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Nombre: Vilma Roxana Sandoval Anastacio.
Diplomado /especialización: salud ocupacional.
Módulo II
EXAMEN II MODULO
TOXICOLOGÍA INDUSTRIAL
1. ¿Qué es toxicología? Defina los conceptos de efectos tóxicos, riesgo y
xenobióticos
La toxicología es el estudio que estudia los venenos naturales o los fabricados por el
hombre producen efectos nocivos en los organismos vivos. El estudio de las interacciones
entre sustancias químicas y sistemas biológicos con el objetivo de determinar la capacidad
potencial de la(s) sustancia(s) química(s) estudiada(s) a producir efectos adversos en los
organismos vivos, e investigar su naturaleza, incidencia, mecanismo de producción, los
factores influyentes y la reversibilidad de dichos efectos adversos”.
Efectos tóxicos:
Son los cambios indeseables, de naturaleza metabólica o bioquímica, que sufre un
organismo a causa de la exposición a una o varias dosis de una sustancia. Una vez que el
agente y el sistema biológico han estado en contacto, se presentarán estos efectos. Con
respecto al tiempo, pueden ser inmediatos o mediatos y, con respecto al sitio del
organismo en que se presentan, pueden ser locales (en piel, aparato respiratorio, etc.)
directos (sangre), o sistémicos. El efecto tóxico local se manifiesta en el sitio en que
entran en contacto la sustancia tóxica y el objeto biológico, mientras que el efecto
sistémico es el que causa un agente tóxico cuando, después de penetrar y distribuirse en
un organismo, genera una reacción adversa en un sitio remoto al del contacto inicial.
Riesgo: Se define como la probabilidad de que ocurra un efecto en la salud después de
que una persona haya estado expuesta a una cantidad específica de algo peligroso.
Xenobiótico: Es una sustancia extraña al individuo la cual lleva procesos de absorción,
distribución metabolismo y excreción;
En cada uno de estos pasos experimenta numerosas transformaciones bioquímicas. Por
medio de La toxicocinética se estudian cuantitativamente los procesos que experimenta
tal xenobiótico.
a) Las características bioquímicas y fisiológicas del órgano en particular
b) Su situación respecto a la vía de transporte del tóxico. Ambos factores incluyen
aspectos como composición lipídica, balance entre enzimas activadores y
detoxicadores, nivel de los sistemas de defensa y reparación celular, portal de entrada
o de excreción, grado de perfusión, existencia de un transporte activo para la
sustancia, etc.
2. Mencione los tipos de efectos tóxicos existentes, sus causas y manifestaciones en
los seres vivos. ¿Cuáles son los órganos más afectados por la exposición a sustancias
químicas?
 toxicidad local: Cuando el efecto tóxico se manifiesta en el lugar de primer
contacto entre le sistema biológico y el tóxico (p. ej. piel, ojos, vías respiratorias,
tracto digestivo)
 toxicidad sistémica : Cuando los efectos adversos se producen lejos del lugar de
entrada del tóxico se habla de toxicidad sistémica. La toxicidad sistémica requiere
las absorción y distribución de la sustancia o de sus metabolitos desde el lugar
de contacto inicial hasta el punto donde ejerce su acción tóxica. La mayoríade
los tóxicos ejercen una toxicidad sistémica, aunque algunos materiales pueden
producir efectos locales en su punto de contacto y efectos sistemáticos en su
peregrinación por el cuerpo.
A nivel de toxicidad sistémica los órganos que aparecen más frecuentemente afectados
por la exposicióna sustancias químicas son la piel, los pulmones, el hígado, el sistema
nervioso central, los riñones y la médula ósea. Se habla así de sustancias neumotóxicas,
neurotóxicas, nefrotóxicas, etc y de órganos diana a los órganos selectivamente afectados
por estas sustancias
3. Explique las llamadas relaciones dosis-respuesta y dosis-efecto como conceptos
fundamentales en toxicología. Justifique su respuesta representándolas
gráficamente.
4. ¿Por qué es utilizada la dosis letal media (LD50) en la clasificación de la toxicidad
de los compuestos?
 En teoría, el test DL50 proporciona información sobre la cantidad de sustancia
necesaria para tener efectos no deseados en los humanos. Aunque las LD50 han
sido clásicamente utilizadas para clasificar la toxicidad de compuestos hay que
tener en cuenta tres consideraciones importantes (aplicables también a las ED50):
La LD50 no es una constante biológica, además de la especie depende de
otros muchos factores como la raza, la edad, el peso, la dieta, la
aclimatación, la vía de exposición, el vehículo utilizado para la
administración y la duración de la observación, lo que produce una
inevitable variabilidad en su estimación. No obstante para la mayoría de
fines es suficiente con caracterizar la LD50 en un rango de un orden de
magnitud, es decir entre 1-10 mg/kg, entre 10-100 mg/kg, etc.
Para la evaluación de riesgos la pendiente de la relación dosis-respuesta
es quizás más importante que el propio valor de la LD50 ya que
proporciona mayor información sobre la toxicidad intrínseca del
compuesto. Así de dos sustancias (b y c) con una misma LD50 pero
diferente pendiente, la que representa una mayor peligrosidad es la que
tiene una pendiente más pronunciada(sustancia b) (puede ser sinónimo de
una acción o una absorción más rápida). Alternativamente dos sustancias
(a y c) con una pendiente similar pero con una distancia LD50 puede
ser indicativo deque ambas sustancias tienen un mecanismo de acción
idéntico si bien difieren en su intensidad de acción (su actividad
intrínseca).
La LD50 no es necesariamente equivalente a toxicidad, los tóxicos
pueden producir lesiones tóxicase irreversibles sin necesidad de conducir
a la muerte del individuo.
5. Explique brevemente los mecanismos por los cuales los xenobióticos dan lugar a
reacciones toxicológicas.

 Debido a la complejidad de estos mecanismos y a los diferentes
niveles a los que actúan tanto a nivel molecular como celular y tisular
es difícil establecer una adecuada clasificación. De forma global se
pueden agrupar en:
1. mecanismos de tipo citotóxico: El xenobiótico o su metabolito es
capaz de producir directamente una lesión celular.
2. Mecanismos de tipo farmacológico, fisiológico o bioquímico: La toxicidad
es debida a un efecto bioquímico, farmacológico o fisiológico indeseable
provocado por el xenobiótico o uno de sus metabolitos.
