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Centro de Energia Nuclear na Agricultura
Universidade de São Paulo
Toxicocinética
Rafael Grossi BotelhoDoutorando em Química na Agricultura e Ambiente
Laboratório de Ecotoxicologia Aquática - CENA
09 de Novembro de 2010
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Toxicocinética
- Campo da toxicologia que busca conhecer o comportamento do agente tóxico após seu contato com o organismo.
Absorção
Distribuição e armazenamento
Eliminação
CONHECER
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Absorção- Passagem do tóxico do meio externo para o interior
do organismo, ou seja, sua presença no sangue.
Barreiras biológicas
Membranas celulares
Delimita todas as células vivas fronteira entre o meio intracelular e o extracelular
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- A passagem através das membranas depende de fatores relacionados à substância e da característica da membrana.
Fatores relacionados à substância
1) Hidrossulubilidade
Substâncias hidrossolúveis são mais permeáveis em membranas celulares
Capacidade de dissolver em água
2) Lipossolubilidade
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3) Coeficiente de partição óleo-água ou lipídeo- água
Lipossolubilidade
Hidrossolubilidade
Quanto maior mais fácil o transporte da substância através da membrana
4) Tamanho e carga da partícula a ser absorvida
Partículas hidrossolúveis com até 8 Å (=0,1 nanômetro = 10-10 m)
Cátions dificuldade de passagem poros possuem carga positiva presença de proteínas e cálcio.
Ânions maior facilidade
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Características da Membrana
1895 Overton: caráter lipídico da membrana
1925 Gortner e Grandel: lipídeos e proteínas
1952 Davson e Daniell: Existência de poros
1972 Singer e Nicolsan: Modelo do “Mosaico Flúido”
Proteínas flutuam em um “mar” de lipídeos
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Proteínas de MembranaProteínas Extrínsecas ou periféricas
Localizam na superfície
Proteínas Intrínsecas ou integrais
Incorporadas entre os lipídeos
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Principais funções das membranas
-Transporte de substâncias através de sua permeabilidade e seletividade
- Proteção mecânica
- Interação intercelular: medeia interações entre células vizinhas trocando materiais e informações
-Proporciona barreiras de permeabilidade seletiva
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Características das membranas
É lipoprotéica
Semipermeável: passagem de substâncias
Permeabilidade seletiva: sais, água, açúcar
Grande elasticidade
Espessura fina
Visualizada somente no microscópio eletrônico
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Transporte através da membrana
Para penetrar no interior dos organismos, os tóxicos necessitam atravessar membranas celulares.
Difusão simples ou passiva
Filtração
Difusão facilitada
Pinocitose
Transporte ativo
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Difusão simples
Transporte de um meio extracelular para intracelular (ou vice-versa) através da bicamada lipídica
Não envolve proteínas
O movimento é aleatório e contínuo através dos fluidos corporais
Não há gasto de energia intracelular
Substâncias lipossolúveis maior facilidade e rapidez
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Filtração
Passagem de substâncias pelos poros da membrana
Será influenciada pelo tamanho e carga da partícula a ser transportada
Poro 8 Å Íons de carga positiva (Na+ e K+) dificuldade
Poros carga positiva de proteínas e íons Ca++
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Difusão FacilitadaSubstâncias insolúveis nos lipídeos
Necessidade de uma molécula transportadora
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PinocitoseParticipação da membrana plasmática
Ocorre através do contato de substâncias com a membrana
Proteínas único meio de passagem para o interior
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Transporte ativo
Feito por uma proteína transportadora
Carregar substância através da membrana
Passagem de substância onde elas estão pouco concentradas para local de maior concentração
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Bomba de sódio e potássio
Íons Na+ e K+ importantes para o funcionamento celular
Concentrações dentro e fora da célula
http://www.youtube.com/watch?v=_bmp2_T0c7k
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Vias de IntroduçãoEnteral - via oral, digestiva ou trato gastrointestinal - via sublingual - via retal
Parenteral - via intramuscular - via intravenosa ou endovenosa - via subcutânea
Outras - via cutânea ou transepidérmica - via pulmonar ou respiratória - ocular, nasal, intra-arterial, intracardíaca, etc.
