sábado, 16 de janeiro de 2016

TOXICOLOGIA - CONCEITOS BÁSICOS

TOXICOLOGIA - CONCEITOS BÁSICOS



DEPTO. ANÁLISES CLÍNICAS E TOXICOLÓGICAS
FACULDADE DE FARMÁCIA
UNIVERSIDADE   FEDERAL  DE  MINAS  GERAIS

Profa. Edna Maria Alvarez Leite

Profa. Leiliane Coelho André Amorim

 1) TOXICOLOGIA

         A toxicologia se ocupa da natureza e dos mecanismos das lesões tóxicas e da avaliação quantitativa do espectro das alterações biológicas produzidos pela exposição aos agentes químicos.

É a ciência que tem como objeto de estudo o efeito adverso de substâncias químicas sobre os organismos vivos, com a finalidade principal de prevenir o aparecimento deste efeito, ou seja, estabelecer o uso seguro destas substâncias químicas.

         A toxicologia se apoia, então, em 3 elementos básicos:
         1) o agente químico (AQ) capaz de produzir um efeito;
         2) o sistema biológico (SB) com o qual o AQ irá interagir para produzir o efeito;
         3) o efeito resultante que deverá ser adverso (ou tóxico) para o SB.

2) ÁREAS DA TOXICOLOGIA

         A toxicologia é uma ciência multidisciplinar, que abrange uma vasta área de conhecimento, relacionando-se estritamente com diversas outras ciências, pois sem os conhecimentos interrelacionados, dificilmente poderá atingir seus objetivos: prevenir, diagnosticar e tratar.

         A toxicologia é desenvolvida por especialistas com diferentes formações profissionais, oferecendo cada um contribuições específicas em uma ou mais áreas de atividade permitindo assim, o aperfeiçoamento dos conhecimentos e o desenvolvimento das áreas de atuação.

         No âmbito da toxicologia, distinguem-se várias áreas, de acordo com a natureza do agente ou a maneira como este alcança o organismo. Destacam-se entre outras:

Toxicologia ambiental: que estuda os efeitos nocivos produzidos pela interação dos contaminantes químicos ambientais com os organismos humanos.
Toxicologia ocupacional: que estuda os efeitos nocivos produzidos pela interação dos contaminantes do ambiente de trabalho, com o indivíduo exposto e o impacto sobre sua saúde.

Toxicologia de alimentos: que estuda os efeitos adversos produzidos por agentes químicos presentes nos alimentos, sejam estes contaminantes ou de origem natural. É a área da toxicologia que estabelece as condições nas quais os alimentos podem ser ingeridos sem causar danos à saúde.

Toxicologia de medicamentos: que estuda os efeitos nocivos produzidos pela interação dos medicamentos com o organismo decorrentes do uso inadequado ou da suscetibilidade individual.

Toxicologia social: estuda os efeitos nocivos dos agentes químicos usados pelo homem em sua vida de sociedade, seja sob o aspecto individual, social (de relação) ou legal.

3) AGENTE TÓXICO (AT)

É qualquer substância química que interagindo com o organismo é capaz de produzir um efeito tóxico, seja este uma alteração funcional ou morte. A maioria das substâncias químicas, consideradas como agentes tóxicos, são substâncias exógenas conhecidas como xenobióticos.

3.1) Classificação dos agentes tóxicos

         Os AT podem ser classificados de diversas maneiras dependendo dos critérios utilizados. A seguir são apresentadas classificações quanto às características físicas e químicas, e quanto ao tipo de ação tóxica.