3. Mecanismos de tipo inmunológico: La acción tóxica de la sustancia
está mediada por el sistema inmunitario.
Esta clasificación no es completa ni mutuamente excluyente, normalmente más
de un mecanismo está envuelto en la secuencia de acontecimientos que
conducen a una patología de origen tóxico. Sin embargo esta clasificación es
útil para comprender la acción tóxica de muchos xenobióticos.
Dependiendo de si el xenobiótico es intrínsecamente tóxico o necesita alguna
transformación para manifestar su efecto tóxico podremos hablar de:
Toxicidad directa: algunos xenobióticos poseen intrínsecamente una
reactividad química elevada y pueden interaccionar directamente con algunas
moléculas vitales (por ejemplo, DNA, proteínas, lípidos, carbohidratos,
glutatión).
Toxicidad metabólicamente mediada: otros muchos compuestos requieren
una conversiónmetabólica para ejercer su acción tóxica, es lo que se conoce
como bio activación.
Toxicidad mediada por radiación: algunos compuestos no tóxicos o de
baja toxicidad sontransformados en compuestos tóxicos como consecuencia
de radiaciones (solares, isotópicas).
6. Desarrolle sus comentarios sobre los procesos que dan lugar al cáncer de origen
químico. ¿Cómo actúa el sistema inmunitario en defensa contra la exposición ante
agentes infecciosos?
El cáncer es causado por cambios en ciertos genes que alteran el funcionamiento de
nuestras células. Algunos de estos cambios genéticos ocurren en forma natural cuando se
producen las copias del ADN durante el proceso de división celular. Pero otros cambios
son a consecuencia de exposiciones ambientales que dañan al ADN. Estas exposiciones
ambientales incluyen sustancias como los productos químicos del humo de tabaco, o la
radiación, como los rayos ultravioleta que emite el sol.
Cuando el cuerpo detecta sustancias extrañas que lo invaden (llamadas “antígenos”),
el sistema inmunitario trabaja para reconocerlas y eliminarlas. Los linfocitos B se
encargan de fabricar anticuerpos. Se trata de unas proteínas especializadas que localizan
e inmovilizan a antígenos específicos.
7. ¿Qué es toxicocinética de un compuesto? Explique los procesos que son parte de
ella.
 Una lesión tóxica está generalmente relacionada con la concentración y la
duración de exposición del xenobiótico (o de su metabolito reactivo) en el sitio
activo.
Es determinada por la toxico cinética del compuesto, la cuál es función de su
absorción, distribución, metabolismo y excreción.
1. Absorción: es el proceso de transferencia de sustancias químicas del exterior al
interior del organismo proceso de transferencia de moléculas a través de las
membranas celulares, el cual puede realizarse por:
a) Filtración.
b) Difusión pasiva.
c) Difusión facilitada
d) Transporte activo.
e) Endocitosis
2. Distribución: Una vez absorbidos los xenobióticos entran en la circulación sanguínea
a un nivel que depende del sitio de absorción (piel-circulación periférica, pulmones-
circulación pulmonar, tracto gastrointestinal-vena porta). De la sangre los
xenobióticos son distribuidos a los diferentes tejidos, esta distribución consta de dos
fases, una rápida que viene gobernada por la perfusión y otra lenta que viene
gobernada por la afinidad.
En el plasma existen muchas proteínas capaces de interaccionar con
xenobióticos pero la más abundante e importante es la albúmina. Las
lipoproteínas pueden interaccionar de forma considerable con xenobióticos
fuertemente lipófilos como el DDT. La unión a proteínas tiene varias
implicaciones importantes:
 La concentración libre del compuesto estará reducida.
 La distribución a los tejidos será restringida.
 La excreción por filtración y difusión pasiva se verá disminuida.
 Puede producirse saturación.
 Puede haber desplazamiento de un compuesto por otro.
3. Metabolismo: los xenobióticos mejor absorbidos son los de naturaleza lipídica lo que
les permite atravesar fácilmente las membranas celulares. Sin embargo, las
propiedades químicas de un compuesto que favorecen su absorción también dificultan
su excreción. Así, por ejemplo, tras filtración glomerular la mayoría de las sustancias
lipófilas escapan a su eliminación en orina debido a que son reabsorbidas del filtrado
glomerular por difusión pasiva a través de las células tubulares.
La capacidad de un tejido a metabolizar xenobióticos está en función, amén de las
propiedades fisicoquímicas del xenobiótico (estructura, quiralidad, liposolubilidad)
Esta variedad depende de diversos factores que pueden clasificarse en:
a) factores genéticos (especie, raza, polimorfismo genético)
b) factores fisiopatológicos (edad, sexo, nivel hormonal, embarazo, estado nutricional,
enfermedad)
c) factores externos (diversos tipos de estrés, inducción e inhibición de metabolismo por
exposición a xenobióticos).
Estos factores que afectan al metabolismo pueden modificar la toxicidad de un
xenobiótico, bien variando la velocidad de eliminación del compuesto bien alterando el
tipo y la cantidad de metabolitos formados.
4. Excreción: La mayoría de los xenobióticos no pueden se eliminados directamente del
organismo, sino que deben ser primeramente metabolizados por una o más reacciones
a productos progresivamente más polares para posibilitar su excreción. La vía de
eliminación más importante para la mayoría de compuestos no volátiles es la orina
seguida de la bilis.
La eliminación en el aire expirado es importante para sustancias volátiles y gaseosas.
Las excreción en la leche (con la posible transferencia al recién nacido) puede ser
importante para compuestos liposolubles. Otras vías menores son el sudor, las uñas,
la saliva, la secreción gastrointestinal, las lágrimas y el semen.
8. ¿Qué efectos produce en el organismo la exposición ante dos o más compuestos
tóxicos y cuáles son las posibles interacciones físico-químicas entre las sustancias?
 Adición: cuando el efecto combinado de dos compuestos es igual a la suma del
efecto de cada agente dado por separado (2+4=6).
 Sinergismo: cuando el efecto combinado de dos compuestos es mayor que la suma
del efecto de cada agente dado por separado (2+4=10).
 Potenciación: cuando un compuesto no tóxico aumenta el efecto de un agente
tóxico (0+4=8).
 Antagonismo: es la interferencia de un compuesto con la acción de otro
disminuyendo su efecto (4- 3=1).
