domingo, 17 de febrero de 2019

QUÍMICA - QUÍMICA ANALÍTICA


El bioanálisis es una subdisciplina de la química analítica que abarca la medición cuantitativa de xenobióticos(fármacos y sus metabolitos y moléculas biológicas en lugares o concentraciones no naturales) y productos biológicos ( macromoléculas , proteínas , ADN , fármacos de moléculas grandes, metabolitos) en sistemas biológicos .

La química bioanalítica moderna [ editar ]

Muchos esfuerzos científicos dependen de la cuantificación precisa de fármacos y sustancias endógenas en muestras biológicas; El enfoque del bioanálisis en la industria farmacéutica es proporcionar una medida cuantitativa del fármaco activo y / o su (s) metabolito (s) con el propósito de farmacocinética , toxicocinética , bioequivalencia y exposición-respuesta (estudios de farmacocinética / farmacodinámica). El bioanálisis también se aplica a las drogas utilizadas para fines ilícitos, investigaciones forenses , pruebas antidopaje en deportes y preocupaciones ambientales.
El bioanálisis se pensaba tradicionalmente en términos de medición de fármacos de moléculas pequeñas. Sin embargo, los últimos veinte años han visto un aumento en los productos biofarmacéuticos (por ejemplo, proteínas y péptidos ), que se han desarrollado para abordar muchas de las mismas enfermedades que las moléculas pequeñas. Estas biomoléculas más grandes han presentado sus propios desafíos únicos para la cuantificación. [1]

Historia [ editar ]

Los primeros estudios de medición de medicamentos en fluidos biológicos se llevaron a cabo para determinar una posible sobredosis como parte de la nueva ciencia de la medicina forense / toxicología .
Inicialmente, se aplicaron ensayos no específicos para medir fármacos en fluidos biológicos. Estos fueron incapaces de discriminar entre la droga y sus metabolitos; por ejemplo, la aspirina (circa 1900) y las sulfonamidas(desarrolladas en la década de 1930) se cuantificaron mediante el uso de ensayos colorimétricos . Los antibióticos se cuantificaron por su capacidad para inhibir el crecimiento bacteriano. La década de 1930 también vio el aumento de la farmacocinética y, como tal, el deseo de ensayos más específicos. [2] Los medicamentos modernos son más potentes, lo que ha requerido ensayos bioanalíticos más sensibles para determinar de manera precisa y confiable estos medicamentos en concentraciones más bajas. Esto ha impulsado mejoras en tecnología y métodos analíticos.

Técnicas bioanalíticas [ editar ]

Algunas técnicas comúnmente utilizadas en estudios bioanalíticos incluyen:
Las técnicas utilizadas con más frecuencia son: cromatografía líquida combinada con espectrometría de masas en tándem ( LC-MS / MS ) para moléculas “pequeñas” y ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas ( ELISA ) para macromoléculas. [ cita requerida ]

Preparación de la muestra y extracción [ editar ]

El bioanalista se ocupa de muestras biológicas complejas que contienen el analito junto con una amplia gama de productos químicos que pueden tener un impacto adverso en la cuantificación precisa y precisa del analito. Como tal, se aplica una amplia gama de técnicas para extraer el analito de su matriz. Éstos incluyen:
Los laboratorios de bioanalítica a menudo tratan con un gran número de muestras, por ejemplo, como resultado de ensayos clínicos. Como tales, los métodos automatizados de preparación de muestras y los robots de manejo de líquidos se emplean comúnmente para aumentar la eficiencia y reducir los costos.

Organizaciones bioanalíticas [ editar ]


Existen varias organizaciones bioanalíticas nacionales e internacionales activas en todo el mundo. A menudo forman parte de una organización más grande, por ejemplo, Bioanalytical Focus Group y Ligand Binding Assay, Grupo de enfoque bioanalítico, ambos pertenecientes a la Asociación Americana de Científicos Farmacéuticos (AAPS) y FABIAN, un grupo de trabajo de la Sección de Química Analítica del Royal Netherlands Chemical. la sociedad . El Foro Europeo de Bioanálisis (EBF), por otro lado, es independiente de cualquier sociedad o asociación más grande. Hanover Search Partners, con sede en San Diego, California, es la empresa de reclutamiento líder en el área de Bioanalítica y contrata a muchas de las compañías de Bioanalítica líderes del mundo para reclutar el mejor talento ejecutivo y científico del mundo.








monitorización biológica es la medida de la carga corporal de los compuestos químicos tóxicos , elementos o sus metabolitos en sustancias biológicas. [1] [2] A menudo, estas mediciones se realizan en sangre y orina. [3]
Los dos programas mejor establecidos de biomonitoreo en muestras representativas de la población general son los de los Estados Unidos y Alemania, aunque existen programas basados ​​en la población en algunos otros países. [4] En 2001, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) de EE. UU. Comenzaron a publicar su Informe Nacional bienal sobre la exposición humana a sustancias químicas ambientales , que informa sobre una muestra estadísticamente representativa de la población de EE. UU.

