TOXICOLOGIA GERALCONCEITOS BSICOS1) TOXICOLOGIA A toxicologia se ocupa da natureza e dos mecanismos das leses txicas e da avaliao quantitativa do espectro das alteraes biolgicas produzidos pela exposio aos agentes qumicos. a cincia que tem como objeto de estudo o efeito adverso de substncias qumicas sobre os organismos vivos, com a finalidade principal de prevenir o aparecimento deste efeito, ou seja, estabelecer o uso seguro destas substncias qumicas. A toxicologia se apoia, ento, em 3 elementos bsicos: 1) o agente qumico (AQ) capaz de produzir um efeito; 2) o sistema biolgico (SB) com o qual o AQ ir interagir para produzir o efeito; 3) o efeito resultante que dever ser adverso (ou txico) para o SB. 2) REAS DA TOXICOLOGIA A toxicologia uma cincia multidisciplinar, que abrange uma vasta rea de conhecimento, relacionando-se estritamente com diversas outras cincias, pois sem os conhecimentos interrelacionados, dificilmente poder atingir seus objetivos: prevenir, diagnosticar e tratar. A toxicologia desenvolvida por especialistas com diferentes formaes profissionais, oferecendo cada um contribuies especficas em uma ou mais reas de atividade permitindo assim, o aperfeioamento dos conhecimentos e o desenvolvimento das reas de atuao. No mbito da toxicologia, distinguem-se vrias reas, de acordo com a natureza do agente ou a maneira como este alcana o organismo. Destacam-se entre outras: Toxicologia ambiental: que estuda os efeitos nocivos produzidos pela interao dos contaminantes qumicos ambientais com os organismos humanos. Toxicologia ocupacional: que estuda os efeitos nocivos produzidos pela interao dos contaminantes do ambiente de trabalho, com o indivduo exposto e o impacto sobre sua sade. Toxicologia de alimentos: que estuda os efeitos adversos produzidos por agentes qumicos presentes nos alimentos, sejam estes contaminantes ou de

origem natural. a rea da toxicologia que estabelece as condies nas quais os alimentos podem ser ingeridos sem causar danos sade. Toxicologia de medicamentos: que estuda os efeitos nocivos produzidos pela interao dos medicamentos com o organismo decorrentes do uso inadequado ou da suscetibilidade individual. Toxicologia social: estuda os efeitos nocivos dos agentes qumicos usados pelo homem em sua vida de sociedade, seja sob o aspecto individual, social (de relao) ou legal. 3) AGENTE TXICO (AT) qualquer substncia qumica que interagindo com o organismo capaz de produzir um efeito txico, seja este uma alterao funcional ou morte. A maioria das substncias qumicas, consideradas como agentes txicos, so substncias exgenas conhecidas como xenobiticos. 3.1) Classificao dos agentes txicos Os AT podem ser classificados de diversas maneiras dependendo dos critrios utilizados. A seguir so apresentadas classificaes quanto s caractersticas fsicas e qumicas, e quanto ao tipo de ao txica. 3.1.1) Quanto s caractersticas fsicas: Gases: so fludos sem forma, que permanecem no estado gasoso em condies normais de presso e temperatura. Ex.: CO, NO e NO2, O3 etc. Vapores: so as formas gasosas de substncias normalmente slidas ou lquidas nas condies ambientais Ex: vapores resultantes da volatilizao de solventes orgnicos como benzeno, tolueno, xileno etc. Partculas ou aerodispersides: partculas de tamanho microscpico, em estado slido ou lquido Ex: poeiras e fumos; neblinas e nvoas 3.1.2) Quanto s caractersticas qumicas: Esta classificao se baseia na estrutura qumica das substncias que mais se destacam quanto ao interesse toxicolgicos Ex: Halogneos; Produtos alcalinos; Hidrocarbonetos alifticos; Hidrocarbonetos aromticos; Metais; outros 3.1.3) Quanto ao tipo de ao txica (ou rgo onde atuam): Nefrotxico; Neurotxico; Hepatotxico; Outros

4) TOXICIDADE a capacidade, inerente a um agente qumico, de produzir danos aos organismos vivos, em condies padronizadas de uso. Uma substncia muito txica causar dano a um organismo se for administrada em quantidades muito pequenas, enquanto que uma substncia de baixa toxicidade somente produzir efeito quando a quantidade administrada for muito grande. O conhecimento da toxicidade das substncias qumicas se obtm atravs de experimentos em laboratrio utilizando animais. Os mtodos so empregados com todo rigor cientfico com a finalidade de fornecer informaes relativas aos efeitos txicos e principalmente para avaliar riscos que podem ser extrapolados ao homem. Os agentes qumicos podem ser classificados, segundo HODGES & HAGGARD, em 6 classes de toxicidade, de acordo com os valores de DL50 (Tabela I ). Esta classificao utilizada para consultas rpidas, qualitativas, com finalidade de obter informaes relativas toxicidade intrnseca das substncias. A falha desta classificao est no fato dela se basear apenas na toxicidade intrnseca da substncia que um parmetro extremamente varivel, sendo influenciado por uma srie de fatores, relacionados principalmente ao agente qumico, organismo e exposio. Em situaes prticas no se deve conhecer somente a toxicidade das substncias, representadas geralmente pela DL50, pois to importante como conhecer a toxicidade dos agentes qumicos, conhecer e saber avaliar o risco txico de uma substncia qumica.Tabela I : Classificao Quanto ao Grau de Toxicidade Categoria de Toxicidade Extremamente txico Altamente txico Moderadamente txico Ligeiramente txico Praticamente no txico Relativamente atxico DL50 Rata (via Oral) < 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 qumico

Propriedade fsico-qumica (solubilidade, grau de ionizao, coeficiente de partio leo/gua, pka, tamanho molecular, estado fsico, etc.); Impurezas e contaminantes; Fatores envolvidos na formulao (veculo, adjuvantes). 4.1.2) Fatores relacionados com o organismo Espcie, linhagem, fatores genticos; Fatores imunolgicos, estado nutricional, dieta; Sexo, estado hormonal, idade, peso corpreo; Estado emocional, estado patolgico. 4.1.3) Fatores relacionados com a exposio Via de introduo; Dose ou concentrao; Freqncia. 4.1.4) Fatores relacionados com o ambiente Temperatura, presso; Radiaes; Outros (luz, umidade, etc.). 5) RISCO E SEGURANA O risco associado uma substncia qumica se define como a probabilidade de que uma substncia produza um efeito adverso, um dano, sob condies especficas de uso. Nem sempre a substncia de maior toxicidade a de maior risco, ou seja, de maior perigo para o homem. Dependendo das condies de uso, uma substncia classificada como muito txica (elevada toxicidade intrnseca) pode ser menos perigosa do que uma pouco txica. Existindo um risco associado ao uso de uma substncia qumica, h a necessidade de estabelecer condies de segurana. Portanto define-se como segurana, a certeza prtica de que no resultar efeitos adversos para um indivduo exposto a uma determinada substncia em quantidade e forma recomendada de uso. Ou seja, quando fala-se em risco e segurana, significa a possibilidade ou no da ocorrncia de uma situao adversa. Um problema srio, no entanto, estabelecer o que um risco aceitvel no uso de substncia qumica. Esta deciso bastante complexa e envolve o binmio risco-benefcio, ou seja, altos riscos podem ser aceitveis no uso das chamadas life saving drugs, ou seja, os frmacos essenciais vida e no serem aceitveis no uso de aditivos de alimentos, por exemplo. Na utilizao das substncias qumicas para diversos fins, alguns fatores devem ser considerados na determinao de um risco aceitvel: Necessidade do uso da substncia; Disponibilidade e a adequao de outras substncias alternativas para o uso correspondente;

Efeitos sobre a qualidade do ambiente e conservao dos recursos naturais; Consideraes sobre o trabalho (no caso dela ser usada nvel ocupacional); Avaliao antecipada de seu uso pblico (ou seja, o que ela poder causar sobre a populao em geral, onde existe por exemplo: crianas, velhos, doentes, etc.); Consideraes econmicas. 6) INTOXICAO um conjunto de efeitos nocivos representado pelos sinais e sintomas que revelam o desequilbrio orgnico produzido pela interao do agente qumico com o sistema biolgico. Corresponde ao estado patolgico provocado pelo agente txico, em decorrncia de sua interao com o organismo. Logicamente, o efeito txico s ser produzido, se a interao com o receptor biolgico apropriado ocorrer em dose e tempo suficientes para quebrar a homeostasia do organismo. Existem, ento, na grande maioria das vezes, uma srie de processos envolvidos, desde o contato do agente txico com o organismo, at o sintoma clnico que revela esta interao. Isto permite dividir a intoxicao em 4 fases distintas, a saber: Fase de Exposio: corresponde ao contato do agente txico com o organismo. Representa a disponibilidade qumica das substncias qumicas e passveis de serem introduzidas no organismo. Fase Toxicocintica: consiste no movimento do AT dentro do organismo. formada pelos processos de absoro, distribuio, armazenamento e eliminao (biotransformao e excreo). Todos esses processos envolvem reaes mtuas entre o agente txico e o organismo, conduzindo disponibilidade biolgica. Fase Toxicodinmica: corresponde ao do AT no organismo. Atingindo o alvo, o agente qumico ou seu produto de biotransformao interage biolgicamente causando alteraes morfolgicas e funcionais, produzindo danos. Fase Clnica: corresponde manifestao clnica dos efeitos resultantes da ao txica. o aparecimento de sinais e sintomas que caracterizam o efeito txico e evidenciam a presena do fenmeno da intoxicao. 7) DISTINO ENTRE EFEITOS ADVERSOS E NO ADVERSOS

O efeito adverso ou anormal com freqncia definido em relao medio que est fora da amplitude normal. A amplitude normal, por sua vez, se define com base nos valores mdios que se tem observado num grupo de indivduos presumivelmente sos. No entanto praticamente impossvel, numa populao geral, definir valores normais, onde se inclui grupos que pode ser especialmente sensveis aos fatores ambientais, em especial as pessoas muito jovens e muito idosas, as afetadas por alguma enfermidade e as expostas a outros agentes txicos e tenses. Por isso tm-se procurado formular critrios para determinar efeitos adversos baseados em consideraes biolgicas e no somente em diferenas estatisticamente significativas em relao a uma populao controle. Sendo assim o efeito no adverso aquele que no reduz a capacidade funcional nem a capacidade para compensar tenses adicionais. So reversveis logo aps cessar a exposio, sem diminuio detectvel da capacidade do organismo para manter a homeostase, e no realam a suscetibilidade aos efeitos de outras influncias ambientais. Por outro lado, se pode deduzir que os efeitos adversos so alteraes biolgicas que: Ocorrem com uma exposio intermitente ou continuada e que do lugar diminuio da capacidade funcional ( determinada por parmetros anatmicos, fisiolgicos e bioqumicos ou de comportamento) ou uma diminuio da capacidade para compensar tenses adicionais; So reversveis durante a exposio ou logo cessada esta, quando tais alteraes causam diminuies detectveis da capacidade do organismo para manter a homeostase; e Realam a suscetibilidade do organismo aos fatores nocivos de outras influncias ambientais. 8) EFEITOS TXICOS So os efeitos adversos causados por substncias qumicas. Assim, todo o efeito txico indesejvel e nocivo. Mas nem todos efeitos indesejveis so txicos. 8.1) Classificao dos efeitos txicos 8.1.1) Efeito idiossincrtico As reaes idiossincrticas correspondem s respostas quantitativamente anormais a certos agentes txicos, provocados por alteraes genticas. O indivduo pode ter uma resposta adversa com doses baixas (no-txicas) ou ento ter uma resposta extremamente intensa com doses mais elevadas. Exemplo: sensibilidade anormal aos nitritos e outros