Interacciones Físico Químicas:
a) interacciones químicas: cuando dos compuestos reaccionan entre sí para dar otro
compuesto que puede ser más o menos tóxico.
b) interacciones toxicocinéticas: cuando un compuesto altera la disposición (absorción,
distribución, biotransformación o excreción) y con ella la cantidad y de xenobiótico y
metabolitos reactivos que llegan al sitio activo.
c) interacciones toxicodinámicas: cuando la presencia de un compuesto influye sobre la
respuesta celular del otro (por competición sobre un mismo centro activo, por actuación
sobre una misma función fisiológica, por aumento del número de receptores, etc
9. ¿Cuál es el principal objetivo de la toxicología industrial y en qué herramientas se
basa para lograrlo?
Su principal objetivo es el de identificary cuantificar los riesgos asociados a la exposición
de los contaminantes industriales para poder precisar los niveles admisibles de exposición
y las adecuadas medidas de seguridad e higiene con el fin de prevenir efectos indeseables
sobre la salud. Para llevar a cabo este objetivo es necesario el conocimiento de las
relaciones cuantitativas entre la intensidad de la exposición a las sustancias químicas y
el riesgo de alteración de la salud. Dicho conocimiento permite definir los niveles
tolerablesde exposición y las medidas necesarias para respetarlos.
Esta labor se basa en tres herramientas fundamentales:
1. La caracterización de la exposición.
2. La caracterización de los efectos biológicos de dicha exposición.
3. La cuantificación de la relación entre exposición y efecto tóxico (relaciones
dosis-respuesta y dosis-efecto).
10. Comente la relación exposición – riesgo y sus posibles aplicaciones según la teoría
de Lauwerys.
Existe una evaluación del pctes y su relación con su monitorización ambiental y biológica
11. Describa los métodos de control en el caso de exposición a sustancias tóxicas. ¿Qué
ventajas presenta la monitorización biológica de la exposición sobre la
monitorización ambiental?
La evaluación de los niveles de exposición se puede realizar básicamente por dos vías
diferentes:
 La monitorización ambiental, esto es el análisis de los contaminantes en
el medio ambiente, entiéndase lugar de trabajo (principalmente del aire,
pero también del agua, suelo y alimentos).
 La monitorización biológica, esto es el análisis de los parámetros
adecuados en medios biológicos (orina, sangre, aire espirado)
recolectados de la persona expuesta, entiéndase trabajador. La
monitorización biológica puede estar basada bien en la determinación
de parámetros relacionados con la intensidad de exposición
(monitorización biológica de la exposición), bien en la determinación
de parámetros relacionados con los efectos biológicos ocasionados por
la exposición (monitorización de los efectos biológicos)
 Integración de la exposición por todas las vías. Esto es muy
importante, porque, aunque la vía principal de absorción de muchos
tóxicos sea la inhalatoria, la cutánea y la digestiva pueden no ser
desdeñables.
 Una mejor relación con los efectos tóxicos. Un parámetro biológico
que refleje la dosis interna está más directamente relacionado con los
efectos tóxicos que se quieren prevenir que cualquier medición
ambiental.
 Parámetro universal de exposición. Ofrece la posibilidad de valorar
exposiciones no profesionales, por ejemplo las que se derivan de
actividades de ocio (bricolaje, jardinería), del consumo de tabaco, de
contaminantes en el agua o los alimentos, de la utilización de
productos domésticos...
 Útil en la evaluación de medidas de protección. Es utilizable para
testar la eficacia de medidas preventivas: uso de guantes, máscaras o
cremas-barrera, instalación de nuevos sistemas de aspiración...
Inclusión de variaciones intra e Inter- individuales. Tiene en cuenta
diversos factores físicos, químicos y biológicos que influyen en la
absorción, distribución, metabolismo y eliminación de los xenobióticos:
carga física de trabajo, exposición simultánea a dos o más productos,
consumo de ciertos medicamentos, consumo de alcohol, existencia de una
disfunción hepática, renal o respiratoria.
Sin embargo, para el desarrollo de métodos fiables de monitorización biológica de la
exposición esnecesario tener conocimientos sobre:
1) Datos toxicocinéticos: vías de absorción, distribución, metabolismo y
excreción del tóxico yfactores que influyen.
2) Mecanismos de acción (datos toxicodinámicos): dónde y cómo
actúan la sustancia y/o susmetabolitos.
3) Relación entre exposición externa, dosis interna y efectos tóxicos.
12. Cite los diversos test que se utilizan en la evaluación del grado de exposición para
detectar efectos tóxicos en la salud de los trabajadores.
• Tests selectivos. La mayoría de los tests utilizados en el control biológico de la
exposición de los trabajadores son de tipo selectivo. Generalmente consisten en la
determinación de la propia sustancia o de sus metabolitos en un medio biológico (orina,
sangre, aire espirado). Algunos de estos tests se realizan después de la movilización del
compuesto para estimar la exposición integral al xenobiótico (p. ej. determinación de
plomo urinario tras administración de un agente quelante). Muchas de las exposiciones
profesionales se controlan por este tipo de tests. Ejemplos son la determinación de metal
en sangre y en orina como parámetro de exposicicón al metal; determinación de 2,5-
hexanodiona en orina y de n-hexano en el aire espirado para la valoración de la exposición
a n-hexano; determinación del ácido hipúrico, y del tolueno en sangre y en el aire espirado
para la exposición del tolueno; y de fenol en orina, para la exposición a benceno.
Es siempre más específico medir el propio xenobiótico que sus metabolitos, debido a que
varios xenobióticos pueden tener idénticos metabolitos (p. ej. el ácido tricloroacético es
un metabolito que se encuentra en orina tras la exposición al tricloroetileno, al
metilcloroformo, o al tetracloroetileno, el ácido mandélico es un metabolito del
etilbenceno y del estireno), pero esto no siempre es posible.
• Tests no selectivos. Utilizan indicadores de exposición no selectivos. Ejemplos
son la determinación en orina de compuestos diazoicos, como indicador de exposición a
aminas aromáticas; de tioéters como indicador de exposición a sustancias electrófilas, las
cuales indirectamente reflejan la absorción de sustancias mutágenas y cancerígenas; o del
poder mutagénico, también como indicador de exposición a sustancias genotóxicas.