3.1.1) Quanto às características físicas:

Ø Gases: são fluídos sem forma, que permanecem no estado gasoso em condições normais de pressão e temperatura.
Ex.: CO, NO e NO2, O3 etc.
Ø Vapores: são as formas gasosas de substâncias normalmente sólidas ou líquidas nas condições ambientais
Ex: vapores resultantes da volatilização de solventes orgânicos como benzeno, tolueno, xileno etc.
Ø Partículas ou aerodispersóides: partículas de tamanho microscópico, em estado sólido ou líquido
Ex: poeiras e fumos; neblinas e névoas

3.1.2) Quanto às características químicas:
Esta classificação se baseia na estrutura química das substâncias que mais se destacam quanto ao interesse toxicológicos
Ex: Halogêneos; Produtos alcalinos; Hidrocarbonetos alifáticos; Hidrocarbonetos aromáticos; Metais; outros

3.1.3) Quanto ao tipo de ação tóxica (ou órgão onde atuam):
Nefrotóxico; Neurotóxico; Hepatotóxico; Outros

4) TOXICIDADE

         É a capacidade, inerente a um agente químico, de produzir danos aos organismos vivos, em condições padronizadas de uso. Uma substância muito tóxica causará dano a um organismo se for administrada em quantidades muito pequenas, enquanto que uma substância de baixa toxicidade somente produzirá efeito quando a quantidade administrada for muito grande.

         O conhecimento da toxicidade das substâncias químicas se obtém através de experimentos em laboratório utilizando animais. Os métodos são empregados com todo rigor científico com a finalidade de fornecer informações relativas aos efeitos tóxicos e principalmente para avaliar riscos que podem ser extrapolados ao homem.

         Os agentes químicos podem ser classificados, segundo HODGES & HAGGARD, em 6 classes de toxicidade, de acordo com os valores de DL50 (Tabela I ). Esta classificação é utilizada para consultas rápidas, qualitativas, com finalidade de obter informações relativas à toxicidade intrínseca das substâncias.

         A falha desta classificação está no fato dela se basear apenas na toxicidade intrínseca da substância que é um parâmetro extremamente variável, sendo influenciado por uma série de fatores, relacionados principalmente ao agente químico, organismo e à exposição.

         Em situações práticas não se deve conhecer somente a toxicidade das substâncias, representadas geralmente pela DL50, pois tão importante como conhecer a toxicidade dos agentes químicos, é conhecer e saber avaliar o risco tóxico de uma substância química.

                   Tabela I : Classificação Quanto ao Grau de Toxicidade


Categoria de Toxicidade                 DL50 – Rata (via Oral)

Extremamente tóxico
Altamente tóxico
Moderadamente tóxico
Ligeiramente tóxico
Praticamente não tóxico
Relativamente atóxico

< 1mg/kg
1-50 mg/kg
50-500 mg/kg
0,5-5 g/kg
5-15 g/kg
> 15 g/kg

 4.1) Fatores que influem na toxicidade

 4.1.1) Fatores ligados ao agente químico

Ø Propriedade físico-química (solubilidade, grau de ionização, coeficiente de partição óleo/água, pka, tamanho molecular, estado físico, etc.);
Ø Impurezas e contaminantes;
Ø Fatores envolvidos na formulação (veículo, adjuvantes).

4.1.2) Fatores relacionados com o organismo

Ø Espécie, linhagem, fatores genéticos;
Ø Fatores imunológicos, estado nutricional, dieta;
Ø Sexo, estado hormonal, idade, peso corpóreo;
Ø Estado emocional, estado patológico.

4.1.3) Fatores relacionados com a exposição

Ø Via de introdução;
Ø Dose ou concentração;
Ø Freqüência.

4.1.4) Fatores relacionados com o ambiente

Ø Temperatura, pressão;
Ø Radiações;
Ø Outros (luz, umidade, etc.).

5) RISCO E SEGURANÇA

         O risco associado à uma substância química se define como a probabilidade de que uma substância produza um efeito adverso, um dano, sob condições específicas de uso.

         Nem sempre a substância de maior toxicidade é a de maior risco, ou seja, de maior “perigo” para o homem. Dependendo das condições de uso, uma substância classificada como muito tóxica (elevada toxicidade intrínseca) pode ser menos “perigosa” do que uma pouco tóxica. Existindo um risco associado ao uso de uma substância química, há a necessidade de estabelecer condições de segurança. Portanto define-se como segurança, a certeza prática de que não resultará efeitos adversos para um indivíduo exposto a uma determinada substância em quantidade e forma recomendada de uso. Ou seja, quando fala-se em risco e segurança, significa a possibilidade ou não da ocorrência de uma situação adversa.

