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Intoxicación y sobredosis - Agente químico externo

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La intoxicación es la exposición a una sustancia química exógena (fármaco, droga de abuso, tóxico industrial, veneno) en cantidad que supera los mecanismos de eliminación normales. El modelo farmacocinético de un compartimento describe la evolución temporal de la concentración plasmática C(t): la fase de absorción (k_a) eleva C hasta un pico (C_max); la fase de eliminación (k_e) reduce C exponencialmente. En sobredosis masiva, la cinética puede cambiar cualitativamente.

La saturación del metabolismo hepático en sobredosis es el fenómeno más clínicamente peligroso. En condiciones normales, el paracetamol sigue cinética de primer orden (C << K_m): el hígado lo metaboliza de forma proporcional a C. En sobredosis (C >> K_m, generalmente > 150 mg/kg), el metabolismo pasa a orden cero (velocidad constante = V_max): la concentración disminuye linealmente y la eliminación es mucho más lenta de lo esperado, permitiendo mayor acumulación del metabolito tóxico NAPQI.

El NAPQI (N-acetil-p-benzoquinona-imina) es el metabolito hepatotóxico del paracetamol: reacciona con el glutatión (GSH) para detoxificarse. Cuando la dosis supera la capacidad del GSH (GSH < 30% del normal), el NAPQI libre se une covalentemente a las proteínas hepatocelulares necrosis centrolobulillar. El antídoto N-acetilcisteína repone el GSH: debe administrarse antes de 8 h para máxima eficacia.

El volumen de distribución Vd determina la distribución del tóxico en el organismo: un Vd alto (amiodarona: 60 L/kg; tricíclicos: 1020 L/kg) indica acumulación en tejidos y dificulta la eliminación extracorpórea (diálisis poco efectiva para Vd > 1 L/kg). Tóxicos con Vd bajo (litio: 0.7 L/kg; metanol: 0.6 L/kg) son buenos candidatos para hemodiálisis, que puede multiplicar el aclaramiento total por 310×.

La relación concentración-efecto del tóxico sigue la curva de Hill: la EC varía enormemente entre individuos (farmacogenómica: variantes de CYP enzimas) y con el nivel de tolerancia (opioide tolerante puede tener EC 10× mayor). En emergencias, el nomograma de Rumack-Matthew (paracetamol) y el de Done (salicilatos) usan C medida a tiempo conocido para estimar el riesgo y guiar la indicación de antídoto o diálisis.

>Modelo

ID:('ky', 54)


PK 1 compartimento

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$C_{pk}=\frac{F_{abs}Dose,k_a}{V_d(k_a-k_e)}(e^{-k_et}-e^{-k_at})$

$F_{abs}$
Biodisponibilidad
$1$
$k_a$
Constante de absorción
$1/s$
$k_e$
Eliminación lineal
$1/s$
$V_d$
Volumen de distribución
$m³$
$Dose$
Dosis
$mol$
$C_{pk}$
Concentración analítica PK
$mol/m³$
$t$
Tiempo
$s$



>Modelo

ID:('gm', 517)


Absorción GI

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$\frac{dA_{gut}}{dt}=-k_aA_{gut}$

$k_a$
Constante de absorción
$1/s$
$A_{gut}$
Cantidad en tubo digestivo
$mol$



>Modelo

ID:('gm', 518)


Entrada plasmática

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$input=\frac{F_{abs}k_aA_{gut}}{V_d}$

$F_{abs}$
Biodisponibilidad
$1$
$k_a$
Constante de absorción
$1/s$
$V_d$
Volumen de distribución
$m³$
$A_{gut}$
Cantidad en tubo digestivo
$mol$



>Modelo

ID:('gm', 519)


Metabolismo saturable

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$metab=\frac{V_{max}C}{K_m+C}$

$C$
Concentración plasmática del tóxico
$mol/m³$
$K_m$
Constante Michaelis-Menten
$mol/m³$
$V_{max}$
Metabolismo máximo
$mol/m³·s$



>Modelo

ID:('gm', 520)


Dinámica concentración

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$\frac{dC}{dt}=input-k_eC-metab-\frac{Cl_{renal}}{V_d}C-\frac{Cl_{dialisis}}{V_d}C$

$k_e$
Eliminación lineal
$1/s$
$V_d$
Volumen de distribución
$m³$
$Cl_{dialisis}$
Clearance por diálisis
$m³/s$
$Cl_{renal}$
Clearance renal
$m³/s$
$C$
Concentración plasmática del tóxico
$mol/m³$



>Modelo

ID:('gm', 521)


NAPQI

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$\frac{dNAPQI}{dt}=k_{NAPQI}C(1+\frac{C}{K_m+C})-\frac{0.35}{3600}NAPQI-0.01k_{dep}NAPQI,GSH$

$k_{NAPQI}$
Formación NAPQI
$1/s$
$k_{dep}$
Depleción GSH
$m³/mol·s$
$C$
Concentración plasmática del tóxico
$mol/m³$
$K_m$
Constante Michaelis-Menten
$mol/m³$
$GSH$
Glutatión
$mol/m³$
$NAPQI$
Metabolito tóxico
$mol/m³$



