La toxicología forense es un campo multidisciplinario que combina los principios de la toxicología con la experiencia en disciplinas como la química analítica , la farmacología y la química clínica para ayudar a la investigación médica o legal de la muerte, el envenenamiento y el uso de drogas. [1] El enfoque primordial de la toxicología forense no son las implicaciones legales de la investigación toxicológica o las metodologías empleadas, sino más bien la adquisición e interpretación precisa de los resultados. Los análisis toxicológicos pueden abarcar una amplia gama de muestras. En el curso de una investigación, un toxicólogo forense debe considerar el contexto de una investigación, en particular cualquier síntoma físico registrado y cualquier evidencia recolectada en la escena de un crimen que pueda limitar la búsqueda, como frascos de pastillas, polvos, residuos traza y cualquier producto químico disponible. Armado con esta información contextual y muestras para examinar, el toxicólogo forense tiene la tarea de identificar las sustancias tóxicas específicas [2] presentes, cuantificar sus concentraciones y evaluar su posible impacto en el individuo involucrado. [3]
En los Estados Unidos, la toxicología forense comprende tres disciplinas distintas: toxicología post mortem, toxicología del desempeño humano y pruebas forenses de detección de drogas (FDT). [4] La toxicología post mortem implica el análisis de muestras biológicas obtenidas durante una autopsia para identificar el impacto de las drogas, el alcohol y los venenos. Se puede analizar una amplia gama de muestras biológicas, que incluyen sangre, orina, contenido gástrico, fluidos orales, cabello y tejidos. Los toxicólogos forenses colaboran con patólogos, médicos forenses y médicos forenses para determinar la causa y la forma de la muerte. La toxicología del desempeño humano examina la relación dosis-respuesta entre las drogas presentes en el cuerpo y sus efectos. Este campo desempeña un papel fundamental en la formulación e implementación de leyes relacionadas con actividades como conducir bajo la influencia del alcohol o las drogas. Por último, las pruebas forenses de detección de drogas (FDT) se refieren a la detección del consumo de drogas en contextos como el lugar de trabajo, el dopaje deportivo, la libertad condicional relacionada con las drogas y las evaluaciones para nuevos solicitantes de empleo. [3]
Identificar la sustancia ingerida es frecuentemente un desafío debido a los procesos naturales del cuerpo (como se describe en ADME ). Es poco común que una sustancia química persista en su forma original una vez dentro del cuerpo. Por ejemplo, la heroína sufre un metabolismo rápido y finalmente se convierte en morfina . En consecuencia, un examen exhaustivo de factores como las marcas de inyección y la pureza química se vuelve imperativo para un diagnóstico preciso. [5] Además, la sustancia puede sufrir dilución a medida que se dispersa por todo el cuerpo. A diferencia de una dosis regulada de una droga, que puede contener gramos o miligramos del componente activo, una muestra individual bajo investigación puede constar solo de microgramos o nanogramos .
El alcohol llega al sistema nervioso central al ingresar al torrente sanguíneo a través del revestimiento del estómago y del intestino delgado. Posteriormente, atraviesa la barrera hematoencefálica a través del sistema circulatorio. El alcohol absorbido puede disminuir los reflejos, alterar los impulsos nerviosos, prolongar las respuestas musculares y afectar a varias otras funciones fisiológicas en todo el cuerpo. [6]
Al igual que el alcohol, la marihuana se absorbe en el torrente sanguíneo y cruza la barrera hematoencefálica. Cabe destacar que el THC liberado por la marihuana se une a los receptores cannabinoides CB-1, lo que induce diversos efectos, entre ellos, cambios de humor, alteración de la percepción del tiempo y aumento de la sensibilidad. [7]
