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TOXICOLOGIA DOS
CONTAMINANTES QUÍMICOS
Isarita Martins
Fundamentos de Toxicologia
TOXICOLOGIA BÁSICA
CONCEITOSCONCEITOS
a.TOXICOLOGIA
Ciência que estuda os efeitos nocivos decorrentes da interação
entre as substâncias químicas com o organismo.
b.AGENTE TÓXICO= TOXICANTE
É a substância que ao interagir com o organismo provoca um
efeito nocivo.
c.XENOBIÓTICO (xenos=estranho)
Substância estranha ao organismo.
d.VENENO
Denominação popular para agente tóxico.
* atualmente: toxinas de origem animal
TOXICOLOGIA BÁSICA cont.
e.EFEITO NOCIVO
Quebra da homeostase orgânica, provocada
pela interação entre a substância química e o organismo.
f.INTOXICAÇÃO
Conjunto de sinais e sintomas que evidenciam o efeito nocivo.
Evidências externas, clínicas e/ou mensuráveis.
g.TOXICIDADE
Propriedade inerente da substância química em produzir
o efeito nocivo ao interagir com o organismo.
Toxicidade ≠ Risco
TOXICOLOGIA BÁSICA cont.
DIVISÃODIVISÃO
•TOXICOLOGIA ANALÍTICA
•TOXICOLOGIA MÉDICA
•TOXICOLOGIA EXPERIMENTAL
FINALIDADESFINALIDADES
•PREVENIR
•DIAGNOSTICAR INTOXICAÇÕES
•TRATAR
ÁREAS DA TOXICOLOGIAÁREAS DA TOXICOLOGIA
AMBIENTAL MEDICAMENTOS
OCUPACIONAL
SOCIAL
ALIMENTOS
TOXICOLOGIA BÁSICA cont.
FASES DA INTOXICAÇÃOFASES DA INTOXICAÇÃO
1. FASE DA EXPOSIÇÃO
Contato do toxicante com o organismo.
2. FASE DA TOXICOCINÉTICA
Movimento do toxicante no organismo.
3. FASE DA TOXICODINÂMICA
Interação de moléculas do toxicante com o orgão-alvo.
4. FASE CLÍNICA
Manifestação de sinais e sintomas provocadas pelo toxicante.
I. FASE DA EXPOSIÇÃOI. FASE DA EXPOSIÇÃO
Condições da exposição
- Dose
- Via de administração
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- Propriedades físico-químicas do toxicante:
• lipossolubilidade
• pKa da substância
• volatilidade relacionada à pressão de vapor
• tamanho e forma das partículas
- Susceptibilidade individual
II- FASE DA TOXICOCINÉTICAII- FASE DA TOXICOCINÉTICA
1. Absorção
1.1. Absorção pelo trato gastrintestinal
Fatores que interferem na absorção pelo TGI
• pKa da substância para ácidos e
pH do meio bases fracas
II- FASE DA TOXICOCINÉTICAII- FASE DA TOXICOCINÉTICA
1. Absorção
Equação de Henderson-Hasselbach
ácidos fracos
pKa -pH= log [não ionizado]
[ionizado]
bases fracas
pKa -pH= log [ionizado]
[não ionizado]
II- FASE DA TOXICOCINÉTICAII- FASE DA TOXICOCINÉTICA
1. Absorção
1.1. Absorção pelo trato gastrintestinal (cont.)
• presença de alimentos e motilidade intestinal
• presença de vilos e microvilos no intestino
• microflora intestinal
• concentração da substância
• circulação
• idade
• tamanho e forma molecular
II- FASE DA TOXICOCINÉTICAII- FASE DA TOXICOCINÉTICA
1.2 Absorção pela via dérmica
Fatores que interferem na absorção
pela via dérmica
• LIGADOS À ÁREA EXPOSTA
- remoção da queratina
- lesão
- inflamação
- abrasão
- queimaduras
- hiperemias
- tamanho da área exposta e tempo de contato
- vascularização e pilosidade
II- FASE DA TOXICOCINÉTICAII- FASE DA TOXICOCINÉTICA
1.2 Absorção pela via dérmica
Fatores que interferem na absorção
pela via dérmica (cont.)
