Efectos y patrones de respuesta de las poblaciones ante los tóxicos

Presentación del tema: "Efectos y patrones de respuesta de las poblaciones ante los tóxicos"— Transcripción de la presentación:

1 Efectos y patrones de respuesta de las poblaciones ante los tóxicos
David C. Siddons

2 Población Grupos de individuos de la misma especie, se reproducen entre si, ocupan un espacio definido en un tiempo dado

3 Población Ecotoxicología Epidemiología Demografía
Genética de Poblaciones

4 Epidemiología Ciencia que se enfoca sobre las causas de las enfermedades en la poblaciones Incidencia, prevalencia y distribución de las enfermedades en la población Epidemiología ambiental Sub disciplina enfocada en factores físicos / químicos Epidemiología ecológica Evalúa el riesgo ecológico – Incidencia, prevalencia y distribución en las especies no humanas

5 Epidemiología Etiología El origen de las enfermedades
Correlacionar / Relacionar los efectos a factores de riesgo de los individuos (edad, sexo, distribución, densidad) y agentes contaminantes (XB) que son los que promueven los efectos adversos

6 Epidemiología Incremento de la probabilidad Factor de riesgo
El riesgo de que un factor etiológico promueva una enfermedad Situación Causas Disolución en medios acuáticos. Mayor % de grasa. Exposición a dosis constantes. Incremento de la probabilidad

7 Epidemiología Individual Factor de riesgo
Relación de los individuos expuestos al factor causal vs. la frecuencia de los individuos no expuestos Factor causal Exposiciones prolongadas, protector solar

8 Epidemiología Individual Factor de riesgo SOBRE EL INDIVIDUO
Factor causal Riego con agua contaminadas (ecosistemas aledaños / conectados)

9 Epidemiología Relativo Factor de riesgo
Probabilidad que tiene un individuo o grupo de población (edad, sexo, condición) con características epidemiológicas (evidencias de factores causales) de ser afectado por la enfermedad Probabilidad Aumento al no tener medidas de protección

10 Epidemiología Relativo Factor de riesgo SOBRE EL INDIVIDUO
Bioacumulación / Biomagnificación Mayor riesgo en organismo con tejidos adiposos, mayores concentraciones al final de la cadena trófica

11 Epidemiología Atribuible Factor de riesgo
Esta relacionado con el riesgo individual. Difiere sobre el estudio de un factor exclusivo y excluye otros Factor causal En específico (obesidad) sobre el infarto

12 Epidemiología Atribuible SOBRE EL INDIVIDUO Factor de riesgo
Factor causal CO2 CH4 Otros gases Distribución de una población / Reproducción

13 Epidemiología Fracción del riesgo Factor de riesgo
La porción (%) de un grupo en riesgo en relación al factor causal con respecto a la población global Factor causal En específico (obesidad) sobre el infarto

14 Epidemiología Fracción del riesgo SOBRE EL INDIVIDUO Factor de riesgo
Bioacumulación DDT En los grandes lagos, con respecto a la distribución total de la especie. Mayor fracción en especies endémicas

15 Epidemiología Thomas Dawber 1961 Presión Arterial Colesterol Tabaco

16 Epidemiología Métrica
Índice de incidencia (I) Número de nuevos casos (N) por período de tiempo (T) I= N/T Total de la población

17 Epidemiología Métrica
Apis mellifera Insecticidas

18 Epidemiología Métrica
Prevalencia (P) Proporción de una población expuesta a efectos adversos P= I*t Prevalencia Puntual= Momento dado tiempo Prevalencia de período= Usa el puntual para predecir “cuantos estrán” en 10 – 20 …. años

19 Epidemiología Métrica

20 Epidemiología Métrica

21 Epidemiología Métrica
Riesgo Relativo (RR) Compara el riesgo entre dos poblaciones RR= I (expuestos) / I (control) RR= 1. No hay asociación entre el factor de riesgo y el evento. RR >1. Asociación positiva. El factor de riesgo se asocia a una mayor frecuencia del evento. RR <1. Asociación negativa. El factor de riesgo no influye, consecuencia sucede un factor protector (inmunidad) Sensibilidad en poblaciones