Definición [ editar ]

El biomonitoreo implica el uso de organismos para evaluar la contaminación ambiental , como el aire o el agua circundantes. Se puede hacer de forma cualitativa mediante la observación y la observación de cambios en los organismos, o cuantitativamente mediante la medición de la acumulación de productos químicos en los tejidos del organismo. Al observar o medir los efectos que el medio ambiente tiene en sus organismos residentes, se puede sospechar o inferir la contaminación . [6]

Descripción general [ editar ]

Históricamente, las regulaciones de salud pública [ ¿dónde? ] se han basado en cálculos de riesgo teóricos de acuerdo con niveles conocidos de sustancias químicas en el aire, el agua, el suelo, los alimentos, otros productos de consumo y otras fuentes de exposición potencial. [ cita requerida ] El biomonitoreo humano ofrece la oportunidad de analizar los niveles internos reales de sustancias corporales de todas las posibles vías de exposición al mismo tiempo, lo que puede contribuir a mejorar las evaluaciones de riesgo. [7] [se necesita mejor fuente ]
Los avances científicos han hecho posible detectar un mayor número de sustancias químicas en concentraciones más pequeñas en el cuerpo, con algunos productos químicos detectables en niveles tan bajos como partes por billón. [8] [se necesita una mejor fuente ] Una sola medición de biomonitoreo es solo una instantánea en el tiempo y puede no reflejar con precisión el nivel de exposición durante períodos más largos. [9]
En 2006, el Consejo Nacional de Investigación de EE. UU. Publicó un informe, Human Biomonitoring for Environmental Chemicals . El informe reconoció el valor de la supervisión biológica para comprender mejor la exposición a los productos químicos ambientales, e incluyó varios hallazgos y recomendaciones para mejorar la utilidad de los datos de supervisión biológica para la evaluación de riesgos para la salud . [10]En resumen, el informe solicitó criterios más rigurosos basados ​​en la salud para seleccionar los productos químicos que se incluirán en los estudios de biomonitoreo; el desarrollo de herramientas y técnicas para mejorar la interpretación y comunicación basada en el riesgo de los datos de biomonitoreo; integración del biomonitoreo en la evaluación de la exposición y la investigación epidemiológica; y exploración de cuestiones bioéticas relacionadas con la biomonitorización, incluido el consentimiento informado, la confidencialidad de los resultados y otros. [11]
El tema de la exposición a sustancias químicas ambientales ha recibido atención como resultado de los informes televisados ​​por Bill Moyers para PBS y Anderson Cooper para la serie " Planet in Peril " de CNN . [12] El libro Our Stolen Future , con un prólogo del ex vicepresidente Al Gore , también generó conciencia centrándose en la alteración endocrina .

Las encuestas realizadas en los EE.UU. [ editar ]

