Los tóxicos en los organismos David Siddons

Ingreso en los organismos Toxicidad (suceda) Los contaminantes deben pasar las membranas celulares 78.1% (volumen del aire)

Ingreso en los organismos Absorción Sucede por medio de los tejidos / órganos periféricos Ojos Piel Sistema Respiratorio Mucosas

Ingreso en los organismos Fluyen / Distribuyen Capilares Membrana Celulares

Ingreso en los organismos Escala celular Bicapa de Fosfolípidos

Ingreso en los organismos Porción hidrofílica (negativa) Porción hidrofóbica

Ingreso en los organismos Para cruzar la bicapa se requiere Difusión (diferencia de concentraciones – sin energía) Atravesar la membrana / canal iónico Difusión facilitada (requiere un transportador – proteína periférica) Contaminantes tienen moléculas grandes / alto grado hidrofilia Es más rápida que la difusión simple

Ingreso en los organismos Para cruzar la bicapa se requiere Transporte activo (menor concentración a mayor concentración + energía) Endocitosis (proceso de ingreso mediante una vesícula celular) -Pinocitosis (vesículas pequeñas / líquidos) -Fagocitosis (vesículas grandes) -Receptor (macromoléculas, en el ambiente, se fijan por proteínas específicas)

Ingreso en los organismos

Ingreso en los organismos Absorción Factores que afectan el paso a través de las membranas Físico – Químicas -Grado ionización. -Coeficiente de partición. -pKa (Quinasa proteína A – enzima – regulación glicógeno, azúcar y metabolismo de lípidos) Tamaño. Solubilidad en medios acuosos / lipídicos. Dinámica

Ingreso en los organismos Grado ionización. -Membrana celular crea barrera para los iones (polaridad) No son excluidos completamente -Ej: La absorción de los contaminantes / xenobióticos por vía estomacal depende del pH. -Alcaloides no tienen efecto tóxico en medio alcalinos (forma no-ionizada) ----- Notas de la reunión (30/9/15 08:51) ----- explicar PKa Compuesto ácidos, poco ionizados a pH < 6 = muy absorbibles Compuesto básicos, poco ionizados a pH > 6 = muy absorbibles La cantidad de tóxico no-ionizado depende de la relación pKa/pH del medio. pKa = pH 50% ionizado 50% no ionizado

Ingreso en los organismos Xenobióticos “Indiferentes” a las condiciones de pH Gran parte son anfóteros (ácidos –bases) Grupos nitrógeno Alcaloides Plaguicidas Plomo – Arsénico (ácidos arsenioso) Afectados pH

Ingreso en los organismos Coeficiente de partición / reparto Al cruzar la bicapa lipídica los XB pasan a fase acuosa. Correlación entre coef. partición y solubilidad del agua Kow Tóxicos liposolubles atraviesan mejor las membranas celulares Mejores tasas de acumulación entre valores de 3 y 6 (Kow) Cuánto comparten (coeficiente) solubilidad en dos solventes -Octanol y Agua

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El coeficiente de reparto (K) de una sustancia, también llamado coeficiente de distribución (D), o coeficiente de partición (P), es el cociente o razón entre las concentraciones de esa sustancia en las dos fases de la mezcla formada por dos disolventes inmiscibles en equilibrio. Por tanto, ese coeficiente mide la solubilidad diferencial de una sustancia en esos dos disolventes.

Ingreso en los organismos

Ingreso en los organismos

Ingreso en los organismos Tóxicos en el sistema Sucede distribución = órganos y tejidos Ejercer acción toxicológica Hígado, Pulmones, Riñones, Cerebro Distribución hacia la periferia depende del transporte de lípidos Propiedades físico-químicas (pKa, liposolubilidad). Capacidad de unirse a proteínas Gradiente de concentración

Excreción en los organismos Mecanismos Unión a proteínas plasmáticas (ej: albumina) Control del nivel de agua Transporte de lípidos en la sangre Micromamíferos Baja presión sanguínea Baja cantidad de albumina

Excreción en los organismos Mecanismos Adición a un grupo orgánico (metilación) -CH3 Adición y regulación de la función (ADN-metiltransferasas) Incrementa la solubilidad del agua Excreción

Excreción en los organismos Mecanismos Conversión azúcares Arsénio Lactato de amonio trimetil

Excreción en los organismos Mecanismos Conversión en Fosfolípidos Arsénico Conversión en Fosfolípidos (O-fosfatidil lactato de amoniotrimetil)

Excreción en los organismos Incorporación dentro de las proteínas Mecanismos Cambio en la función de la proteína Incorporación dentro aminoácidos

Excreción en los organismos Afinidad xenobioticos Mecanismos Moléculas afines Metalotioneínas (-SH) = Cisteína 30% aminoácidos Biomarcadores (mejillones) Cadmio, Mercurio, Plata, Arsénico

Excreción en los organismos Biomineralización Mecanismos Metales son “secuestrados” al ser insertados dentro de una forma biológica En forma de: Gránulos Inclusiones en formas cristalinas Huesos Exoesqueletos Conchas / Mejillones (bivalvos)

Excreción en los organismos Reacciones de Fase I Mecanismos

Excreción en los organismos Más frecuentes son las Oxidaciones Fase I CATABOLIZAN Introducción de un grupo funcional (mayor actividad química) El sistema más importante Citocromo P-450 Más de 100 isoenzimas

Excreción en los organismos Fase I Hidroxilación Alifatica Hidroxilación Aromática N-O-S Dealquilación N-Oxidación, S- Oxidación Dehalogenación

Excreción en los organismos Reacciones de Fase II

Excreción en los organismos Fase II Reacciones de conjugación Inactivar el xenobiótico Actuar sobre el grupo funcional introducido (Fase I). Ácido Glucorinico Sulfatos Acetatos Metilos Aminoácidos Metabolismo secundario

Excreción en los organismos

Excreción en los organismos Here 14 Octber 2015

Excreción en los organismos Fase II Provocar mayor solubilidad en el agua La mayoría de las reacciones suceden en el citoplasma ----- Notas de la reunión (27/9/16 10:48) ----- Start from here next time

Excreción en los organismos

Excreción en los organismos Implicaciones Utilización/Reconocimiento de biomarcadores moleculares Biodegradación biológica = Mitigación en Polución Alta bioactividad = CH3Hg (mayor solubilidad en el agua) Completa degradación depende del ciclo del ácido cítrico -Moléculas en cadena lineal relativamente fáciles de eliminar(alquenos) -Cíclicas, aromáticas muchas más difíciles (PBC)

Efectos ecotoxicológicos a medirse

Efectos ecotoxicológicos a medirse Bioensayos Naturaleza y magnitud de un agente contaminante sobre un organismo / sistema biológico. Biomarcadores Indicador bioquímico, fisiológico o ecológico del estrés ocasionado por un agente contaminante

Efectos ecotoxicológicos a medirse Monitoreos Ambientales -Liberación, compuestos, destino, fuente, almacenamiento, cuantificar concentraciones del agente contaminante en el ambiente. Monitoreo Biológico Efectos, patrones de cambio en individuos, poblaciones, comunidades y en ecosistemas