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Métodos de valoración de la toxicidad Ana Ruiz Nuño Objetivos • Conocer toxicidad, efectos y mecanismos de acción de los xenobióticos sobre seres vivos • Evaluar riesgo de exposición en población • Combatir efectos tóxicos Métodos de valoración de la toxicidad Criterios de unificación E. Letales agudos E. Irreversibles no letales por 1 exposición E. Graves por exposición repetida o prolongada E. Corrosivos E. Irritantes E. Sensibilizantes E.Carcinogénicos E. Mutagénicos E. Teratogénicos y reproductivos E. Ambientales (ecotoxicología) Métodos de valoración de la toxicidad Previsiones teóricas Tipos de Estudios Estudios retrospectivos Riesgo para la Población (incidencia) Ensayos con animales y plantas Efectos Toxicidad Mecanismo de acción (Toxicidad humana estimada) Métodos de valoración de la toxicidad Plantas Capacidad metabólica de retener sustancias tóxicas Incidencias para humanos y animales Límite máximo de residuos (plaguicidas) •Método de Repetto y Sanz (1977) •Método de Reiss Animales Parámetros experimentales a determinar: -Especie animal animales pequeños, económicos -Número y grupos de animales más de una especie animal -Vía de administración del xenobiótico tipo producto, posible vía abs. -Tiempo de duración del estudio agudo, por dosis repetidas, crónico Métodos de valoración de la toxicidad Animales Factores para determinar la especie animal *Estudios de administración tópica *Efectos de xenobióticos V.O. ó V.P. *Estudios de sensibilización Animales Métodos de valoración de la toxicidad Personal cualificado GLP (Buenas prácticas de laboratorio) Especies animales para investigación Infraestructuras adecuadas Establecimiento de P.O.S. Reducción Regla de las 3R Refinamiento Reemplazo Animales Parámetros experimentales a determinar: -Especie animal animales pequeños, económicos -Número y grupos de animales más de una especie animal -Vía de administración del xenobiótico tipo producto, posible vía abs. -Tiempo de duración del estudio agudo, por dosis repetidas, crónico Métodos de valoración de la toxicidad Toxicidad Aguda (24 hrs, 7, 15 y 30 días) •Definición Definición Muy tó tóxica ≤ 25 mg/Kg •DL DL50 Tóxica ≤ 250 mg/Kg •DL DLMáx Nociva ≤ 2000 mg/Kg •DL DLMín Sin toxicidad aguda ≥ 5000 mg/Kg •CL CL50 Métodos de valoración de la toxicidad Toxicidad Crónica •Definición: Toxicidad subcrónica o de dosis repetidas (10% de la vida del animal, de 1 a 3 meses) Toxicidad crónica (3 meses a 1-2 años, 90 d estudio histológico) •Parámetros de Valoración Aspecto físico Comportamiento Exámenes físicos Hematología Bioquímica sanguínea Orina Autopsia Histopatología Métodos alternativos •Definición Manejo de información Diseños estadísticos Modelos matemáticos (QSAR) Retrospecivos Modelos de simulación Toxicovigilancia Estudios en Humanos Voluntarios sanos •Tipos de métodos Técnicas “in vitro” Estudios in vivo + Estudios in vitro Órganos perfundidos Baño de órganos Cultivos de órganos Cultivos celulares Modelos subcelulares Sobrevaloración Ensayos especiales •Alteraciones mutagénicas •Alteraciones carcinogénicas •Toxicología de la reproducción •Ensayos de comportamiento Alteraciones mutagénicas Clasificación Células diana (somáticas, germinales) Nivel de afectación (cromosómicas, génicas) Mecanismo de producción (espontáneas, inducidas) Prueba de Ames (histidina) Métodos de valoración In vitro Cromosómicos A corto plazo: micronúcleos In vivo A largo plazo bacterias Mutaciones de alteraciones cromosómicas Mutaciones génicas por desfase Alteraciones mutagénicas Clasificación Células diana (somáticas, germinales) Nivel de afectación (cromosómicas, génicas) Mecanismo de producción (espontáneas, inducidas) Prueba de Ames (histidina) Métodos de valoración In vitro Cromosómicos A corto plazo: micronúcleos In vivo A largo plazo bacterias Test de Ames: bacterias • Cepas mutantes: no crecen en medio deficiente en histidina • Mutágenos revierten la mutación original y bacteria vuelve a crecer en ese medio Salmonella typhimurium Ensayo de alteraciones cromosómicas Ensayo de micronúcleos Alteraciones mutagénicas Clasificación Células diana (somáticas, germinales) Nivel de afectación (cromosómicas, génicas) Mecanismo de producción (espontáneas, inducidas) Prueba de Ames (histidina) Métodos de valoración In vitro Cromosómicos A corto plazo: micronúcleos In vivo A largo plazo bacterias Alteraciones carcinogénicas Fases Producción del daño genético Reproducción de la célula iniciada Expresión de las Características fenotípicas Valoración ”in vitro” de transformación celular (líneas celulares) “in vivo” de carcinogénesis (roedores) Fases del tumor Alteraciones carcinogénicas Fases Producción del daño genético Reproducción de la célula iniciada Expresión de las Características fenotípicas Valoración ”in vitro” de transformación celular (líneas celulares) “in vivo” de carcinogénesis (roedores) Toxicología de reproducción •Teratología, toxicología desarrollo, toxicología reproducción •Toxicología reproducción Trastornos fertilidad Afección de la Espermatogénesis y ovogénesis Alteraciones del desarrollo embrionario de desarrollo •Métodos de valoración Disminución crecimiento, peso corporal Defectos estructurales (teratogénicos) Defectos funcionales Huevos de aves animales Segmento I (fertilidad, reproducción) Segmento II (teratogénesis) Segmento III (perinatal) Ensayos de comportamiento Medir aprendizaje animal y alteraciones que sufre • Laberinto: ingenio, memoria • Resitencia a fatiga • Actímetro: comportamiento exploratorio • Celulas fotoeléctricas: comportamiento exploratorio • Analgesímetro: sensibilidad térmica • Caja de dos compartimentos Estimación del Riesgo Riesgo Determinación del riesgo Normas o recomendaciones de exposición y uso Estimación del riesgo Factores de seguridad 1 a 5 en humanos 1000 en animales Comparación con otras especies Extrapolación a la especie humana Litchfield 1992, 89 efectos en 6 tox. Correl. log Peso v/s log DL50 Krasorskii 1976, 279 pdtos, 6-7 sp Correl. DL50 exp / DLmin hum Edwards y col. 1984, 7 pdtos. intox. UK Etapas en la estimación del riesgo Estimación del Riesgo Riesgo Determinación del riesgo Normas o recomendaciones de exposición y uso Estimación del riesgo Factores de seguridad 1 a 5 en humanos 1000 en animales Comparación con otras especies Extrapolación a la especie humana Litchfield 1992, 89 efectos en 6 tox. Correl. log Peso v/s log DL50 Krasorskii 1976, 279 pdtos, 6-7 sp Correl. DL50 exp / DLmin hum Edwards y col. 1984, 7 pdtos. intox. UK Bibliografía • Toxicología Fundamental de Manuel Repetto, 3ª Edición, editorial Diaz de Santos • Toxicología avanzada de Manuel Repetto. Ediciones Diaz de Santos • Introducción a la toxicología de los alimentos. T. Shibamoto • Fundamentos de ciencia toxicológica de José Bello Gutiérrez y Adela López de Cerain Salsamendi [email protected] Cromosomas-Meiosis y mitosis Mitosis y meiosis
