La toxicología forense es un campo multidisciplinario que combina los principios de la toxicología con experiencia en disciplinas como la química analítica , la farmacología y la química clínica para ayudar en la investigación médica o legal de muertes, intoxicaciones y 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 y la 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 la investigación, en particular cualquier síntoma físico registrado y cualquier evidencia recolectada en la escena del crimen que pueda limitar la búsqueda, como frascos de pastillas, polvos, rastros de residuos 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 probable impacto en el individuo involucrado. [3]
En los Estados Unidos, la toxicología forense comprende tres disciplinas distintas: toxicología postmortem, toxicología del desempeño humano y pruebas forenses 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, incluida sangre, orina, contenido gástrico, fluidos orales, cabello y tejidos. Los toxicólogos forenses colaboran con patólogos, médicos forenses y 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 juega un papel fundamental en la configuración e implementación de leyes relacionadas con actividades como conducir bajo la influencia del alcohol o las drogas. Por último, las pruebas forenses 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 los exámenes de detección de nuevos solicitantes de empleo. [3]
Identificar la sustancia ingerida suele ser 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 se metaboliza rápidamente y finalmente se convierte en morfina . En consecuencia, se vuelve imperativo un examen exhaustivo de factores como las marcas de inyección y la pureza química para un diagnóstico preciso. [5] Además, la sustancia podría diluirse a medida que se dispersa por todo el cuerpo. A diferencia de una dosis regulada de un fármaco, que puede contener gramos o miligramos del componente activo, una muestra individual bajo investigación puede consistir únicamente en microgramos o nanogramos .
El alcohol accede al sistema nervioso central ingresando al torrente sanguíneo a través del revestimiento del estómago y el 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 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. En particular, el THC liberado por la marihuana se une a los receptores cannabinoides CB-1, induciendo diversos efectos. Estos efectos abarcan cambios de humor, percepción alterada del tiempo y mayor sensibilidad, entre otros. [7]
La cocaína, a diferencia de la marihuana o el alcohol, es un potente estimulante. Al ingresar al torrente sanguíneo, llega rápidamente al cerebro en cuestión de minutos, provocando un aumento significativo en los niveles de dopamina. Los efectos de la cocaína son intensos pero de corta duración y suelen durar unos 30 minutos. El principal método de administración es mediante insuflación nasal (esnifado), aunque también se puede fumar en forma de roca cristalina. El rápido aumento de los niveles de dopamina durante el uso contribuye a una caída pronunciada y desafiante, que a menudo lleva a los individuos a buscar dosis más altas en el uso 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 aumento de energía y euforia, acompañados de posibles efectos negativos como paranoia, taquicardia y ansiedad, entre otros. [8]
Una muestra de orina , procedente de la vejiga , se puede obtener tanto de forma voluntaria como post-mortem. En particular, 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 recogida de muestras de orina es un proceso no invasivo que no necesita asistencia profesional. Si bien la orina se utiliza comúnmente para análisis cualitativos, no proporciona indicaciones de deterioro ya que la presencia de drogas en la orina simplemente significa una 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 uso, se puede detectar durante 3 días después de un solo uso, de 5 a 7 días para un uso moderado (cuatro veces por semana), de 10 a 15 días para el uso diario y menos de 30 días. días para un uso intensivo a largo plazo, dependiendo de la frecuencia y la intensidad del consumo. [11]
Una muestra de sangre de aproximadamente 10 ml (0,35 imp fl oz; 0,34 US fl oz) suele ser suficiente para detectar y confirmar 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 abuso de sustancias a mediano y 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 un cronograma aproximado de los eventos de ingesta de medicamentos. El pelo de la cabeza crece a un ritmo de aproximadamente 1 a 1,5 cm por mes, por lo que las secciones transversales de diferentes secciones del folículo pueden dar estimaciones sobre cuándo se ingirió una sustancia. Las pruebas de detección de drogas en el cabello no son estándar en toda la población. Cuanto más oscuro y áspero 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 áspero tendrá más droga en el cabello que la persona de cabello más claro cuando se realice la prueba. Esto plantea cuestiones 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 formarse un complejo con un anticuerpo que está unido 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 el momento no hay pruebas que digan que ciertos huesos sean 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 utilizan, que pueden incluir cocaína o etanol. [15] El etanol específicamente es una de las drogas de las que más se abusa en todo el mundo, ya sea a través del consumo y abuso de alcohol como una de las principales causas de muerte. Los suicidios, los accidentes automovilísticos y una variedad de delitos a menudo se cometen bajo una influencia grave del alcohol. El proceso de determinación de 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. [dieciséis]
Otros fluidos y órganos corporales pueden proporcionar muestras, en particular muestras recolectadas durante una autopsia . Una muestra de autopsia común 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 el caso de cadáveres muy descompuestos, es posible que las muestras tradicionales ya no estén disponibles. Se puede utilizar el humor vítreo del ojo, ya que la capa fibrosa del globo ocular y la órbita del cráneo protegen la muestra de traumatismos y adulteración. Otros órganos comunes utilizados en toxicología son el cerebro, el hígado y el bazo. [12]
La detección de fármacos y productos farmacéuticos en muestras biológicas generalmente se realiza mediante un examen inicial y luego una confirmación de los compuestos, que puede incluir una cuantificación de los compuestos. La detección y la confirmación generalmente, aunque no necesariamente, se realizan con diferentes métodos analíticos. Todo método analítico utilizado en toxicología forense debe probarse cuidadosamente realizando 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 sobre el que se realiza la prueba. [17] Habitualmente se utiliza un esquema de clasificación que ubica los venenos en categorías tales como: agentes corrosivos, gases y agentes volátiles, venenos metálicos, agentes orgánicos no volátiles y misceláneos. [3]
Los inmunoensayos requieren que se extraiga sangre y se utilicen 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 utilizar el fármaco objetivo, la prueba le indicará si es positivo o negativo para ese fármaco. 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 utilizadas con mayor frecuencia 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 derivatización para estos analitos como sería en GC-MS, lo que simplifica la preparación de muestras. Como alternativa al cribado por inmunoensayo que generalmente requiere confirmación con otra técnica, la LC-MS ofrece mayor selectividad y sensibilidad. Esto posteriormente reduce la posibilidad de un resultado falso negativo que se haya registrado en el inmunoensayo de detección de drogas con catinonas y cannabinoides sintéticos. [19] Una desventaja de la LC-MS en comparación con otras técnicas analíticas como la GC-MS es el alto costo de la instrumentación. Sin embargo, los avances recientes en LC-MS han dado lugar a una mayor resolución y sensibilidad, lo 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 que el metal se identifique y cuantifique en el residuo inorgánico, y se puede detectar mediante 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 qué pudo haber sido ingerido. Los efectos tóxicos de diversos compuestos metálicos pueden variar considerablemente. [12]