Estos parámetros son muy poco específicos, pueden verse afectados por otras causas
ajenas a la exposición profesional: dieta, consumo de tabaco. Por ello su utilización debe
estar siempre enfocada a estudios de grupos de trabajadores en los que se incluya un
apropiado grupo control que pueda servir de corrección para los diferentes factores no
relacionados con la exposición.
Es importante señalar que al igual que en la monitorización ambiental se definen TLVs,
en la monitorización biológica se definen índices de exposición biológica (BEIs) que
sirven como valores de referencia para detectar una exposición excesiva.
13. Refiérase sobre las técnicas analíticas para la identificación y cuantificación de
muestras tóxicas.
 Espectrofotometría: se basa en la detección de la absorción o emisión por
átomos y moléculas de radiaciones electromagnéticas.
 Espectrofotometría de absorción atómica: Se mide la radiación absorbida
por átomos neutros en estado de vapor. Es una técnica en principio muy
específica debido a que las líneas de absorción atómica son muy estrechas
(0,01 nm) y únicas para cada elemento. Su gran aplicación está en el análisis
de metales para lo que es muy sensible y específica. La muestra es
previamente vaporizada y atomatizada bien por aspiración en una llama
(espectrometría de absorción atómica de llama), bien por un tratamiento
término en un horno de grafito (espectrometría de absorción atómica
electrotérmica.
 Espectrofotometría de absorción del UV-visible: Los espectrofotómetros
de UV-visible consisten básicamente en una lámpara, un monocromador
(que selecciona la longitud de onda), una célula (donde está la muestra) y un
detector. En función del detector y de la aplicación se puede trabajar
monitorizando una sola longitud de onda (análisis cuantitativo) o un rango
amplio d longitudes de onda (análisis cualitativo).
 Fluorimetría : mide la emisión por fluorescencia (la radiación emitida
cuando un electrón excitado vuelve a su estado fundamental). La ventaja
más importante de la fluorimetría es su sensibilidad (puede se hasta mil
veces más sensible que la espectrofotometría de absorción en el UV-visible).
 Cromatrografía: La cromatografía es una técnica de separación basada en
el reparto de los componentes de una muestra entre una fase estacionaria y
una fase móvil. En función de si la fase móvil es un gas o un líquido se
habla de cromatografía de gases o de cromatografía líquida.
 Cromatografía de gases:
La cromatografía de gases es una de las técnicas más frecuentemente
utilizadas en la separación, identificación y cuantificación de tóxicos.
Básicamente consiste en un inyectable, un horno, un detector y un
registrador. Dentro del horno y conectada por un extremo con el inyector y
por el otro con el detector hay un columna, cuyo interior está relleno o
recubierto de fase estacionaria, y que suele ser de vidrio, de acero o de
polímero sintético (columna capilar).
 Cromatografía líquida: La cromatografía líquida puede clasificarse según
la naturaleza de la fase estacionaria en cromatografía de adsorción, de
partición, de intercambio iónico y de exclusión molecular. En estas
cromatografías los componentes de la muestra se separan, respectivamente,
en función de su afinidad por la fase estacionaria, de su solubilidad, de su
carga eléctrica y de su peso molecular. Las técnicas más utilizadas son la
cromatografía en capa fina y la cromatografía en columna.
Espectrometría de masas:
La espectrometría de masas es probablemente el mejor método analítico para la
identificación inequívoca de compuestos. Además, el acoplamiento de un espectrómetro
de masas a un cromatógrafo de gases (GC-MS) o a una HPLC (HPLC-MS) combina la
capacidad de separación de la cromatografía con la capacidad de identificación de la
espectrometría de masas.
La operación básica de un espectrómetro de masas puede separarse en tres etapas:
 Ionización.
 Filtración de masas.
 Detección.
14. Exponga la importancia de los cuestionarios en todo proceso analítico de tóxicos.
¿Cuál es el nivel de fiabilidad de un resultado analítico?
En los estudios epidemiológicos la exposición puede medirse en forma indirecta a través
de cuestionarios (por ejemplo consumo de alcohol y tabaco) y en forma directa a través
de determinaciones en fluidos biológicos. La aplicación de esta última permite, en
principio, mejorar la clasificación y cuantificación de la exposición y por tanto una
estimación más válida del riesgo. Sin embargo la fiabilidad de la monitorización biológica
está en función de dos factores:
1. La especificidad del parámetro bioquímico estudiado como reflejo del nivel de
exposición o del efecto causado por la exposición, y
2. La especificidad de la técnica analítica para la determinación de dicho parámetro
bioquímico.
Esta interpretación está implícitamente basada en la fiabilidad del resultado
obtenido tras el proceso analítico. Sin embargo, es importante tener presente que
la fiabilidad de un resultado depende principalmente de tres factores:
1) La recogida de la muestra,
2) El almacenamiento de la muestra, y
3) La validez del método analítico.
15. ¿En qué consiste la cromatografía de gases? Señale sus principales detectores y para
qué tipos de análisis es apropiado.
Cromatografía de gases:
La cromatografía de gases es una de las técnicas más frecuentemente utilizadas en la
separación, identificación y cuantificación de tóxicos. Básicamente consiste en un
inyectable, un horno, un detector y un registrador.
Los principales detectores en cromatografía de gases son:
- De ionización de llama (FID), responde a compuestos que producen iones cuando
son quemados en una llama de aire-hidrógeno (es un detector bastante universal).
- De nitrógeno-fósforo (NPD) (para compuestos ricos en átomos de nitrógeno o
fósforo). El principio es el mismo que el FID salvo que en el detector hay una
perla formada por una sal de rubidio y sólo los átomos de N o P son ionizados.
- De captura de electrones (ECD) (para derivados halogenados y compuestos con
grupos electronegativos). Existe un emisor de radiación que al interaccionar con
las moléculas del gas portador produce una fuente continua de electrones hacia el
detector, al pasar sustancias electronegativas parte de estos electrones son
capturados y el número de los que llegan al detector disminuye, produciéndose
una señal en el registrador.
- De fotometría de llama (FPD) (para sustancias que contengan P y S) consiste en
la detección de la radiación emitida tras excitación a la llama de espectrometría
de masas.
16. ¿Cuál es el mejor método analítico para identificar muestras toxibiológicas?
Desarrolle brevemente la operatividad de un espectrómetro de masas.
