Toxicologia dos metais

Cada metal age de uma forma diferente no organismo, portanto vai exercer seu efeito toxico tambm de forma diferente. Toxicocinetica e Toxidinmica diferentes, embora algumas caractersticas dos metais so compartilhadas entre eles, caractersticas cinticas e talvez dinmicas tambm.Vamos falar sobre chumbo e arsnico. O arsnico por ser um metal muito toxico, pode est associado a intoxicao na rea ocupacional, na rea da urgncia toxicolgica.Os metais so utilizados em vrios processos. A grande utilidade dos metais se deve a algumas dessas caractersticas, eles possuem alta refletividade (brilho) e por isso ser utilizado na fabricao de brinco, no anel por conta dessa caractersticas; possui caracterstica de condutividade eltrica pode portanto fazer parte da constituio de cabos responsveis pela transmisso de energia eltrica; possui condutividade trmica; possui tambm resistncia e ductilidade, a ductilidade seria a capacidade de dobrar, manusear, ser malevel sem se romper, alm dessas possuem outras caractersticas como pigmentos, ento metal de grande utilidade para essas e outras caractersticas e por conta disso tambm o uso bastante extensivo, se usa muito e em todo local tem metal inevitavelmente as pessoas vo estar em contatos com esses metais e a portanto uma possibilidade dela estar exposta de forma significativa, consequentemente desencadear, desenvolver efeitos txicos decorrente dessa exposio, independente de qual seja a rea ocupacional, ambiental, enfim. Todos os metais ocorrem naturalmente no ambiente, ento voc no tem por processos qumicos, industrias enfim, a sntese de substncias metlicas, metal geralmente ocorre na natureza, mais alm da existncia normal da natureza alguns processos antropognicos podem emitir ou promover a minerao de metais para o ambiente externo, por exemplo: fumaas de industrias, fabricao de ligas metlicas para fabricar chapas , metal da cadeira, dentre desses processos industriais a tambm a possibilidade da emisso de metais pelos poluentes gasosos na forma de material articulado por exemplo e isso seria uma das formas da pessoa se expor aos metais.Talvez uma das principais formas de emisso/eliminao, dos metais para o ambiente seria as emisses vulcnicas, por conta da fumaa que libera grande poluentes txicos, e tambm a degradao do solo, promove a liberao tambm de metais de regio para os rios e a partir dai a pessoa em contato com a gua ingerindo estaria exposta, naturalmente falando seria as duas principais formas na emisso de metais para o ambiente e consequentemente para exposio dos humanos aos metais. A importncia desse metais se deve justamente em decorrncia daquelas principais caractersticas que nos falamos, so utilizados principalmente nas fabricao das ligas metlica, na fabricao de baterias, medicamentos ( por exemplo: carbonato de ltio, sulfato ferroso, anticidos), essas so algumas utilidades dos metais como substncias farmacologicamente ativa. Os metais iro estar presentes em outros lugares alm dos j citados acima, a assadeira de metal, a estrutura do prdio.Na tabela peridica ns temos vrias substncias metlicas, temos os metais alcalinos e alcalinos terrosos, muitos metais e dentre esses metais temos alguns que so essenciais que participam de funes endgenas, tem aqueles que so essenciais em baixas concentraes, que seriam por exemplo: cromo, mangans, ferro, cobalto, so todos metais essenciais, que o organismo necessita de pequenas concentraes, por isso so elementos traos essenciais. Mais ns temos tambm os elementos maiores que seriam aqueles elementos que o organismo necessita em altas concentraes, so essenciais s que o organismo necessita de uma demanda maior, por exemplo: sdio, magnsio, clcio (coagulao sangunea, formao ssea), potssio. Os elementos traos no essenciais so usados terapeuticamente por exemplo: o alumnio, o ltio, ouro, platina. Os elementos traos no essenciais meramente txicos, esses no se conhece nenhuma ao farmacolgica, no tem nenhuma ao essencial ou seja so totalmente txicos dentre eles nos temos: arsnico, chumbo, mercrio, cadmio. Percebam ento que a toxicologia dos metais bastante variada.Diversos metais desenvolvem diferentes efeitos a depender da especiao qumica, a depender da forma que esse metal est presente, da forma qumica, ele pode exercer um efeito txico ou no, pode exercer um efeito txico mais grave ou mais brando , vai depender da caracterstica qumica dele. E ai eu destaco para voc os que possuem isso bastante ntido ou seja a especiao