Toxocinética de las Nanopartículas: 

Absorción

• Vía Respiratoria:

Una vez que las nanopartículas han sido inhaladas, se activan los mecanismos de defensa, como la fagocitosis por los macrófagos alveolares, o bien, son internalizadas en los intersticios, dependiendo de su tamaño y química superficial, esta deposición de nanopartículas está en función del diámetro aerodinámico y del grado de agregación o aglomeración. Se conocen tres zonas de depósito de nanopartículas en el sistema respiratorio: Nasofaríngea (nariz, boca, laringe, faringe), Traqueobronquial (tráquea y bronquios) y Alveolar. 

Figura 1. Principales vías de deposito en el sistema respiratorio de nanopartículas. Recuperado de: https://bit.ly/3gpXT5F, https://bit.ly/2TM1KCu, https://bit.ly/3pC8uPp

• Vía Dérmica:

Se han realizado diversos estudios para determinar si las nanopartículas se pueden absorber a través de la piel, encontrándose que algunas de ellas (TiO2, esferas de poliestireno) no pueden atravesar el estrato córneo, aunque en algunos casos se ha observado acumulación en los folículos pilosos. Otras, sin embargo, como los puntos cuánticos, sí han demostrado atravesar el estrato córneo y acumularse en la dermis. La piel intacta y sana parece ser una barrera efectiva para algunos nanomateriales.

Figura 2. Estructura de la epidermis. Recuperado de https://bit.ly/3vyI431

• Vía Oral:

Diversos estudios con modelos animales sugieren que las células epiteliales del intestino delgado son capaces de absorber nanopartículas de tamaño inferior a los 200 nm. No obstante, la exposición sistémica tras una administración oral es baja.

Figura 3. Fisiología de las células epiteliales de intestino delgado formando pliegues para favorecer el área de absorción. Recuperado de: https://bit.ly/3523fz0

•    Otras vías: 

La exposición humana también puede ocurrir a través de la instrumentación médica o prácticas clínicas. Sin embargo, la investigación relacionada a éstas se encuentran en fase experimental o clínica.

Figura 4. Principales vías de absorción de nanopartículas en el cuerpo. Recuperado de: https://bit.ly/3c4rQXU

Distribución

Una vez ingresadas las nanopartículas en el organismo se distribuyen utilizando principalmente la vía sistema circulatorio y la vía sistema nervioso (axones de las neuronas olfativas). Esto aprovechando una de las características más relevantes de las nanopartículas que es la capacidad de atravesar barreras biológicas mediante un proceso de translocación llegando a tejidos como el corazón, hígado, bazo o hasta el cerebro.

Eliminación

En la mayoría de los casos, las partículas que se depositan en las vías respiratorias son eliminadas por mecanismos de aclaramiento físicos (para nanopartículas insolubles, el transporte mucociliar en dirección a la nariz y boca o por macrófagos) y químicos (para nanopartículas solubles, la disolución para su excreción en la orina).

Figura 5. Esquematización del tracto respiratorio con macrófagos alveolares. Recuperado de https://bit.ly/356n08I 

Para las nanopartículas que entraron por vía gastrointestinal o dérmica son eliminadas del torrente circulatorio y su distribución final típica es el hígado (90%), el riñón y otros órganos con una alta actividad fagocítica, donde se acumulan y posteriormente son eliminados a través de las heces o la orina.

Figura 6. Riñón e hígado. Recuperado de: https://bit.ly/3fM3WkI

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A continuación se muestra un diagrama que ilustra las principales vías toxocinéticas de las nanopartículas.

Figura 7. Biocinética de partículas nanométricas. Recuperado de: https://bit.ly/3fxxHqw