  • En los Estados Unidos, los CDC probaron por primera vez muestras de plomo y algunos pesticidas de la población general en 1976. [13] A fines de la década de 1990, el programa de la Encuesta Nacional de Examen de Salud y Nutrición (NHANES) tuvo una gran expansión. [13]
  • Informe nacional sobre la exposición humana a sustancias químicas ambientales
La División de Ciencias de Laboratorio de los CDC dentro del Centro Nacional para la Salud Ambiental ha desarrollado un Programa Nacional de Biomonitoreo y ha publicado el Informe Nacional bienal sobre la exposición humana a sustancias químicas ambientales desde 2001. Como la selección de productos químicos es controvertida, los CDC han identificado criterios influyentes : Evidencia de exposición en una población de los EE. UU., Presencia e importancia de los efectos en la salud después de un nivel de exposición determinado, deseo de rastrear iniciativas de salud pública para reducir la exposición a un agente dado, método existente para medir con precisión concentraciones biológicas relevantes del producto químico, tejido suficiente Las muestras, en particular, las muestras de sangre y / o orina y la rentabilidad. [14]
Los CDC establecieron tres criterios para eliminar sustancias químicas de estudios futuros: un nuevo producto químico de reemplazo (es decir, un metabolito u otro producto químico) es más representativo de la exposición que el producto químico medido actualmente, o si después de tres períodos de estudio, las tasas de detección de todos los productos químicos dentro de un método los grupos relacionados son menos del 5 por ciento para todos los subgrupos de población (es decir, dos sexos, tres grupos de raza / etnia y los grupos de edad utilizados en el Informe Nacional), o si después de tres períodos de encuesta, los niveles de sustancias químicas dentro de un método relacionado Los grupos no se modifican ni disminuyen en todos los subgrupos demográficos documentados en el Informe Nacional. [15]
  • El Estudio Nacional de Niños planea seguir a 100,000 niños en todo Estados Unidos desde su nacimiento hasta los 21 años. El estudio fue autorizado como parte de la Ley de Salud Infantil de 2000 como el mayor esfuerzo realizado para abordar los efectos de los factores sociales, económicos y ambientales en una salud del niño el Laboratorio de Salud Ambiental de los CDC anunció en 2009 que desempeñaría un papel clave en el monitoreo biológico del Estudio Nacional para Niños en curso, en colaboración con el Instituto Nacional de Salud y Desarrollo Infantil (NICHD), el Instituto Nacional de Ciencias de la Salud Ambiental y la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. . [dieciséis]
  • Algunos estados de los Estados Unidos han recibido apoyo federal y han establecido programas de biomonitoreo. [17] En 2001, el CDC otorgó subvenciones de planificación a 33 estados para ayudar en el desarrollo de capacidades para expandir el biomonitoreo. [18] [se necesita página ]
    • El Programa de Biomonitoreo de Contaminantes Ambientales de California (CECBP) fue establecido por ley en 2006 y es administrado por el Departamento de Salud Pública de California . [19]
    • El Programa piloto de monitoreo biológico de Minnesota fue establecido por ley en 2007 y está dirigido por el Departamento de Salud de Minnesota. [20]

Encuestas en Alemania [ editar ]

La encuesta ambiental alemana (GerES) se realizó desde 1985, [3] [21] y en 1992 se creó la Comisión de control biológico humano de la Agencia Federal de Medio Ambiente de Alemania. [22]

Encuestas en Canadá [ editar ]

Statistics Canada administra la Encuesta de medidas de salud de Canadá, que incluye la biomonitoreo de sustancias químicas ambientales. [23] Health Canada administra un programa llamado Mother-Infant Research on Environmental Chemicals, que se enfoca en 2,000 mujeres embarazadas y sus bebés. [24]

Métodos y productos químicos [ editar ]

Los productos químicos y sus metabolitos pueden detectarse en una variedad de sustancias biológicas como la sangre, la orina, el cabello, el semen, la leche materna o la saliva. [25] La leche materna es una matriz (sustancia) favorecida para medir los compuestos lipófilos (amantes de la grasa) persistentes, bioacumulables y tóxicos (PBT) durante la lactancia ; Esta ruta de exposición es dominante para los niños que amamantan. [26] También se puede detectar un compuesto lipofílico en la sangre , mientras que en la orina se puede detectar un compuesto hidrofílico (que ama el agua) . Los métodos analíticos utilizados por los CDC incluyen la espectrometría de masas por dilución isotópica , Espectrometría de masas de plasma acoplada inductivamente , o espectrometría de absorción atómica de horno de grafito . [27]
Algunos de los químicos detectados incluyen:

Interpretación [ editar ]

La presencia de un químico ambiental en el cuerpo no necesariamente indica daño. [29] La química analítica de la detección de sustancias químicas ha avanzado más rápidamente que la capacidad de interpretar las posibles consecuencias para la salud. [30] Los riesgos para la salud generalmente se establecen a partir de estudios de toxicidad en animales de laboratorio y evidencia epidemiológica en humanos. El plomo es un químico bien estudiado con un nivel de preocupación de acción de los CDC, actualmente a 10 µg / dL, o 100 partes por billón , en sangre; sin embargo, se ha observado deterioro neuroconductual por debajo de este nivel. [31]Debido a que este enfoque requiere el establecimiento de causas y efectos en los estudios epidemiológicos y una comprensión profunda de la respuesta a la dosis humana, existen datos para respaldar estos tipos de niveles de acción para solo unos pocos productos químicos ambientales. El concepto de equivalentes de biomonitoreo (BE) se ha desarrollado como un enfoque alternativo para ayudar a interpretar y comunicar los resultados del biomonitoreo en el contexto de los riesgos potenciales para la salud. [32]
Las encuestas de exposición humana a sustancias químicas no suelen integrar el número de compuestos químicos detectados por persona y la concentración de cada compuesto. Esto deja situaciones de exposición relevantes no probadas; por ejemplo, si los individuos con bajas concentraciones de algunos compuestos tienen altas concentraciones de los otros compuestos. Los análisis de las concentraciones de un compuesto dado generalmente muestran que la mayoría de los ciudadanos tienen concentraciones mucho más bajas que una cierta minoría. Un estudio basado en una muestra representativa de la población de Cataluña (España), [33]que integró el número de compuestos detectados por persona y la concentración de cada compuesto, encontró que más de la mitad de la población tenía concentraciones en el cuartil superior de 1 o más de las 19 sustancias tóxicas persistentes (PTS) (pesticidas, PCB) analizadas. Subgrupos significativos de la población acumularon mezclas de PTS en altas concentraciones. Por ejemplo, el 48% de las mujeres de 60 a 74 años tenían concentraciones de 6 o más STP en el cuartil superior; la mitad de la población total tenía niveles de 1 a 5 PTS por encima de 500 ng / g, y menos del 4% de los ciudadanos tenían todos PTS en el cuartil más bajo. Por lo tanto, las concentraciones de PTS aparecen bajas en la mayoría de la población solo cuando cada compuesto individual se analiza por separado. No es exacto afirmar que la mayoría de la población tiene concentraciones bajas de PTS.

