Principios de la Toxicocinética
Mapa conceptual
La toxicocinética aborda la absorción, distribución, metabolismo y excreción de xenobióticos. Estos compuestos externos atraviesan diversas vías como la dermal y oral, se distribuyen por el torrente sanguíneo y se metabolizan, principalmente en el hígado, para su eliminación. La biotransformación puede llevar a la detoxificación o a la formación de metabolitos más tóxicos, y la variabilidad genética en las enzimas puede afectar la toxicidad.
Resumen
Esquema
Principios de la Toxicocinética
La toxicocinética es una disciplina de la toxicología que se ocupa del estudio de la absorción, distribución, metabolismo y excreción (ADME) de los xenobióticos, que son compuestos químicos ajenos a un organismo biológico. La absorción de estos agentes tóxicos puede ocurrir a través de diversas vías, incluyendo la dermal, inhalatoria, oral y parenteral. Una vez en el sistema, los xenobióticos se distribuyen por el torrente sanguíneo a diferentes tejidos, pudiendo bioacumularse en algunos órganos específicos. El metabolismo, principalmente hepático, transforma los compuestos lipofílicos en metabolitos más hidrofílicos, facilitando su eliminación. La excreción se realiza a través de varias rutas, como la renal, biliar, pulmonar y otras vías menos comunes, como la excreción a través de la leche materna, el sudor o la saliva.Eliminación y Metabolismo de Compuestos en el Cuerpo
El aclaramiento es una medida de la eficiencia con la que una sustancia es eliminada del cuerpo, y se expresa como el volumen de plasma que se limpia de la sustancia por unidad de tiempo. El aclaramiento puede ser renal, hepático, pulmonar o sistémico, dependiendo de la vía de eliminación. El aclaramiento intrínseco se refiere a la capacidad de los órganos para metabolizar una sustancia sin influencia del flujo sanguíneo. La excreción es el proceso final por el cual los xenobióticos y sus metabolitos son eliminados del cuerpo, siendo los riñones los principales órganos excretores. La circulación enterohepática puede prolongar la permanencia de una sustancia en el cuerpo al permitir la reabsorción intestinal de compuestos previamente excretados en la bilis.Modelos Toxicocinéticos y su Utilidad
Los modelos toxicocinéticos son representaciones matemáticas que simulan la cinética de los xenobióticos en el cuerpo. Estos modelos pueden ser de tipo compartimental, donde se asume una distribución uniforme de la sustancia en uno o varios compartimentos, o modelos no compartimentales que no hacen esta suposición. Los modelos descriptivos se calibran con datos experimentales, mientras que los modelos mecanicistas se basan en la comprensión de los procesos biológicos y fisiológicos. Los modelos toxicocinéticos son fundamentales para predecir la concentración de xenobióticos en el cuerpo bajo diferentes condiciones y para evaluar riesgos toxicológicos.Metabolismo y Toxicidad de los Xenobióticos
La biotransformación es el conjunto de reacciones metabólicas que modifican los xenobióticos para facilitar su excreción. Aunque el hígado es el principal órgano de biotransformación, otros tejidos y la microbiota intestinal también contribuyen a este proceso. La biotransformación puede resultar en la detoxificación de una sustancia o en la formación de metabolitos reactivos que pueden ser más tóxicos que el compuesto original, un fenómeno conocido como bioactivación. La inducción enzimática aumenta la velocidad de metabolismo de los xenobióticos, mientras que la inhibición enzimática la reduce, afectando así la toxicidad de las sustancias.Etapas de la Biotransformación y su Importancia
La biotransformación se divide en dos fases principales: Fase I y Fase II. La Fase I implica reacciones de oxidación, reducción o hidrólisis, frecuentemente mediadas por enzimas del citocromo P450, que aumentan la reactividad del xenobiótico o introducen un grupo funcional. La Fase II consiste en la conjugación de estos grupos funcionales con moléculas hidrofílicas como el ácido glucurónico, sulfato o glutatión, incrementando la solubilidad en agua y facilitando la excreción. La variabilidad genética en las enzimas de biotransformación puede influir significativamente en la susceptibilidad individual a los efectos tóxicos de los xenobióticos.
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Absorción de xenobióticos
Vías de absorción
Los xenobióticos pueden ser absorbidos a través de la piel, inhalación, ingestión o inyección
Distribución en el cuerpo
Bioacumulación en órganos
Los xenobióticos pueden acumularse en ciertos órganos después de ser distribuidos por el torrente sanguíneo
Metabolismo de xenobióticos
El metabolismo hepático transforma los compuestos lipofílicos en metabolitos más hidrofílicos para facilitar su eliminación
Eliminación de xenobióticos
Aclaramiento
El aclaramiento es la medida de la eficiencia con la que una sustancia es eliminada del cuerpo
Excreción
Rutas de excreción
Los xenobióticos pueden ser excretados a través de la orina, bilis, pulmones, leche materna, sudor o saliva
Circulación enterohepática
La reabsorción intestinal de compuestos previamente excretados en la bilis puede prolongar la permanencia de una sustancia en el cuerpo
Modelos toxicocinéticos
Tipos de modelos
Los modelos pueden ser compartimentales o no compartimentales, y descriptivos o mecanicistas
Utilidad de los modelos
Los modelos son fundamentales para predecir la concentración de xenobióticos en el cuerpo y evaluar riesgos toxicológicos
Metabolismo y toxicidad de xenobióticos
Biotransformación
Órganos involucrados
El hígado, otros tejidos y la microbiota intestinal contribuyen a la biotransformación de xenobióticos
Detoxificación y bioactivación
La biotransformación puede resultar en la detoxificación o bioactivación de una sustancia
Influencia de la variabilidad genética
La variabilidad genética en las enzimas de biotransformación puede afectar la susceptibilidad individual a los efectos tóxicos de los xenobióticos
Principios de la Toxicocinética
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00
Distribución de xenobióticos
Tras absorción, se transportan por sangre a tejidos; potencial bioacumulación en órganos.
01
Metabolismo principal de xenobióticos
Transformación hepática de compuestos lipofílicos en metabolitos hidrofílicos para eliminación.
02
Rutas de excreción de xenobióticos
Renal, biliar, pulmonar; otras incluyen leche materna, sudor, saliva.