La cocaína, a diferencia de la marihuana o el alcohol, es un estimulante potente. Al entrar en el torrente sanguíneo, llega rápidamente al cerebro en cuestión de minutos, provocando un aumento significativo de los niveles de dopamina. Los efectos de la cocaína son intensos pero de corta duración, por lo general duran unos 30 minutos. El método principal de administración es a través de la insuflación nasal (esnifado), aunque también se puede fumar en forma de roca de cristal. El rápido aumento de los niveles de dopamina durante el consumo contribuye a un bajón pronunciado y desafiante, que a menudo lleva a las personas a buscar dosis más altas en el consumo posterior para lograr los mismos efectos que experimentaron anteriormente. Este patrón puede contribuir al desarrollo de la adicción. Los efectos del consumo de cocaína incluyen un aumento de energía y euforia, acompañados de posibles efectos negativos como paranoia, frecuencia cardíaca rápida y ansiedad, entre otros. [8]
Una muestra de orina , que se origina en la vejiga , se puede obtener tanto de forma voluntaria como post mortem. Cabe destacar que la orina es menos propensa a infecciones virales como el VIH o la hepatitis B en comparación con las muestras de sangre. [9] Muchas drogas exhiben concentraciones más altas y una detección más prolongada en la orina en comparación con la sangre. La recolección de muestras de orina es un proceso no invasivo que no requiere asistencia profesional. Si bien la orina se usa comúnmente para el análisis cualitativo, no proporciona indicaciones de deterioro ya que la presencia de drogas en la orina simplemente significa exposición previa. [10] La duración de la detección de drogas en la orina varía; por ejemplo, el alcohol es detectable durante 7 a 12 horas, los metabolitos de la cocaína durante 2 a 4 días y la morfina durante 48 a 74 horas. La marihuana, una sustancia con tiempos de detección variables según los patrones de consumo, puede detectarse durante 3 días después de un solo consumo, 5 a 7 días para un consumo moderado (cuatro veces por semana), 10 a 15 días para un consumo diario y menos de 30 días para un consumo intenso a largo plazo, dependiendo de la frecuencia e intensidad del consumo. [11]
Una muestra de sangre de aproximadamente 10 ml (0,35 onzas líquidas imperiales; 0,34 onzas líquidas estadounidenses) suele ser suficiente para detectar y confirmar la mayoría de las sustancias tóxicas más comunes. Una muestra de sangre proporciona al toxicólogo un perfil de la sustancia que influyó en el sujeto en el momento de la recolección; por este motivo, es la muestra de elección para medir el contenido de alcohol en sangre en casos de conducción en estado de ebriedad . [12]
El cabello es capaz de registrar el abuso de sustancias a mediano o largo plazo o en dosis altas. Las sustancias químicas en el torrente sanguíneo pueden transferirse al cabello en crecimiento y almacenarse en el folículo , lo que proporciona una cronología aproximada de los eventos de ingesta de drogas. El cabello de la cabeza crece a un ritmo de aproximadamente 1 a 1,5 cm al mes, por lo que las secciones transversales de diferentes secciones del folículo pueden dar estimaciones sobre cuándo se ingirió una sustancia. Las pruebas de drogas en el cabello no son estándar en toda la población. Cuanto más oscuro y grueso sea el cabello, más droga se encontrará en el cabello. Si dos personas consumieron la misma cantidad de drogas, la persona con el cabello más oscuro y grueso tendrá más droga en su cabello que la persona con el cabello más claro cuando se realice la prueba. Esto plantea problemas de posible sesgo racial en las pruebas de sustancias con muestras de cabello. [13] Las muestras de cabello se analizan mediante un ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA). En ELISA, un antígeno debe inmovilizarse en una superficie sólida y luego formar un complejo con un anticuerpo que está ligado a una enzima. [7]
La médula ósea se puede utilizar para realizar pruebas, pero eso depende de la calidad y disponibilidad de los huesos. Hasta ahora no hay pruebas que digan que ciertos huesos son mejores que otros a la hora de realizar pruebas. Extraer médula ósea de huesos más grandes es más fácil que de huesos más pequeños. [14] Los toxicólogos forenses a menudo utilizan la médula ósea para encontrar qué tipo de venenos se han utilizado, que pueden incluir cocaína o etanol. [15] El etanol, en concreto, es una de las drogas de las que más se abusa en todo el mundo, ya sea por el consumo de alcohol o por el abuso, que es una de las principales causas de muerte. Los suicidios, los accidentes de tráfico y una variedad de delitos suelen producirse bajo la influencia grave del alcohol. El proceso de determinación del etanol permite a los toxicólogos forenses utilizar la médula ósea post mortem y aislar el nivel de etanol que tenía una persona, y la velocidad metabólica de descomposición a la que se puede rastrear hasta el momento de la muerte. [16]