qumica vai influenciar diretamente no seu efeito. Mercrio: o efeito nefrotxico do cloreto de mercrio, o mercrio inorgnico, ns podemos ter tambm formas orgnicas do mercrio, metil mercrio genericamente chamado de mercrio orgnico, assim que se chama um metal associado a pelo menos um radical orgnico, assim como o etil mercrio, so mercrios orgnicos e so txicos mais no agem como um mercrio inorgnico, a toxicidade diferente, ento os mercrios orgnicos principalmente os metil mercrio neurotoxico,ento percebam que uma mesma substncia inorgnica, um mesmo metal pode exercer efeitos txicos diferentes a depender da sua caracterstica qumica. Ns vamos ter tambm substncia inorgnicas metais em estado de oxidao diferente criando efeitos txicos tambm diferentes, somente no estado de oxidao por exemplo um metal qualquer na forma trivalente e esse mesmo metal qualquer na forma on + um pode ser toxico enquanto o outro no, um pode ser toxico em um dado rgo e o outro em outro rgo, isso que seria no caso especificao qumica, por exemplo para o arsnico, para o cromo, cromo trivalente e o cromo hexavalente vo ter efeitos diferentes; arsnico orgnico e inorgnico, considerando o orgnico trivalente e o pentavalente tem efeitos diferentes, no basta dizer que um metal mais a sua especiao qumica e a sua caracterstica qumica tambm vai ser importante. Para todo e qualquer metal exercer seu efeito no organismo ele vai ter que interagir com seus receptores, ele precisa ser absorvido e chegar ao local de ao para ter efeito, nesse processo como que o metal toxico pode adentrar o organismo? Se for toxico de interesse do organismo absorver esse metal? No, mais ocorre. O chumbo que no tem efeito farmacolgico nenhum essencial, mas o chumbo esta presente no nosso organismo, mas no sendo necessrio o organismo vai absorver porque os metais na maioria das vezes aparecem ionizados. Os metais no essenciais ou os metais meramente txicos mimetizam os elementos essenciais, imitam se assemelham aos elementos essenciais para ter acesso ao organismo em um modo geral. Exemplo de metais essenciais: clcio normalmente bivalente, ferro 2+, potssio, sdio...Todos cargas positivas todos ionizados. Exemplos de metais meramente txico: cdmio bivalente, arsnico trivalente mas Tb pode ser pentavalente, mercrio trivalente, chumbo todos esto na forma ionizada todos normalmente bivalentes.Vamos pegar por exemplo o clcio e o cdmio eles vo ter em comum a sua carga inica todos dois so divalentes, isso uma das caractersticas desfrutadas pelos metais essenciais para se passar pelo aquilo que essencial imitar a carga inica e o raio. Raio e carga inica dos metais txicos muitas vezes se assemelham a alguns metais essenciais ento o organismo leva gato por lebre, pensa que uma coisa e outra, absorve por exemplo o cdmio no lugar do clcio,por isso que os metais txicos no essenciais tem acesso ou organismo por conta desse semelhana qumica que desfruta com os metais essenciais. E uma vez absorvido se forem altas concentraes vai desencadear um efeito txico. Outra caractersticas dos metais de modo geral que eles na maioria das vezes no so criados nem destrudos pelos processos endgenos em outras palavras eles no so metabolizados, a raras excees como o arsnio, mas esse metabolismo que vocs conhecem dos frmacos como oxidao, altera a estrutura qumica, da origem a um conjugado, para os metais isso no ocorre, so raras as excees mas no geral isso no ocorre, eles no so metabolizados eles entram de uma forma e normalmente so eliminados daquela forma. E o processo de metabolizao muito importante para eliminao do xenobiotico, no aumenta a hidrossolubilidade e facilita a eliminao principalmente pela via urinaria, ento se eles no so metabolizados a eliminao tambm vai ser prejudicada seno vai ser eficazmente eliminado ento de se esperar que ocorra uma acumulao, os metais em geral tende a ser acumulado no organismo. Alm da caracterstico de bioacumulao existe a caracterstica de biomagnificao, so dois conceitos diferentes complementares. Bioacumulao a capacidade do metal se acumular no organismo vivos, se ele no metabolizado consequentemente ele no vai ser eficazmente eliminado e tende a se acumular no organismo, e biomagnificao o peixinho mdio come o peixinho pequeno e o peixo come o peixe mdio, a biomagnificao conceitualmente falando a capacidade do metal em se acumular a medida q passa de um nvel tropico para outro nvel tropico mais acima, da cadeia tropico. Por exemplo nos temos os animais herbvoros, temos