agentes metemoglobinizantes, devido a deficincia, de origem gentica, na NADH-metemoglobina redutase. 8.1.2) Efeito alrgico Reaes alrgicas ou alergia qumica so reaes adversas que ocorrem somente aps uma prvia sensibilizao do organismo ao AT, ou a um produto quimicamente semelhante. Na primeira exposio, a substncia age como um hapteno promovendo a formao dos anticorpos, que em 2 ou 3 semanas esto em concentraes suficientes para produzir reaes alrgicas em exposies subsequentes. Alguns autores no concordam que as alergias qumicas sejam efeitos txicos, j que elas no obedecem ou apresentam uma relao doseresposta (elas no so dose dependente). Entretanto, como a alergia qumica um efeito indesejvel e adverso ao organismo, pode ser reconhecido como efeito txico. 8.1.3) Efeito imediato, crnico e retardado Efeitos Imediatos ou agudos so aqueles que aparecem imediatamente aps uma exposio aguda, ou seja, exposio nica ou que ocorre, no mximo, em 24 horas. Em geral so efeitos intensamente graves. Efeitos crnicos so aqueles resultantes de uma exposio crnica, ou seja, exposio a pequenas doses, durante vrios meses ou anos. O efeito crnico pode advir de dois mecanismos: (a) Somatria ou Acmulo do Agente Txico no Organismo: a velocidade de eliminao menor que a de absoro, assim ao longo da exposio o AT vai sendo somado no organismo, at alcanar um nvel txico. (b) Somatria de Efeitos: ocorre quando o dano causado irreversvel e, portanto, vai sendo aumentado a cada exposio, at atingir um nvel detectvel; ou, ento, quando o dano reversvel, mas o tempo entre cada exposio insuficiente para que o organismo se recupere totalmente. Efeitos retardados so aqueles que s ocorrem aps um perodo de latncia, mesmo quando j no mais existe a exposio. Exemplo: efeitos carcinognicos que tm uma latncia a 20-30 anos. 8.1.4) Efeitos reversveis e irreversveis A manifestao de um ou outro efeito vai depender, principalmente, da capacidade do tecido lesado em se recuperar. Assim, leses hepticas so geralmente reversveis, j que este tecido tem grande capacidade de regenerao, enquanto as leses no sistema nervoso central (SNC) so geralmente irreversveis, uma vez que as clulas nervosas so pouco renovadas. 8.1.5) Efeitos locais e sistmicos

O efeito local refere-se quele que ocorre no local do primeiro contato entre o AT e o organismo. J o sistmico exige uma absoro e distribuio da substncia, de modo a atingir o stio de ao, onde se encontra o receptor biolgico. Existem substncias que apresentam os dois tipos de efeitos. (ex.: Benzeno, chumbo tetraetila, etc.).

8.1.6) Efeitos resultantes da interao de agentes qumicos O termo interao entre substncias qumicas utilizado todas as vezes em que uma substncia altera o efeito de outra. A interao pode ocorrer durante a fase de exposio, toxicocintica ou toxicodinmica. Como conseqncia destas interaes podem resultar diferentes tipos de efeitos: Adio: aquele produzido quando o efeito final de 2 ou mais agentes quantitativamente igual soma dos efeitos produzidos individualmente. Ex.: Chumbo e arsnio atuando a nvel da biossntese do heme (aumento da excreo urinria da coproporfirina). Sinergismo: Ocorre quando o efeito de 2 ou mais agentes qumicos combinados, maior do que a soma dos efeitos individuais. Ex.: A hepatotoxicidade, resultante da interao entre tetracloreto de carbono e lcool muito maior do que aquela produzida pela soma das duas aes em separado, uma vez que o etanol inibi a biotransformao do solvente clorado. Potenciao: Ocorre quando um agente txico tem seu efeito aumentado por atuar simultaneamente, com um agente no txico Ex.: O isopropanol, que no hepatotxico, aumenta excessivamente a hepatotoxicidade do tetracloreto de carbono. Antagonismo: Ocorre quando dois agentes qumicos interferem um com a ao do outro, diminuindo o efeito final. , geralmente, um efeito desejvel em toxicologia, j que o dano resultante (se houver) menor que aquele causado pelas substncias separadamente. Existem vrios tipos de antagonismo: (a) Antagonismo qumico: (tambm chamado neutralizao) ocorre quando o antagonista reage quimicamente com o agonista, inativando-o. Este tipo de antagonismo tem um papel muito importante no tratamento das intoxicaes. Ex.: Agentes quelantes como o EDTA, BAL e penicilamina, que seqestram metais (As, Hg, Pb, etc.) Diminuindo suas aes txicas. (b) Antagonismo funcional: ocorre quando dois agentes produzem efeitos contrrios em um mesmo sistema biolgico atuando em receptores diferentes. Ex.: Barbitricos que diminuem a presso sangnea, interagindo com a norepinefrina, que produz hipertenso. (c)Antagonismo no-competitivo, metablico ou farmacocintico: quando um frmaco altera a cintica do outro no organismo, de modo que menos AT alcance o stio de ao ou permanea menos tempo agindo. Ex.: Bicarbonato de sdio que aumenta a secreo urinria dos barbitricos;

fenobarbital que aumenta a biotransformao do tolueno, diminuindo sua ao txica. (d)Antagonismo competitivo, no-metablico ou farmacodinmico: ocorre quando os dois frmacos atuam sobre o mesmo receptor biolgico, um antagonizando o efeito do outro. So os chamados bloqueadores e este conceito usado, com vantagens, no tratamento clnico das intoxicaes. Ex.: Naloxone, no tratamento da intoxicao com opiceos. Atropina no tratamento da intoxicao por organofosforado ou carbamato.

AVALIAO TOXICOLGICATodas as substncias qumicas so txicas em certas condies de exposio. No entanto, para toda substncia deve haver alguma condio de exposio que seja segura no que se refere Sade Humana, com a possvel exceo dos agentes carcinognicos e mutagnicos. Ou seja, condies de exposio nas quais as substncias qumicas sejam mantidas abaixo dos nveis mximo permitido. E quando no for possvel definir um limite mximo permitido, deve-se evitar a exposio. Os dados sobre seres humanos relativos toxicidade das substncias qumicas, obviamente so mais pertinentes para avaliao da segurana que os dados obtidos em animais experimentais. No entanto, as exposies controladas de seres humanos substncias perigosas ou potencialmente perigosas vm-se restringidas por consideraes ticas e por isso necessrio confiar na informao obtida por mtodos clnicos e epidemiolgicos. Todavia, quando esta informao no disponvel, como ocorre com substncias qumicas novas, devem-se obter dados somente mediante os testes de toxicidade realizados com animais. O grau de confiabilidade com o qual pode-se estimar os riscos para sade humana baseado nos testes de toxicidade em animais depende da qualidade dos dados, assim como da quantidade e tipos dos testes realizados. 1) CONCEITO A avaliao toxicolgica compreende a anlise de dados toxicolgicos de uma substncia qumica com o objetivo de classific-la em categorias toxicolgicas, e ao mesmo tempo, fornecer informaes respeito da forma correta e segura de uso, bem como medidas de preveno e tratamento. 2) PRIORIDADES NA SELEO DE SUBSTNCIAS SUBMETERO AOS TESTES TOXICOLGICOS QUE SE

A princpio, todas as substncias qumicas novas devem se submeter a uma avaliao de seguridade antes de sua fabricao e venda. Entretanto, devido ao grande nmero de substncias qumicas que se representa um possvel perigo para a sade humana e a limitao de recursos necessrio dar prioridade aquelas que so diretamente consumidas pelo homem, como frmacos, os aditivos alimentares e as que se utilizam amplamente como praguicidas ou produtos domissanitrios. As substncias qumicas industriais que podem estar presentes no meio ambiente geral ou do trabalho ou contaminar outros produtos representam outra categoria de problemas. A mxima prioridade deve corresponder aos compostos de presumida toxicidade elevada, aguda, crnica ou diferenciada (como a carcinogenicidade) ou de maior persistncia no meio ambiente. Isto se aplica tambm aos compostos que inibem a a desativao metablica de substncias qumicas, pois podem constituir uma forma mais insidiosa de toxicidade. As substncias qumicas resistentes ao metabolismo, em especial ao metabolismo pela microflora, tero uma elevada persistncia ambiental. Muitos compostos halogenados se encontram nesta categoria e, em consequncia, devero Ter algum grau de prioridade. Tambm interessam os compostos que se acumulam nas cadeias alimentares que se depositam no organismo, por exemplo, o metilmercrio e o DDT. Em suma os critrios essenciais para determinao da prioridade para seleo das substncias qumicas que se colocar prova so os seguintes: indicao ou suspeita de perigo para a sade humana e tipo de gravidade dos efeitos potenciais sade. grau provvel de produo e emprego potencial de persistncia no meio ambiente potencial de acumulao na e no meio ambiente, e tipo e magnitude das populaes que estaro expostas A substncia qumica de primeira prioridade para as provas ser aquela que se classifique em lugar destacado em virtude de todos estes critrios ou de sua maioria. 3) ALCANCE QUE DEVEM TER OS TESTES DE TOXICIDADE O alcance das provas de toxicidade necessrias (ou requeridas) depender de algumas consideraes. Como primeiro passo poder ser til realizar uma estimativa aproximada de toxicidade com base na estrutura qumica e nas propriedades fsico-qumicas da substncias e as correlaes conhecidas destas variveis com a atividade biolgica. Estas consideraes sero teis para adotar decises a respeito das medidas de segurana durante os trabalhos de laboratrio.