El mayor problema de esta técnica es que es poco selectiva, los espectros moleculares son
de bandas anchas y no líneas discretas como los espectros atómicos, y a menudo a una
determinada longitud de onda (especialmente a longitudes de onda bajas) puede haber
otras sustancias, además del analito, que absorban. Sin embargo la selectividad de la
técnica puede aumentarse mediante la derivatización del analito a un compuesto con un
máximo de absorción a una longitud de onda superior, mediante una cinética de reacción
(p. ej. determinaciones enzimáticas) o mediante una separación previa de los
componentes de la muestra.

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  • 1. Nombre: Vilma Roxana Sandoval Anastacio. Diplomado /especialización: salud ocupacional. Módulo II
  • 2. EXAMEN II MODULO TOXICOLOGÍA INDUSTRIAL 1. ¿Qué es toxicología? Defina los conceptos de efectos tóxicos, riesgo y xenobióticos La toxicología es el estudio que estudia los venenos naturales o los fabricados por el hombre producen efectos nocivos en los organismos vivos. El estudio de las interacciones entre sustancias químicas y sistemas biológicos con el objetivo de determinar la capacidad potencial de la(s) sustancia(s) química(s) estudiada(s) a producir efectos adversos en los organismos vivos, e investigar su naturaleza, incidencia, mecanismo de producción, los factores influyentes y la reversibilidad de dichos efectos adversos”. Efectos tóxicos: Son los cambios indeseables, de naturaleza metabólica o bioquímica, que sufre un organismo a causa de la exposición a una o varias dosis de una sustancia. Una vez que el agente y el sistema biológico han estado en contacto, se presentarán estos efectos. Con respecto al tiempo, pueden ser inmediatos o mediatos y, con respecto al sitio del organismo en que se presentan, pueden ser locales (en piel, aparato respiratorio, etc.) directos (sangre), o sistémicos. El efecto tóxico local se manifiesta en el sitio en que entran en contacto la sustancia tóxica y el objeto biológico, mientras que el efecto sistémico es el que causa un agente tóxico cuando, después de penetrar y distribuirse en un organismo, genera una reacción adversa en un sitio remoto al del contacto inicial. Riesgo: Se define como la probabilidad de que ocurra un efecto en la salud después de que una persona haya estado expuesta a una cantidad específica de algo peligroso. Xenobiótico: Es una sustancia extraña al individuo la cual lleva procesos de absorción, distribución metabolismo y excreción; En cada uno de estos pasos experimenta numerosas transformaciones bioquímicas. Por medio de La toxicocinética se estudian cuantitativamente los procesos que experimenta tal xenobiótico. a) Las características bioquímicas y fisiológicas del órgano en particular b) Su situación respecto a la vía de transporte del tóxico. Ambos factores incluyen aspectos como composición lipídica, balance entre enzimas activadores y detoxicadores, nivel de los sistemas de defensa y reparación celular, portal de entrada o de excreción, grado de perfusión, existencia de un transporte activo para la sustancia, etc.
  • 3. 2. Mencione los tipos de efectos tóxicos existentes, sus causas y manifestaciones en los seres vivos. ¿Cuáles son los órganos más afectados por la exposición a sustancias químicas?  toxicidad local: Cuando el efecto tóxico se manifiesta en el lugar de primer contacto entre le sistema biológico y el tóxico (p. ej. piel, ojos, vías respiratorias, tracto digestivo)  toxicidad sistémica : Cuando los efectos adversos se producen lejos del lugar de entrada del tóxico se habla de toxicidad sistémica. La toxicidad sistémica requiere las absorción y distribución de la sustancia o de sus metabolitos desde el lugar de contacto inicial hasta el punto donde ejerce su acción tóxica. La mayoríade los tóxicos ejercen una toxicidad sistémica, aunque algunos materiales pueden producir efectos locales en su punto de contacto y efectos sistemáticos en su peregrinación por el cuerpo. A nivel de toxicidad sistémica los órganos que aparecen más frecuentemente afectados por la exposicióna sustancias químicas son la piel, los pulmones, el hígado, el sistema nervioso central, los riñones y la médula ósea. Se habla así de sustancias neumotóxicas, neurotóxicas, nefrotóxicas, etc y de órganos diana a los órganos selectivamente afectados por estas sustancias 3. Explique las llamadas relaciones dosis-respuesta y dosis-efecto como conceptos fundamentales en toxicología. Justifique su respuesta representándolas gráficamente.
  • 4. 4. ¿Por qué es utilizada la dosis letal media (LD50) en la clasificación de la toxicidad de los compuestos?  En teoría, el test DL50 proporciona información sobre la cantidad de sustancia necesaria para tener efectos no deseados en los humanos. Aunque las LD50 han sido clásicamente utilizadas para clasificar la toxicidad de compuestos hay que tener en cuenta tres consideraciones importantes (aplicables también a las ED50): La LD50 no es una constante biológica, además de la especie depende de otros muchos factores como la raza, la edad, el peso, la dieta, la aclimatación, la vía de exposición, el vehículo utilizado para la administración y la duración de la observación, lo que produce una inevitable variabilidad en su estimación. No obstante para la mayoría de fines es suficiente con caracterizar la LD50 en un rango de un orden de magnitud, es decir entre 1-10 mg/kg, entre 10-100 mg/kg, etc. Para la evaluación de riesgos la pendiente de la relación dosis-respuesta es quizás más importante que el propio valor de la LD50 ya que proporciona mayor información sobre la toxicidad intrínseca del compuesto. Así de dos sustancias (b y c) con una misma LD50 pero diferente pendiente, la que representa una mayor peligrosidad es la que tiene una pendiente más pronunciada(sustancia b) (puede ser sinónimo de una acción o una absorción más rápida). Alternativamente dos sustancias (a y c) con una pendiente similar pero con una distancia LD50 puede ser indicativo deque ambas sustancias tienen un mecanismo de acción idéntico si bien difieren en su intensidad de acción (su actividad intrínseca). La LD50 no es necesariamente equivalente a toxicidad, los tóxicos pueden producir lesiones tóxicase irreversibles sin necesidad de conducir a la muerte del individuo. 5. Explique brevemente los mecanismos por los cuales los xenobióticos dan lugar a reacciones toxicológicas.   Debido a la complejidad de estos mecanismos y a los diferentes niveles a los que actúan tanto a nivel molecular como celular y tisular es difícil establecer una adecuada clasificación. De forma global se pueden agrupar en: 1. mecanismos de tipo citotóxico: El xenobiótico o su metabolito es capaz de producir directamente una lesión celular. 2. Mecanismos de tipo farmacológico, fisiológico o bioquímico: La toxicidad es debida a un efecto bioquímico, farmacológico o fisiológico indeseable