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Via Cutânea
Via Respiratória
Via Oral ou Digestiva
Vias de Introdução
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Via Cutânea (Dérmica)
- Porta de entrada mais frequente das intoxicações por agrotóxicos
- Contaminação: mãos, braços, pescoço, face, e couro cabeludo
- Absorção: respingos, névoa de pulverização, uso de roupas contaminadas
- Fatores ligados à absorção: formulação, tempo de exposição, hidro e lipossolubilidade, tamanho da molécula, temperatura do corpo e do ambiente, volatilidade, etc.
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Via Respiratória
- importância na penetração de agentes tóxicos no organismo
- Ação e gravidade natureza química da molécula, qtd absorvida, suscetibilidade individual, etc.
- Seres humanos = Aspirador de pó coletor de vapor e poeira
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Representação das vias aéreas superiores e inferiores
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Vias Aéreas Superiores
- Retenção e absorção de tóxicos
Cavidade nasal, faringe, laringe, cordas vocais e glote
- Diâmetro, forma e densidade características chega ou não aos alvéolos (Via aérea inferior)
- Diâmetro de 1 µm lesivas à saúde pulmonar
Dificuldade de remoção
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Vias aéreas inferiores
- Se o trajeto for bem sucedido alvéolos
- Alvéolos
Passagem para o sangue : tamanho e solubilidade
Passagem para o sistema linfático, podendo permanecer por muito tempo
Retenção nos alvéolos Doenças pulmonares
Remoção até os brônquios deglutição ou expectoração
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DistribuiçãoDepois de ser absorvida e estar presente no organismo, para onde o agente tóxico vai?
Entra nos compartimentos líquidos do corpo
Plasma Líquido intersticial Líquido intracelular
nutrientes, medicamentos,tóxicos
Linfa: líquido dos vasos linfáticos composto por glóbulos brancos
Líquido dentro da célula
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Fatores que influenciam na distribuição
Fatores ligados à substância
A) Lipossolubilidade: > lipossolubilidade > distribuição no organismo > facilidade de atravessar membranas. Ex: Álcool
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Fatores ligados ao organismo
A) Irrigação do órgão: Órgãos mais vascularizados tendem a acumular > qtd agentes químicos
B) Conteúdo de água ou lipídeo de órgãos e tecidosEx: - solventes orgânicos acumulam em tecidos
ricos em lipídeos (gorduras): SNC - compostos solúveis em água: rins
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Depósito de armazenamento no organismo
1) Tecido adiposo
- > Coeficiente de partição óleo/água mais fácil
Ex: Inseticidas organoclorados (alta lipossolubilidade)
Toxafeno e DDT
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2) Tecido Ósseo Metais pesados
90 % do Pb encontram-se nos ossos (substituição do cálcio)
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Fígado
- Órgão de detoxificação
Fase I Fase II
Biotransformação
Apolar Polar
Hidrossoluveis
Rins
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Vias de eliminação
- Eliminação através das secreções: sudorípara, lacrimal, gástrica, salivar, láctea
- Eliminação através das excreções: urina e fezes
- Eliminação pelo ar expirado (via respiratória)
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Excreção urinária ou Via Renal- Condição necessária ser hidrossolúvel
- Não possuir essa polaridade biotransformação
Via respiratória
- Vapores e gases
- Função renal: disfunção velocidade de excreção
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Suor e saliva- Via de menor importância
- Compostos tóxicos eliminados podem causar dermatites
- Substância eliminadas na saliva são geralmente deglutidas
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Através do leite
- DDT, PCB (difenil policlorados), Pb, Hg, As, morfina, álcool
- Substâncias lipossolúveis mais facilmente eliminadas
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Laboratório de Ecotoxicologia AquáticaCentro de Energia Nuclear na Agricultura
Tel: 34294834 – email: [email protected]