ensayo toxicologia

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Tema 26: Ensayos toxicológicos
Métodos de ensayos toxicológicos
• Dependiendo del tipo de efecto causado por un 
compuesto químico, o de la duración del experi-
mento, se pueden distinguir dos métodos de 
ensayos toxicológicos:
– El ensayo por excelencia: toxicidad aguda.
– Ensayos de toxicidad cr6nica. 
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Ensayos de toxicidad aguda
• Son ensayos del tipo "todo o nada", cada organismo o vive o 
muere. 
• Consisten en:
1. Administrar el compuesto a los animales de experimenta-
ción en una sola ocasión.
2. Observar durante períodos de tiempo que pueden ser tan 
cortos como unas pocas horas.
Frecuentemente, es al menos de veinticuatro horas, pudien-
do llegar en algunos casos hasta una semana.
• En ensayos de toxicología acuática con peces adultos la dura-
ción de la exposición puede ser de una semana o menos, 
apareciendo los efectos normalmente en un plazo de 4 días.
• El efecto en un ensayo de toxicidad aguda puede ser subletal, 
aunque generalmente la muerte es el resultado final .
Utilidad de los ensayos agudos
• Referencia inicial de la toxicidad de una sustancia cuando 
no existe información sobre ella;
• en comparaciones tales como si un compuesto es:
– más tóxico que otro,
– o si una especie es más tolerante que otra;
• O en exploraciones iniciales de cuestiones más complejas, 
como la relación entre la estructura química del compues-
to y su toxicidad (relación estructura-actividad).
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Ensayos de toxicidad crónica
• En muchas situaciones ambientales los problemas observa-
dos son debidos a sustancias químicas que sólo son perju-
diciales para los organismos que han estado expuestos a 
éstas de forma continua durante un largo período de tiem-
po.
• Un resultado de esta exposición puede ser la muerte, pero 
es difícil establecer una clara relación entre esta muerte y 
la exposición al compuesto.
• La muerte puede ser debida a causas naturales, favorecidas 
o precipitadas por el debilitamiento de los individuos, y no 
directamente ocasionadas por la sustancia química.
• Desde un punto de vista práctico, la evaluación de la toxi-
cidad crónica no es fácil debido principalmente a la difi-
cultad que supone mantener a los organismos en condi-
ciones constantes en el laboratorio durante largos períodos 
de tiempo.
Sistemas de ensayo
Los ensayos de toxicidad tanto aguda como crónica, 
a su vez pueden ser de tres tipos según sea el siste-
mas de análisis usado:
– Sistemas cerrados: con renovación del medio o 
no;
– Sistemas abiertos.
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Sistemas estáticos
• Sistema cerrado sin renovación.
• El tipo más simple, sencillo y económico.
• El compuesto se añade a una determinada concen-
tración y ésta permanece en el recipiente hasta el 
final del experimento.
• Este método puede infringir el principio de concen-
tración constante si el compuesto es volátil o tiende 
a adsorberse sobre las paredes del recipiente.
• El método idóneo para una exploración inicial y 
para ensayos de toxicidad aguda
Sistema cerrado con renovación
• La solución test se repone periódicamente, bien 
añadiendo nueva solución cada día o bien trasla-
dando los organismos a nuevos recipientes.
• Este procedimiento no es recomendable en 
experimentos con peces ya que el manejo causa 
trastornos fisiológicos que pueden afectar a los 
resultados. 
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Sistema abierto
• O circuito abierto (flow-through). Son los ideales 
para los estudios de toxicidad crónica, ya que todas 
las condiciones se pueden mantener más o menos 
constantes durante el tiempo de ensayo.
• Sin embargo, a la hora de ponerlo en práctica, 
exige un mayor esfuerzo de infraestructura, con un 
diseño especial de tanques, sistemas de bombeo, 
etc.
• Mayor coste económico.
Componentes básicos de un sistema abierto
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Selección de organismos
• Estudios de toxicidad acuática en ríos y lagos, las especies usadas 
principalmente son la trucha arco iris (Salmo gairdneri = Oncor-
hynchus mykiss ) y una especie de carpa (Pimephales promelas), 
mientras que para peces marinos existe una menor estandarización.
• Factor limitante a la hora de seleccionar una especie determinada es 
la facilidad de mantenimiento y manejo en el laboratorio.
• Otro factor limitante importante es el desconocimiento de la biolo-
gía, ciclo de vida, etc. de muchos organismos, así como la poca in-
formación existente sobre el modo de mantener a las diferentes es-
pecies en condiciones controladas de laboratorio.
• Seleccionar una especie de importancia local, ecológica o económi-
ca, más que una especie estándar de laboratorio
Especies de peces recomendadas por
Reglamento sobre Notificación de Sustancias Nuevas y 
Clasificación, Envasado y Etiquetado de Sustancias 
Peligrosas. R.D. 363/1995.