A avaliao preliminar de toxicidade dever comear quando sintetizam as substncias qumicas na fase de Laboratrio de Desenvolvimento de um processo industrial. A avaliao completa das substncias qumicas em questo, tanto a respeito da exposio profissional como da exposio da populao geral, e a avaliao de possvel contaminao de gua, ou dos alimentos, devero iniciar mais tarde, quando j tem-se resolvido levar adiante a produo. Ou seja, no caso de medicamento, os testes toxicolgicos so realizados aps as triagens farmacolgicas, uma vez comprovados seus efeitos teraputicos. Os dados de toxicidade obtidos durante as etapas de desenvolvimento de um processo tecnolgico podem ser fontes de dados a respeito dos perigos sobre a sade, no somente das matrias primas, mas tambm de outras substncias utilizadas ou produzidas, como produtos intermedirios, no processo tecnolgico. Alm disso, a avaliao toxicolgica pode facilitar a seleo de um processo tecnolgico substutivo que seja menos nocivo para a sade. Na definio de normas ambientais e sanitrias e necessrio dar preferncia as substncias qumicas que manifestem um grau significativo de toxicidade e constituem um perigo de sade, as quais sero utilizadas amplamente na Indstria, na agricultura e os produtos de consumo. importante considerar que, as mudanas e aevoluo dos processos industriais, a formulao de novas substncias qumicas e as modificaes no emprego das substncias qumicas conhecidas podem propor novos e maiores perigos. E isso requer uma constante reavaliao das prioridades. 4) RELAO DOSE-EFEITO E RELAO DOSE-RESPOSTA Os estudos das alteraes causadas pelas substncias qumicas tem por objetivo estabelecer as relaes dose-efeito e dose-resposta que fundamentam todas as consideraes toxicolgicas necessrias para avaliao do risco sade. Os estudos relativos exposio qumica objetivando medidas de preveno dos efeitos nocivos sade necessrio existir disponvel uma medida quantitativa da relao entre a magnitude da exposio ao agente qumico e o tipo e grau de resposta numa populao exposta a esse agente. somente com base nessa relao que se pode, seguramente, permitir uma dose tolervel do agente nocivo, em algum nvel acima do zero, de tal modo que uma frao significativa do grupo exposto no experimente um indesejvel efeito sobre a sade Para uma melhor compreenso da diferena entre os dois tipos de relaes, torna-se necessrio conceituar dose, efeito e resposta. A expresso Dose se emprega para especificar a quantidade de uma substncia qumica administrada, a qual pode no ser idntica dose absorvida. Nas exposies ambientais pode-se estimar a dose com base na

medio das concentraes ambientais em funo do tempo. E a dose nos orgos e tecidos que interessam, pode-se estimar com base na quantidade administrada ou injerida; ou na medida da concentrao em amostras biolgicas. A informao para estimar a dose nos tecidos ou orgos requer dimensionar os processos de absoro , distribuio, armazenamento, biotransformao e excreo da substncia qumica ou seus metablitos, em funo do tempo. Quando a ao txica se manifesta no local de introduo ou muito prximo deste ( por exemplo, a pele ) a estimativa da dose no tecido pode ser muito confivel. Entretanto, quando a ao txica se manifesta em algum outo stio distante do primeiro contato ( por exemplo clulas hepticas ), a estimativa da dose toxicologicamente significativa menos confivel. O s termos Efeito e Resposta, muitas vezes podem ser usados como sinnimos para denominar uma alterao biolgica, num indivduo ou numa populao em relao uma exposio ou dose. Contudo, na Toxicologia se diferenciam, utilizando o termo efeito para denominar uma alterao biolgica e o termo resposta para indicar a proporo de uma populao que manifesta um efeito definido. Segundo esta terminologia, a resposta a taxa de incidncia de um efeito. Por exemplo, se pode dizer que o valor de DL50 a dose que causar uma resposta de 50% em uma populao em que se estuda o efeito letal de uma substncia qumica. Alguns efeitos podem ser medidos em uma escala graduada de intensidade ou gravidade, relacionando sua magnitude diretamente com a dose e por isso so denominados Efeitos Graduados. Certos efeitos, no entanto, no permitem gradao e se podem expressar somente dizendo que esto presentes ou ausentes. Estes efeitos se denominam Efeitos Qunticos, como por exemplo, a morte ou ocorrncia de um tumor. 4.1) Curvas Dose-efeito e Dose-resposta As relaes dose-efeito e dose-resposta so representadas pelas curvas correspondentes. A curva dose-efeito demonstra a relao entre a dose e a magnitude de um efeito graduado, em um indivduo ou em uma populao. Estas curvas podem adotar distintas formas, lineares ou no. Exemplo: relao entre a % de carboxiemoglobina no sangue e a intensidade dos sinais e sintomas da intoxicao. A curva dose-resposta representa a relao entre a dose e a proporo da populao que responde com um efeito quntico. Em geral estas curva so sigmides. Uma forma de explicar a configurao das curvas doseresposta dizer que cada indivduo de uma populao tem uma tolerncia prpria e requer uma certa dose antes de responder com um efeito. A princpio, existem tanto uma dose baixa a qual ningum responder como uma dose alta a qual todos respondero. A razo deve-se variabilidade

biolgica, isto , diferente sensibilidade dos indivduos (ou animais) ao de determinada substncia qumica. importante mencionar que, para cada efeito haver, ento, uma curva dose-resposta distinta. Alm de que a configurao da curva doseresposta da mesma substncia qumica e a mesma espcie animal pode variar com as mudanas das condies experimentais, por exemplo, as mudanas na forma de distribuio da dose no tempo (frequncia). A curva sigmide ou em forma de S uma expresso curvilnea comumente observada na maior parte das curvas dose-resposta. O fundamento biolgico desta relao se pode compreender parcialmente quando se pensa na natureza da distribuio de frequncia das suscetibilidades ou resistncias individuais em uma populao. A maior parte das pessoas que compem uma populao respondero prximo a um nvel de dose mdia, sendo poucas as que respondero somente a nveis de dose muito baixos ou muito altos. Isto d lugar a uma curva de distribuio normal de frequncia, geralmente utilizando escala logartmica de dose, a qual se apresenta como uma distribuio simtrica A Figura 1 mostra uma distribuio normal de frequncia, simtrica em relao ao ponto central. Sua distribuio acumulativa de frequncia mostra a curva sigmide frequentemente observada. Uma relao dose-resposta se apresentar como uma distribuio acumulativa de frequncia porque o indivduo que reage a uma dose baixa tambm reagir, naturalmente, dose mais elevadas. Em consequncia, a frequncia de indivduos reativos a uma dose elevada determinada inclue todos aqueles que respondem a essa dose e a todas as doses inferiores.

Figura 1: Relao dose-resposta hipottica como distribuio de frequncia e como distribuio acumulativa de frequncia

No entanto, a equao matemtica correspondente curva sigmide difcil de manusear e, por isso levada a se transformar em uma linha reta para apresentao e avaliao dos dados. A Figura 2 ilustra essa transformao apresentando tanto a escala porcentual como a escala probito (unidade de probabilidade), a qual possibilita a transformao em reta. Dessa forma curva dose-resposta permite avaliar a resposta da populao estudada a partir das doses, s quais 20%, 70%, 84% ou qualquer outra porcentagem da populao reage a um determinado efeito. comum calcular as doses eficazes em se tratando de um efeito teraputico, as quais so representadas por DE20, DE50, DE70 etc.. Ao estudar o efeito letal de um agente qumico, as doses so representadas como DL20, DL50, etc.. A DL50 constitui um importante parmetro no estudo da toxicidade de uma substncia qumica determinado por uma relao dose-resposta.

Figura 2: Transformao da curva sigmide normal (%) em uma linha reta (probito) Um outro parmetro importante, alm da DL50, a inclinao da reta. Por exemplo duas substncias podem ter a mesma DL50, como mostrado na Figura 3, no entanto, qualquer afirmao a respeito da igualdade relativa de toxicidade seria vlida somente essa dose especfica. Pois, em doses mais elevadas a substncia C seria mais txica que a D e em dose mais baixas a substncia D seria mais txica. Esta figura ilustra tambm a importncia do paralelismo das curvas dose-resposta, como exemplificado pelas substncia E e F. Este paralelismo essencial para a legitimidade das afirmaes gerais a respeito da toxicidade relativa das substncias qumicas. Contudo deve-se compreender que as curvas das substncia E e F se aplicam somente a um efeito especfico e a um conjunto de condies experimentais. As observaes da resposta corespondentes a um efeito txico distinto ou a

administrao por um outra via poder ou no produzir curvas paralelas de dose-resposta para as mesmas substncias. As inclinaes mais planas como apresentado na Figura 4 pela substncia A, indicam fatores tais como uma absoro deficiente, uma excreo ou detoxificao rpida ou efeitos txicos que se manifestam algum tempo depois da administrao. As inclinaes empinadas como representada pela substncia B, indicam com frequnciauma absoro rpida e rpido comeo dos efeitos txicos.

Figura 3: Curvas dose-resposta de quatro substncias qumicas

Figura 4: Curvas dose-resposta de duas substncias qumicas

A inclinao da reta pode predizer o perigo de uma substncia txica, uma vez que ela representa a distncia existente entre a dose txica mnima e a dose txica mxima. Quanto menor esta distncia, mais perigosa a substncia e por isso menor a segurana no seu manuseio. Em relao aos frmacos, alm de seu efeito teraputico , existe a possibilidade do aparecimento de um ou mais efeitos txicos. A maneira de avaliar a segurana de um frmaco comparar a relao dose-resposta obtida no estudo de um efeito biolgico no txico ou efeito teraputico (chamado efeito eficaz) com a relao dose-resposta obtida para o efeito txico. Da comparao destas duas relaes podem ser obtidos os parmetros ndice teraputico (IT) e margem de segurana (MS), mostrados na figura 5. Efeito Eficaz 100 Efeito Txico

50

DE50

DL50

dose(mg/kg)

Figura 5: Relao dose-resposta para o efeito eficaz e para o efeito txico de um hipottica substncia W. O ndice teraputico (IT) calculado pela relao: DL50 IT = DE50 Onde: DL50 a dose letal para 50% da populao analisada eDE50 a dose efetiva para 50% da mesma populao.

Quanto maior o IT maior a segurana da substncia. A desvantagem deste ndice que para calcul-lo, utiliza-se as doses mdias e elas no representam, significativamente, as relaes dose-resposta, como

demonstrado na Figura 4. Sempre que possvel indicado um outro parmetro que expressa segurana, qual seja a Margem de Segurana. A margem de segurana (MS) calculada pela relao: DL1 MS = DE99 Onde: DL1 a dose letal para 1% da populao estudada e DE99 a dose efetiva para 99% da mesma populao. 5) TIPOS DE TESTES DE TOXICIDADE Para estudar o potencial txico de uma substncia qumica preciso, alm de estabelecer uma relao dose-resposta, proceder a realizao de outors estudos toxicolgicos ou testes de toxicidade. Uma das finalidades dos Testes de toxicidade fornecer dados que possam ser utilizados para avaliao do risco do uso de substncias qumicas para o Homen e estabelecer limites de segurana na exposio aos agentes qumicos. Aps o epsdio da Talidomida (epidemia de m formao congnita, 1959-1961, em crianas cujas respectivas mes haviam feito uso da talidomida no incio da gravidez), as Instituies Governamentais, em diversos pases,exigiram um maior rigor na realizao dos testes toxicolgicos objetivando acabar ou minimizar a ocorrncia das chamadas reaes adversas aos medicamentos. No se tratando de medicamento, estes testes devem ser relizados para cada substncia qumica produzida e comercializada, de acordo com os critrios j vistos anteriormente. Os tipos de testes a serem realizados, podem variar de um pas para outro, no entanto devem considerar os principais critrios de avaliao de toxicidade: exame anato-patolgico (aspectos macro e microscpico) peso dos orgos crescimento do animal exames fisiolgicos exames bioqumicos estudos do comportamento efeito sobre a fertilidade e feto DE50 e DL50 CE50 e CL50 No Brasil, a Resoluo 1/78 (D.O. 17/10/78) do Conselho Nacional de Sade, estabelece 5 tipos de ensaios de toxicidade: Aguda, Sub-aguda, Crnica, teratognicidade, embriotoxicidade e estudos especiais ( estudos de comportamento, carcinognicidade e outros) 5.1) Teste de toxicidade aguda