Equivalentes de biomonitoreo [ editar ]

Los científicos que realizan pruebas de biomonitoreo pueden detectar y medir concentraciones de sustancias químicas naturales y artificiales en muestras de sangre y orina humanas en partes por billón a niveles de partes por billón. Un informe del Consejo de Investigación Nacional de EE. UU. De 2006 descubrió que, si bien los científicos eran capaces de detectar los productos químicos a estos niveles, todavía faltaban métodos para interpretar y comunicar lo que significaba su presencia con respecto a los posibles riesgos para la salud de una persona o población. [10] El informe recomendó que se realizaran investigaciones científicas para mejorar la interpretación y la comunicación de los resultados del monitoreo biológico mediante el uso de evaluaciones de riesgo existentes de productos químicos específicos. [10]
Para abordar esta situación, varios grupos reconocieron que los valores de orientación de exposición, como la dosis de referencia y la ingesta diaria tolerable , podrían traducirse, con datos suficientes, en las estimaciones correspondientes de las concentraciones de biomarcadores para su uso en la interpretación de los datos de biomonitoreo. [34] [35] En 2007, científicos de Summit Toxicology publicaron la metodología inicial para la traducción sistemática de los valores de orientación de exposición en los valores de detección correspondientes para los datos de biomonitoreo, denominados equivalentes de biomonitoreo. [35]Posteriormente, un panel de expertos del gobierno, la industria y la academia, se reunió para desarrollar directrices detalladas para derivar y comunicar estos equivalentes de biomonitorización. [36]
Los equivalentes de biomonitoreo se pueden utilizar para evaluar los datos de biomonitoreo en un contexto de evaluación de riesgos. La comparación de los datos de biomonitoreo de un producto químico con su equivalente de biomonitoreo proporciona un medio para evaluar si las exposiciones de la población a los productos químicos están dentro o por encima de los niveles considerados seguros por las agencias reguladoras. [37] Los equivalentes de biomonitoreo pueden ayudar a los científicos y administradores de riesgos a priorizar los productos químicos para actividades de seguimiento o de gestión de riesgos. [35]
Desde 2007, los científicos han derivado y publicado equivalentes de biomonitoreo para más de 110 productos químicos, incluidos cadmio , benceno , cloroformo , arsénico , tolueno , cloruro de metileno , triclosán , dioxinas , compuestos orgánicos volátiles y otros. [38] [39] Varios se han desarrollado a través de colaboraciones de científicos de la Agencia de Protección Ambiental de los EE . UU . , CDC y Health Canada . [36] Investigadores de la Comisión Alemana de Biomonitoreo Humano [22]También han propuesto un concepto para derivar valores de detección similares a los equivalentes de biomonitoreo. [39]

Comunicación [ editar ]

El informe de 2006 del Consejo Nacional de Investigación enfatizó que la comunicación precisa de los resultados es esencial para el uso adecuado de las encuestas de biomonitoreo, pero al mismo tiempo señala que "no existe un estándar aceptado para las buenas comunicaciones de biomonitoreo". [30] En 2007, la Escuela de Salud Pública de la Universidad de Boston organizó un panel sobre este tema. [40]
Un panel de expertos en equivalencias de biomonitoreo ha publicado pautas para comunicar información al público en general y a los proveedores de atención médica. [41]
Charles McKay, del Centro de Control de Envenenamientos de Connecticut, es entrevistado en un video titulado "Perspectiva de un médico sobre el biomonitoreo", que se centra en ayudar al público en general a comprender mejor el biomonitoreo.
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