  • 5. provocado por el xenobiótico o uno de sus metabolitos. 3. Mecanismos de tipo inmunológico: La acción tóxica de la sustancia está mediada por el sistema inmunitario. Esta clasificación no es completa ni mutuamente excluyente, normalmente más de un mecanismo está envuelto en la secuencia de acontecimientos que conducen a una patología de origen tóxico. Sin embargo esta clasificación es útil para comprender la acción tóxica de muchos xenobióticos. Dependiendo de si el xenobiótico es intrínsecamente tóxico o necesita alguna transformación para manifestar su efecto tóxico podremos hablar de: Toxicidad directa: algunos xenobióticos poseen intrínsecamente una reactividad química elevada y pueden interaccionar directamente con algunas moléculas vitales (por ejemplo, DNA, proteínas, lípidos, carbohidratos, glutatión). Toxicidad metabólicamente mediada: otros muchos compuestos requieren una conversiónmetabólica para ejercer su acción tóxica, es lo que se conoce como bio activación. Toxicidad mediada por radiación: algunos compuestos no tóxicos o de baja toxicidad sontransformados en compuestos tóxicos como consecuencia de radiaciones (solares, isotópicas). 6. Desarrolle sus comentarios sobre los procesos que dan lugar al cáncer de origen químico. ¿Cómo actúa el sistema inmunitario en defensa contra la exposición ante agentes infecciosos? El cáncer es causado por cambios en ciertos genes que alteran el funcionamiento de nuestras células. Algunos de estos cambios genéticos ocurren en forma natural cuando se producen las copias del ADN durante el proceso de división celular. Pero otros cambios son a consecuencia de exposiciones ambientales que dañan al ADN. Estas exposiciones ambientales incluyen sustancias como los productos químicos del humo de tabaco, o la radiación, como los rayos ultravioleta que emite el sol. Cuando el cuerpo detecta sustancias extrañas que lo invaden (llamadas “antígenos”), el sistema inmunitario trabaja para reconocerlas y eliminarlas. Los linfocitos B se encargan de fabricar anticuerpos. Se trata de unas proteínas especializadas que localizan e inmovilizan a antígenos específicos.
  • 6. 7. ¿Qué es toxicocinética de un compuesto? Explique los procesos que son parte de ella.  Una lesión tóxica está generalmente relacionada con la concentración y la duración de exposición del xenobiótico (o de su metabolito reactivo) en el sitio activo. Es determinada por la toxico cinética del compuesto, la cuál es función de su absorción, distribución, metabolismo y excreción. 1. Absorción: es el proceso de transferencia de sustancias químicas del exterior al interior del organismo proceso de transferencia de moléculas a través de las membranas celulares, el cual puede realizarse por: a) Filtración. b) Difusión pasiva. c) Difusión facilitada d) Transporte activo. e) Endocitosis 2. Distribución: Una vez absorbidos los xenobióticos entran en la circulación sanguínea a un nivel que depende del sitio de absorción (piel-circulación periférica, pulmones- circulación pulmonar, tracto gastrointestinal-vena porta). De la sangre los xenobióticos son distribuidos a los diferentes tejidos, esta distribución consta de dos fases, una rápida que viene gobernada por la perfusión y otra lenta que viene gobernada por la afinidad. En el plasma existen muchas proteínas capaces de interaccionar con xenobióticos pero la más abundante e importante es la albúmina. Las lipoproteínas pueden interaccionar de forma considerable con xenobióticos fuertemente lipófilos como el DDT. La unión a proteínas tiene varias implicaciones importantes:  La concentración libre del compuesto estará reducida.  La distribución a los tejidos será restringida.  La excreción por filtración y difusión pasiva se verá disminuida.  Puede producirse saturación.  Puede haber desplazamiento de un compuesto por otro. 3. Metabolismo: los xenobióticos mejor absorbidos son los de naturaleza lipídica lo que les permite atravesar fácilmente las membranas celulares. Sin embargo, las propiedades químicas de un compuesto que favorecen su absorción también dificultan su excreción. Así, por ejemplo, tras filtración glomerular la mayoría de las sustancias lipófilas escapan a su eliminación en orina debido a que son reabsorbidas del filtrado glomerular por difusión pasiva a través de las células tubulares.
  • 7. La capacidad de un tejido a metabolizar xenobióticos está en función, amén de las propiedades fisicoquímicas del xenobiótico (estructura, quiralidad, liposolubilidad) Esta variedad depende de diversos factores que pueden clasificarse en: a) factores genéticos (especie, raza, polimorfismo genético) b) factores fisiopatológicos (edad, sexo, nivel hormonal, embarazo, estado nutricional, enfermedad) c) factores externos (diversos tipos de estrés, inducción e inhibición de metabolismo por exposición a xenobióticos). Estos factores que afectan al metabolismo pueden modificar la toxicidad de un xenobiótico, bien variando la velocidad de eliminación del compuesto bien alterando el tipo y la cantidad de metabolitos formados. 4. Excreción: La mayoría de los xenobióticos no pueden se eliminados directamente del organismo, sino que deben ser primeramente metabolizados por una o más reacciones a productos progresivamente más polares para posibilitar su excreción. La vía de eliminación más importante para la mayoría de compuestos no volátiles es la orina seguida de la bilis. La eliminación en el aire expirado es importante para sustancias volátiles y gaseosas. Las excreción en la leche (con la posible transferencia al recién nacido) puede ser importante para compuestos liposolubles. Otras vías menores son el sudor, las uñas, la saliva, la secreción gastrointestinal, las lágrimas y el semen. 8. ¿Qué efectos produce en el organismo la exposición ante dos o más compuestos tóxicos y cuáles son las posibles interacciones físico-químicas entre las sustancias?  Adición: cuando el efecto combinado de dos compuestos es igual a la suma del efecto de cada agente dado por separado (2+4=6).  Sinergismo: cuando el efecto combinado de dos compuestos es mayor que la suma del efecto de cada agente dado por separado (2+4=10).  Potenciación: cuando un compuesto no tóxico aumenta el efecto de un agente tóxico (0+4=8).  Antagonismo: es la interferencia de un compuesto con la acción de otro disminuyendo su efecto (4- 3=1). Interacciones Físico Químicas: a) interacciones químicas: cuando dos compuestos reaccionan entre sí para dar otro compuesto que puede ser más o menos tóxico.