         Um problema sério, no entanto, é estabelecer o que é um risco aceitável no uso de substância química. Esta decisão é bastante complexa e envolve o binômio risco-benefício, ou seja, altos riscos podem ser aceitáveis no uso das chamadas life saving drugs, ou seja, os fármacos essenciais à vida e não serem aceitáveis no uso de aditivos de alimentos, por exemplo.

         Na utilização das substâncias químicas para diversos fins, alguns fatores devem ser considerados na determinação de um risco aceitável:

Ø Necessidade do uso da substância;
Ø Disponibilidade e a adequação de outras substâncias alternativas para o uso correspondente;
Ø Efeitos sobre a qualidade do ambiente e conservação dos recursos naturais;
Ø Considerações sobre o trabalho (no caso dela ser usada à nível ocupacional);
Ø Avaliação antecipada de seu uso público (ou seja, o que ela poderá causar sobre a população em geral, onde existe por exemplo: crianças, velhos, doentes, etc.);
Ø Considerações econômicas.

6) INTOXICAÇÃO

         É um conjunto de efeitos nocivos representado pelos sinais e sintomas que revelam o desequilíbrio orgânico produzido pela interação do agente químico com o sistema biológico. Corresponde ao estado patológico provocado pelo agente tóxico, em decorrência de sua interação com o organismo.

         Logicamente, o efeito tóxico só será produzido, se a interação com o receptor biológico apropriado ocorrer em dose e tempo suficientes para quebrar a homeostasia do organismo. Existem, então, na grande maioria das vezes, uma série de processos envolvidos, desde o contato do agente tóxico com o organismo, até o sintoma clínico que revela esta interação. Isto permite dividir a intoxicação em 4 fases distintas, a saber:

Fase de Exposição: corresponde ao contato do agente tóxico com o organismo. Representa a disponibilidade química das substâncias químicas e passíveis de serem introduzidas no organismo.

Fase Toxicocinética: consiste no movimento do AT dentro do organismo. É formada pelos processos de absorção, distribuição, armazenamento e eliminação (biotransformação e excreção). Todos esses processos envolvem reações mútuas entre o agente tóxico e o organismo, conduzindo à disponibilidade biológica.

Fase Toxicodinâmica: corresponde à ação do AT no organismo. Atingindo o alvo, o agente químico ou seu produto de biotransformação interage biológicamente causando alterações morfológicas e funcionais, produzindo danos.

Fase Clínica: corresponde à manifestação clínica dos efeitos resultantes da ação tóxica. É o aparecimento de sinais e sintomas que caracterizam o efeito tóxico e evidenciam a presença do fenômeno da intoxicação.

7) DISTINÇÃO ENTRE EFEITOS ADVERSOS E NÃO ADVERSOS

         O efeito adverso ou “anormal” com freqüência é definido em relação à medição que está fora da amplitude “normal”. A amplitude “normal”, por sua vez, se define com base nos valores médios que se tem observado num grupo de indivíduos presumivelmente sãos. No entanto é praticamente impossível, numa população geral, definir valores “normais”, onde se inclui grupos que pode ser especialmente sensíveis aos fatores ambientais, em especial as pessoas muito jovens e muito idosas, as afetadas por alguma enfermidade e as expostas a outros agentes tóxicos e tensões.

         Por isso têm-se procurado formular critérios para determinar efeitos adversos baseados em considerações biológicas e não somente em diferenças estatisticamente significativas em relação a uma população controle.

         Sendo assim o efeito não adverso é aquele que não reduz a capacidade funcional nem a capacidade para compensar tensões adicionais. São reversíveis logo após cessar a exposição, sem diminuição detectável da capacidade do organismo para manter a homeostase, e não realçam a suscetibilidade aos efeitos de outras influências ambientais.

