Efectos letales de los tóxicos
Supongo que cuando era niño a veces empujaba los botones de sus padres. Intentaste cosas diferentes solo para ver cuál sería su respuesta. No lo sabías, ¡pero en realidad estabas realizando un experimento científico!
Lo crea o no, los toxicólogos utilizan este mismo método de prueba para determinar la toxicidad de una sustancia; sin embargo, tienden a realizar experimentos en animales de laboratorio, no en tus padres. Los toxicólogos administrarán una dosis , o cantidad de tóxico que recibe el animal, y luego medirán la respuesta , que es el tipo y la magnitud de los efectos negativos que el animal muestra a partir de la dosis.
Este proceso se repite una y otra vez, y luego se representa en un gráfico el porcentaje de animales que presentan efectos negativos de la dosis.
Dado que la dosis se manipula específicamente en el experimento, está en el eje X; por lo tanto, la respuesta está en el eje Y. La curva que resulta de estos experimentos se llama curva dosis-respuesta .
La curva dosis-respuesta es importante porque proporciona a los científicos una forma rápida de describir la toxicidad de una sustancia. Lo hacen identificando la cantidad de tóxico que se necesita para matar a la mitad de los animales utilizados en el estudio. Debido a que esta es una dosis letal para el 50% de la población, se llama LD 50 .
Una toxicidad baja significa un LD 50 alto porque se necesita una gran dosis para matar al 50% de la población. Asimismo, una alta toxicidad significa un LD 50 bajo porque se necesita una cantidad mucho menor de tóxico para matar al 50% de la población del estudio.
Efectos no letales de los tóxicos
Además de los efectos letales de un tóxico, los científicos también pueden querer identificar otros efectos no letales de la sustancia. Cuando se estudia algo diferente a la muerte en un tóxico, es la dosis efectiva para el 50% de la población, o la DE 50 . Las respuestas de dosis efectivas pueden ser cosas como: ¿qué dosis del tóxico hace que el 50% de los animales del estudio pierdan el pelo, o qué dosis del tóxico causa un mal funcionamiento del sistema nervioso en el 50% de la población del estudio?
Aunque las pruebas para diferentes respuestas, lo mismo es cierto tanto para las pruebas de dosis letales como para las pruebas de dosis efectiva: los resultados de dosis bajas (LD 50 s o ED 50 s bajos ) indican una alta toxicidad porque se necesita una dosis más baja para provocar una respuesta . Cuando se necesitan dosis más altas, esto indica una baja toxicidad de la sustancia porque se necesita más para obtener el resultado deseado.
Dosis umbral
Un umbral es como una línea divisoria. Piense en el umbral de su casa. Cuando estás en un lado del umbral, estás afuera. Una vez que cruza el umbral de su casa, ahora está dentro. Separa una situación de la otra, y es bastante en blanco y negro.
Los toxicólogos a veces encuentran que un tóxico tiene una dosis umbral , la cantidad mínima necesaria para que ocurra una respuesta. Esto sucede en tu cuerpo. Sus órganos pueden excretar algunos tóxicos en dosis bajas, pero después de cierto nivel se sienten abrumados y ya no pueden hacerlo. Del mismo modo, si sus células solo pueden reparar el ADN hasta cierto punto y un tóxico daña el ADN más allá de este punto, esta sería la dosis umbral.
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Con una dosis umbral, no hay respuesta hasta que se alcanza un cierto umbral. En este punto, hay un cambio brusco en el efecto. Puede ver esto en el gráfico a continuación porque la respuesta es ‘0’ y se ejecuta a lo largo del eje X como tal hasta que alcanza la dosis umbral y luego se dispara.
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Entendiendo los datos
Los toxicólogos administran a los animales de laboratorio dosis mucho más altas (en relación con su tamaño corporal) de las que recibiríamos en la naturaleza. Esto permite dos cosas importantes: 1) la respuesta es lo suficientemente buena como para ser medida; y 2) se pueden ver claramente las diferencias entre dosis bajas y altas.