• LIGADOS ÀS CONDIÇÕES DE TRABALHO
• LIGADOS AO AGENTE QUÍMICO
• LIGADOS À PRESENÇA DE OUTRAS
SUBSTÂNCIAS
- vasoconstritores
- detergentes
- solventes
II- FASE DA TOXICOCINÉTICAII- FASE DA TOXICOCINÉTICA
1.3 Absorção pela via pulmonar
- Introdução de gases e vapores
• hidrossolubilidade/ lipossolubilidade
• concentração
• combinação química com elementos do sangue
- Introdução de material particulado
tamanho região/processo remoção
30-5 µm nasofaríngea/ impactação mucociliar
5-1 µm traqueobronquial/ sedimentação mucociliar
< 1 µm alveolar/ difusão macrófagos
Sistema Respiratório
II- FASE DA TOXICOCINÉTICAII- FASE DA TOXICOCINÉTICA
2. Distribuição e armazenamento
distribuição
sítio de ação armazenamento
biotransformação
• FASE INICIAL: irrigação
• FASE FINAL: afinidade
• Fatores que favorecem uma distribuição desigual
- sequestração VD= carga corpórea
- barreira hematoencefálica [ ] plasmática
- barreira placentária
II- FASE DA TOXICOCINÉTICAII- FASE DA TOXICOCINÉTICA
3. Biotransformação
“Conjunto de reações químicas, geralmente enzimáticas, cuja
finalidade é alterar a estrutura da molécula do toxicante, de
forma a facilitar sua eliminação pois, geralmente aumenta sua
hidrossolubilidade”
Reações da fase I ( pré-sintéticas):oxidação, redução e hidrólise
Reações da fase II (sintéticas): conjugação com moléculas
endógenas
Fatores que influenciam a biotransformação:
• espécie e linhagem
• idade e sexo
• estado nutricional e patológico
• presença de indutores ou inibidores enzimáticos
II- FASE DA TOXICOCINÉTICAII- FASE DA TOXICOCINÉTICA
4. Eliminação
4.1 Via renal
• produtos hidrossolúveis
4.2 Via respiratória
• gases e vapores
4.3 Via hepática e fecal
• efeito de primeira passagem
• reabsorção intestinal
4.4 Outras vias
pêlos, unhas; secreção salivar; secreção sudorípara
secreção lacrimal; secreção láctea
III- FASE DA TOXICODINÂMICAIII- FASE DA TOXICODINÂMICA
1. Exemplos de mecanimos de ação
• Interferência com sistema enzimáticos
- inibição de enzimas
- desacoplamento de reações bioquímicas
- bloqueio na utilização de O2
• bloqueio da capacidade transportadora de O2 da hemoglobina
• interferência no funcionamento do DNA e RNA
• lipoperoxidação
• interferência com o mecanismo de troca iônica na membrana
Afinidade enzima-substrato
Ligação do monóxido de carbono (CO) nos grupamentos Heme da
hemoglobina
GLOBINA
NH
N
Fe+2
O2
N
N N
N N
NN
N
Fe+2
N
NH
GLOBINA
CO
CO
O2
III- FASE DA TOXICODINÂMICAIII- FASE DA TOXICODINÂMICA
2. Características dos efeitos tóxicos
• Intensidade
• Tempo e freqüência da exposição
• Nível do sistema biológico
• Tempo decorrido entre a exposição e o
aparecimento do efeito
• Reversibilidade
* hipersensibilidade
** idiossincrasia
*** tolerância/ resistência
III- FASE DA TOXICODINÂMICAIII- FASE DA TOXICODINÂMICA
3. Interação entre os agentes tóxicos
aditiva: 2+ 2 = 4
sinérgica: 1 + 3 = 7
potenciação: 0 + 3 = 6
antagonismo: 3 + 1 = 2
SUBSTÂNCIA QUÍMICA (AGENTE TÓXICO)
2 ORGANISMO
VIA GÁSTRICA MUCOSA
ORAL VIA DÉRMICA
TRATO VIA PULMONAR OUTRAS
GASTRINTESTINAL VIAS
SANGUE
proteínas do plasma
DEPÓSITOS DE
ARMAZENAMENTO
FÍGADO
RINS PULMÕES
SÍTIOS DE AÇÃO
BILE
URINA AR EXPIRADO
FEZES
3 INTOXICAÇÃO RESPOSTA (SINAIS E SINTOMAS)
1
ELEMENTOS BÁSICOS QUE ENVOLVEM A INTOXICAÇÃO
EXERCÍCIOEXERCÍCIO
Observe os dados: INDIVÍDUO A: trabalha no Laboratório
Toxanalisys e se expõem ao tetracloreto de carbono (solvente).
Desenvolveu após 20 anos de exposição danos hepáticos reversíveis.
INDIVÍDUO B: trabalha no Laboratório Toxanalisys e no Laboratório
Orphila se expondo ao tetracloreto de carbono + isopropanol
(solvente). Desenvolveu após 20 anos de exposição danos hepáticos
irreversíveis. INDIVÍDUO C: trabalha no Laboratório Orphila e se
expõem ao isopropanol. Após 20 anos de exposição não desenvolveu
nenhum tipo de dano hepático. Explique o que ocorreu para que os
três indivíduos apresentassem respostas diferentes frente a
exposição aos solventes.
RESOLUÇÃO DO EXERCÍCIORESOLUÇÃO DO EXERCÍCIO
INDIVÍDUO A: trabalha no Laboratório Toxanalisys e se expõem ao
tetracloreto de carbono (solvente). Desenvolveu após 20 anos de
exposição danos hepáticos reversíveis.
