Toxicología para niños
La toxicología es una ciencia que se encarga de estudiar cómo ciertas sustancias pueden afectar a los seres vivos. Investiga qué tipo de efectos dañinos producen, en qué cantidad, con qué frecuencia, qué tan graves son y si se pueden revertir. También busca entender cómo estas sustancias, que vienen de fuera del cuerpo (llamadas xenobióticos), causan esos efectos.
Además, la toxicología analiza los efectos perjudiciales de agentes químicos, biológicos y físicos en los sistemas biológicos. Ayuda a determinar la magnitud del daño según el tiempo que un organismo ha estado expuesto a ellos. Su objetivo principal es identificar, prevenir y tratar las enfermedades que surgen de estos efectos.
Hoy en día, la toxicología también estudia cómo funcionan los componentes que el propio cuerpo produce, como los radicales libres de oxígeno, que pueden ser reactivos y generarse tanto por sustancias externas como por las propias del organismo.
En el último siglo, la toxicología ha crecido mucho, incorporando conocimientos de otras áreas como la biología, la medicina, la química, la física y las matemáticas.
Algunos consideran a Mateo Orfila como el "padre" de esta ciencia, mientras que otros piensan que fue Paracelso (1492-1541) mucho antes, con su famosa frase: "la dosis hace al veneno". Esto significa que casi cualquier sustancia puede ser dañina si se consume en una cantidad muy grande.
Contenido
¿De dónde viene la palabra toxicología?
La palabra "toxicología" viene del latín toxicum (que significa "veneno") y esta, a su vez, del griego toxik(o)-, que se refería al "veneno de flechas". Se sabe que desde la Edad de Piedra (Paleolítico), se usaban puntas de lanzas y flechas con sustancias dañinas de origen animal y vegetal para la caza.
¿Cómo ha evolucionado la toxicología a lo largo del tiempo?
Primeros estudios y clasificaciones
Dioscórides, un médico griego que trabajó para el emperador Nerón, fue uno de los primeros en clasificar las plantas según si eran dañinas o si tenían propiedades curativas. Más tarde, en el siglo X, el médico persa Ibn Wahshiya escribió un libro importante sobre sustancias dañinas.
Sin embargo, fue el profesor español Mateo Orfila, quien vivía en Francia, el que publicó el primer libro formal sobre toxicología en 1813 en París. Su obra se llamó Toxicología general.
Avances en la identificación de sustancias
En 1850, el químico belga Jean Stas logró un gran avance al ser la primera persona en separar sustancias dañinas de origen vegetal de tejidos humanos. Esto fue muy importante para resolver casos legales, ya que permitió identificar la presencia de ciertas sustancias en el cuerpo.
El 23 de abril de 1892, Juan Bautista Señorans fundó la primera cátedra (una especie de departamento universitario) de Toxicología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Buenos Aires, siendo pionera en el mundo.
¿Qué tipos de toxicología existen?
La toxicología tradicional se enfoca en los efectos dañinos en organismos individuales. Sin embargo, se ha dividido en varias ramas, dependiendo del área, el tipo de seres vivos o el tipo de sustancias que estudian.
Toxicología ocupacional: la seguridad en el trabajo
La toxicología ocupacional se dedica a estudiar las sustancias químicas que se encuentran en los lugares de trabajo. Sus tareas principales incluyen identificar qué agentes pueden ser dañinos, detectar las enfermedades que causan (tanto las que aparecen rápido como las que tardan en manifestarse), y establecer cómo se pueden usar estas sustancias de forma segura para evitar que las personas absorban cantidades perjudiciales. También crea programas para vigilar la salud de los trabajadores expuestos y el ambiente donde laboran. Se han establecido límites y guías para definir concentraciones seguras de sustancias en el aire de los lugares de trabajo, y estos límites tienen validez legal en algunos países.
Toxicología ambiental: cuidando nuestro entorno
Esta rama se ocupa de los posibles efectos dañinos de las sustancias químicas que actúan como contaminantes en el ambiente. El ambiente incluye todo lo que rodea a un organismo, como el aire, la tierra y el agua.
Toxicología forense: la ciencia en la justicia
La toxicología forense investiga los métodos médico-legales en casos donde se analizan situaciones de exposición a sustancias dañinas de diferentes orígenes, que podrían tener consecuencias legales.
Ecotoxicología: protegiendo los ecosistemas
La ecotoxicología estudia los efectos dañinos de sustancias químicas y agentes físicos en grupos de organismos y comunidades dentro de ecosistemas específicos. También analiza cómo se mueven estas sustancias y cómo interactúan con el ambiente. A diferencia de la toxicología tradicional, la ecotoxicología se enfoca en las consecuencias para poblaciones enteras de organismos o para ecosistemas completos.
Toxicología alimentaria: lo que comemos
Esta rama se encarga de estudiar los efectos dañinos de las sustancias químicas que están presentes o se añaden a los alimentos y que se ingieren con ellos. Pueden ser ingredientes, componentes de los alimentos, aditivos o contaminantes.
Toxicología clínica: la salud de las personas
La toxicología clínica se dedica a prevenir, diagnosticar y tratar las situaciones de exposición a sustancias dañinas en las personas. Estas situaciones pueden ser agudas (aparecen rápido) o crónicas (se desarrollan con el tiempo), y cada una requiere diferentes tratamientos.
Conceptos importantes en toxicología
Peligro y riesgo
El peligro es la capacidad que tiene una sustancia química de causar daño en una situación específica. Para saber si algo es peligroso, se necesita conocer qué tan dañina es la sustancia y en qué cantidad una persona podría estar expuesta a ella.
El riesgo es la probabilidad de que ocurra un efecto dañino no deseado debido a la exposición a una sustancia química o física. Para calcular el riesgo, se usan datos sobre la relación entre la cantidad de sustancia y el efecto que produce.
