Factores que influyen en la bioacumulación
Cualidades químicas que influencian la biodisponibilidad
Introducción
Cualidades biológicas que influencian la bioacumulación
General
Biodisponibilidad
Contaminantes inorgánicos
Biodisponibilidad del agua
Biodisponibilidad de las fases sólidas
Contaminantes orgánicos
Biodisponibilidad por agua
Biodisponibilidad de fases sólidas
Alometría
Otros factores
Procesos influenciados por la temperatura
Las cualidades del contaminante determinan la forma física y química en la que está presente en el medio ambiente y el grado en que está disponible para ser absorbido, biotransformado y eliminado
Las cualidades fisiológicas, bioquímicas y genéticas determinan la capacidad que tiene un organismo de absorber, biotransformar y eliminar el contaminante
El grado en que un contaminante se acumula en la biota depende de las cualidades del contaminante, el organismo y
las condiciones ambientales bajo las cuales el organismo y el contaminante interactúan
. Las características ecológicas y de comportamiento de un organismo determinan las rutas de exposición y la eficiencia de absorción de cada fuente potencial
las condiciones ambientales también pueden modificar directamente el funcionamiento de un organismo
Otros factores como la salinidad y el pH modifican fuertemente la regulación iónica y la osmorregulación y, al hacerlo, influyen en la absorción de muchos contaminantes
Dosis biológicamente eficaz
Enfoque cualitativo
Medida en que un contaminante en una fuente está libre para ser absorbido
Eficiencia de asimilación o porcentaje de retención
Se mide con mayor frecuencia en función del grado en que la sustancia puede alcanzar o alcanza la circulación sistémica: el torrente sanguíneo
Implica el grado en que el compuesto está libre para ser absorbido. y causar un efecto en el sitio de acción
Cantidad administrada realmente disponible para tener un efecto adverso o clínico en las células, órganos o sistemas de órganos diana relevantes
se ha utilizado para contrastar diferentes alimentos, suelos, sedimentos y agua
Eficiencia expresada como porcentaje
Se puede determinar alimentando cantidades conocidas de un contaminante midiendo el aumento del contaminante dentro del individuo alimentado
Biodisponibilidad absoluta
a se estima a partir del AUC para cualquier ruta o forma del compuesto dividido por el AUC para el compuesto después de la inyección directa en el torrente sanguíneo
Biodisponibilidad relativa de dos fuentes diferentes
Puede estimarse de manera similar eligiendo una fuente que sirva de referencia.
La química del agua afecta la biodisponibilidad al cambiar las especies químicas presentes y la función
posicionamiento de los sitios de captación
La biodisponibilidad de un metal y metaloide disueltos también puede verse afectada por la especiación química
Ligandos
Aniones o moléculas que forman compuestos de coordinación y complejos con metales.
Los cationes metálicos compiten con otros cationes por disolverse de esta manera
Los ligandos que forman complejos con metales incluyen compuestos orgánicos disueltos y especies inorgánicas
Equilibrio termodinámico
La distribución de un catión disuelto particular entre sus diversas especies se puede estimar en función de las concentraciones de cationes competidores, pH, Eh, concentraciones de ligando, temperatura y fuerza iónica
Estas predicciones, o concentraciones medidas directamente del ion libre, se pueden utilizar para normalizar las concentraciones
de metales en una variedad de condiciones para estimar mejor el metal biodisponible.
Biodisponibilidad de metales
Biodisponibilidad de contaminantes en los alimentos
La biodisponibilidad de contaminantes inorgánicos en aerosoles, alimentos, sedimentos, suelos y otras fases sólidas del medio
ambiente es difícil de predecir con precisión
La biodisponibilidad de metales o metaloides en aerosoles sólidos suspendidos en el aire está determinada no solo por sus formas químicas en el sólido, sino también por el tamaño de las partículas y la distribución.
La disponibilidad de un metal de una fase sólida particular, como los sedimentos, puede determinarse por su capacidad para dividirse en las aguas intersticiales
El tamaño de una partícula de alimento puede determinar la biodisponibilidad, así como la forma
química de los contaminantes asociados.
El tamaño de las partículas de los materiales que pasan a través del intestino humano puede modificar la biodisponibilidad de algunos contaminantes y fármacos
El tamaño de la partícula del alimento
determinará el grado en que participa en estos diferentes procesos digestivos.