os carnvoros e depois tem o homem que come todo mundo, se o animal herbvoro o boi, ai ele vai e come o mato e se o mato tem metal ele vai se alimentando mais vai se alimentando do capim e aquele metal que tava ali vai sendo acumulado no boi, aumenta a concentrao por conta da capacidade de bioacumulao e se depois vem o homem e come o boi ele j vai adquirir essa grande concentrao que estava l nele, s que ele no come s um bife come o boi inteiro e em funo do tempo ele vai comer muito e vai adquirido grandes concentraes por tanto vamos ter muita concentrao do metal no homem, ou seja, o homem esta no nvel tropico maior que o herbvoro ento essa capacidade de biomagnificao, ou seja, em aumentar a concentrao a medida que o nvel tropico aumenta justamente o conceito de biomagnificao. O peixe a medida que vai ficando no nvel tropico maior, maior a concentrao do metal. O que deve ser feito em uma comunidade (ribeirinhos) que se alimentam de peixes que esto contaminados, a orientao foi para que eles comam peixes que no se alimentam de outros peixes, porque quanto maior o nvel, tropico maior a concentrao do metal biomagnificao, se voc comer os peixes herbvoros a concentrao do metal menor. O peixe herbvoro tem uma caracterstica marcante, pois, sua boca pequena, porque ele no um predador no se alimenta de outros peixes. Os metais uma vez absorvido ele podem interagir com varias estruturas biolgicas dentre elas as protenas, talvez um dos principais alvos dos metais, e essas interatividades com estruturas biolgicas podem levar a algumas alteraes cujo, os principais mecanismos de ao se deve ao estresse oxidativo e a formao de adultos de DNA. O estresse oxidativo o metal no estado de oxidao inico ento pode ser envolvido no processo de oxireduo, consequentemente levar a um estresse oxidativo que altera uma protena, que causa uma leso, pode alterar a estrutura de DNA, enfim isso seria os principais mecanismos de ao dos metais. Imagine a gente pegando essa molcula e uma protena e ampliar os metais podem interagir com as protenas principalmente em um grupo substituinte chamado intiol (SH). Se a exposio forem grande quantidade haver uma grande quantidade de metal interagindo com muitas estruturas proteicas pode ta exposto a efeitos txicos.As principais formas de exposio aos metais so: a nvel ocupacional e a nvel ambiental. A nvel ocupacional nos podemos ter a exposies de trabalhadores que trabalham na produo de baterias, industrias na fabricao de vias metlicas, minerao, todos os trabalhadores que lidam diretamente ou indiretamente com o metal pode esta exposto a essas substancias, e a nvel ambiental, ou seja, aquele exposio que ocorre no ambiente de moradia. As principais formas de exposio no ambiente de moradia ou seja ambiental consistem naquelas pessoas que residem prximo a reas industriais, consumo de alimentos contaminados como: peixes, frutos do mar, gua contaminada, tabagismo, dentre outros. Os metais ocorrem em associao que resulta em exposio mltipla.O chumbo um metal meramente txico relativamente abundante na crosta terrestre, as principais fontes naturais do chumbo so nas emisses vulcnicas e intemperismo geoqumico, ou seja da degradao da rocha no solo, que ocorre a alterao desse metal para o meio, os niveis de chumbo no solo variam de 10 a 70 mg/kg, vai depender de cada solo, uns so mais contaminados do que outros. Aquilo que a gente falou do mimetismo dos metais para os seres humanos verdade para todo qualquer organismo vivo, plantas tambm, por exemplo o metal do tabaco ele se deve justamente pelo fato da planta absorver por meio das raizes o metal que estava no solo.O chumbo bastante utilizado principalmete na fabricao de baterias, 71% do chumbo utilizado na fabricao de baterias, na composio de carros, em pigmentos de tinta, na fabricao de munies, enfim bastante utilizado.Perceba que por conta dessa grande utilidade do chumbo, destaca-se a exposio ocupacional, das pessoas que trabalham diretamente com o chumbo pode estar exposta a esse metal. Alm da exposio ocupacional tem tambm a exposio ambiental. Para a exposio ambiental vamos falar da toxicintica, a principal via de exposio aos metais em geral por via atmosfrica como exmplo do magnesita, inalar gases ou materias articulados ricos no metal da substncia txica, alm disso como exposio ambiental tem a injetso, exposio por via gastrointestinal, principalmente ingerir alimentos contaminados, como por exemplo frutos do mar em areas contaminadas, alm disso gua