Este estudo caracterizado pela administrao ou exposio da substncia qumica numa dose nica (ou mltipla num espao de 24 horas), utilizando pelo menos duas espcies. A DL50 (e CL50) a prova mais comum de toxicidade aguda. Os principais objetivos deste estudo so: avaliar a toxicidade intrnseca do Agente Toxico ou Substncia Qumica. avaliar a suscetibilidade das espcies identificar rgos alvo promover informaes para o delineamento e seleo dos nveis de dose para estudo mais prolongados (toxicidade crnica) 5.2) Testes de toxicidade sub-crnica O tempo de exposio deste estudo de 1 a 3 meses. usado 3 doses experimentais (mnima, intermediria e mxima). Sendo que a dose mxima no deve produzir um ndice de letalidade acima de 10% ( para que no inviabilize as avaliaes histopatgicas e bioqumicas). Os principais objetivos deste estudo so: determinar a dose de nenhum efeito observado DNEO (que significa a dose mxima na qual no se observa efeito). estudar mais efetivamente rgos alvos e determinar aqueles com mais suscetibilidade. prover dados sobre dosagens seletivas para estudo de toxicidade crnica. 5.3) Teste de Toxicidade Crnica Este estudo semelhante ao sub-crnico, porm o perodo de exposio de 2 anos ou quase toda a vida do anima. Como no teste anterior, este tambm no procura letalidade e utiliza 3 nveis de dose pela via de administrao segundo a via de uso prescrita. O protocolo experimental compreende as observaes e alteraes especificadas no estudo de toxicidade sub-crnica e outros parmetros bioqumicos que permitem uma melhor avaliao de todos os rgos e funes, principalmente funo renal e heptica. Os principais objetivos deste estudo so: verificar nveis mximos de dose das substncias que no produzem efeitos discernveis de doena quando administrados durante a maior parte da vida do animal. verificar os efeitos txicos que no so resultados dos estudos de toxicidade sub-crnica procura-se determinar o mecanismo de ao txica das substncias qumicas. 5.4) Teste de Carcinogenicidade:

As evidncias primrias que podem apontar o potencial carcinognico das substncias qumicas so de origem epidemiolgica ou experimental em roedores. Esses efeitos devem ser observados em pelo menos, duas espcies de animais de laboratrio, com uma durao mxima de 130 semanas em ratos, 120 semanas em camundongos e 130 semanas em hamsters. So utilizadas, no mnimo, 2 doses da substncia. A maior dose a dose mxima tolerada (DMT), definida como sendo aquela que no provoca no animal uma perda de peso superior a 10% e no induz mortalidade ou sinais clnicos de toxicidade. A menor dose corresponde metade da DMT. Cada grupo experimental constitudo de, pelo menos, 50 animais. Todos animais utilizados no experimento so submetidos necropsia completa. A avaliao final do risco de carcinogenicidade para o homem, alm das evidncias primrias, obtida pela execuo de testes de curta durao (evidncias secundrias). Estes testes podem ser agrupados em 3 categorias gerais: Testes que detectam leso do DNA, incluindo o estudo da formao de ligaes entre o DNA e os produtos ativos formados na biotransformao do agente txico, quebra de fitas, induo de profagos e reparo do DNA Testes que evidenciam alteraes dos produtos gnicos ou das funes celulares Testes que avaliam alteraes cromossmicas. A evidncia de carcinogenicidade considerada limitada nas seguintes situaes: - nmeros reduzidos de experimentos - impropriedade de dose e vias de administrao - emprego de uma nica espcie animal - durao imprpria do experimento; - nmero reduzido de animais e - dificuldade em diferenciar as neoplasias malgnas e bengnas. A evidncia inadequada indicada nas seguintes situaes: - a no excluso do acaso nos estudos realizados; - a existncia de vcios no delineamento experimental; - a existncia de outros estudos que demonstrem a ausncia de carcinogenicidade. 5.5) Teste de Mutagenicidade Os efeitos mutagnicos das substncias qumicas podem ser avaliados atravs de ensaios como microorganismos e em organismos superiores, inclusive o homem. Os ensaios com microorganismos, realizados "in vitro", so indicados na triagem rotineira dos agentes txicos. Os ensaios com

microorganismos avaliam basicamente o dano provocado ao DNA pela substncia qumica estudada ou seu produto de biotransformao No estudo do potencial mutagnico de um composto, os ensaios com animais de laboratrio oferecem grandes vantagens, especialmente a de reproduzir as condies de exposio do homem. Nestes ensaios, as alteraes cromossmicas so identificadas na medula ssea do fmur de ratos e camundongos expostos experimentalmente ao agente txico. 5.6) Teste de Teratogenicidade A avaliao do efeito teratognico de um composto qumico, atravs de mtodos experimentais em animais de laboratrio executada num complexo protocolo envolvendo 3 fases distintas. A primeira fase tem por objetivo avaliar o potencial txico do composto qumico sobre a fertilidade e o desempenho reprodutivo. Compreende o tratamento dos animais, machos e fmeas, durante um perodo de no mnimo 60 dias antes do acasalamento e, depois, para as fmeas durante a gestao e lactao. Ao meio termo da gravidez procede-se o sacrifcio da metade doas animais do grupo experimental para a constatao de anormalidades uterinas. Ao final, so observados o nmero, sexo, peso corpreo e anormalidades externas em todos os filhotes. Na segunda fase, as informaes so obtidas a partir da administrao de doses dirias da substncia qumica na dieta de animais fmeas grvidas no perodo da organognese. Neste estudo feita uma avaliao minuciosa e detalhada da mo e filhotes. Os estudos da terceira fase avaliam os efeitos as substncia sobre o desenvolvimento peri e ps natal. A administrao da substncia qumica feita durante o perodo que compreende o ltimo tero da gestao at o desmame. Neste estudo avaliado o desenvolvimento somtico, neromotor, sensorial e comportamento da prole. 5.7) Testes comportamentais Devido uma maior preocupao da populao relacionada os efeitos neurocomportamentais e os poluentes ambientais, o desenvolvimento de testes comportamentais em animais de laboratrios tm alcanado maior relevncia. Temos o exemplo do chumbo, que foi proibido sua adio na gasolina no pela incidncia de encefalopatias e sim pelos estudos no comportamento. Atualmente 25% dos limites de segurana para substncias qumicas derivam de estudos no comportamento. 5.8) Estudos observados no homem

So estudos que se realizam com o devido respeito pelos direitos da dignidade humana e submetidos a cdigos de tica especficos estabelecidos por organizaes nacionais e internacionais. EX: O instrumento internacional relativo a essa questo a Declarao de Helsinki e o artigo 7 do Pacto Internacional de Direitos Civis e Polticos adotados pela Assemblia Geral da ONU em 1966 Estes estudos geralmente esto relacionados uma simulao de exposio ocupacional agentes qumicos, ou mesmo um estudo clnico desta exposio.

6) EXTRAPOLAO DOS DADOS TOXICOLGICOS Os testes toxicolgicos que utilizam animais de laboratrio so realizados em condies rigorosamente padronizadas visando estabelecer os possveis efeitos txicos das substncias em humanos a partir da extrapolao dos dados encontrados. A finalidade dos Testes Toxicolgicos portanto fornecer dados que possam ser utilizados para avaliao do risco no uso da substncia qumica para o homem e estabelecer Limites de Segurana para a exposio qumica. Em muitos casos os estudos com animais permitem prognosticar os efeitos txicos das substncias qumicas no homem. Contudo, importante compreender que os modelos de animais experimentais apresentam limitaes e que a exatido e fidedignidade de uma predio quantitativa de toxicidade no homem dependem de certas condies, como a espcie de animal escolhida, o desenho dos experimentos e os mtodos de extrapolao dos dados de animais ao homem. O problema mais difcil na extrapolao dos dados de animais para o homem a converso de uma espcie a outra. Para a maior parte das substncias qumicas a patognese da intoxicao idntica no homem e outros mamferos, razo pela qual os sinais de intoxicao tambm so iguais. Consequentemente, so mais comuns as diferenas quantitativas na resposta txica do que as qualitativas. Embora o homem possa ser mais sensvel que certos animais de laboratrio, tambm h muitos casos nos quais algumas espcies de animais so mais sensveis que o homem. Por exemplo, o rato mais sensvel atropina, j o co tolera a atropina em dose 100 vezes superior a dose letal para o homem. Entretanto o co mais sensvel que o homem ao cido ciandrico. Para estabelecer um limite de exposio para as substncias qumicas a partir de dados experimentais em animais utiliza-se um fator de segurana (FS), afim de resolver as incertezas da extrapolao.

O qual estabelecido a partir da frmula: LT = DNEO FS Em geral, a magnitude do fator de segurana depender: natureza do efeito txico tipo e tamanho da populao exposta quantidade e qualidade dos dados toxicolgicos Um fator de 2 a 5 ou meneos pode-se considerar suficiente quando o efeito contra o qual se protege aos indivduos ou uma populao no se considera muito grave, quando somente um pequeno grupo de trabalhadores est sujeito uma exposio provvel e quando a informao toxicolgica se deriva de dados humanos. Por outro lado, pode ser necessrio recorrer a um fator de seguridade de 1000, ou mais quando o possvel efeito muito grave, quando tem que proteger uma populao em geral e quando os dados toxicolgicos se derivam de experimentos limitados com animais de laboratrio. Em relao maior parte dos aditivos alimentares que no se consideram carcinognicos, aceita-se dividir o DNEO em animais por 100, afim de determinar a Ingeto Diria Aceitvel (IDA) no homen. Nos casos dos praguicidas e certas substncias qumicas ambientais se utilizam fatores de segurana que vo de menos de 100 a mais de 1000. Nos casos de algumas exposies ocupacionais e certos contaminantes ambientais so propostos fatores de segurana muito pequenos, como 2 a 5. Tambm so propostos fatores de segurana para as substncias carcinognicas que vo de 100 a 5000.

FASES DA INTOXICAODesde o momento em que o agente qumico entra em contato com o agente biolgico, at o momento em que a intoxicao visualizada atravs dos sinais e sintomas clnicos, ocorrem uma serie de etapas metablicas que compem a chamada Fases da Intoxicao que so quatro: Fase de Exposio, Fase Toxicocintica Fase Toxicodinmica Fase Clnica essencial lembrar que: Mais do que da dose administrada, a resposta funo da concentrao do AT que interage com o receptor biolgico; e que, a concentrao do AT no stio de ao dependente das duas primeiras fases da intoxicao. 1) FASE DE EXPOSIO Exposio a medida do contato entre o AT e a superfcie corprea do organismo e sua intensidade depende de fatores, tais como: Via ou local de exposio As principais vias de exposio, atravs das quais os AT so introduzidos no organismo so: - via gastrintestinal (ingesto) - via pulmonar (inalao) - via cutnea (contato) Embora no to importante para a Toxicologia como estas trs, existe tambm a via parenteral. A via de introduo influi tanto na potncia