         Por outro lado, se pode deduzir que os efeitos adversos são alterações biológicas que:

Ø Ocorrem com uma exposição intermitente ou continuada e que dão lugar à diminuição da capacidade funcional ( determinada por parâmetros anatômicos, fisiológicos e bioquímicos ou de comportamento) ou à uma diminuição da capacidade para compensar tensões adicionais;
Ø São reversíveis durante a exposição ou logo cessada esta, quando tais alterações causam diminuições detectáveis da capacidade do organismo para manter a homeostase; e
Ø Realçam a suscetibilidade do organismo aos fatores nocivos de outras influências ambientais.

8) EFEITOS TÓXICOS

         São os efeitos adversos causados por substâncias químicas. Assim, todo o efeito tóxico é indesejável e nocivo. Mas nem todos efeitos indesejáveis são tóxicos.

8.1) Classificação dos efeitos tóxicos

8.1.1) Efeito idiossincrático

         As reações idiossincráticas correspondem às respostas quantitativamente anormais a certos agentes tóxicos, provocados por alterações genéticas. O indivíduo pode ter uma resposta adversa com doses baixas (não-tóxicas) ou então ter uma resposta extremamente intensa com doses mais elevadas. Exemplo: sensibilidade anormal aos nitritos e outros  agentes metemoglobinizantes, devido a deficiência, de origem genética, na NADH-metemoglobina redutase.

8.1.2) Efeito alérgico

         Reações alérgicas ou alergia química são reações adversas que ocorrem somente após uma prévia sensibilização do organismo ao AT, ou a um produto quimicamente semelhante.

         Na primeira exposição, a substância age como um hapteno promovendo a formação dos anticorpos, que em 2 ou 3 semanas estão em concentrações suficientes para produzir reações alérgicas em exposições subsequentes.

         Alguns autores não concordam que as alergias químicas sejam efeitos tóxicos, já que elas não obedecem ou apresentam uma relação dose-resposta (elas não são dose dependente). Entretanto, como a alergia química é um efeito indesejável e adverso ao organismo, pode ser reconhecido como efeito tóxico.

8.1.3) Efeito imediato, crônico e retardado

Ø Efeitos Imediatos ou agudos são aqueles que aparecem imediatamente após uma exposição aguda, ou seja, exposição única ou que ocorre, no máximo, em 24 horas. Em geral são efeitos intensamente graves.

Ø Efeitos crônicos são aqueles resultantes de uma exposição crônica, ou seja, exposição a pequenas doses, durante vários meses ou anos. O efeito crônico pode advir de dois mecanismos:

(a) Somatória ou Acúmulo do Agente Tóxico no Organismo: a velocidade de eliminação é menor que a de absorção, assim ao longo da exposição o AT vai sendo somado no organismo, até alcançar um nível tóxico.

(b) Somatória de Efeitos: ocorre quando o dano causado é irreversível e, portanto, vai sendo aumentado a cada exposição, até atingir um nível detectável; ou, então, quando o dano é reversível, mas o tempo entre cada exposição é insuficiente para que o organismo se recupere totalmente.

Ø Efeitos retardados são aqueles que só ocorrem após um período de latência, mesmo quando já não mais existe a exposição. Exemplo: efeitos carcinogênicos que têm uma latência a 20-30 anos.

8.1.4) Efeitos reversíveis e irreversíveis

         A manifestação de um ou outro efeito vai depender, principalmente, da capacidade do tecido lesado em se recuperar. Assim, lesões hepáticas são geralmente reversíveis, já que este tecido tem grande capacidade de regeneração, enquanto as lesões no sistema nervoso central (SNC) são geralmente irreversíveis, uma vez que as células nervosas são pouco renovadas.

8.1.5) Efeitos locais e sistêmicos

         O efeito local refere-se àquele que ocorre no local do primeiro contato entre o AT e o organismo. Já o sistêmico exige uma absorção e distribuição da substância, de modo a atingir o sítio de ação, onde se encontra o receptor biológico. Existem substâncias que apresentam os dois tipos de efeitos. (ex.: Benzeno, chumbo tetraetila, etc.).