  • 8. b) interacciones toxicocinéticas: cuando un compuesto altera la disposición (absorción, distribución, biotransformación o excreción) y con ella la cantidad y de xenobiótico y metabolitos reactivos que llegan al sitio activo. c) interacciones toxicodinámicas: cuando la presencia de un compuesto influye sobre la respuesta celular del otro (por competición sobre un mismo centro activo, por actuación sobre una misma función fisiológica, por aumento del número de receptores, etc 9. ¿Cuál es el principal objetivo de la toxicología industrial y en qué herramientas se basa para lograrlo? Su principal objetivo es el de identificary cuantificar los riesgos asociados a la exposición de los contaminantes industriales para poder precisar los niveles admisibles de exposición y las adecuadas medidas de seguridad e higiene con el fin de prevenir efectos indeseables sobre la salud. Para llevar a cabo este objetivo es necesario el conocimiento de las relaciones cuantitativas entre la intensidad de la exposición a las sustancias químicas y el riesgo de alteración de la salud. Dicho conocimiento permite definir los niveles tolerablesde exposición y las medidas necesarias para respetarlos. Esta labor se basa en tres herramientas fundamentales: 1. La caracterización de la exposición. 2. La caracterización de los efectos biológicos de dicha exposición. 3. La cuantificación de la relación entre exposición y efecto tóxico (relaciones dosis-respuesta y dosis-efecto). 10. Comente la relación exposición – riesgo y sus posibles aplicaciones según la teoría de Lauwerys. Existe una evaluación del pctes y su relación con su monitorización ambiental y biológica
  • 9. 11. Describa los métodos de control en el caso de exposición a sustancias tóxicas. ¿Qué ventajas presenta la monitorización biológica de la exposición sobre la monitorización ambiental? La evaluación de los niveles de exposición se puede realizar básicamente por dos vías diferentes:  La monitorización ambiental, esto es el análisis de los contaminantes en el medio ambiente, entiéndase lugar de trabajo (principalmente del aire, pero también del agua, suelo y alimentos).  La monitorización biológica, esto es el análisis de los parámetros adecuados en medios biológicos (orina, sangre, aire espirado) recolectados de la persona expuesta, entiéndase trabajador. La monitorización biológica puede estar basada bien en la determinación de parámetros relacionados con la intensidad de exposición (monitorización biológica de la exposición), bien en la determinación de parámetros relacionados con los efectos biológicos ocasionados por la exposición (monitorización de los efectos biológicos)  Integración de la exposición por todas las vías. Esto es muy importante, porque, aunque la vía principal de absorción de muchos tóxicos sea la inhalatoria, la cutánea y la digestiva pueden no ser desdeñables.  Una mejor relación con los efectos tóxicos. Un parámetro biológico que refleje la dosis interna está más directamente relacionado con los efectos tóxicos que se quieren prevenir que cualquier medición ambiental.  Parámetro universal de exposición. Ofrece la posibilidad de valorar exposiciones no profesionales, por ejemplo las que se derivan de actividades de ocio (bricolaje, jardinería), del consumo de tabaco, de contaminantes en el agua o los alimentos, de la utilización de productos domésticos...  Útil en la evaluación de medidas de protección. Es utilizable para testar la eficacia de medidas preventivas: uso de guantes, máscaras o cremas-barrera, instalación de nuevos sistemas de aspiración... Inclusión de variaciones intra e Inter- individuales. Tiene en cuenta diversos factores físicos, químicos y biológicos que influyen en la absorción, distribución, metabolismo y eliminación de los xenobióticos: carga física de trabajo, exposición simultánea a dos o más productos, consumo de ciertos medicamentos, consumo de alcohol, existencia de una disfunción hepática, renal o respiratoria.
  • 10. Sin embargo, para el desarrollo de métodos fiables de monitorización biológica de la exposición esnecesario tener conocimientos sobre: 1) Datos toxicocinéticos: vías de absorción, distribución, metabolismo y excreción del tóxico yfactores que influyen. 2) Mecanismos de acción (datos toxicodinámicos): dónde y cómo actúan la sustancia y/o susmetabolitos. 3) Relación entre exposición externa, dosis interna y efectos tóxicos. 12. Cite los diversos test que se utilizan en la evaluación del grado de exposición para detectar efectos tóxicos en la salud de los trabajadores. • Tests selectivos. La mayoría de los tests utilizados en el control biológico de la exposición de los trabajadores son de tipo selectivo. Generalmente consisten en la determinación de la propia sustancia o de sus metabolitos en un medio biológico (orina, sangre, aire espirado). Algunos de estos tests se realizan después de la movilización del compuesto para estimar la exposición integral al xenobiótico (p. ej. determinación de plomo urinario tras administración de un agente quelante). Muchas de las exposiciones profesionales se controlan por este tipo de tests. Ejemplos son la determinación de metal en sangre y en orina como parámetro de exposicicón al metal; determinación de 2,5- hexanodiona en orina y de n-hexano en el aire espirado para la valoración de la exposición a n-hexano; determinación del ácido hipúrico, y del tolueno en sangre y en el aire espirado para la exposición del tolueno; y de fenol en orina, para la exposición a benceno. Es siempre más específico medir el propio xenobiótico que sus metabolitos, debido a que varios xenobióticos pueden tener idénticos metabolitos (p. ej. el ácido tricloroacético es un metabolito que se encuentra en orina tras la exposición al tricloroetileno, al metilcloroformo, o al tetracloroetileno, el ácido mandélico es un metabolito del etilbenceno y del estireno), pero esto no siempre es posible. • Tests no selectivos. Utilizan indicadores de exposición no selectivos. Ejemplos son la determinación en orina de compuestos diazoicos, como indicador de exposición a aminas aromáticas; de tioéters como indicador de exposición a sustancias electrófilas, las cuales indirectamente reflejan la absorción de sustancias mutágenas y cancerígenas; o del poder mutagénico, también como indicador de exposición a sustancias genotóxicas. Estos parámetros son muy poco específicos, pueden verse afectados por otras causas ajenas a la exposición profesional: dieta, consumo de tabaco. Por ello su utilización debe estar siempre enfocada a estudios de grupos de trabajadores en los que se incluya un apropiado grupo control que pueda servir de corrección para los diferentes factores no relacionados con la exposición. Es importante señalar que al igual que en la monitorización ambiental se definen TLVs, en la monitorización biológica se definen índices de exposición biológica (BEIs) que sirven como valores de referencia para detectar una exposición excesiva.