Otros fluidos y órganos corporales pueden proporcionar muestras, en particular las muestras recogidas durante una autopsia . Una muestra común en la autopsia es el contenido gástrico del fallecido, que puede ser útil para detectar píldoras o líquidos no digeridos que se ingirieron antes de la muerte. En cuerpos muy descompuestos, es posible que ya no se disponga de las muestras tradicionales. Se puede utilizar el humor vítreo del ojo, ya que la capa fibrosa del globo ocular y la cuenca ocular del cráneo protegen la muestra de traumatismos y adulteraciones. Otros órganos comunes utilizados para la toxicología son el cerebro, el hígado y el bazo. [12]
La detección de drogas y productos farmacéuticos en muestras biológicas se realiza generalmente mediante un análisis inicial y luego una confirmación del compuesto o compuestos, que puede incluir una cuantificación del compuesto o compuestos. El análisis y la confirmación se realizan generalmente, aunque no necesariamente, con diferentes métodos analíticos. Todos los métodos analíticos utilizados en toxicología forense deben probarse cuidadosamente mediante la realización de una validación del método para garantizar resultados correctos e indiscutibles en todo momento. La elección del método de prueba depende en gran medida del tipo de sustancia que se espera encontrar y del material en el que se realiza la prueba. [17] Habitualmente, se utiliza un esquema de clasificación que coloca los venenos en categorías como: agentes corrosivos, gases y agentes volátiles, venenos metálicos, agentes orgánicos no volátiles y varios. [3]
Los inmunoensayos requieren extraer sangre y usar los anticuerpos para encontrar una reacción con sustancias como los medicamentos. Las sustancias deben ser específicas. Es la técnica de detección de drogas más común. Al usar el medicamento en cuestión, la prueba le dirá si es positivo o negativo a ese medicamento. Puede haber 4 resultados al realizar la prueba. Esos resultados pueden ser un verdadero positivo, un falso negativo, un falso positivo y un verdadero negativo. [14]
La cromatografía de gases-espectrometría de masas ( GC-MS ) es una técnica analítica ampliamente utilizada para la detección de compuestos volátiles. Las técnicas de ionización más utilizadas en toxicología forense incluyen la ionización electrónica (EI) o la ionización química (CI), siendo la EI la preferida en el análisis forense debido a sus espectros de masas detallados y su gran biblioteca de espectros. Sin embargo, la ionización química puede proporcionar una mayor sensibilidad para ciertos compuestos que tienen grupos funcionales de alta afinidad electrónica. [18]
La cromatografía líquida-espectrometría de masas ( LC-MS ) tiene la capacidad de analizar compuestos que son polares y menos volátiles. No se requiere la derivatización para estos analitos como lo sería en GC-MS, lo que simplifica la preparación de la muestra. Como alternativa al cribado de inmunoensayo que generalmente requiere confirmación con otra técnica, LC-MS ofrece mayor selectividad y sensibilidad. Esto posteriormente reduce la posibilidad de un resultado falso negativo que se ha registrado en el cribado de drogas por inmunoensayo con catinonas sintéticas y cannabinoides. [19] Una desventaja de LC-MS en comparación con otras técnicas analíticas como GC-MS, es el alto costo de la instrumentación. Sin embargo, los avances recientes en LC-MS han llevado a una mayor resolución y sensibilidad que ayuda en la evaluación de espectros para identificar analitos forenses. [20]
Los compuestos sospechosos de contener un metal se analizan tradicionalmente mediante la destrucción de la matriz orgánica por oxidación química o térmica. Esto deja el metal para ser identificado y cuantificado en el residuo inorgánico, y puede detectarse utilizando métodos como la prueba de Reinsch , la espectroscopia de emisión o la difracción de rayos X. Desafortunadamente, si bien esto identifica los metales presentes, elimina el compuesto original y, por lo tanto, dificulta los esfuerzos para determinar lo que puede haberse ingerido. Los efectos tóxicos de varios compuestos metálicos pueden variar considerablemente. [12]