Brachydanio rerio (Teleostei, Cyprinidae) (Hamilton-Buchanan). Pez 
cebra 
Pimephales promelas (Teleostei, Cyprinidae) (Rafinesque). Pez 
cabeza gorda 
Cyprinus carpio (Teleostei, Cyprinidae) (Linnaeus 1758). Carpa 
común
Oryzias latipes (Teleostei, Poeciliiae) Cyprinodontidae (Tomminck y 
Schlegel 1850). Medaka
Poecilia reticulata (Teleostei, Poeciliidae) (Peters 1859). Guppyç
Lepomis macrochirus (Teleostei, Centrarchidae) (Rafinesque
Linnaeus 1758). Agallas azules
Onchorhynchus mykiss (Teleostei, Salmonidae) (Walbaum 1988). 
Trucha arco iris 
Leuciscus idus (Teleostei, Cyprinidae) (Linnaeus 1758). Caho
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Criterios para la selección del organismo
Diversos criterios deben tenerse en cuenta en la selección del 
organismo “idóneo” para los ensayos toxicológicos:
1. Siempre que sea posible se debe usar un amplio rango de especies
dada la enorme variedad de sensibilidades entre las especies.
2. Deben considerarse aquellas especies más abundantes y disponi-
bles.
3. Debe estudiarse especies indígenas o representativas del ecosiste-
ma receptor del impacto. Especies que tengan valor económico, 
comercial o ecológico.
4. Las especies deben ser fáciles de manipular rutinariamente en el
laboratorio y debe disponerse de técnicas para cultivarlas y 
criarlas en el laboratorio para facilitar ensayos agudos y crónicos.
5. Los datos de ensayos tóxicos son más fáciles de interpretar si se 
tiene información adecuada sobre la fisiología, genética, conducta 
de la especie
Clupea harengus
Cyprinodon variegatus
Fundulus heteroclitus, F. similis
Menidia sp
Gasterosteus aculeatus
Lagodon rhomboides
Leiostomus xanthurus
Cymatogaster aggregata
Oligocottus maculosus
Citarichthys stigmaeus
Paralichthys dentatus, P. 
lethostigma
Platichthys stellatus
Parophrys vetulus
Acartia clausí, A. tonsa
Penaeus setiferus, P. duorarum, 
P. Aztecus
Palaemonetes pugio, P. 
intermedius, P. vulgaris
Crangon septemspinosa, C. 
nigricauda
Pandalus jordani, P. danae
Mysidopsis bahia, M. bigelowi, 
M. Almyra
Callinectes sapidus
Hemigrapsus sp
Pachygrapsus sp
Carcinus maenas
Uca sp
Crassostrea virginica, C. gigas
Capitella capitata
VertebradosInvertebrados
Especies comúnmente usadas en los ensayos de toxicidad 
con agua salada.
Fuente: ASTM. 1992.
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Otros organismos
• Daphnia magna y Daphnia pulex.
• Huevos de erizos de mar fecundados.
Mantenimiento de los organismos
• Los organismos deben mantenerse en buenas condiciones.
• El agua usada para su mantenimiento debe estar libre de 
sustancias tóxicas y ser adecuada para la especie en cuanto 
a salinidad, pH, temperatura, oxígeno disuelto, etc.
• Se debe proporcionar una alimentación adecuada de 
composición conocida y en cantidad suficiente, de modo 
que no haya competencia por el alimento disponible.
• Otros factores ambientales a considerar son la luz, la 
duración del día/noche, ruidos y otras perturbaciones, etc.
• Como regla general, se recomienda que las poblaciones 
mantenidas en el laboratorio con una mortalidad mayor al 
10 % deberían descartarse
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Variables que modifican la toxicidad
• La especie usada, estadio de vida (larvas, alevines, etc.) y 
la edad o tamaño del individuo pueden modificar la toxici-
dad.
• Los animales dentro de un mismo ensayo deberían ser del 
mismo tamaño o edad.
• Intuitivamente se puedesuponer que la tolerancia aumenta 
con el tamaño o la edad del animal.
• El estado nutricional del animal puede ser un factor deter-
minante para la explicación de las diferencias observadas 
en la sensibilidad a las toxinas, que no tienen una razón 
aparente 
Exposición a la sustancia química
• Exponer al animal a un rango de concentraciones de la 
sustancia tóxica.
• ¿Modo de administrar el compuesto químico?
• En toxicología acuática se evalúa la concentración del 
compuesto añadida al agua.
• Ensayo preliminar de rangos o intervalos de concentracio-
nes de un orden de magnitud.
• Se continua con un experimento en el que se reduce el 
intervalo de las concentraciones efectivas para determinar 
la letalidad, en serie geométrica y no en serie aritmética.
• Por último, se realiza un ensayo conducente a la determi-
nación de la concentraci6n letal mediana (CLm, CL50), 
esto es la concentración del compuesto que se estima mata 
al 50 % de los organismos expuestos en un período de 
tiempo especificado