Biodisponibilidad en sedimentos
La biodisponibilidad de metales y metaloides en sedimentos es difícil de estimar, sin embargo, se cree que está determinado por concentraciones en agua intersticial y concentraciones en diferentes fases sólidas
Las concentraciones de fase sólida influyen en la biodisponibilidad al dictar las concentraciones de metal en las aguas intersticiales que rodean la biota y definen las cantidades de metal en fase sólida disponibles para la ingestión directa por especies bentónicas.
Relaciones estructura-actividad
utilizan cualidades moleculares de los compuestos para predecir la actividad o disponibilidad.
. A menudo, estas relaciones cualitativas predicen cambios en la actividad de un fármaco o tóxico con cambios
estructurales
Relaciones cuantitativas estructura-actividad
relación entre cualidades moleculares y bioactividad, como biodisponibilidad o toxicidad.
Las cualidades moleculares incluyen medidas de lipofilia, conformación estérica, volumen molecular, ionización, polaridad o reactividad.
Teoría de Flory-Huggins
relacionar la solubilidad con el tamaño molecular del disolvente
Relaciones de energía de solvatación lineal
Se basan en el volumen molecular, la capacidad para formar enlaces de hidrógeno y la polaridad o capacidad para polarizarse
Hipótesis de partición de pH
Relación Henderson-Hasselbalch
Para los contaminantes ionizables, el pH gástrico puede influir en la disponibilidad con la dirección del efecto
La biodisponibilidad está determinada por fusión de la forma no ionizada del lumen gastrointestinal a través de la "barrera lipídica" creada por el revestimiento del intestino y en los tejidos según lo determinado por p K a y pH
Se puede estimar la proporción del compuesto que permanece sindicalizado para mono ácidos básicos
La forma ionizada también puede contribuir a la biodisponibilidad
La regla de 5 de Lipinski
Mide la biodisponibilidad de compuestos lipóficos relativamente pequeños
Reglas
Un peso molecular superior a 500 Da
Un registro calculado K AY valor por encima de 5
Más de 10 aceptores de enlaces de hidrógeno, es decir, la suma de átomos de N y O supera los 10
Más de cinco donantes de enlaces de hidrógeno, es decir, la suma de los grupos NH y OH supera los cinco
La biodisponibilidad de los contaminantes orgánicos en los sedimentos puede estimarse mediante una variedad de técnicas
La temperatura también determina tasas importantes como las de alimentación, crecimiento y egestión, además de cualidades celulares clave como la fluidez de la membrana y la composición de lípidos.
Se ha demostrado que los aumentos de temperatura dentro de los rangos fisiológicos normales aumentan la
bioacumulación
La temperatura influye en los procesos bioquímicos y fisiológicos
asociados con la bioacumulación
Algunos estudios no informan ningún efecto de los cambios de temperatura sobre la cinética de bioacumulación
La tasa metabólica y una miríada de otras cualidades anatómicas, fisiológicas y bioquímicas de los organismos cambian con el tamaño y, al hacerlo, modifican las tasas de absorción, transformación y eliminación.
Debido a que la edad y el tamaño están correlacionados en la mayoría de las especies, los efectos alométricos a menudo se confunden con los efectos de la edad o la duración de la exposición en los estudios de bioacumulación.
Estudio del tamaño y sus consecuencias, también puede ser importante para considerar la bioacumulación
Modelo eléctrico para escalada
Manipulación de datos alométricos (tamaño
versus alguna calidad fisiológica, morfológica o bioquímica) para producir relaciones cuantitativas
La bioacumulación puede diferir entre sexos.
La dieta también puede influir en la biodisponibilidad.
Muchos otros factores pueden complicar la predicción de la bioacumulación
Los cambios en la dieta asociados con las cualidades ecológicas o de desarrollo de un organismo tienen consecuencias relativas
a la bioacumulación
La aclimatación de las especies de eurihalina puede cambiar su capacidad para hacer frente a un contaminante;
El contenido de lípidos de un individuo también puede influir en la bioacumulación
Biológicamente determinante
Muchos elementos esenciales y algunos de sus análogos se definen de esta manera
Sus concentraciones en los organismos permanecen relativamente constantes en una amplia
gama de concentraciones ambientales
Biológicamente indeterminado
Sus concentraciones en organismos son directamente proporcionales a las concentraciones
ambientales