22 Epidemiología Métrica

23 Epidemiología Métrica

24 Epidemiología Métrica

25 Epidemiología Métrica
Radio de probabilidad, Oportunidad relativa Odds Ratio OR= odds (Casos) / odds (control) Tamaño del efecto La posibilidad que una condición de salud se presente en un grupo de población frente al riesgo que ocurra en otro

26 Epidemiología Métrica
Presente (evento) Ausente (evento) Casos (observados) A B Total de casos (ni) Sin Casos (fuera de la observación) C D Total de no casos (no) Total de expuestos (mi) Total de no expuestos (mo) Pobalcion (n) OR = (a/b)/(c/d) = ad/bc Razón de momios

27 Epidemiología Métrica

28 Epidemiología Métrica
----- Notas de la reunión (14/11/16 11:14) ----- Stop here

29 Dosis de respuesta. Aguda-Crónica
Análisis ideales describen los puntos medios de respuesta DL50 CL50 TL50 Asumen una distribución normal Reflejan una variación natural Refleja variaciones genéticas

30 Dosis de respuesta. Aguda-Crónica
DIE (IED) Dosis Individual efectiva Distribución acumulativa Distribución normal de los patrones de mortalidad

31 Dosis de respuesta. Aguda-Crónica

32 Dosis de respuesta. Aguda-Crónica

33 Dosis de respuesta. Aguda-Crónica

34 Dosis de respuesta. Aguda-Crónica

35 Dosis de respuesta. Aguda-Crónica
El gráfico responde a las dosis. Fácil de leer las concentraciones TL50, CL50…..

36 Dosis de respuesta. Aguda-Crónica
Pruebas de Ajuste ln (p/1-p) Utilizan transformaciones de la curva de toxicidad (log) SD (p+5) Transformaciones (log) ln (-ln (1-p)

37 Dosis de respuesta. Aguda-Crónica

38 Dosis de respuesta. Aguda-Crónica

39 Dosis de respuesta. Aguda-Crónica
Dosis Letal Tres botellas de vodka en una hora

40 Dosis de respuesta. Aguda-Crónica
Dosis Letal 94 cigarrillos de una vez

41 Dosis de respuesta. Aguda-Crónica
Dosis Letal 5000 comprimidos períodos cortos

42 Dosis de respuesta. Aguda-Crónica
Dosis Letal 250g de una sola vez

43 Dosis de respuesta. Aguda-Crónica
Dosis Letal 150 Tasas de Expreso (4.5litros)

44 Dosis de respuesta. Aguda-Crónica
Dosis Letal 10 litros día

45 Dosis de respuesta. Aguda-Crónica
Dosis Letal 0.1 amperios Silla eléctrica 6 amperios

46 Dosis de respuesta. Aguda-Crónica
Dosis Letal picaduras

47 Inferencia Epidemiología Dosis letales Enfermedades Mortalidad

48 Inferencia Las enfermedades pueden presentarse en varios niveles
Basarse en asociaciones (correlaciones) Efectos adversos vs. Factor de riesgo -Variaciones entre la fisiología de individuos -Condiciones entre sub poblaciones (localidades) -Condiciones del hábitat -La fuente del estrés Causa / Efecto es extremadamente difícil de identificar en una población

49 Inferencia Hay desarrolladas reglas básicas para sondear una inferencia Nueve aspectos del desarrollo de las enfermedades (no infecciosa) (Hill 1965) Objetivo: Determinar si las asociaciones son verosímiles o no

50 Inferencia Fuerza de la Asociación Incidencia de 150 vs 300 veces.
Picos cruzados en gaviotas de los Grande Lagos

51 Inferencia Consistencia de la Asociación Incidencia 300 veces mayor
Independiente de la edad y el sexo (altamente consistente)

52 Inferencia Especificidad de Asociación Incidencia 300 veces mayor
Esta incidencia se hizo mayor en hábitat “indistrializados”

