La toxicología es el estudio de los venenos o, de manera más integral, la identificación y cuantificación de los resultados adversos asociados con la exposición a agentes físicos, sustancias químicas y otras condiciones. Como tal, la toxicología se basa en la mayoría de las ciencias biológicas básicas, las disciplinas médicas, la epidemiología y algunas áreas de la química y la física para obtener información, diseños y métodos de investigación. La toxicología abarca desde investigaciones de investigación básica sobre el mecanismo de acción de los agentes tóxicos hasta el desarrollo e interpretación de pruebas estándar que caracterizan las propiedades tóxicas de los agentes. La toxicología proporciona información importante tanto para la medicina como para la epidemiología al comprender la etiología y proporcionar información sobre la plausibilidad de las asociaciones observadas entre las exposiciones, incluidas las ocupaciones, y la enfermedad. La toxicología se puede dividir en disciplinas estándar, como toxicología clínica, forense, de investigación y reglamentaria; la toxicología se puede considerar por sistema o proceso de órganos diana, como la inmunotoxicología o la toxicología genética; la toxicología se puede presentar en términos funcionales, como investigación, pruebas y evaluación de riesgos.
Es un desafío proponer una presentación comprensiva de la toxicología en este Enciclopedia. Este capítulo no presenta un compendio de información sobre toxicología o efectos adversos de agentes específicos. Esta última información se obtiene mejor de bases de datos que se actualizan continuamente, como se describe en la última sección de este capítulo. Además, el capítulo no intenta establecer la toxicología dentro de subdisciplinas específicas, como la toxicología forense. La premisa del capítulo es que la información proporcionada es relevante para todo tipo de actividades toxicológicas y para el uso de la toxicología en diversas especialidades y campos médicos. En este capítulo, los temas se basan principalmente en una orientación práctica y la integración con la intención y el propósito de la Enciclopedia como un todo. Los temas también se seleccionan para facilitar la referencia cruzada dentro del Enciclopedia.
En la sociedad moderna, la toxicología se ha convertido en un elemento importante en la salud ambiental y ocupacional. Esto se debe a que muchas organizaciones, gubernamentales y no gubernamentales, utilizan información de toxicología para evaluar y regular los peligros en el lugar de trabajo y en el entorno no laboral. Como parte de las estrategias de prevención, la toxicología es invaluable, ya que es la fuente de información sobre peligros potenciales en ausencia de exposiciones humanas generalizadas. Los métodos toxicológicos también son ampliamente utilizados por la industria en el desarrollo de productos, para proporcionar información útil en el diseño de moléculas específicas o formulaciones de productos.
El capítulo comienza con cinco artículos sobre principios generales de toxicología, que son importantes para la consideración de la mayoría de los temas en el campo. Los primeros principios generales se relacionan con la comprensión de las relaciones entre la exposición externa y la dosis interna. En la terminología moderna, “exposición” se refiere a las concentraciones o cantidad de una sustancia presentada a individuos o poblaciones, cantidades que se encuentran en volúmenes específicos de aire o agua, o en masas de suelo. “Dosis” se refiere a la concentración o cantidad de una sustancia dentro de una persona u organismo expuesto. En salud ocupacional, los estándares y las pautas a menudo se establecen en términos de exposición o límites permisibles de concentraciones en situaciones específicas, como en el aire en el lugar de trabajo. Estos límites de exposición se basan en suposiciones o información sobre las relaciones entre exposición y dosis; sin embargo, a menudo no se dispone de información sobre la dosis interna. Por lo tanto, en muchos estudios de salud ocupacional, las asociaciones solo pueden establecerse entre exposición y respuesta o efecto. En algunos casos, los estándares se han establecido en función de la dosis (p. ej., niveles permisibles de plomo en la sangre o mercurio en la orina). Si bien estas medidas se correlacionan más directamente con la toxicidad, aún es necesario retrocalcular los niveles de exposición asociados con estos niveles para controlar los riesgos.