  • 11. 13. Refiérase sobre las técnicas analíticas para la identificación y cuantificación de muestras tóxicas.  Espectrofotometría: se basa en la detección de la absorción o emisión por átomos y moléculas de radiaciones electromagnéticas.  Espectrofotometría de absorción atómica: Se mide la radiación absorbida por átomos neutros en estado de vapor. Es una técnica en principio muy específica debido a que las líneas de absorción atómica son muy estrechas (0,01 nm) y únicas para cada elemento. Su gran aplicación está en el análisis de metales para lo que es muy sensible y específica. La muestra es previamente vaporizada y atomatizada bien por aspiración en una llama (espectrometría de absorción atómica de llama), bien por un tratamiento término en un horno de grafito (espectrometría de absorción atómica electrotérmica.  Espectrofotometría de absorción del UV-visible: Los espectrofotómetros de UV-visible consisten básicamente en una lámpara, un monocromador (que selecciona la longitud de onda), una célula (donde está la muestra) y un detector. En función del detector y de la aplicación se puede trabajar monitorizando una sola longitud de onda (análisis cuantitativo) o un rango amplio d longitudes de onda (análisis cualitativo).  Fluorimetría : mide la emisión por fluorescencia (la radiación emitida cuando un electrón excitado vuelve a su estado fundamental). La ventaja más importante de la fluorimetría es su sensibilidad (puede se hasta mil veces más sensible que la espectrofotometría de absorción en el UV-visible).  Cromatrografía: La cromatografía es una técnica de separación basada en el reparto de los componentes de una muestra entre una fase estacionaria y una fase móvil. En función de si la fase móvil es un gas o un líquido se habla de cromatografía de gases o de cromatografía líquida.  Cromatografía de gases: La cromatografía de gases es una de las técnicas más frecuentemente utilizadas en la separación, identificación y cuantificación de tóxicos. Básicamente consiste en un inyectable, un horno, un detector y un registrador. Dentro del horno y conectada por un extremo con el inyector y por el otro con el detector hay un columna, cuyo interior está relleno o recubierto de fase estacionaria, y que suele ser de vidrio, de acero o de polímero sintético (columna capilar).  Cromatografía líquida: La cromatografía líquida puede clasificarse según la naturaleza de la fase estacionaria en cromatografía de adsorción, de partición, de intercambio iónico y de exclusión molecular. En estas cromatografías los componentes de la muestra se separan, respectivamente,
  • 12. en función de su afinidad por la fase estacionaria, de su solubilidad, de su carga eléctrica y de su peso molecular. Las técnicas más utilizadas son la cromatografía en capa fina y la cromatografía en columna. Espectrometría de masas: La espectrometría de masas es probablemente el mejor método analítico para la identificación inequívoca de compuestos. Además, el acoplamiento de un espectrómetro de masas a un cromatógrafo de gases (GC-MS) o a una HPLC (HPLC-MS) combina la capacidad de separación de la cromatografía con la capacidad de identificación de la espectrometría de masas. La operación básica de un espectrómetro de masas puede separarse en tres etapas:  Ionización.  Filtración de masas.  Detección. 14. Exponga la importancia de los cuestionarios en todo proceso analítico de tóxicos. ¿Cuál es el nivel de fiabilidad de un resultado analítico? En los estudios epidemiológicos la exposición puede medirse en forma indirecta a través de cuestionarios (por ejemplo consumo de alcohol y tabaco) y en forma directa a través de determinaciones en fluidos biológicos. La aplicación de esta última permite, en principio, mejorar la clasificación y cuantificación de la exposición y por tanto una estimación más válida del riesgo. Sin embargo la fiabilidad de la monitorización biológica está en función de dos factores: 1. La especificidad del parámetro bioquímico estudiado como reflejo del nivel de exposición o del efecto causado por la exposición, y 2. La especificidad de la técnica analítica para la determinación de dicho parámetro bioquímico. Esta interpretación está implícitamente basada en la fiabilidad del resultado obtenido tras el proceso analítico. Sin embargo, es importante tener presente que la fiabilidad de un resultado depende principalmente de tres factores: 1) La recogida de la muestra, 2) El almacenamiento de la muestra, y 3) La validez del método analítico. 15. ¿En qué consiste la cromatografía de gases? Señale sus principales detectores y para qué tipos de análisis es apropiado. Cromatografía de gases:
  • 13. La cromatografía de gases es una de las técnicas más frecuentemente utilizadas en la separación, identificación y cuantificación de tóxicos. Básicamente consiste en un inyectable, un horno, un detector y un registrador. Los principales detectores en cromatografía de gases son: - De ionización de llama (FID), responde a compuestos que producen iones cuando son quemados en una llama de aire-hidrógeno (es un detector bastante universal). - De nitrógeno-fósforo (NPD) (para compuestos ricos en átomos de nitrógeno o fósforo). El principio es el mismo que el FID salvo que en el detector hay una perla formada por una sal de rubidio y sólo los átomos de N o P son ionizados. - De captura de electrones (ECD) (para derivados halogenados y compuestos con grupos electronegativos). Existe un emisor de radiación que al interaccionar con las moléculas del gas portador produce una fuente continua de electrones hacia el detector, al pasar sustancias electronegativas parte de estos electrones son capturados y el número de los que llegan al detector disminuye, produciéndose una señal en el registrador. - De fotometría de llama (FPD) (para sustancias que contengan P y S) consiste en la detección de la radiación emitida tras excitación a la llama de espectrometría de masas. 16. ¿Cuál es el mejor método analítico para identificar muestras toxibiológicas? Desarrolle brevemente la operatividad de un espectrómetro de masas. El mayor problema de esta técnica es que es poco selectiva, los espectros moleculares son de bandas anchas y no líneas discretas como los espectros atómicos, y a menudo a una determinada longitud de onda (especialmente a longitudes de onda bajas) puede haber otras sustancias, además del analito, que absorban. Sin embargo la selectividad de la técnica puede aumentarse mediante la derivatización del analito a un compuesto con un máximo de absorción a una longitud de onda superior, mediante una cinética de reacción (p. ej. determinaciones enzimáticas) o mediante una separación previa de los componentes de la muestra.