53 Inferencia Asociación Temporal
Aumento de la incidencia, coincidente / relacionado con actividades contaminantes

54 Inferencia Gradiente Biológica
Mayores frecuencia mientras más cerca (contacto directo) de la fuente de contaminación

55 Inferencia Plausibilidad Biológica Respuestas fisiológicas
Xenobióticos, productos químicos industriales, influyen en la modulación del Calcio Bioensayos, Biomarcadores

56 Inferencia Soporte Experimental de la Asociación
Luego de la disminución o anulación de la fuente (cierre de industrias) hay menor frecuencia de picos cruzados. Escenarios parecidos, mismos patrones de respuesta

57 Inferencia Coherencia de la Asociación
Bionensayos, demuestran que con dosis subletales, las ratas presentan deformaciones similares en las mandíbulas

58 Inferencia Analogía Patrones repetitivos a través de zonas contaminadas y en diferentes especies Alto grado de documentación

59 Demografía Patrones de la población Estructura Dinámica Crecimiento
Busca entender si una población puede seguir VIABLE en presencia de un tóxico

60 Demografía Incidencia del 10%, en afectaciones en la vista ¿Qué grupo sería más vulnerable? NO TODOS LOS PATRONES DE RESPUESTA SON LOS MISMOS, CONSECUENTEMENTE LOS EFECTOS PUEDEN TENER DIFERENTES MAGNITUDES EN FUNCIÓN DE LAS ESPECIES

61 Demografía Modelos de Simples
Tratar a los individuos por igual y predecir cambios en abundancia o densidad Enfermedades cancerosas Agentes biológicos

62 Demografía Modelos más complejos
La capacidad intrínseca del crecimiento de la población dN/dt = rN La capacidad de carga del medio dN/dt = rN[1 – (N/K)] Variables fundamentales que pueden afectar la dinámica de la población, a más de la acción de un contaminante

63 Demografía Plantas anuales de ciclo corto Insectos de vida corta
Muy probable que fluctúe la dinámica antes de que el contaminante tengo efecto Efecto acumulativo???

64 Demografía Predecir comportamientos más complejos
Capacidad de carga + Propiedad de incrementar + efecto del contaminante Algunas poblaciones pueden fluctuar caóticamente y no necesariamente reflejan efectos de los contaminantes

65 Demografía Metapoblaciones Población (sub) de una Población
Viabilidad total de la población (paisaje) - Migraciones Distribución desigual Diferente capacidad de carga (tendencia a incrementar o no)

66 Demografía Ecotoxicología y Metapoblaciones
Hábitat contaminados que no soportan altas tasas de reproducción pueden mantener altas densidades (momentos). Diferentes exposiciones (concentraciones) de los contaminantes podrían tener efectos separados.

67 Demografía Variables Proporción de fragmentos disponibles
Probabilidad de extinción Probabilidad de colonización Menos disponibles a más contaminantes Mayor probabilidad a mayor exposición Menor probabilidad a mayor exposición

68 Demografía ¿Qué pasaría a mayor distancia del fragmento vacante?
¿Qué pasaría a menor capacidad de carga del fragmento vacante? ¿Cambiaría esta relación con presencia de contaminante en el fragmento vacante? ¿La probabilidad de extinción cambiaría?

69 Demografía Las fluctuaciones dependen
De la propiedad intrínseca incrementar De la capacidad de carga De las relaciones con las metapoblaciones De la presencia del contaminante De los efectos sobre la estructura etaria (efectos en reproductores), individuos dispersores

70 Genética de poblaciones
Los contaminante influyen en la frecuencia de genes (alelos) de una población

71 Genética de poblaciones
Efectos directos Efectos asociados directamente a la selección natural Melanismo industrial

72 Genética de poblaciones
Efectos indirectos Efecto cuello de botella (mayor incidencia de un contaminante) Deriva génica. Alteraciones en los efectos aleatorios de la frecuencia de los alelos, pueden relacionarse con un contaminante. Diversidad genética (frecuencia de heterocigotos) Mayor proporción de homocigotos = favorecimiento de condiciones reproductivas no favorables.

73 Genética de poblaciones
Otras consecuencias Generación de resistencias – Adaptación – Tolerancia (reducción de los tiempos / incidencia del factor de riesgo)