicidad DérmicaToxicidad Dérmica

• Se produce por contacto directo o por la distribución interna hacia la piel.

• Ejemplos:– Irritación dérmica por contacto con gasolina.

– Corrosión por hidróxido de sodio.

– Hipersensibilidad por hiedra venenosa o níquel.

– Cáncer por arsénico o por exposición a rayos ultravioleta.

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Toxicidad OcularToxicidad Ocular

• Es ocasionada por contacto directo o por distribución interna al ojo.

• Ejemplos:– Los ácidos y los álcalis pueden causar corrosión de la

córnea.

– Los corticosteroides pueden producir cataratas.

– El metanol puede afectar al nervio óptico y producir ceguera.

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OtotoxicidadOtotoxicidad

• Medicamentos:– Antibióticos aminoglucósidos

– Diuréticos de asa

– Antineoplásicos

– Salicilatos

• Sustancias químicas:– Disolventes orgánicos

– Metales

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HepatotoxicidadHepatotoxicidad

• Es la toxicidad del hígado, conductos biliares y vesícula biliar.

• El hígado es particularmente susceptible a los xenobióticos debido a la gran cantidad de sangre que recibe y a su papel en el metabolismo.

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HepatotoxicidadHepatotoxicidad

• Las formas primarias de hepatotoxicidad son:– Esteatosis: acumulación de grasa en los hepatocitos.

– Hepatitis química: inflamación del hígado.

– Necrosis hepática: muerte de los hepatocitos.

– Colestasis intrahepática: estancamiento de sales biliares.

– Cirrosis: fibrosis crónica.

– Hipersensibilidad: reacción inmune que produce necrosis.

– Cáncer hepático.

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Ejemplos de HepatotoxicidadEjemplos de Hepatotoxicidad

• Esteatosis: tetracloruro de carbono• Hepatitis química: 2-nitropropano• Necrosis hepática: TNT• Colestasis intrahepática: metilendianilina• Cáncer: arsénico, cloruro de vinilo• Cirrosis: TNT, bifenilos policlorados• Granuloma: berilio, cobre• Porfiria: dioxinas

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InmunotoxicidadInmunotoxicidad

• Es la toxicidad del sistema inmunológico y puede tener varias formas:– Hipersensibilidad: alergia y autoinmunidad.

– Inmunodeficiencia.

– Proliferación incontrolable: leucemia y linfoma.

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Ejemplos de InmunotoxicidadEjemplos de Inmunotoxicidad

• Dermatitis de contacto por resinas epóxicas y acrilato de etilo.

• Lupus eritematoso sistémico por hidracina.

• Inmunosupresión por cocaína.

• Leucemia por benceno.

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NefrotoxicidadNefrotoxicidad

• El riñón es particularmente susceptible por:– El gran volumen de sangre que recibe.– Las grandes cantidades de tóxicos que se filtran.

• La toxicidad renal a su vez puede ocasionar toxicidad sistémica por:– Disminución de la capacidad para excretar desechos.– Incapacidad para mantener el balace hidroelectrolítico.– Disminución de la síntesis de hormonas esenciales

(ertitropoyetina).

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Ejemplos de NefrotoxicidadEjemplos de Nefrotoxicidad

• Necrosis tubular aguda: cadmio, cromo, mercurio y vanadio.

• Insuficiencia renal aguda: solventes orgánicos (CCl4, dioxano, tolueno).

• IRA por arsina y fósforo.

• Insuficiencia renal crónica: plomo, cadmio, mercurio, berilio, uranio y solventes orgánicos.

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NeurotoxicidadNeurotoxicidad

• Representa el daño a las células del:

– Sistema Nervioso Central: cerebro y médula espinal; y

– Sistema Nervioso Periférico: nervios sensitivos o motores.

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NeurotoxicidadNeurotoxicidad

• Los tipos primarios de neurotoxicidad son:

– Neuronopatías: daño a las neuronas.

– Axonopatías: lesión a los axones.

– Desmielinización: pérdida del aislamiento de los axones.

– Neurapraxia: interferencia con la neurotransmisión.

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Toxicidad RespiratoriaToxicidad Respiratoria

• Irritación pulmonar

• Bronquitis y asma

• Enfisema

• Alveolitis alérgica

• Fibrosis pulmonar y neumoconiosis

• Cáncer pulmonar y pleural

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Toxicidad ReproductivaToxicidad Reproductiva

• Disminución de la líbido e impotencia

• Infertilidad

• Interrupción del embarazo

• Alteraciones sexuales

• Anormalidades cromosómicas y defectos del nacimiento

• Cáncer infantil

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INTERACCIONINTERACCIONESES

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InteracciónInteracción

• Los xenobióticos administrados en forma simultánea pueden actuar de manera independiente.

• Pero en muchos casos una sustancia puede afectar la respuesta de la otra.

• El efecto que tiene una sustancia sobre el efecto tóxico de otra se llama interacción.

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Los 4 tipos de Interacciones son:Los 4 tipos de Interacciones son:

1) Aditividad: es la suma de las respuestas individuales y se produce cuando dos o más contaminantes actúan sobre un mismo órgano o sistema (diazepam y alcohol).

2) Antagonismo: una sustancia produce la reducción o anulación del efecto de otra sustancia (atropina y organofosforados).

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3) Potenciación: una sustancia, que no tiene un efecto tóxico específico, hace que otra sustancia sea más tóxica (isopropanol y CCl4).

4) Sinergismo: la exposición a una sustancia incrementa dramáticamente el efecto de otra (humo de cigarrillo y radón).

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Ejemplos de AditividadEjemplos de Aditividad

• Dos depresores del SNC tomados al mismo tiempo (un ansiolítico y etanol), causan depresión igual a la suma de la toxicidad de cada uno.

• La combinación de insecticidas organofosforados interfieren con la conducción nerviosa.

• Los insecticidas clorados y los solventes halogenados son hepatotóxicos.

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Ejemplos de AntagonismoEjemplos de Antagonismo

• Antagonismo fisiológico: una caída de la presión sanguínea por una sobredosis de barbitúricos puede revertirse administrando un vasopresor.

• Antagonismo químico: la toxicidad del mercurio puede reducirse por quelación con dimercaprol.

• Antagonismo por disposición: un veneno ingerido puede ser adsorbido por carbón activado.

• Antagonismo del receptor: la intoxicación por CO se trata con oxígeno.

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Ejemplos de PotenciaciónEjemplos de Potenciación

• La hepatotoxicidad del tetracloruro de carbono es aumentada por la presencia del isopropanol.

• Diferentes disolventes orgánicos.

• Vasodilatadores y diuréticos.

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Ejemplos de SinergismoEjemplos de Sinergismo

• La exposición a humo del cigarro y radón resulta en un riesgo mucho mayor de cáncer pulmonar.

• La exposición a humo del cigarro y asbesto da por resultado un riesgo mayor de cáncer pulmonar.

• La hepatotoxicidad de una combinación de etanol y CCl4 es mucho mayor que la suma de cada uno.

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Fin deFin deAgentes Agentes Tóxicos yTóxicos y

Efectos a la Efectos a la SaludSalud