quanto na velocidade de aparecimento do efeito txico. A ordem decrescente de eficincia destas vias : via endovenosa > pulmonar > intraperitoneal > sub-cutnea > intra muscular > intra-drmica > oral, cutnea. Estas vias ganham maior ou menor importncia, de acordo com a rea da Toxicologia em estudo. Assim, a via pulmonar e a cutnea so as mais importantes na Toxicologia Ambiental e Ocupacional, a via gastrointestinal na Toxicologia de Alimentos, de Medicamentos, em casos de suicdios e homicdios, e a via parenteral tem certa importncia na Toxicologia Social e de Medicamentos (Farmacotoxicologia). Durao e freqncia da exposio A durao de uma exposio importante na determinao do efeito txico, assim como na intensidade destes. Geralmente a exposio pode ser classificada, quanto durao em: - exposio aguda: exposio nica ou mltipla que ocorra em um perodo mximo de 24 horas - exposio sub-aguda: aquela que ocorre durante algumas semanas (1 ms ou mais) - exposio sub-crnica: aquela que ocorre durante alguns meses (geralmente por 3 meses) - exposio crnica: ocorre durante toda a vida. Quanto freqncia da exposio observa-se que, geralmente, doses ou concentraes fracionadas podem reduzem o efeito txico, caso a durao da exposio no seja aumentada. Assim, uma dose nica de um agente que produz efeito imediato e severo, poder produzir menos do que a metade ou nenhum efeito, quando dividida em duas ou mais doses, administradas durante um perodo de vrias horas ou dias. No entanto, importante ressaltar que a reduo do efeito provocado pelo aumento de freqncia (ou seja, do fracionamento da dose) s ocorrer quando: - a velocidade de eliminao maior do que a de absoro, de modo que os processos de biotransformao e/ou excreo ocorram no espao entre duas exposies; - o efeito txico pela substncia parcial ou totalmente revertido antes da exposio seguinte. Se nenhuma destas situaes ocorrerem, o aumento de freqncia resultar em efeitos txicos crnicos. 2) FASE TOXICOCINTICA Nesta fase tem-se a ao do organismo sobre o agente txico, procurando diminuir ou impedir a ao nociva da substncia sobre ele. de grande importncia, porque dela resulta a quantidade de AT disponvel

para reagir com o receptor biolgico e, consequentemente, exercer a ao txica. A fase toxicocintica constituda dos seguintes processos: - absoro - distribuio - eliminao: biotransformao e excreo Pode-se notar que nesta fase o agente txico dever se movimentar pelo organismo e para tal ter que, freqentemente, transpor membranas biolgicas. Assim, muito importante o conhecimento dos fatores que influem no transporte das substncias qumicas pelas membranas. 2.1) Fatores que influem no transporte por membranas Estes fatores podem ser agrupados em duas classes distintas: Fatores relacionados com a membrana - Estrutura da membrana - Espessura da membrana - rea da membrana Destes 3 fatores, destaca-se a estrutura da membrana. Sabe-se que a membrana biolgica constituda de camada lipdica bimolecular, contendo em ambos os lados, molculas de protenas que penetram e s vezes transpem esta camada. Os cidos graxos presentes na camada lipdica no possuem uma estrutura cristalina rgida, ao contrrio, na temperatura fisiolgica eles tem caractersticas quase fludas. Portanto, o carter fludo das membranas (e portanto sua permeabilidade) determinado principalmente pela estrutura e proporo relativa de cidos graxos insaturados presentes na regio. Este modelo denominado de mosaico fludo, foi proposto por SINGER & NICOLSON em 1972 e o mais aceito atualmente. Fatores relacionados com a substncia qumica Lipossolubilidade: Devido constituio lipoprotica das membranas biolgicas, as substncias qumicas lipossolveis, ou seja, apolares, tero capacidade de transpo-la facilmente, pelo processo de difuso passiva. J as substncias hidrossolveis no transporo estas membranas, a no ser que tenham pequeno tamanho molecular e possam ser filtradas, atravs dos poros aquosos. Coeficiente de partio leo/gua: o parmetro que permite avaliar o grau de lipossolubilidade das substncias qumicas. Este coeficiente obtido ao se agitar um agente qumico em uma mistura de solvente orgnico e gua (em condies de pH e temperatura controladas). As substncias polares, hidrossolveis, se concentram na fase aquosa e as apolares, lipossolveis, na fase orgnica. Quanto maior for a concentrao da substncia na fase

orgnica, maior ser a sua lipossolubilidade. Ex.: coeficiente de partio n-octanol/gua a 37o C e pH 7,4 de algumas substncias: clorpromazina = 79,7; AAS = 11,7; paracetamol = 1,79. Grau de ionizao ou de dissociao: A maioria dos agentes txicos so cidos fracos ou bases fracas que possuem um ou mais grupos funcionais capazes de se ionizarem. A extenso desta ionizao depender do pH do meio em que a substncia est presente e do seu prprio pKa. importante relembrar que a forma ionizada polar, hidrossolvel e com pouca ou nenhuma capacidade de transpor membranas por difuso passiva. O grau de ionizao das substncias, em diferentes pH, poder ser obtido atravs da aplicao da frmula de Henderson-Hasselbach, para cidos fracos e bases fracas. cidos: HA [HA] H + A pKa = pH + log assim, [H+][A-]+ -

[HA] = 10 pKa-pH [H+][A-]

Bases: R - NH3+ [RNH3+] RNH2 + H+ pKa = pH + log assim, [RNH2]

[ RNH3+] - = 10 pKa - pH [ RNH2] Quando o pH do meio igual ao pKa de um composto, a metade deste estar na forma ionizada e a outra metade na forma no-ionizada. Importante ressaltar que o pKa sozinho no indica se um composto tem carter cido ou bsico, j que os cidos fracos tem pKa elevado, mas as bases fortes tambm o tem. Da mesma maneira os cidos fortes tem pKa baixo assim como as bases fracas.

2.2) Absoro a passagem do AT do meio externo para o meio interno, atravessando membranas biolgicas. O meio externo na absoro pode ser o estmago, os alvolos, o intestino, ou seja, dentro do organismo, mas fora do sangue. Existem trs tipos de absoro mais importantes para a Toxicologia. 2.2.1) Absoro pelo trato gastrintestinal (TGI) ou Oral Uma vez no TGI, um agente txico poder sofrer absoro desde a boca at o reto, geralmente pelo processo de difuso passiva. So poucas as substncias que sofrem a absoro na mucosa bucal, principalmente porque o tempo de contato pequeno no local. Estudos feitos experimentalmente, no entanto, mostram que cocana, estricnina, atropina e vrios opiides podem sofrer absoro na mucosa bucal. Esta absoro dependente, principalmente, do coeficiente de partio leo/gua (quanto maior este coeficiente mais fcil a absoro) e resulta em nveis sangneos elevados, j que as substncias no sofrero a ao dos sucos gastrintestinais. No sendo absorvido na mucosa bucal, o AT tender a sofrer absoro na parte do TGI onde existir a maior quantidade de sua forma noionizada (lipossolvel). Para se conhecer a frao de AT no ionizado, ou aquela apta a sofrer absoro por difuso passiva, importante a utilizao da frmula de Handerson-Hasselbach. De maneira geral, os cidos fracos no se ionizam em meio cido, como o do estmago, sendo assim absorvidos na mucosa gstrica, enquanto as bases fracas por no se ionizarem no pH intestinal, sero absorvidas no local. Exemplo: salicilatos e barbitricos so absorvidos, principalmente, no estmago e aminopirina, quinina, anilina, sero absorvidos no intestino. Embora a grande maioria dos AT sofram absoro no TGI por difuso passiva, existem alguns que sero absorvidos por processo especial, mais precisamente por transporte ativo. Exemplo: o chumbo absorvido por transporte ativo e utiliza o sistema que transporta o clcio; o tlio transportado pelo sistema carregador responsvel pela absoro de Fe, etc. Fatores que influem na absoro pelo TGI Alm das propriedades fsico-qumicas dos AT, outros fatores podero influir na absoro: administrao de EDTA: parece que este quelante altera a permeabilidade da membrana, por seqestrar o clcio presente na sua estrutura, facilitando assim, de maneira inespecfica, a absoro de cidos, bases e

substncias neutras. Existe sempre entretanto, no caso da ingesto de minerais, a possibilidade do EDTA quelar o AT, o que resultaria em uma menor absoro do mesmo contedo estomacal: a absoro ser favorecida se o estmago estiver vazio, devido ao maior contato do AT com a mucosa. secrees gastrintestinais, sua concentrao enzimtica, e sua acidez: estes sucos digestivos, seja por sua acidez inica, seja por ao enzimtica, podem provocar mudanas na atividade ou na estrutura qumica do agente, alterando assim a velocidade de absoro. Ex.: sabe-se que o pH estomacal das crianas no to cido como o dos adultos. Isto implica em um desenvolvimento maior de microorganismos, principalmente Encherichia coli, microorganismo que reduz, no estmago, o nitrato nitrito. Como as crianas possuem dietas ricas em nitratos, estes sero reduzidos a nitritos que so rapidamente absorvidos pela mucosa estomacal, causando, ento, metemoglobinemia. mobilidade intestinal: o aumento da mobilidade intestinal diminuir o tempo de contato do agente txico com a mucosa e, consequentemente, a absoro neste local. efeito de primeira passagem pelo fgado: as substncias absorvidas no TGI entram na circulao porta e passam pelo fgado, podendo ser biotransformadas de maneira mais ou menos intensa. Atravs da secreo biliar sero excretadas no intestino, donde sero reabsorvidas ou excretadas pelas fezes. o tambm chamado de ciclo enteroheptico. Este efeito pode ser responsvel pela menor biodisponibilidade de algumas substncias, quando estes so administradas por via oral. Tabela 1: Diferenas fisiolgicas entre homens e mulheres que podem afetar a absoro de agentes txicos pelo TGI Parmetro pH suco gstrico motilidade intestinal esvaziamento gstrico Diferena fisiolgica gestante>mulher>homem < nas gestantes prolongado nas gestantes Diferena na absoro altera absoro oral > absoro > absoro

Alguns dos fatores que influem na absoro pelo TGI podem variar de acordo com o sexo e, no sexo feminino, entre as gestantes e no gestantes. Este fato importante na avaliao da intensidade de

absoro de xenobiticos por essa via. A tabela 1 mostra as principais diferenas fisiolgicas existentes entre homens e mulheres, gestantes e no gestantes, que podem influenciar a absoro pelo TGI. 2.2.2) Absoro Cutnea A pele ntegra uma barreira efetiva contra a penetrao de substncias qumicas exgenas. No entanto, alguns xenobiticos podem sofrer absoro cutnea, dependendo de fatores tais como a anatomia e as propriedades fisiolgicas da pele e propriedades fsico-qumicas dos agentes. A pele formada por duas camadas, a saber: epiderme e derme. A epiderme, que a camada mais externa da pele constituda por cinco regies distintas: regio crnea: possui duas sub-camadas, o extrato crneo descontnuo (mais superficial) e o extrato crneo contnuo. Esta regio constituda de clulas biologicamente inativas, que so continuamente renovadas (geralmente a cada 2 semanas no adulto), sendo substitudas por clulas provenientes das regies mais profundas da epiderme. Durante esta migrao para a superfcie, as clulas sofrem um processo de desidratao e de polimerizao do material intracelular, que resulta na queratinizao celular, ou seja, na formao de protena filamentosa denominada queratina. regio gordurosa: constituda de lpides provenientes, principalmente, da ruptura de lipoprotenas durante o processo de queratinizao. regio lcida: constituda de clulas vivas em fase inicial de queratinizao. regio germinativa: local onde ocorre a formao das clulas da epiderme e tambm da melanina. Na derme, que formada por tecido conjuntivo, pode-se observar a presena de vasos sangneos, nervos, folculos pilosos, glndulas sebceas e sudorparas. Estes trs ltimos elementos da derme permitem o contato direto com o meio externo, embora no existem dados que demonstrem haver absoro atravs das glndulas citadas. As substncias qumicas podem ser absorvidas, principalmente, atravs das clulas epidrmicas ou folculos pilosos: Absoro transepidrmica: A absoro dos agentes qumicos pela pele tem sua velocidade limitada pela regio crnea da epiderme, mais precisamente pelo extrato crneo contnuo. As substncias lipossolveis penetram por difuso passiva atravs dos lpides existentes entre os filamentos de queratina, sendo a velocidade desta absoro indiretamente proporcional viscosidade e volatilidade do agente. J as substncias polares, de baixo peso molecular, penetram