El siguiente artículo se refiere a los factores y eventos que determinan las relaciones entre exposición, dosis y respuesta. Los primeros factores se relacionan con la captación, la absorción y la distribución: los procesos que determinan el transporte real de sustancias al cuerpo desde el entorno externo a través de las puertas de entrada, como la piel, los pulmones y el intestino. Estos procesos se encuentran en la interfaz entre los humanos y sus entornos. Los segundos factores, del metabolismo, se relacionan con la comprensión de cómo el cuerpo maneja las sustancias absorbidas. Algunas sustancias son transformadas por procesos celulares de metabolismo, que pueden aumentar o disminuir su actividad biológica.
Los conceptos de órgano diana y efecto crítico se han desarrollado para ayudar en la interpretación de los datos toxicológicos. Según la dosis, la duración y la vía de exposición, así como los factores del huésped, como la edad, muchos agentes tóxicos pueden inducir una serie de efectos en los órganos y organismos. Un papel importante de la toxicología es identificar el efecto importante o conjuntos de efectos para prevenir enfermedades irreversibles o debilitantes. Una parte importante de esta tarea es la identificación del órgano primero o más afectado por un agente tóxico; este órgano se define como el “órgano diana”. Dentro del órgano diana, es importante identificar el evento o eventos importantes que indican intoxicación o daño, para asegurarse de que el órgano ha sido afectado más allá del rango de variación normal. Esto se conoce como el “efecto crítico”; puede representar el primer evento en una progresión de etapas fisiopatológicas (como la excreción de proteínas de bajo peso molecular como un efecto crítico en la nefrotoxicidad), o puede representar el primer y potencialmente irreversible efecto en el proceso de una enfermedad (como la formación de de un aducto de ADN en la carcinogénesis). Estos conceptos son importantes en salud ocupacional porque definen los tipos de toxicidad y enfermedad clínica asociados con exposiciones específicas y, en la mayoría de los casos, la reducción de la exposición tiene como objetivo la prevención de efectos críticos en los órganos objetivo, en lugar de todos los efectos en todos o cualquier otro. Organo.
Los siguientes dos artículos se refieren a factores importantes del huésped que afectan muchos tipos de respuestas a muchos tipos de agentes tóxicos. Estos son: determinantes genéticos o factores de susceptibilidad/resistencia heredados; y la edad, el sexo y otros factores como la dieta o la coexistencia de enfermedades infecciosas. Estos factores también pueden afectar la exposición y la dosis modificando la captación, la absorción, la distribución y el metabolismo. Debido a que las poblaciones de trabajadores en todo el mundo varían con respecto a muchos de estos factores, es fundamental que los especialistas en salud ocupacional y los encargados de formular políticas comprendan la forma en que estos factores pueden contribuir a las variaciones en la respuesta entre las poblaciones y los individuos dentro de las poblaciones. En sociedades con poblaciones heterogéneas, estas consideraciones son particularmente importantes. La variabilidad de las poblaciones humanas debe tenerse en cuenta al evaluar los riesgos de las exposiciones ocupacionales y al llegar a conclusiones racionales del estudio de organismos no humanos en investigaciones o pruebas toxicológicas.
Luego, la sección proporciona dos resúmenes generales sobre toxicología a nivel mecanicista. Mecanicistamente, los toxicólogos modernos consideran que todos los efectos tóxicos manifiestan sus primeras acciones a nivel celular; por lo tanto, las respuestas celulares representan los primeros indicios de los encuentros del cuerpo con un agente tóxico. Además, se supone que estas respuestas representan un espectro de eventos, desde lesiones hasta la muerte. La lesión celular se refiere a procesos específicos utilizados por las células, la unidad más pequeña de organización biológica dentro de los órganos, para responder al desafío. Estas respuestas implican cambios en la función de los procesos dentro de la célula, incluida la membrana y su capacidad para absorber, liberar o excluir sustancias; la síntesis dirigida de proteínas a partir de aminoácidos; y la renovación de los componentes celulares. Estas respuestas pueden ser comunes a todas las células lesionadas o pueden ser específicas de ciertos tipos de células dentro de ciertos sistemas de órganos. La muerte celular es la destrucción de células dentro de un sistema de órganos, como consecuencia de una lesión celular irreversible o no compensada. Los agentes tóxicos pueden causar la muerte celular de forma aguda debido a ciertas acciones, como el envenenamiento de la transferencia de oxígeno, o la muerte celular puede ser consecuencia de una intoxicación crónica. La muerte celular puede ser seguida por reemplazo en algunos, pero no en todos, los sistemas de órganos, pero en algunas condiciones, la proliferación celular inducida por la muerte celular puede considerarse una respuesta tóxica. Incluso en ausencia de muerte celular, la lesión celular repetida puede inducir estrés dentro de los órganos que compromete su función y afecta a su progenie.
