Toxicología Forense: Aplicación y Beneficios en Ciencias Forenses

UMECIT: Universidad Metropolitana de Educación, Ciencia y Tecnología

Facultad de Derecho y Ciencias Forenses

Licenciatura en Criminalística y Ciencias Forenses Asignatura: Toxicología Forense Unidad II Código: CRIM 3-802TOXICOLOGÍA APLICADA Dependiendo principalmente del grado y la ruta de exposición, los químicos pueden afectar negativamente la función y/o estructura de los organismos vivos. La caracterización cualitativa y cuantitativa de estos efectos nocivos o tóxicos es esencial para una evaluación del potencial peligro que representa una determinada sustancia química.

Exposición y Farmacocinética

Inhalación oral aguda o Biterada, piel Absorción, metabolismo, distribución, eliminación Efecto toodoo Nivel sistémico,/orgánico (SNC, pulmón, sistema reproductor, etc.) Nivel celular/bioquímico Nivel molecular (ADN_ARH, proteinas)Mecanismos responsables de la manifestación de la toxicidad: ¿Cómo entra un tóxico en un organismo?, ¿cómo interactúa con moléculas diana? y ¿cómo el organismo lo afronta?

Comprender los mecanismos de la toxicidad tanto la manera práctica como la teórica proporciona una base racional para:

DOSIS Organismo TÓXICO [Tox] = (R RESPUESTA Absorción Distribución Metabolismo Eliminación TOXICOCINÉTICA

• Interpretar datos descriptivos de toxicidad.
• Determinar la probabilidad de que una sustancia química cause efectos nocivos.
• Establecer procedimientos para prevenir o antagonizar los efectos tóxicos.
• Diseñar medicamentos y productos químicos industriales que sean menos peligrosos.
• Desarrollar pesticidas que sean selectivamente tóxicos para determinados organismos.

Beneficios de la Toxicología Aplicada

1. Esto ha llevado a una mejor comprensión de los aspectos fisiológicos fundamentales y procesos bioquímicos.
2. Condiciones patológicas como el cáncer y la enfermedad de Parkinson son mejor entendido gracias a los estudios sobre el mecanismo de toxicidad de carcinogenos químicos.
3. Los mecanismos de toxicidad química relacionan una serie de eventos que comienza con la exposición, involucra una multitud de interacciones entre el toxico invasor y el organismo, y culmina en un efecto tóxico.

Metabolitos inertes TÓXICO Metabolitos reactivos Unión a macromoléculas Detoxificación Citotoxicidad Mutación L Formación de neoantígenos MUERTE CELULAR CARCINOGENESIS REACCIONES INMUNES

Clases de Intoxicación

Según el tiempo de duración

Aguda: resulta grave, generalmente hay una sola administración. Crónica: por absorción repetida de un tóxico. Recidivante: vuelve a aparecer después de algún tiempo.

Evaluación de la Toxicidad

Es un proceso crucial en la investigación y desarrollo de productos químicos, medicamentos, alimentos y otros productos para garantizar la seguridad humana y ambiental. Este proceso implica determinar los posibles efectos nocivos de una sustancia química en organismos vivos y el medio ambiente.

• DOSIS LETAL (DL): dosis precisa para producir la muerte tras una sola absorción.
• DL mínima: que mata a un solo individuo
• DL-50: media letal para el 50%
• DL-100:que mata a todos los individuos

Dosis letales de Alimentos Cotidianos

TRENDY® Intoxicación por Cianuro 50 semillas de Manzana Sobredosis de Vitamina C 11,000 Naranjas Sobredosis de cafeína 92 tazas de Café Sobredosis de potasio 480 Platanos Intoxicación de Teobromina 127 barras de Chocolate

Evaluación de la Toxicidad: Clasificación

Se puede clasificar en varias categorías según diferentes criterios:

1. Según el período de exposición

Toxicidad aguda: Se evalúan los efectos adversos de una exposición única o repetida durante un corto período de tiempo. Toxicidad crónica: Se evalúan los efectos adversos de una exposición repetida durante un período prolongado, generalmente a lo largo de meses o años.

2. Según el tipo de efecto

Toxicidad sistémica: Los efectos adversos afectan a todo el organismo. Toxicidad local: Los efectos adversos se limitan a un área específica del cuerpo.

Evaluación de la Toxicidad: Criterios Adicionales

Se puede clasificar en varias categorías según diferentes criterios:

3. Según el objetivo de la evaluación

Toxicidad aguda en animales de laboratorio (por ejemplo, pruebas de DL50). Toxicidad crónica en animales de laboratorio (por ejemplo, pruebas de carcinogenicidad). Toxicidad en células o tejidos en cultivo (pruebas in vitro).

4. Según el grupo de organismos estudiados

• Toxicidad en mamíferos (ratas, ratones, conejos, etc.). Toxicidad en organismos acuáticos (peces, crustáceos, etc.). Toxicidad en plantas. Toxicidad en microorganismos.

Evaluación de la Toxicidad: Sistemas Biológicos y Exposición

Se puede clasificar en varias categorías según diferentes criterios:

5. Según el sistema biológico evaluado

Toxicidad reproductiva: Efectos sobre la reproducción y el desarrollo del embrión o feto. Toxicidad carcinogenica: Evaluación del potencial cancerígeno de una sustancia. Toxicidad genotóxica: Evaluación de los efectos sobre el material genético, como mutaciones y daño al ADN.