¿Cómo entran las sustancias al cuerpo?
Las sustancias químicas pueden entrar al organismo de diferentes maneras, dependiendo de la situación. En entornos industriales, la forma más común es la inhalación. La piel también es una vía importante, aunque la ingestión de sustancias es menos frecuente.
Las principales vías por las que estas sustancias externas (xenobióticas) entran al cuerpo son:
- Vía respiratoria: Es la más común. Los contaminantes llegan rápidamente al organismo a través de los pulmones y luego se distribuyen por el torrente sanguíneo. No solo se pueden inhalar gases, sino también líquidos (como aerosoles) y sólidos (como polvo en suspensión). Para evitar que estas sustancias entren, se deben usar protectores respiratorios con filtros adecuados.
- Vía digestiva: Podemos vernos afectados no solo por ingerir directamente una sustancia, sino también por otros elementos contaminados que llevamos a la boca o la nariz.
- Vía cutánea: Ocurre cuando los contaminantes entran por los poros de la piel y llegan al torrente sanguíneo. Los efectos no siempre aparecen de inmediato. Hay que tener especial cuidado si la piel sufre una lesión y entra en contacto con una sustancia dañina, ya que esta puede acceder directamente al organismo.
Cantidad de sustancia y efecto
Para cada sustancia química, existe una relación entre la cantidad (dosis o concentración) y el tipo de efecto dañino que produce. Generalmente, esta relación es directa: a mayor cantidad de sustancia, mayor es el efecto.
El umbral es el punto más bajo a partir del cual todos los individuos de una especie comienzan a reaccionar a una sustancia.
Cantidades importantes
- ED: Dosis efectiva. Es la cantidad de sustancia que produce un efecto deseado (por ejemplo, una dosis terapéutica).
- TD: Dosis dañina. Es la cantidad que produce un efecto negativo.
- LD: Dosis letal. Es la cantidad que causa la muerte.
- NOEL, NOAEL: Nivel sin efecto adverso observable. Es la cantidad más alta de una sustancia que no produce ningún efecto dañino visible.
- LOEL, LOAEL: Nivel más bajo con efecto o umbral. Es la cantidad más baja en la que se observan efectos dañinos. A partir de este punto, los efectos se deben a la sustancia y no a otros factores.
- Potencia (toxicidad): Indica qué tan efectiva es una sustancia para causar un efecto. Una sustancia es más potente si se necesita una cantidad menor para provocar un efecto.
- Índice terapéutico: Es una medida de seguridad de una sustancia. Se calcula dividiendo la dosis dañina (o letal) por la dosis efectiva. Un índice alto significa que la sustancia es más segura.
- Margen de seguridad: Otra medida de seguridad, que compara la dosis dañina para un pequeño porcentaje de la población con la dosis efectiva para la mayoría de la población.
¿Cómo se investiga en toxicología?
Los experimentos de toxicología se pueden hacer de varias maneras: in vivo (usando un animal completo), in vitro (pruebas en células o tejidos aislados en un laboratorio) o in silico (mediante simulaciones por computadora).
Modelos de estudio en seres vivos
Tradicionalmente, la toxicología ha usado pruebas en animales no humanos. Ejemplos de estos animales son la Galleria mellonella (una polilla), el pez cebra (Danio rerio) y el Caenorhabditis elegans (un gusano). Desde 2014, estos estudios en animales han proporcionado información única sobre cómo las sustancias actúan en un organismo vivo. Sin embargo, algunas organizaciones se oponen a estas pruebas por el bienestar animal, y en algunas regiones, como la Unión Europea, se han restringido o prohibido para ciertos productos, como los cosméticos.
Métodos de laboratorio (in vitro)
Aunque las pruebas en animales siguen siendo un método para estimar los efectos en humanos, existen preocupaciones éticas y técnicas. Desde finales de la década de 1950, la toxicología ha buscado reducir o eliminar las pruebas en animales siguiendo las "Tres R":
- Reducir el número de animales usados al mínimo necesario.
- Refinar los experimentos para causar menos sufrimiento.
- Reemplazar los experimentos in vivo con otros tipos de pruebas, o usar formas de vida más simples cuando sea posible.
Métodos por computadora (in silico)
El modelado por computadora es un ejemplo de método alternativo. Usando modelos informáticos de sustancias químicas y proteínas, se pueden predecir cómo interactuarán y si podrían interferir con funciones biológicas importantes. Este trabajo requiere conocimientos de modelado molecular, estadística, química, biología y toxicología.
En 2007, la Academia Nacional de Ciencias de EE. UU. publicó un informe que proponía transformar las pruebas de toxicología. La visión era pasar de un sistema basado en pruebas con animales a uno que usara principalmente métodos in vitro (en células o componentes celulares, preferiblemente humanos) y aprovechar los avances en áreas como la toxicogenómica y la bioinformática. Aunque en 2014 esta visión aún no se había logrado por completo, se han hecho grandes avances.
La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, por ejemplo, ha estudiado más de mil sustancias químicas usando modelos in silico y pruebas con células madre humanas. Esto les ha permitido predecir posibles efectos dañinos en el desarrollo, con una alta precisión.
En algunos casos, la ley ha prohibido los estudios con animales; por ejemplo, la Unión Europea prohibió el uso de pruebas con animales para cosméticos en 2013.
Galería de imágenes
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Toxicología
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Véase también
En inglés: Toxicology Facts for Kids
- Instituto de Toxicología de la Defensa
- Enrique Villanueva Cañadas
- Bioquímica
- Farmacia
- Farmacología
- Inocuidad alimentaria
- Medicina
- Química
- Toxicidad