Luego, el capítulo se divide en temas más específicos, que se agrupan en las siguientes categorías: mecanismo, métodos de prueba, regulación y evaluación de riesgos. Los artículos del mecanismo se centran principalmente en los sistemas de destino en lugar de los órganos. Esto refleja la práctica de la toxicología y la medicina modernas, que estudia los sistemas de órganos en lugar de órganos aislados. Así, por ejemplo, la discusión de la toxicología genética no se centra en los efectos tóxicos de los agentes dentro de un órgano específico, sino más bien en el material genético como objetivo de la acción tóxica. Asimismo, el artículo sobre inmunotoxicología analiza los diversos órganos y células del sistema inmunitario como dianas de los agentes tóxicos. Los artículos sobre métodos están diseñados para ser altamente operativos; describen los métodos actuales en uso en muchos países para la identificación de peligros, es decir, el desarrollo de información relacionada con las propiedades biológicas de los agentes.
El capítulo continúa con cinco artículos sobre la aplicación de la toxicología en la regulación y formulación de políticas, desde la identificación de peligros hasta la evaluación de riesgos. Se presenta la práctica actual en varios países, así como en IARC. Estos artículos deben permitir al lector comprender cómo la información derivada de las pruebas de toxicología se integra con las inferencias básicas y mecanicistas para obtener información cuantitativa utilizada para establecer los niveles de exposición y otros enfoques para controlar los peligros en el lugar de trabajo y el medio ambiente en general.
Un resumen de las bases de datos de toxicología disponibles, a las que los lectores de esta enciclopedia pueden consultar para obtener información detallada sobre agentes tóxicos específicos y exposiciones, se puede encontrar en el Volumen III (consulte “Bases de datos de toxicología” en el capítulo Manipulación segura de productos químicos, que proporciona información sobre muchas de estas bases de datos, sus fuentes de información, métodos de evaluación e interpretación, y medios de acceso). Estas bases de datos, junto con las Enciclopedia, proporcionar al especialista en salud ocupacional, al trabajador y al empleador la capacidad de obtener y utilizar información actualizada sobre toxicología y evaluación de agentes tóxicos por parte de organismos nacionales e internacionales.
Este capítulo se centra en aquellos aspectos de la toxicología relevantes para la seguridad y la salud en el trabajo. Por esa razón, la toxicología clínica y la toxicología forense no se abordan específicamente como subdisciplinas del campo. Muchos de los mismos principios y enfoques descritos aquí se utilizan en estas subdisciplinas, así como en la salud ambiental. También son aplicables a la evaluación de los impactos de los agentes tóxicos en las poblaciones no humanas, una de las principales preocupaciones de las políticas ambientales en muchos países. Se ha hecho un intento decidido de obtener las perspectivas y experiencias de expertos y profesionales de todos los sectores y de muchos países; sin embargo, el lector puede notar cierto sesgo hacia los científicos académicos en el mundo desarrollado. Aunque el editor y los colaboradores creen que los principios y la práctica de la toxicología son internacionales, los problemas del sesgo cultural y la estrechez de la experiencia bien pueden ser evidentes en este capítulo. El editor del capítulo espera que los lectores de este Enciclopedia ayudará a garantizar la perspectiva más amplia posible a medida que esta importante referencia continúa actualizándose y ampliándose.