6. Según el grado de exposición

Toxicidad aguda por exposición oral, dérmica o inhalatoria. * Toxicidad crónica por exposición a través de diferentes rutas.

Toxicocinética

Es el estudio de cómo los organismos absorben, distribuyen, metabolizan y eliminan sustancias tóxicas o medicamentos en el cuerpo. Estos procesos son fundamentales para comprender la relación entre la dosis de una sustancia y su efecto tóxico en un organismo.

Fármaco Absorción ¿Cómo entra? Metabolismo ¿Cómo se transforma? Hígado Distribución ¿Adónde se dirige? Transportadores > > Excreción ¿Cómo se elimina?

Toxicocinética: Procesos Clave

Fármaco Absorción ¿Cómo entra? Metabolismo ¿Cómo se transforma? Hígado Distribución ¿Adónde se dirige? Transportadores Excreción ¿Cómo se elimina?

1. Absorción

Es el proceso mediante el cual una sustancia entra en el cuerpo, por lo general a través de la boca (ingestión), la piel (exposición dérmica) o los pulmones (exposición inhalatoria). La velocidad y la cantidad de absorción dependen de diversos factores, como la forma química de la sustancia, la vía de exposición y las características del individuo.

2. Distribución

Una vez absorbida, la sustancia se distribuye a través de los tejidos y órganos del cuerpo. Esto depende de factores como la solubilidad de la sustancia en grasas y agua, el flujo sanguíneo a diferentes áreas del cuerpo y la unión a proteínas en la sangre.

Toxicocinética: Metabolismo y Eliminación

3. Metabolismo

Es el proceso mediante el cual el cuerpo transforma la sustancia tóxica en formas más solubles o menos tóxicas para facilitar su eliminación. El metabolismo suele ocurrir principalmente en el hígado, aunque también puede ocurrir en otros tejidos.

4. Eliminación

Es la eliminación de la sustancia y sus metabolitos del cuerpo. Puede ocurrir a través de la orina, las heces, la respiración y en algunos casos a través de la leche materna en mujeres lactantes.

Fármaco Absorción ¿Cómo entra? Metabolismo ¿Cómo se transforma? Hígado Distribución ¿Adónde se dirige? Transportadores Excreción ¿Cómo se elimina?

Fisiopatologías de Causas Tóxicas

Cambios anormales en la función del cuerpo que resultan de la exposición a una sustancia tóxica. Estos cambios pueden afectar a nivel celular, tisular, orgánico y sistémico, y pueden variar según la naturaleza de la sustancia y la vía de exposición.

Ejemplos de cómo una causa tóxica puede afectar la fisiopatología del cuerpo

1. Daño celular directo

Algunas sustancias tóxicas pueden dañar las células directamente a través de mecanismos como la corrosión de membranas celulares, la interferencia con procesos metabólicos o la generación de radicales libres que causan estrés oxidativo. Por ejemplo, la aspirina en dosis altas puede causar daño en el revestimiento del estómago y los intestinos, provocando úlceras gástricas.

Célula normal Daño reversible Daño irreversible

Fisiopatologías de Causas Tóxicas: Interferencia y Respuesta

Ejemplos de cómo una causa tóxica puede afectar la fisiopatología del cuerpo

2. Interferencia con la función enzimática

Algunas toxinas interfieren con la actividad de enzimas específicas, lo que altera los procesos metabólicos normales en el cuerpo. Por ejemplo, el monóxido de carbono se une a la hemoglobina con una afinidad mucho mayor que el oxígeno, lo que reduce la capacidad de transporte de oxígeno de la sangre y puede llevar a hipoxia tisular.

3. Respuesta inflamatoria

La exposición a sustancias tóxicas puede desencadenar una respuesta inflamatoria en el cuerpo como parte de la defensa del organismo. Sin embargo, una respuesta inflamatoria crónica o excesiva puede contribuir al daño tisular y a la progresión de enfermedades. Por ejemplo, la inhalación de humo de cigarrillo conduce a una inflamación crónica en los pulmones, lo que puede provocar enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC).

Fisiopatologías de Causas Tóxicas: Disfunción y Efectos Sistémicos

Ejemplos de cómo una causa tóxica puede afectar la fisiopatología del cuerpo

5. Disfunción orgánica

Dependiendo de la naturaleza y la dosis de la sustancia tóxica, se pueden producir disfunciones en órganos específicos. Por ejemplo, el consumo excesivo de alcohol puede causar hepatotoxicidad, dañando el hígado y provocando enfermedades hepáticas como la cirrosis.

6. Efectos sistémicos

Algunas sustancias tóxicas pueden afectar múltiples sistemas del cuerpo, lo que resulta en efectos sistémicos generalizados. Por ejemplo, la exposición al plomo puede afectar el sistema nervioso central, los riñones, el sistema cardiovascular y otros sistemas del cuerpo.

Mutagénesis en Toxicología

En toxicología, se estudia cómo ciertas sustancias químicas pueden causar mutaciones en el material genético de las células. Estas sustancias se denominan mutágenos. Los mutágenos pueden provocar cambios en el ADN que pueden afectar la expresión génica y la función celular. Estos cambios pueden ser heredados por las células hijas y potencialmente dar lugar a efectos adversos en la salud, como enfermedades genéticas o cáncer. Los estudios de mutagenesis en toxicología implican evaluar la capacidad de una sustancia para inducir mutaciones genéticas en sistemas biológicos, como células en cultivo o animales de laboratorio.

gene wild-type protein Mutated gene1 Mutated protein1 Mutated gene2 Mutated protein2