atravs da superfcie externa do filamento de queratina, no extrato hidratado. A absoro transepidrmica o tipo de absoro cutnea mais freqente, devido ao elevado nmero de clulas epidrmicas existente, embora no seja uma penetrao muito fcil para os AT. Absoro transfolicular: O nmero de folculos pilosos varia de 40 a 800 por cm 2, o que representa apenas 0,1 a 1% da superfcie total da pele. Sendo assim, esta absoro no to significativa quanto a transepidrmica. Algumas substncias qumicas podem penetrar pelos folculos pilosos, alcanando rapidamente a derme. uma penetrao fcil para os agentes qumicos, uma vez que eles no necessitam cruzar a regio crnea. Qualquer tipo de substncia qumica, seja ela lipo ou hidrossolvel, ionizada ou no, gs ou vapor, cida ou bsica, pode penetrar pelos folculos. uma absoro tambm importante para alguns metais. Fatores que influem na absoro cutnea So vrios os fatores que podem influir na absoro atravs da pele. Geralmente eles so agrupados em quatro classes diferentes: Fatores ligados ao organismo: Superfcie corprea: a superfcie corprea total no homem maior do que na mulher (mdia de 1,70 a 1,77 m2 no homem e de 1,64 a 1,73 m2 na mulher). Este fato pode aumentar a absoro transepidrmica no homem (maior superfcie de contato com o xenobitico). Volume total de gua corprea: Quanto maior o volume aquoso corpreo, maior a hidratao da pele e consequentemente, a absoro pela pele. Quando comparado mulher, o homem possui maior volume aquoso total, extra e intracelular o que favoreceria a absoro cutnea. Este fato deve ser considerado, tambm, quando se compara mulheres grvidas e no grvidas. As gestantes apresentam maior volume aquoso corpreo e, em conseqncia, maior hidratao do extrato crneo. Isto possibilita maior absoro cutnea de xenobiticos. Abraso da pele: com a descontinuidade da pele, a penetrao torna-se fcil; Fluxo sangneo atravs da peIe: estudos demonstram que, em mdia, 5% do sangue bombeado pelo corao passa pela pele, em um fluxo em torno de 120 mL/kg/min. Inflamao ou fatores que levam hiperemia aumentaro a absoro cutnea. Um fato a ser considerado a gravidez. Durante a gestao ocorre alteraes significativas no fluxo sangneo das mos (aumentam 6 vezes) e ps (aumentam 2 vezes). Esse aumento

no fluxo sangneo poder influir na absoro cutnea de xenobiticos nas gestantes expostas. No foi detectada diferena entre o fluxo sangneo cutneo de homens e mulheres no gestantes. Um fator a ser considerado a vascularizao das reas expostas, uma vez que, quanto mais vascularizada a regio, maior o fluxo sangneo no local. Queimaduras qumicas e/ou trmicas: apenas as leves ou moderadas, j que as severas destroem totalmente o tecido, formando uma crosta de difcil penetrao; Pilosidade: nas reas em que existem plos, a absoro cutnea pode ser 3,5 a 13 vezes maior do que nas regies glabras; Fatores ligados ao agente qumico: Volatilidade e viscosidade; Grau de ionizao; Tamanho molecular. Fatores ligados presena de outras substncias na pele: Vasoconstritores: estes vo reduzir a absoro cutnea, devido diminuio da circulao sangnea. Veculos: podem auxiliar na absoro, mas no promovem a penetrao de substncias que, normalmente, no seriam absorvidas pela pele ntegra. Alguns veculos podem, tambm, absorver o ar de dentro dos folculos e da mesma maneira aumentar a absoro transfolicular. gua: a pele tem normalmente 90 g de gua por grama de tecido seco. Isto faz com que a sua permeabilidade seja 10 vezes maior do que aquela do extrato totalmente seco. O contato prolongado com gua pode aumentar a hidratao da pele em 3 a 5 vezes, o que resultar em um aumento na permeabilidade cutnea em at 3 vezes. Agentes tenso-ativos: os sabes e detergentes so substncias bastante nocivas para a pele. Eles provocam alterao na permeabilidade cutnea, mesmo quando presentes em pequenas concentraes. Alteram principalmente a absoro de substncias hidrossolveis, devido a modificaes que provocam na estrutura do filamento de queratina. Estes agentes tensoativos se ligam queratina e com isto provocam a sua reverso de para hlice. Solventes orgnicos: estes aumentam a absoro cutnea para qualquer tipo de agente qumicos, pois removem lpides e lipoprotenas presentes no extrato crneo, tornando-o poroso e menos seletivo. Os solventes mais nocivos so aqueles com

caractersticas hidro e lipossolveis. Destaca-se, como um dos mais nocivos, a mistura clorofrmio: metanol (2:1). Fatores ligados s condies de trabalho (quando se tratar de exposio ocupacional): tempo de exposio; temperatura do local de trabalho: pode haver um aumento de 1,4 a 3 vezes na velocidade de penetrao cutnea de agentes qumicos, para cada 10oC de aumento na temperatura. Como citado anteriormente, o sexo e o estado gestacional podem alterar parmetros fisiolgicos importantes e, consequentemente, a intensidade da absoro cutnea (Tabela 2). Tabela 2: Diferenas fisiolgicas entre homens e mulheres que podem afetar a absoro de agentes txicos pela pele. Parmetro hidratao cutnea rea drmica espessura drmica fluxo de sangue/pele Diferena fisiolgica > nas gestantes > na superfcie corprea homem > no homem > nas gestantes Diferena na absoro > absoro > absoro < absoro > absoro

Ao dos agentes txicos sobre a pele No contato dos agentes qumicos com a pele podem ocorrer: Efeito nocivo local sem ocorrer absoro cutnea. Ex.: cidos e bases fortes. Efeito nocivo local e sistmico. Ex.: o arsnio, benzeno, etc. Efeito nocivo sistmico, sem causar danos no local de absoro: o caso, por exemplo, dos inseticidas carbamatos (exceo feita ao Temik que um carbamato com potente ao local). 2.2.3) Absoro pelo trato pulmonar A via respiratria a via de maior importncia para Toxicologia Ocupacional. A grande maioria das intoxicaes Ocupacionais so decorrentes da aspirao de substncias contidas no ar ambiental. A

superfcie pulmonar total de aproximadamente 90 m2, a superfcie alveolar de 50 a 100 m2 e o total de rea capilar cerca de 140 m 2. O fluxo sangneo contnuo exerce uma ao de dissoluo muito boa e muitos agentes qumicos podem ser absorvidos rapidamente a partir dos pulmes. Os agentes passveis de sofrerem absoro pulmonar so os gases e vapores e os aerodispersides. Estas substncias podero sofrer absoro, tanto nas vias areas superiores, quanto nos alvolos. 2.2.3.1) Gases e Vapores Vias Areas Superiores (VAS) Geralmente no dada muita ateno para a absoro destes compostos nas vias areas superiores. Deve-se considerar, no entanto, que muitas vezes a substncia pode ser absorvida na mucosa nasal, evitando sua penetrao at os alvolos. A reteno parcial ou total dos agentes no trato respiratrio superior, est ligada hidrossolubilidade da substncia. Quanto maior a sua solubilidade em gua, maior ser a tendncia de ser retido no local. Visto sob este ngulo, a umidade constante das mucosas que revestem estas vias, constitui um fator favorvel. H, no entanto, a possibilidade da ocorrncia de hidrlise qumica, originando compostos nocivos, tanto para as vias areas superiores quanto para os alvolos. Ex.: tricloreto de fsforo + H2O HCl + CO2; dixido de enxofre (SO2) + H2O cido sulfrico. Isto importante porque estes produtos formados, alm dos efeitos irritantes, favorecem tambm a absoro deles ou de outros agentes pela mucosa j lesada. Assim, nem sempre, a reteno de gases e vapores nas vias areas superiores sinnimo de proteo contra eventuais efeitos txicos. Alvolos Nos alvolos pulmonares duas fases esto em contato: - uma gasosa formada pelo ar alveolar; e - outra lquida representada pelo sangue. As 2 fases so separadas por uma barreira dupla: o epitlio alveolar e o endotlio capilar. Diante de um gs ou de um vapor, o sangue pode se comportar de duas maneiras diferentes: como um veculo inerte, ou como meio reativo. Em outras palavras, o agente txico pode dissolver-se simplesmente por um processo fsico ou, ao contrrio, combinar-se quimicamente com elementos do sangue. No primeiro caso tem-se a dissoluo do AT no sangue e no segundo caso a reao qumica. Dissoluo do AT no sangue

Deve-se, neste caso, considerar o agente qumico como o soluto e o sangue como solvente. Em relao ao soluto, o fator que influi na absoro pulmonar a sua concentrao no ar alveolar (presso parcial). Na verdade se estabelece uma troca de molculas entre o ar alveolar e o sangue, no sentido do local onde a presso parcial menor. Assim, se a presso parcial no ar alveolar for maior que no sangue, ocorrer absoro e se for maior no sangue do que no ar alveolar, haver excreo. evidente, portanto, a importncia de fatores ambientais, tais como temperatura e presso, j que estes fatores vo influir na presso parcial de gases e vapores. Em relao ao solvente, deve-se considerar a constituio do sangue. Este tecido orgnico apresenta tanto uma caracterstica aquosa (3/4 do sangue gua) quanto orgnica (protenas, lpides, etc.). Sendo assim, mais do que a lipo ou hidrossolubilidade de um agente txico, deve-se aqui, considerar a sua solubilidade no sangue. A importncia deste fator surge de maneira mais evidente, quando se recorda que a durao do contato entre o ar alveolar e o sangue de uma frao de segundo apenas. Ento, para os gases e vapores que no estabelecem combinaes qumicas, apenas suas solubilidades no sangue asseguraro uma boa absoro pulmonar. Uma maneira prtica de se observar a solubilidade de uma substncia no sangue determinar o chamado coeficiente de distribuio (K). O coeficiente de distribuio (K) expresso pela relao entre a concentrao do agente txico no ar alveolar/concentrao do AT no sangue, no momento em que se instala o equilbrio. Alguns autores utilizam a correlao: concentrao do AT no sangue/concentrao do AT no ar alveolar, para avaliar a solubilidade da substncia. Ento um coeficiente baixo, ou seja denominador alto, implica em uma boa solubilidade no sangue e isto conduz a uma concentrao elevada do agente neste meio. No entanto, justamente devido a esta alta solubilidade, a saturao sangnea ser lenta, a reteno do agente neste local ser mais longa e a transferncia aos tecidos tardia. Quando o coeficiente de distribuio alto, os fenmenos inversos acontecem. Assim o K permite avaliar a concentrao do AT no sangue conhecendose sua concentrao no ar alveolar. Pode-se observar que dois fatores foram destacados at aqui: a presso parcial do gs ou vapor e sua solubilidade no sangue. No foi considerada a presena das membranas alveolares e capilares interpostas entre o ar e o sangue. Isto porque estas membranas tem espessura muito pequena (cerca de 1 ) e superfcie muito grande, no representando um obstculo absoro das substncias qumicas. Se o agente txico tem pequeno tamanho molecular e boa solubilidade no sangue, poder ser absorvido pelos pulmes. importante considerar tambm fatores fisiolgicos, tais como a freqncia cardaca e respiratria, que podem aumentar ou diminuir a

saturao sangnea e consequentemente a absoro. A influncia destes fatores difere de acordo com o tipo de substncia analisada. Assim, para substncia de K baixo, ou seja, muito solveis em gua, o aumento da freqncia respiratria favorecer a absoro. J para a substncia de K elevado (pouco solvel no sangue), a absoro ser favorecida pelo aumento na freqncia cardaca. Importante ressaltar que, no caso do sexo feminino, o estado gestacional pode alterar esses parmetros fisiolgicos e, em conseqncia, a intensidade da absoro pulmonar (Tabela 3). Tabela 3: Diferenas fisiolgicas entre mulheres gestantes e no gestantes, que podem afetar a absoro pulmonar de agentes txicos. Parmetro funo pulmonar rendimento cardaco Diferena fisiolgica > nas gestantes > nas gestantes Diferena na absoro > exposio pulmonar > absoro

