La intoxicación , toxificación o exaltación de la toxicidad es la conversión de un compuesto químico en una forma más tóxica en organismos vivos o en sustratos como el suelo o el agua . La conversión puede ser causada por el metabolismo enzimático en los organismos, así como por reacciones químicas abióticas . Si bien el fármaco original suele ser menos activo, tanto el fármaco original como su metabolito pueden ser químicamente activos y causar toxicidad , lo que lleva a mutagénesis, teratogénesis y carcinogénesis. [1] [2] Diferentes clases de enzimas, como las monooxigenasas P450 , la epóxido hidrolasa o las acetiltransferasas pueden catalizar el proceso en la célula, principalmente en el hígado. [2]
Las sustancias químicas originales no tóxicas se denominan generalmente protoxinas . Si bien la toxicidad es generalmente indeseable, en ciertos casos es necesaria para la conversión in vivo de un profármaco en un metabolito con la actividad farmacológica o toxicológica deseada. La codeína es un ejemplo de profármaco, metabolizado en el cuerpo a los compuestos activos morfina y codeína-6-glucurónido .
La fase I del metabolismo de los fármacos son vías de bioactivación, que son catalizadas por las enzimas CYP450 , producen metabolitos tóxicos y, por lo tanto, tienen el potencial de dañar las células. El nivel inusual de actividad de las enzimas CYP450 podría conducir a cambios en el metabolismo de los fármacos y convertirlos en sus formas más tóxicas. Entre las enzimas CYP450 de fase I, las subfamilias CYP2D6 y CYP3A son responsables de la hepatotoxicidad durante el metabolismo de los fármacos con varios fármacos diferentes, entre ellos flucloxacilina , troleandomicina y troglitazona . [3] La hepatotoxicidad indica la toxicidad del fármaco para el hígado.
El paracetamol (acetaminofén, APAP) se convierte en el metabolito hepatotóxico NAPQI a través del sistema de la citocromo P450 oxidasa , principalmente por la subfamilia CYP2E1. El glutatión reducido hepático (GSH) desintoxicará rápidamente este NAPQI formado si se toma APAP en un nivel adecuado. En caso de sobredosis, el almacenamiento de GSH no será suficiente para la desintoxicación de NAPQI, lo que provocará una lesión hepática aguda. [4]
Las oxidorreductasas son enzimas que catalizan las reacciones que implican la transferencia de electrones. El metanol en sí mismo es tóxico debido a sus propiedades depresoras del sistema nervioso central , pero puede ser convertido en formaldehído por la alcohol deshidrogenasa y luego convertido en ácido fórmico por la aldehído deshidrogenasa, que son significativamente más tóxicas. El ácido fórmico y el formaldehído pueden causar acidosis grave , daño al nervio óptico y otras complicaciones potencialmente mortales. [5]
El etilenglicol (anticongelante común) puede convertirse en ácido glicólico tóxico , ácido glioxílico y ácido oxálico por acción de la aldehído deshidrogenasa, la lactato deshidrogenasa (LDH) y la glicolato oxidasa en organismos mamíferos. [5] [6] La acumulación del producto final del mecanismo del etilenglicol, el oxalato de calcio , puede causar un mal funcionamiento del riñón y conducir a consecuencias más graves. [5]
Otros ejemplos de toxicidad por metabolismo enzimático incluyen:
El aumento de la toxicidad también puede deberse a reacciones químicas abióticas . Los elementos no vivos afectan a las reacciones químicas abióticas. Los compuestos traza antropogénicos (CTA) tienen toxicidad potencial para los organismos del sistema acuático. [9]
La contaminación por arsénico en el agua potable puede ser químicamente tóxica. La absorción y el metabolismo del arsénico pueden provocar daños al organismo. Cuando el arsénico orgánico se convierte en arsénico inorgánico, que es más tóxico, provoca carcinogénesis, citotoxicidad (tóxico para las células) y genotoxicidad (causando mutaciones en los genes). [10]