contaminada com metal, seria uma das principais formas de exposio ao chumbo.Para exposio ocupacional a principal forma de exposio via atmosfrica, muito importante aqueles trabalhadores que trabalham em exposies em fbricas de baterias, todos os outros processos industrias que envolvem o uso do chumbo.Toxicocinetica, a gente via que a principal forma de exposio seria ocupacional, ambiental principalmente pulmonar e via trato gastrointestinal, uma vez a substncia sendo absorvida a sugunda etapa da toxicocin tica a distribuio, o chumbo vai ser ditribuido pelo organismno da segunte forma: ligado as protenas das hemcias, principalmente na membrana, o chumbo vai ser distribuido no organismos por trs compartimentos pode ser no sangue, tecidos moles e nos ossos, cada um vai refletir uma condio diferente. O chumbo entrou no foi absorvido, independente da via, primeiramente vai ser encontrado no sangue porque por essa forma que ele vai ser distribuido,e distribuido principalmente ligado as hemcias, 90% ou mais do chumbo no sangue est presente nas hemcias, portanto se eu for realizar a quantificao do chumbo sanguineo com a medida de monitorizao o biomardor de exposio, ele estaria medindo principalmente o sangue total porque o chumbo est presente principalmente nas hemcias, alm do sangue podemos encontrar tambm nos tecidos moles e nos ossos, e a meia vida do chumbo nessas regies so diferentes, no sangue aproximadamente 36 dias, nos tecidos moles 40 dias e nos ossos 27 anos, percebam que nos ossos seriam a forma de acumulo mesmo do metal, tem a capacidade de bioacumular principalmente para o chumbo no osso, isso vai dizer: se a pessoa esteve exposta hoje ao chumbo e depois colocar ela numa camara totalmente fechada sem contato algum com qualquer quantidade de chumbo, o chumbo que ela esteve exposta hoje so vai ser totalmente eliminado depois de 27 anos, por ele uma vez absorvido ele vai acumular nos ossos e a meia vida dos ossos de 27 anos.A excreo do chumbo pode ocorrer por algumas vias, mais apenas 40% do chumbo absorvido vai ser excretado, o restante bioacumula, daquilo que excretado 70% eliminado via urina o restante pelas fezes, leite materno, cabelo, suor, unha etc.ToxicodinmicaQuanto aos efeitos do chumbo, pode causar vrias como: efeitos cardiovasculares, efeitos hematologicos, efeitos renais, efeitos neurolgicos, isso vai depender de vrios fatores, ns vamos destacar os efeitos hematologicos e o efeitos neurolgicos, o hematologico por exemplo vai levar um quadro de anemia que seria justamente a inibio da sintese do grupamento heme. Aqui est representado a sintese do grupamento heme, lembra da hemoglobia que tem duas cadeias alfa e duas cadeias betas que esto na poro proteca, a poro proteica tem o grupamento prostetico que o grupamento heme, a sintase do heme ocorre ainda nos precurssores das hemcias na medula ossea, est mostrando tambm onde o chumbo pode interferir, vrias partes do chumbo pode interferir, vai alterar a sintese do heme, conseqentemente vai levar a uma produo de hemoglobina deficiente, se no tem grupamento heme a hemoglobina no vai est 100% correta, se no tem hemoglobina vai ter anemia, ento o efeito hematologico decorrente da exposio ao chumbo seria principalmente a inibio da sintese do grupamento heme que resulta em uma anemia. A primeira etapa da sintese do heme ocorre com a condensao da glicina + succinil coenzima A , dando origem ao ala est uma reao catalizada por uma enzima chamada ALA sintetase ou ALA S, uma reao enzimatica. Duas unidades de glicina mais succinil CoA dando origem ao ALA. A segunda etapa da sintese do heme pega ALA +ALA, ou seja dua unidades do ALA, numa reao de condesao, tambm catalizada por uma enzima chamada ALA desidrogenase ou ALA D que vai dar origem ao porfobilinognio, e a reao segue. O chumbo age principalmente inibindo principalmnete a ALA D, se o chumbo inibe essa enzima no vai ter a sisntese do heme, mais a primeira etapa vai ocorrer normalmente ou at mesmo vai estar ocorrendo exarcerbadamente, numa tentativa de compensar a no formao do grupo heme, portanto se o chumbo inibe a ALA D, a primeira etapa vai continuar ocorrerendo normalmente, havendo um acumulo do ALA que uma substncia prpria do nosso organismo que em decorrncia da exposio ao chumbo pode se observar um aumento dessa concentrao, e esse ALA excretado na urina na forma de ALA urinrio ou ALA U, seria o nosso biomarcador de efeito, porque o ALA j existe. A principal enzima inibida vai ser a ALA desidrogenase