Absorción, distribución, metabolismo y excreción de agentes tóxicos en animales

La absorción puede producirse a través del tracto GI, la piel, los pulmones, los ojos, las glándulas mamarias o el útero, así como desde los puntos de inyección. Los efectos tóxicos pueden ser locales, pero para afectar a la célula, la toxina o el tóxico se deben disolver y absorber hasta un cierto punto. La solubilidad es el principal factor que afecta a la absorción. Las sales insolubles y los compuestos ionizados se absorben escasamente, mientras que las sustancias liposolubles suelen absorberse bien, incluso a través de la piel intacta. Por ejemplo, el bario es tóxico, pero el sulfato de bario se puede usar como contraste radiográfico intestinal, debido a su escasa absorción.

La distribución o transporte del agente tóxico es a través del torrente sanguíneo hasta los lugares de acción, incluyendo los depósitos de almacenamiento. El hígado recibe la circulación portal y es el órgano más frecuentemente implicado en las intoxicaciones (y en la destoxificación). El depósito selectivo de sustancias químicas extrañas en distintos tejidos depende de la presencia de receptores. La facilidad de distribución química de un compuesto depende en gran parte de su solubilidad en agua. Las sustancias polares o hidrosolubles se suelen excretar por el riñón; las sustancias liposolubles tienen más probabilidad de excretarse a través de la bilis y de acumularse en el tejido adiposo. La mayor concentración de una toxina dentro de un animal no se encuentra necesariamente en el órgano o tejido sobre el que ejerce su efecto máximo (el órgano diana). El plomo puede encontrarse en su concentración mas alta en los huesos, que no es donde se producen los efectos tóxicos ni un tejido fiable para la interpretación toxicológica. Es necesario conocer las características del transporte de los agentes tóxicos para poder seleccionar adecuadamente los órganos que se han de analizar.

El metabolismo o biotransformación de los agentes tóxicos en el organismo es un "intento de destoxificación". En algunos casos, el agente xenobiótico metabolizado es más tóxico que el compuesto original. Esto se conoce como síntesis letal. El metabolismo de muchos insecticidas organofosforados produce metabolitos más tóxicos que los compuestos iniciales (o padres), (p. ej., de paratión a paraoxón).

Hay dos fases del metabolismo. La fase I incluye mecanismos de oxidación, reducción e hidrólisis. Estas reacciones, catalizadas por enzimas hepáticas, por lo general convierten los compuestos extraños en derivados para las reacciones de la fase II. Sin embargo, los productos de la fase I se pueden excretar tal cual, si su grado de solubilidad polar permite el transporte. La fase II comprende principalmente reacciones de conjugación o de síntesis. Los conjugados más comunes son glucurónidos, productos de acetilación y combinaciones con glicina. El metabolismo de los agentes xenobióticos rara vez sigue una sola ruta. Por lo general, se excreta una fracción inalterada y el resto se excreta o se almacena en forma de metabolitos.

Los procesos metabólicos son significativamente distintos entre especies. Por ejemplo, el gato carece de ciertas glucuroniltransferasas, lo que compromete su capacidad de conjugar compuestos como la morfina y los fenoles. En algunos casos, la mayor tolerancia a las exposiciones posteriores a un agente tóxico se debe a la inducción enzimática iniciada por la exposición previa.

La excreción de la mayoría de los agentes tóxicos y sus metabolitos es a través de los riñones. Parte de la excreción se produce en el tracto GI y parte a través de la glándula mamaria en las hembras. Muchos compuestos polares y de alto peso molecular se excretan en la bilis. El ciclo enterohepático se produce cuando estos compuestos se excretan desde el hígado a través de la bilis y se resorben desde el intestino para volver al hígado. La leche también es una vía de excreción de algunos agentes tóxicos.

La tasa de excreción puede tener un especial interés debido a que algunos agentes tóxicos pueden originar residuos no permitidos en los animales productores de alimentos. La vía de administración, dosis y condición corporal del animal (para nombrar algunos factores) pueden tener un profundo efecto sobre las tasas de excreción. Los agentes tóxicos se eliminan desde el riñón mediante filtración glomerular, excreción tubular por difusión pasiva y la secreción tubular activa. El daño renal debido a la excreción de xenobióticos es específico por la localización anatómica donde se produce la excreción. Los lugares de excreción son los túbulos proximales, los glomérulos, la médula, la papila y el asa de Henle. El túbulo contorneado proximal es el lugar más frecuente donde se produce una lesión inducida por sustancias tóxicas.

Las enzimas importantes de fase I presentes en el riñón son el citocromo P450, la prostaglandina sintasa y la prostaglandina reductasa. La enzima de fase I citocromo P450 está presente en el riñón en aproximadamente el 10 % de la concentración encontrada en el hígado. Las enzimas importantes de fase II presentes en los riñones son las UDP-glucuronosiltransferasas (UGT), las sulfotransferasas y la glutatión-S-transferasa.

La médula y la papila son los lugares diana para el fármaco fenilbutazona, los túbulos son la diana para muchas toxinas vegetales, el asa de Henle es la diana para el flúor y los glomérulos para los inmunocomplejos.

La eliminación o desaparición (por transformación metabólica) de una sustancia química de un órgano o del cuerpo se expresa en términos de semivida(t1⁄2), definida como la cantidad de tiempo que se requiere para disminuir a la mitad la cantidad original. La tasa de eliminación depende por lo general de la concentración del compuesto. Se conoce como cinética de primer orden la fracción constante (p. ej., ½) eliminada por unidad de tiempo. La tasa de eliminación se determina por una reacción metabólica. Se conoce como cinética de orden cero la cantidad constante eliminada por unidad de tiempo. Los distintos compartimientos orgánicos tendrán probablemente diferentes tasas de eliminación. Un sistema bicompartimental describe un proceso en el que la eliminación es inicialmente rápida (p. ej., a partir del compartimento central o plasmático) y posteriormente se hace más lenta a partir del compartimento periférico (p. ej., hígado, riñón o grasa).

• Consulte también la información para propietarios sobre el metabolismo de los venenos.