Combinao Qumica do Agente Qumico com o Sangue Ao contrrio da dissoluo, que puramente fsica, ocorre aqui uma fixao entre o AT e o sangue que depender da afinidade qumica entre estes dois elementos. No caso da combinao qumica, no ocorrer um equilbrio entre o AT presente no ar alveolar e no sangue. So vrias as substncias qumicas que se ligam quimicamente ao sangue so monxido de carbono (CO), chumbo, mercrio, etc. 2.2.3.2) Material particulado ou aerodispersides Aerodispersides so partculas slidas ou lquidas de pequeno tamanho molecular, que ficam em suspenso no ar, por um perodo longo de tempo. Geralmente, somente as partculas com dimetro menor ou igual a 1 atingiro os alvolos e podero sofrer absoro. As partculas que possuem dimetro maior ficaro retidas nas regies menos profundas do trato respiratrio. A penetrao e reteno dos aerodispersides no trato pulmonar depende de fatores como: Dimetro da partcula: o dimetro das partculas nem sempre indica o seu comportamento no aparelho respiratrio. importante considerar o dimetro aerodinmico que funo do tamanho (dimetro fsico) e da

densidade da partcula. Quanto maior o dimetro aerodinmico, menor a penetrao ao longo das vias areas superiores. Assim, se existem duas partculas com o mesmo dimetro fsico, a de maior densidade ter o maior dimetro aerodinmico e penetrar menos ao longo das vias areas superiores (VAS). Hidrossolubilidade: devido umidade existente nas VAS, as partculas hidrossolveis tendero a ficar retidas na parte superior do trato pulmonar, sem alcanar os alvolos. Condensao: o tamanho das partculas no aparelho respiratrio pode ser alterado pela aglomerao ou por adsorso de gua, originando partculas maiores. Influem na condensao a carga da partcula, as propriedades fsico-qumicas da substncia, o tempo de reteno no trato respiratrio, etc. Temperatura: ela pode aumentar o movimento browniano (movimento natural e ao acaso de partculas coloidais pequenas), o que provocar maior coliso das partculas e, consequentemente, sua maior condensao e maior reteno. Mecanismos de reteno dos aerodispersides As partculas que medem mais do que 30 no conseguem penetrar no trato pulmonar, uma vez que, devido fora da gravidade, elas se sedimentaro rapidamente no ambiente. Entretanto, quando a fora de inspirao aumentada (por exemplo em trabalhos pesados), pode ocorrer a penetrao dessas partculas. As partculas que apresentam dimetro menor do que 30 , entretanto, so capazes de penetrar no trato pulmonar, sendo que o mecanismo de reteno e remoo das mesmas varia de acordo com a regio do trato pulmonar. Regio nasofarngea: nesta regio, as partculas com dimetro aerodinmico entre 30 e 5 se depositam pelo processo de impactao. Como o dimetro da partcula e a velocidade do ar inspirado so elevados e as vias dessa regio tem uma mudana brusca de direo, as partculas se chocam com as paredes e ficam retidas Regio traqueobronquial: partculas com dimetro aerodinmico entre 5 e 1 se depositam nessa regio, por sedimentao. Como o ar no tem muita velocidade e nem h mudanas bruscas de direo nesta regio, as partculas ficam mais tempo no local e se sedimentam devido fora de gravidade. Regio alveolar: apenas partculas com dimetro menor do que 1 conseguem atingir esta regio, onde se depositam por um processo de difuso. Como a velocidade do ar praticamente nula, e a fora da gravidade pouco influi (as partculas so muito pequenas), os aerodispersides, devido ao movimento browniano, vo se chocando com

as partculas dos gases presentes nos alvolos (O2 e CO2) e assim difundem-se at s paredes, onde se depositam. Mecanismos de Remoo dos Aerodispersides do Trato Pulmonar Nem todas partculas que se depositam no aparelho pulmonar sero retidas nele. Se assim fosse, calcula-se que, aps 20-30 anos de trabalho, os mineiros deveriam ter cerca de 1 kg de partculas retidas em seus pulmes. No entanto, os estudos detectaram apenas cerca de 20g o que demonstra um eficiente sistema de remoo ou de clearence pulmonar. Os mecanismos de remoo vo depender do local de deposio. Assim: Regio nasofarngea: as partculas so removidas pelo muco, associado ao movimento dos clios, que vibram em direo faringe. o chamado movimento mucociliar. Regio traqueobronquial: o processo de remoo o mesmo anterior (movimento mucociliar), sendo que a tosse, ocasionada pela presena de corpo estranho na regio, pode auxiliar nesta remoo. Algumas substncias tais como o SO2, amnea e tambm a fumaa de cigarro diminuem a velocidade de remoo nesta regio. Regio alveolar: os epitlios dos bronquolos e dos alvolos so desprovidos de clios. O muco est presente devido secreo das clulas epiteliais. Esse muco se move em direo ao epitlio ciliado, atravs de um processo de migrao, ainda bastante discutido. Sabe-se que este mecanismo capaz de remover as partculas em direo s vias areas superiores e que ele estimulado pela presena das prprias partculas nos alvolos. Outro mecanismo de remoo a fagocitose, realizada pelos macrfagos presentes em grande nmero na regio. Os fagcitos contendo as partculas podem migrar em duas direes: at aos brnquios onde so eliminados pelo movimento mucociliar (que o mais comum); - at ao sistema linftico, atravs da penetrao pelas paredes dos alvolos. A fagocitose pode remover at 80% das partculas presentes nos alvolos. A velocidade do clearence no trato pulmonar pode variar tambm de acordo com a regio: Na regio nasofarngea a velocidade muito rpida. A remoo ocorre em minutos. Na regio traquebronquial a velocidade rpida e a remoo ocorre em minutos ou horas. Em regies mais profundas dos brnquios esta velocidade de remoo moderada (cerca de horas). Na regio alveolar a velocidade de clearence lenta, podendo levar de dias at anos para ocorrer. Ela vai depender do tipo de partcula e do mecanismo de remoo. As partculas presentes nos alvolos, que no foram removidas ou absorvidas, podem ficar retidas na regio, causando as chamadas Pneumoconioses.

2.3) Distribuio Aps a entrada do AT na corrente sangnea, seja atravs da absoro ou por administrao direta, ele estar disponvel para ser distribudo pelo organismo. Normalmente a distribuio ocorre rapidamente e a velocidade e extenso desta depender principalmente do: Fluxo sangneo atravs dos tecidos de um dado rgo; Facilidade com que o txico atravessa a membrana celular e penetra nas clulas de um tecido. Assim, aqueles fatores que influem no transporte por membranas, discutidos anteriormente, sero importantes tambm na distribuio. Alguns agentes txicos no atravessam facilmente as membranas celulares e por isto tem uma distribuio restrita enquanto outros, por atravess-las rapidamente, se distribuem atravs de todo organismo. Durante a distribuio o agente alcanar o seu stio alvo, que o rgo ou tecido onde exercer sua ao txica, mas poder, tambm, se ligar a outros constituintes do organismo, concentrando-se em algumas partes do corpo. Em alguns casos, estes locais de maior concentrao so tambm os stios de ao e disto resulta efeitos altamente prejudiciais. o caso do monxido de carbono (CO), para o qual o sangue representa, tanto o local de concentrao quanto o de ao txica. Felizmente para o homem, no entanto, a grande maioria dos AT atingem seus maiores nveis em locais diferentes do stio alvo (exemplo: Pb armazenado nos ossos e atua nos tecidos moles). Este acmulo do AT em outros locais que no o de ao, funciona como uma proteo ao organismo, uma vez que previne uma elevada concentrao no stio alvo. Os agentes txicos nos locais de concentrao esto em equilbrio com sua forma livre no sangue e quando a concentrao sangnea decai, o txico que est concentrado em outro tecido liberado para a circulao e da pode atingir o stio de ao. A importncia do sangue no estudo da distribuio grande, no s porque o principal fludo de distribuio dos AT, mas tambm por ser o nico tecido que pode ser colhido repetidamente sem distrbios fisiolgicos, ou traumas orgnicos. Alm disto, como o sangue circula por todos os tecidos, algum equilbrio pode ser esperado entre a concentrao do frmaco no sangue e nos tecidos, inclusive no stio de ao. Assim, a concentrao plasmtica fornece melhor avaliao da ao txica do que a dose (a no ser quando a concentrao plasmtica muito baixa em relao concentrao nos tecidos). A distribuio do AT, atravs do organismo ocorrer de maneira no uniforme, devido a uma srie de fatores que podem ser reunidos em dois grupos: Afinidade por diferentes tecidos e Presena de membranas

O papel da ligao s protenas plasmticas e do armazenamento na distribuio desigual dos xenobiticos so, dentre os supracitados, os mais estudados, atualmente 2.3.1) Afinidade por diferentes tecidos 2.3.1.1) Ligao s protenas plasmticas (PP) Vrias protenas do plasma podem se ligar constituintes do corpo (ex.: cidos graxos, triptofano, hormnios, bilirrubinas, etc.) e tambm aos xenobiticos. A principal protena, sob o ponto de vista da ligao a xenobiticos, a albumina. Algumas globulinas tem tambm papel relevante na ligao aos agentes estranhos, especialmente queles de carter bsico. Destaca-se aqui a 1 glicoprotena cida. Com exceo das substncias lipossolveis de carter neutro, que geralmente se solubilizam na parte lipdica das lipoprotenas, a ligao de frmacos s protenas plasmticas feita, usualmente, pela interao de grupos polares ou no polares dos AT com o(s) grupamento(s) protico(s). Ex.: os frmacos de carter cido, se ligam em um nico stio de albumina, possivelmente ao nitrognio do aminocido terminal, que no homem, o cido asprtico. O elevado peso molecular das protenas plasmticas impede que o complexo AT-PP atravesse pelas membranas dos capilares restringindo-o ao espao intravascular. Assim, enquanto ligado s protenas plasmticas, o AT no estar disponvel para a distribuio no espao extravascular. Deve-se observar, no entanto, que esta ligao reversvel (geralmente feita por pontes de hidrognio, foras de van der Waals, ligao inica), e a medida que o agente livre se difunde atravs da membrana capilar, a frao ligada se dissocia das protenas tornando-se apta para ser distribuda. Esta ligao atua, portanto, graduando a distribuio dos xenobiticos e, consequentemente, a chegada ao stio de ao. Efeitos txicos severos pode aparecer, quando h um deslocamento anormal dos xenobiticos de seus stios de ligao protica. Alguns dos fatores que influem nesta ligao so: Competio entre frmacos: as protenas plasmticas no possuem stios especficos de ligao e duas ou mais substncias que se ligam ao mesmo stio protico, iro competir entre si por esta ligao. Esta competio pode ocorrer entre dois ou mais xenobiticos ou entre xenobiticos e substratos endgenos. Como conseqncia ocorrer um aumento na concentrao livre de um dos frmacos e, portanto, o risco de intoxicao. Ex.: sulfonamidas e bilirrubina competem pelo mesmo stio da albumina; o warfarin (anticoagulante) geralmente deslocado pelo AAS.