e isso vai resultar no biomarcador de efeito que o ALA U.Quanto aos efeitos neurolgicos ns podemos observar tanto alteraes comportamentais, cognitiva, memria, ateno, principlamente em crianas resultantes de uma exposio ambiental e nos adultos ns vamos observar tambm um efeito ao nivel do SNC quanto no SNP, principalmente em decorrencia de exposio ocupacional exarcerbada, ns podemos observar uma aletrao denominada de neuropatia perifrica, ou seja uma degradao dos neurnios perifericos, isso vai causar uma alterao denominada de sartonismo uma laterao clinica que o pacinete por conta dessa neuropatia periferica a degradaodos neuronios periferico, o paciente vai apresentar mos em garra, o paciente vai perder aquele controle dos movimentos, ele no tem muito controle em decorncia dessa neuropatia periferica por conta da ao do chumbo.Biomarcadores: ns avaliamos uma pessoa exposta ao chumbo e se est exposta a altas concentraes do chumbo, atravs dos biomarcadores. Pode ser para o chumbo tanto os biomarcadores de exposio quanto os biomarcadores de efeito, biomarcadores de exposio compreende basicamente na quantificao de chumbo em vrias amostras biolgicas, biomarcadores de exposio o prprio xenobiotico ou um de seus metabolicos, no caso do metal no tem o metabolito, no tem metabolizao, vai ser simplismente o metal na amostra biolgica, como por exemplo: chumbo urinrio, chumbo sanguneo, chumbo no cabelo, chumbo na unha.J os biomarcadores de efeito o mais importante o ALA urinrio a gente ja viu qual a influncia do chumbo na elevao dos seus nveis, existe tambm a coproporferina as linica coprotorprina , todos biomarcadores de efeito, mais sem duvida o mais importnte o ALA U.De acorda a NR7, recomenda-se para o Brasil a monitorizao do chumbo para a seguinte forma para exposio ocupacional: determinao do chumbo sanguineo e o ALA urinrio, o valor de referncia segundo essa legislao para o chumbo sanguneo de 40 microgramas/dl, mais o IBMP de 60 microgramas/dl, s que o que acontece na literatura, as amostra com niveis to baixos quanto de 10 microgramas/dl j est associado a efeitos neurotxicos.

ARSNICOUso e ocorrncia: pode ser encontrado no solo, ar, gua, alimentos decorrentes de atividades naturais ou antropognicas. Uma das utilidades do arsnico na preservao de madeiras, fabricao de ligas, entre outros, isso porque ela tem ao contra cupim, impede por exemplo que o cupim atue. Toxicocintica: A exposio ao arsnico pode ser atravs de xposio ambiental, ingesto de gua contaminada, alimentos ( frutos do mar); exposio ocupacional pesoas que trabalham na minerao, fundio, defensivos agrcolas, pode ser utilizado para preservar a madeira. A via de exposio as principais so: via trato intestinal e trato inalatria.Absoro: vai depender da caracterstica qumica da substncia, para os compostos orgncios a absoro oral ocorre de 55% a 95% ou seja todo aquele arsnico inorgnico que ingerido 55% a 95% vai ser absorvido, na via inaltia aproximadamente 30%. No arsnico inorgnico mais txico do que o arsnico orgnico.Distribui-se praticamente no corpo todo, no tem preferncia por regies anatmicas especificas.No ocorre metabolismo no chumbo. O arsnico um dos raros casos de metal que sofre metabolizao.O metabolismo do arsnico tambm pode ser por processo de oxi-reduo por exemplo na forma trivalente para a forma pentavalente; mais tambm pode ocorrer processo de metilao, ou seja, insero do grupo metila na estrutura qumica desse solvente inorgnico. Ai a gente tem dois principais metabolitos do arsnico o cido monometilasonico e o dimetilarsinico.

Excreo: principalmente por via urinria, mias tambm pode ser excretado pela bile, cabelo, unha e a partir disso a gente pode ver alguns biomarcadores, por exemplo: aresnio no cabelo, arsnio na unha, arsnico urinrio que seria todos biomarcadores de exposio.

Efeitos txicos: considerando a toxicodinmica os efeitos vo depender da especiao qumica. Os orgnicos normalmente so menos txicos que os inorgnicos. Considerndo as substncias inorgnicas do arsnico, o arsnico trivalente mais txico do que o pentavalente, ento aquelas estruturas qumicas que tem o arsnico na forma trivalente normalmente so as mais txicas. E um dos principais efeitos causados eplo arsnico a carcinogenese, principalmente se a exposio for crnica.Principais biomarcadores do arsnico: arsnico no cabelo e urinrio, de acordo a NR7, o que se recomenda para avaliar a exposio ocupacional o arsnico urinrio e o valor de referncia 10 micrograma por grama de creatinina.