8.1.6) Efeitos resultantes da interação de agentes químicos

         O termo interação entre substâncias químicas é utilizado todas as vezes em que uma substância altera o efeito de outra. A interação pode ocorrer durante a fase de exposição, toxicocinética ou toxicodinâmica. Como conseqüência destas interações podem resultar diferentes tipos de efeitos:

Ø Adição: É aquele produzido quando o efeito final de 2 ou mais agentes é quantitativamente é igual à soma dos efeitos produzidos individualmente.
Ex.: Chumbo e arsênio atuando a nível da biossíntese do heme (aumento da excreção urinária da coproporfirina).

Ø Sinergismo: Ocorre quando o efeito de 2 ou mais agentes químicos combinados, é maior do que a soma dos efeitos individuais.
Ex.: A hepatotoxicidade, resultante da interação entre tetracloreto de carbono e álcool é muito maior do que aquela produzida pela soma das duas ações em separado, uma vez que o etanol inibi a biotransformação do solvente clorado.

Ø Potenciação: Ocorre quando um agente tóxico tem seu efeito aumentado por atuar simultaneamente, com um agente “não tóxico”
Ex.: O isopropanol, que não é hepatotóxico, aumenta excessivamente a hepatotoxicidade do tetracloreto de carbono.

Ø Antagonismo: Ocorre quando dois agentes químicos interferem um com a ação do outro, diminuindo o efeito final. É, geralmente, um efeito desejável em toxicologia, já que o dano resultante (se houver) é menor que aquele causado pelas substâncias separadamente. Existem vários tipos de antagonismo:
Ø  
(a) Antagonismo químico: (também chamado neutralização) ocorre quando o antagonista reage quimicamente com o agonista, inativando-o. Este tipo de antagonismo tem um papel muito importante no tratamento das intoxicações. Ex.: Agentes quelantes como o EDTA, BAL e penicilamina, que seqüestram metais (As, Hg, Pb, etc.) Diminuindo suas ações tóxicas.

(b) Antagonismo funcional: ocorre quando dois agentes produzem efeitos contrários em um mesmo sistema biológico atuando em receptores diferentes. Ex.: Barbitúricos que diminuem a pressão sangüínea, interagindo com a norepinefrina, que produz hipertensão.

(c)Antagonismo não-competitivo, metabólico ou farmacocinético: é quando um fármaco altera a cinética do outro no organismo, de modo que menos AT alcance o sítio de ação ou permaneça menos tempo agindo. Ex.: Bicarbonato de sódio que aumenta a secreção urinária dos barbitúricos; fenobarbital que aumenta a biotransformação do tolueno, diminuindo sua ação tóxica.

(d)Antagonismo competitivo, não-metabólico ou farmacodinâmico: ocorre quando os dois fármacos atuam sobre o mesmo receptor biológico, um antagonizando o efeito do outro. São os chamados bloqueadores e este conceito é usado, com vantagens, no tratamento clínico das intoxicações. Ex.: Naloxone, no tratamento da intoxicação com opiáceos. Atropina no tratamento da intoxicação por organofosforado ou carbamato.

Bibliografia

 Ø Amdur, M. O.; Doull, J.; Klaasen, C. D. - Casareth and Doull's Toxicology-The basic science of poison. 5º ed.,New York:Pergamon Press, 1996.     

Ø Ariëns, E.J.; Lehmann,P.A.; Simonis,A.M. - Introduccion a la Toxicologia General. Ed. Diana, México, 1978

Ø Larini, L. - Toxicologia - 2ª Ed., Editora Manole, 1993.

Ø Freddy Hamburguer; John A. Hayes; Edward W. Pelikan - A guide to general Toxicology., Karger Continuing Education series, V.5, 1983

Ø Ernest Hoggson & Patricia E. Levi - Introduction to Biochemical Toxicology. 2º ed.  Appleton & Lange Norwalk, Connecticut, 1992

Ø FERNÍCOLA,N.A.G.G. - Nociones basicas de Toxicologia, ECO/OPAS, México, 1985


Ø OGA, S. (Ed.) - Fundamentos de Toxicologia. Atheneu:São Paulo, 1996

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