Condies patolgicas: algumas doenas alteram a conformao do stio de ligao na protena, outras alteram o pH do plasma e podem provocar a ionizao do complexo agente-protena e outras, ainda, modificam a quantidade de protenas plasmticas. Ex.: a sndrome nefrtica, que permite a eliminao da albumina atravs da urina, causando hipoalbuminemia. Concentrao do agente: quanto maior a concentrao do frmaco no plasma, maior a ligao protica. Ex.: fenitona. Se a concentrao deste anticonvulsivante for muito elevada no plasma a ligao protica aumenta mais do que o esperado e a frao livre disponvel para a distribuio e ao pequena. Neste caso o efeito teraputico pode nem ser alcanado. Concentrao protica: o aumento das protenas plasmticas resulta em maior ligao plasmtica dos xenobiticos. Ex.: aumento de lipoprotena implica em maior ligao da imipramina. pH: para alguns frmacos o pH do plasma altera a ligao s protenas. Ex.: a teofilina ter uma maior ligao s protenas plasmticas quando o pH do sangue est aumentado. Idade: a concentrao de algumas protenas plasmticas alterada com a idade. Ex.: as crianas tem uma quantidade de albumina menor do que o adulto. Consequentemente, os frmacos que se ligam essencialmente albumina estaro mais livres e podem ser mais rapidamente distribudos, causando efeitos txicos mais severos, mesmo com doses no muito grandes. Espcie e variedade

2.3.1.2) Ligao Celular Embora no to estudado como a ligao s protenas plasmticas, a ligao a outros tecidos exerce um papel muito importante na distribuio desigual dos agentes pelo organismo. Sabe-se a quantidade total de albumina plasmtica no homem de 70kg cerca de 120g e a albumina intersticial total em torno de 156g, logo a quantidade de albumina total no corpo aproximadamente 276g, ou seja, cerca de 0,4% do peso corpreo. A gua corprea total corresponde a 60% do peso corpreo, logo pode-se deduzir que os restantes 40% do peso corpreo de tecido no hidratado. Assim, a ligao de AT a componentes teciduais poder alterar significativamente a distribuio dos xenobiticos, j que a frao de AT ligada aos tecidos ser inclusive maior do que a ligada s protenas plasmticas. Sob o aspecto de ligao a xenobiticos, o tecido heptico e o renal tem um papel especial. Eles possuem elevada capacidade de se ligarem aos agentes qumicos e apresentam as maiores concentraes

destes (e tambm de substncias endgenas), quando comparados com outros rgos. Os mecanismos atravs dos quais estes rgos removem os agentes do sangue no esto bem estabelecidos, no entanto, sabe-se que as protenas intra-celulares so componentes fundamentais na ligao dos frmacos ao tecido heptico e renal. Por ex.: a protena Y ou ligandina, presente no citoplasma das clulas hepticas tem alta afinidade pela maioria dos cidos orgnicos e parece ter importante papel na transferncia de nions orgnicos do plasma para o fgado. A metalotineina, outra protena tecidual, tem sido encontrada no fgado e rins ligada ao cdmio, cobre e zinco. A rapidez com que o fgado se liga a xenobiticos pode ser exemplificada pelo chumbo que, 30 minutos aps a administrao tem sua concentrao heptica 50 vezes maior do que a plasmtica. 2.3.1.3) Armazenamento Os agentes txicos podem ser armazenados no organismo, especialmente em dois tecidos distintos: Tecido adiposo: Como a lipossolubilidade uma caracterstica fundamental para o transporte por membranas, lgico imaginar que os agentes txicos de uma maneira geral podero se concentrar no tecido adiposo. Os xenobiticos so armazenados no local atravs da simples dissoluo fsica nas gorduras neutras do tecido. Assim, um agente txico, com elevado coeficiente de partio leo/gua, pode ser armazenado no tecido adiposo em grande extenso e isto diminuir a concentrao do AT disponvel para atingir o stio alvo. O tecido adiposo constitui 50% do peso de um indivduo obeso e 20% de um magro. Sendo o armazenamento um mecanismo de defesa lgico imaginar que a toxicidade de um AT no ser to grande para a pessoa obesa como para uma pessoa magra. Mais real, no entanto, pensar na possibilidade de um aumento sbito da concentrao do AT no sangue e stio de ao, devido a uma rpida mobilizao das gorduras. Tecido sseo: Um tecido relativamente inerte como o sseo pode tambm servir como local de armazenamento de agentes qumicos inorgnicos, tais como flor, chumbo e estrncio. O fenmeno de captura dos xenobiticos pelos ossos pode ser considerado essencialmente um fenmeno qumico, no qual as mudanas ocorrem entre a superfcie ssea e o lquido que est em contato com ela. O lquido o fludo extracelular e a superfcie envolvida a matriz inorgnica do osso. Recordando: a superfcie ssea possui uma matriz orgnica e outra inorgnica, esta sendo formada pelos cristais de hidroxiapatita [3Ca3(PO4)2Ca(OH)2]. Aps ser trazido at o cristal

sseo atravs do fludo extracelular, o AT poder penetrar na superfcie do cristal, de acordo com o seu tamanho e sua carga molecular. Assim, por exemplo, o fluoreto (F-) pode ser facilmente colocado no lugar da hidroxila (OH-) e o Pb e Sr no lugar do Ca. O armazenamento de xenobiticos no tecido sseo poder, ou no, provocar efeitos txicos no local. O Pb no nocivo para os ossos, mas o F pode provocar fluorose ssea e o Sr radioativo, osteosarcoma e outras neoplasias. Este armazenamento no irreversvel. O agente txico pode ser liberado dos ossos atravs de: Dissoluo da hidroxiapatia atravs da atividade osteoclstica (destruio do tecido sseo provocado pela ao dos osteoclastos, clulas do prprio tecido sseo que tem tal funo); Aumento da atividade osteoltica (destruio do tecido sseo provocada por substncias qumicas, enzimas, etc). Este tipo de ao pode ser observado atravs da ao do paratormnio, hormnio da paratireide, que tem ao descalcificante ssea. Se no lugar do clcio o osso contiver um AT, este ser deslocado para a corrente sangnea, aumentando a sua concentrao plasmtica. Troca inica 2.3.2) Presena de membranas 2.3.2.1) Barreira Hematenceflica A chamada barreira hematenceflica, que protege o crebro da entrada de substncias qumicas, um local menos permevel do que a maioria de outras reas do corpo. Existem trs razes anatmicas e fisiolgicas principais que dificultam a entrada de agentes txicos no crebro, formando a chamada barreira hematenceflica: as clulas endoteliais dos capilares so muito finas com nenhum ou poucos poros entre elas; os capilares do sistema nervoso central (SNC) so largamente circundados pelos astrcitos (tecido conectivo glial); a concentrao protica no fludo intersticial do SNC muito menor do que em qualquer outra parte do corpo. Assim, em contraste com outros tecidos, o AT tem dificuldade em se mover entre os capilares, tendo de atravessar no somente o endotlio capilar, mas tambm a membrana das clulas gliais, para alcanar o fludo intersticial. Uma vez que este fludo pobre em protenas, o AT no pode usar a ligao protica para aumentar a distribuio dentro do SNC. Estes fatos juntos atuam como um mecanismo de proteo, que diminui a distribuio e ao dos txicos no SNC, j que eles no entram no crebro em quantidades significativas. A eficincia da barreira hematoenceflica varia de uma rea do crebro para outra. Ex.: a crtex, o nucleopineal e o lbulo posterior da hipfise so mais permeveis do

que outras reas cerebrais. No est claro se a maior permeabilidade destas reas decorre de um suprimento sangneo mais rico ou de uma permeabilidade mais adequada da barreira ou dos dois fatores juntos. Os princpios que regem o transporte das substncias atravs de membranas so tambm os que comandam a entrada de txicos no crebro. Assim, somente a forma livre estar apta para entrar no crebro, desde que seja lipossolvel. A lipossolubilidade um fator preponderante na velocidade e quantidade de AT que entra no SNC, ou seja, a velocidade de entrada no SNC proporcional ao coeficiente de partio o/a da substncia. A barreira hematenceflica no est totalmente desenvolvida por ocasio do nascimento e esta seria uma explicao para a maior toxicidade dos AT nos recm-nascidos. 2.3.2.2) Barreira Placentria Durante anos, o termo barreira placentria demonstrou o conceito que a principal funo da placenta era proteger o feto contra a passagem de substncias nocivas provenientes do organismo materno. Sabe-se hoje que ela possui funes mais importantes, tais como a troca de nutrientes (O2, CO2,etc.). Este material vital necessrio para o desenvolvimento do feto transportado por processo ativo, com gasto de energia. J a maioria dos xenobiticos que se difundem atravs da placenta o fazem por difuso passiva. Atualmente sabe-se que a placenta no representa uma barreira protetora efetiva contra a entrada de substncias estranhas na circulao fetal. Anatomicamente a placenta o resultado de vrias camadas celulares interpostas entre a circulao fetal e materna. O nmero de camadas varia com a espcie e com o perodo de gestao e isto provavelmente afeta a sua permeabilidade. Na espcie humana ela possui ao todo seis camadas, trs de origem materna e trs de origem fetal. Poderia se pensar que as espcies que apresentam placenta com maior nmero de camadas so mais protegidas contra agentes txicos durante a gestao. Entretanto, a relao entre o nmero de camadas e a permeabilidade placentria no est suficientemente estudada. Embora no totalmente efetiva na proteo do feto contra a entrada de AT, existem alguns mecanismos de biotransformao de frmacos, que podem prevenir a passagem placentria de alguns xenobiticos. 2.4) ELIMINAO Aceita-se, atualmente, que a eliminao composta de dois processos distintos: a biotransformao e a excreo.

2.4.1) Biotransformao O organismo vivo apresenta mecanismos de defesa, que buscam terminar ou minimizar a ao farmacolgica ou txica de um frmaco sobre ele, destacando-se o armazenamento, a biotransformao e a excreo. A intensidade e durao de uma ao txica determinada, principalmente, pela velocidade de biotransformao do agente no organismo. Segundo alguns autores, se no existisse a biotransformao, o organismo humano levaria cerca de 100 anos para eliminar uma simples dose teraputica de pentobarbital, que um frmaco muito lipossolvel. Pode-se conceituar Biotransformao como sendo o conjunto de alteraes maiores ou menores que um agente qumico sofre no organismo, visando aumentar sua polaridade e facilitar sua excreo. 2.4.1.1) Mecanismos da Biotransformao A bi