Para cualquier tóxico dado, se realizan múltiples experimentos de dosis-respuesta para generar una curva de dosis-respuesta precisa. Luego, los científicos extrapolan los datos para estimar qué efectos tienen estos tóxicos en los humanos. Sin embargo, debido a que estos no son resultados de pruebas reales, no son estimaciones del todo precisas. Por lo tanto, los niveles máximos permisibles de sustancias tóxicas se establecen muy por debajo de los niveles mínimos de toxicidad generados a partir de estos estudios para tener en cuenta cualquier error.
Las curvas de dosis-respuesta tienen muchas formas. Es fundamental conocer los efectos completos de varias dosis de un tóxico porque algunas respuestas disminuyen a medida que aumenta la dosis. Algunas curvas tienen forma de U o J, lo que indica que las dosis bajas pueden ser muy peligrosas.
Y, al igual que uno de sus padres puede haber respondido a sus pruebas de manera diferente que el otro padre, los individuos dentro de una población también varían en su respuesta a los tóxicos. La edad, el sexo, la salud, el peso e incluso el tamaño de la familia pueden influir en la sensibilidad de una persona a un tóxico.
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Los efectos de un tóxico también pueden variar según la duración de la exposición. La exposición aguda es cuando una persona experimenta una alta exposición durante períodos cortos de tiempo. Un ejemplo de esto sería la intoxicación alimentaria: te enfermas muy rápidamente pero por un solo evento. LD 50 s son buenos en la medición de los efectos de toxicidad aguda porque provienen de eventos discretos – la dosis.
La exposición crónica es cuando una persona experimenta una baja exposición durante un largo período de tiempo. Esto es lo que sucede después de muchos años de fumar cigarrillos o beber alcohol: el daño se produce en su cuerpo pero muy lentamente y durante largos períodos de tiempo. La exposición crónica es más común en ambientes naturales, pero también es más difícil de diagnosticar y detectar.
Resumen de la lección
Es importante saber cómo nos afectan las sustancias tóxicas y, para comprender mejor sus impactos, los toxicólogos realizan experimentos. En estos experimentos, dan una cierta cantidad de tóxico a los animales de prueba, llamada dosis . Luego miden la respuesta , que es el efecto de la dosis.
Una vez que hayan hecho esto en numerosas ocasiones, pueden trazar una curva de dosis-respuesta y extrapolar los resultados de los animales de laboratorio a los humanos, aunque esto puede ser impreciso porque estas extrapolaciones no son medidas exactas. Debido a la imprecisión, los niveles máximos permitidos de sustancias tóxicas se establecen por debajo del nivel mínimo de toxicidad estimado a partir del experimento.
Los experimentos de dosis-respuesta proporcionan a los toxicólogos otra información, como la dosis letal para el 50% de la población o la DL 50 . Los científicos también pueden querer saber la dosis para un cierto efecto en el 50% de la población, como la caída del cabello. Este es el ED 50 . Una DE 50 o LD 50 baja indica una alta toxicidad porque esto significa que una pequeña cantidad de tóxico produce una respuesta. Algunas respuestas solo ocurren por encima de una dosis mínima, y esto se denomina dosis umbral .
Aunque estos experimentos proporcionan una gran cantidad de datos sobre los tóxicos, los efectos aún varían entre las personas. El género, el peso, la edad, la salud y otros factores contribuyen a la forma en que las personas responden a las sustancias tóxicas. Además, el tiempo de exposición también influye. La exposición aguda o las dosis altas durante períodos cortos de tiempo se reconocen más fácilmente, pero la exposición crónica o las dosis bajas durante períodos prolongados son más comunes en el entorno natural.
Los resultados del aprendizaje
Al completar esta lección, es posible que pueda:
- Relacionar la importancia de una curva dosis-respuesta en la prueba de sustancias tóxicas.
- Definir dosis umbral, LD 50 y ED 50
- Resalte las diferencias entre exposición aguda y crónica.
- Enumere las variables que pueden afectar la respuesta de un individuo a un tóxico
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