MEDICINA LABORAL

OBJETIVOS

Conocer los principales mecanismos de transporte de tóxicos a través de las membranas biológicas.

Señalar los parámetros que influyen en la absorción por las diferentes vías así como las principales propiedades físico-químicas de los agentes que pueden absorberse por ellas.

Conocer los factores implicados en la distribución de los tóxicos por el organismo así como las implicaciones derivadas de la unión a proteínas plasmáticas.

Conocer las distintas rutas de excreción de las sustancias tóxicas y describir los principales mecanismos implicados en ellas.

Indicar el significado toxicológico de los procesos de biotransformación, especialmente el caso de la bioactivación.

Conocer los sistemas principales de las reacciones de fases I y II.

Identificar la importancia de los factores que modifican la biotransformación.

CONTENIDO

Mecanismos de transporte de tóxicos a través de membranas biológicas.

Absorción por vía digestiva, respiratoria y cutánea.

Distribución de los tóxicos por el organismo.

Principales vías de eliminación.

Biotransformación.

Respuesta del organismo a los tóxicos

Notas

La respuesta del organismo ante un tóxico depende de la concentración que alcance éste en el lugar selectivo donde va a ejercer su acción; es decir, en los receptores específicos de sus órganos diana. Dicha concentración depende, a su vez, de la cantidad de tóxico administrada y de los diferentes procesos que integran la toxicocinética, a saber: absorción, distribución, metabolismo y eliminación.

Estructura de la membrana plasmática

En todos los procesos anteriores, para pasar de un compartimento a otro el tóxico se ve obligado a franquear repetidas veces la membrana biológica que, a especie de manto, aísla el medio interno del exterior, y dentro de medio interno separa los distintos compartimentos entre sí.

La membrana biológica es una estructura semipermeable similar a un mosaico fluido, modelo propuesto por Singer y Nicholson en 1971 y que le atribuye una estructura lipoproteinca formada por una doble capa de fosfolípidos dispuestos de forma que las cabezas polares se sitúan en los extremos y las cadenas hidrocarbonadas hidrofóbicas enfrentadas entre sí. Existen dos tipos de proteínas: integrales y periféricas. Las primeras están embebidas en la matriz lipídica, atravesándola en su totalidad o situándose en la superficie de ambas caras con distinto grado de penetración. Su función sería la de receptor, transportador, canal o bomba.

Estas características hacen que la membrana biológica sea eminentemente hidrófoba y liposoluble, siendo fácilmente penetrable por sustancias lipídicas y difícilmente por sustancias hidrosolubles e ionizadas.

Mecanismos de transporte de tóxicos a través de membranas biológicas

• Difusión pasiva

• Filtración

• Transporte activo

• Pinocitosis

La transferencia del tóxico a través de la membrana biológica puede hacerse por varios mecanismos: difusión pasiva, filtración, transporte activo y pinocitosis.

Difusión pasiva

Ley de Fick:

La difusión pasiva consiste en el paso de una sustancia a través de la membrana biológica en función del gradiente de concentración; es decir, pasando de la zona de mayor concentración a la de menor concentración. Es el mecanismo más importante de todos cuantos puede utilizar el tóxico, interviniendo sobre todo en la absorción por vía respiratoria y digestiva.

La velocidad de difusión de una sustancia a través de una membrana viene determinada por la Ley de Fick, que dice que la velocidad de difusión es directamente proporcional a una constante (K), a la superficie de absorción (A) y al gradiente de concentración (C1-C2), e inversamente proporcional al grosor de la membrana (d).

La constante de difusión "K", depende a su vez de varios factores:

• Tamaño o peso molecular.

• Forma.

• Grado de ionización.

• Liposolubilidad.

En el caso de gases y vapores el factor más importante es la presión parcial del gas en cada compartimento (gradiente de concentración entre el compartimento alveolar y el sanguíneo). En el caso de líquidos es fundamental la liposolubilidad.

Filtración (poros capilares)

Figura 1

(canal proteico) Figura 2

(fenestraciones intracelulares)

La filtración se realiza a través de los poros de la membrana. La membrana biológica tiene "poros acuosos" o canales de 4-40 Angstrom de diámetro (1 A = 0.1 nm) que dejan pasar compuestos hidrófilos, iones y electrólitos de hasta 60.000 daltons de peso molecular. Esos poros pueden ser tanto de carácter proteico (figura 1) como fenestraciones o “huecos” intra o intercelulares (figura 2, flechas).

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