>Modelo

ID:('gm', 522)


Glutatión

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$\frac{dGSH}{dt}=k_{syn}(1+5NAC)-k_{dep}NAPQI,GSH$

$NAC$
Efecto antídoto
$1$
$k_{dep}$
Depleción GSH
$m³/mol·s$
$GSH$
Glutatión
$mol/m³$
$NAPQI$
Metabolito tóxico
$mol/m³$
$k_{syn}$
Síntesis GSH
$mol/m³·s$



>Modelo

ID:('gm', 523)


Volumen distribución

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$V_{d,eff}=V_{d,plasma}+V_{d,tissue}K_{pt}$

$K_{pt}$
Partición tejido/plasma
$1$
$V_{d,eff}$
Distribución efectiva
$m³$
$V_{d,plasma}$
Volumen plasmático
$m³$
$V_{d,tissue}$
Volumen tisular equivalente
$m³$



>Modelo

ID:('gm', 524)


Clearance renal

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$Cl_{renal}=GFR,f_{free}+Cl_{secretion}$

$f_{free}$
Fracción libre
$1$
$Cl_{renal}$
Clearance renal
$m³/s$
$GFR$
Filtración glomerular
$m³/s$
$Cl_{secretion}$
Secreción renal
$m³/s$



>Modelo

ID:('gm', 525)


Clearance diálisis

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$Cl_{dialisis}=dialysisOn,Q_{blood}E_{extract}(1-\min(1,V_{d,eff}))$

$E_{extract}$
Extracción del dializador
$1$
$V_{d,eff}$
Distribución efectiva
$m³$
$Cl_{dialisis}$
Clearance por diálisis
$m³/s$
$Q_{blood}$
Flujo sanguíneo en dializador
$m³/s$



>Modelo

ID:('gm', 526)


Emax-Hill

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$Effect=\frac{E_{max}C^{n_{Hill}}}{EC50_{eff}^{n_{Hill}}+C^{n_{Hill}}}$

$E_{max}$
Efecto máximo
$1$
$Effect$
Efecto tóxico
$1$
$n_{Hill}$
Exponente Hill
$1$
$C$
Concentración plasmática del tóxico
$mol/m³$
$EC50_{eff}$
EC50 efectivo
$mol/m³$



>Modelo

ID:('gm', 527)


EC50 efectivo

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$EC50_{eff}=\frac{EC50(1+9,tolerance)}{toxSens}$

$toxSens$
Sensibilidad individual
$1$
$tolerance$
Tolerancia farmacodinámica
$1$
$EC50$
Concentración semiefectiva
$mol/m³$
$EC50_{eff}$
EC50 efectivo
$mol/m³$



>Modelo

ID:('gm', 528)


Estructura del modelo

Descripción

Red de modelo


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$F_{abs}$
F_abs
Biodisponibilidad
1
$NAC$
NAC
Efecto antídoto
1
$E_{max}$
E_max
Efecto máximo
1
$Effect$
Effect
Efecto tóxico
1
$n_{Hill}$
n_Hill
Exponente Hill
1
$E_{extract}$
E_extract
Extracción del dializador
1
$f_{free}$
f_free
Fracción libre
1
$K_{pt}$
K_pt
Partición tejido/plasma
1
$toxSens$
toxSens
Sensibilidad individual
1
$tolerance$
tolerance
Tolerancia farmacodinámica
1
$k_a$
k_a
Constante de absorción
1/s
$k_e$
k_e
Eliminación lineal
1/s
$k_{NAPQI}$
k_NAPQI
Formación NAPQI
1/s
$V_{d,eff}$
Vd_eff
Distribución efectiva
$V_d$
Vd
Volumen de distribución
$V_{d,plasma}$
Vd_plasma
Volumen plasmático
$V_{d,tissue}$
Vd_tissue
Volumen tisular equivalente
$k_{dep}$
k_dep
Depleción GSH
m³/mol·s
$Cl_{dialisis}$
Cl_dialisis
Clearance por diálisis
m³/s
$Cl_{renal}$
Cl_renal
Clearance renal
m³/s
$GFR$
GFR
Filtración glomerular
m³/s
$Q_{blood}$
Q_blood
Flujo sanguíneo en dializador
m³/s
$Cl_{secretion}$
Cl_secretion
Secreción renal
m³/s
$A_{gut}$
A_gut
Cantidad en tubo digestivo
mol
$Dose$
Dose
Dosis
mol
$C_{pk}$
Cpk
Concentración analítica PK
mol/m³
$C$
C
Concentración plasmática del tóxico
mol/m³
$EC50$
EC50
Concentración semiefectiva
mol/m³
$K_m$
K_m
Constante Michaelis-Menten
mol/m³
$EC50_{eff}$
EC50eff
EC50 efectivo
mol/m³
$GSH$
GSH
Glutatión
mol/m³
$NAPQI$
NAPQI
Metabolito tóxico
mol/m³
$V_{max}$
Vmax
Metabolismo máximo
mol/m³·s
$k_{syn}$
k_syn
Síntesis GSH
mol/m³·s
$t$
t
Tiempo
s

ID:(0, 54)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Región de los Rios, Chile