Tetracloreto de carbono= efeito representado por 3
INDIVÍDUO B: trabalha no Laboratório Toxanalisys e no Laboratório
Orphila se expondo ao tetracloreto de carbono + isopropanol
(solvente). Desenvolveu após 20 anos de exposição danos hepáticos
irreversíveis.
Tetracloreto de carbono (3) + isopropanol (0)= 7
INDIVÍDUO C: trabalha no Laboratório Orphila e se expõem ao
isopropanol. Após 20 anos de exposição não desenvolveu nenhum tipo
de dano hepático.
Isopropanol= 0 (para danos hepáticos)
INTERAÇÃO DO TIPO POTENCIAÇÃO DE EFEITOSINTERAÇÃO DO TIPO POTENCIAÇÃO DE EFEITOS

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  • 1. TOXICOLOGIA DOS CONTAMINANTES QUÍMICOS Isarita Martins Fundamentos de Toxicologia
  • 2. TOXICOLOGIA BÁSICA CONCEITOSCONCEITOS a.TOXICOLOGIA Ciência que estuda os efeitos nocivos decorrentes da interação entre as substâncias químicas com o organismo. b.AGENTE TÓXICO= TOXICANTE É a substância que ao interagir com o organismo provoca um efeito nocivo. c.XENOBIÓTICO (xenos=estranho) Substância estranha ao organismo. d.VENENO Denominação popular para agente tóxico. * atualmente: toxinas de origem animal
  • 3. TOXICOLOGIA BÁSICA cont. e.EFEITO NOCIVO Quebra da homeostase orgânica, provocada pela interação entre a substância química e o organismo. f.INTOXICAÇÃO Conjunto de sinais e sintomas que evidenciam o efeito nocivo. Evidências externas, clínicas e/ou mensuráveis. g.TOXICIDADE Propriedade inerente da substância química em produzir o efeito nocivo ao interagir com o organismo. Toxicidade ≠ Risco
  • 4. TOXICOLOGIA BÁSICA cont. DIVISÃODIVISÃO •TOXICOLOGIA ANALÍTICA •TOXICOLOGIA MÉDICA •TOXICOLOGIA EXPERIMENTAL FINALIDADESFINALIDADES •PREVENIR •DIAGNOSTICAR INTOXICAÇÕES •TRATAR ÁREAS DA TOXICOLOGIAÁREAS DA TOXICOLOGIA AMBIENTAL MEDICAMENTOS OCUPACIONAL SOCIAL ALIMENTOS
  • 5. TOXICOLOGIA BÁSICA cont. FASES DA INTOXICAÇÃOFASES DA INTOXICAÇÃO 1. FASE DA EXPOSIÇÃO Contato do toxicante com o organismo. 2. FASE DA TOXICOCINÉTICA Movimento do toxicante no organismo. 3. FASE DA TOXICODINÂMICA Interação de moléculas do toxicante com o orgão-alvo. 4. FASE CLÍNICA Manifestação de sinais e sintomas provocadas pelo toxicante.
  • 6. I. FASE DA EXPOSIÇÃOI. FASE DA EXPOSIÇÃO Condições da exposição - Dose - Via de administração - Duração e freqüência da exposição - Propriedades físico-químicas do toxicante: • lipossolubilidade • pKa da substância • volatilidade relacionada à pressão de vapor • tamanho e forma das partículas - Susceptibilidade individual
  • 7. II- FASE DA TOXICOCINÉTICAII- FASE DA TOXICOCINÉTICA 1. Absorção 1.1. Absorção pelo trato gastrintestinal Fatores que interferem na absorção pelo TGI • pKa da substância para ácidos e pH do meio bases fracas
  • 8. II- FASE DA TOXICOCINÉTICAII- FASE DA TOXICOCINÉTICA 1. Absorção Equação de Henderson-Hasselbach ácidos fracos pKa -pH= log [não ionizado] [ionizado] bases fracas pKa -pH= log [ionizado] [não ionizado]
  • 9. II- FASE DA TOXICOCINÉTICAII- FASE DA TOXICOCINÉTICA 1. Absorção 1.1. Absorção pelo trato gastrintestinal (cont.) • presença de alimentos e motilidade intestinal • presença de vilos e microvilos no intestino • microflora intestinal • concentração da substância • circulação • idade • tamanho e forma molecular
  • 10. II- FASE DA TOXICOCINÉTICAII- FASE DA TOXICOCINÉTICA 1.2 Absorção pela via dérmica Fatores que interferem na absorção pela via dérmica • LIGADOS À ÁREA EXPOSTA - remoção da queratina - lesão - inflamação - abrasão - queimaduras - hiperemias - tamanho da área exposta e tempo de contato - vascularização e pilosidade
  • 11. II- FASE DA TOXICOCINÉTICAII- FASE DA TOXICOCINÉTICA 1.2 Absorção pela via dérmica Fatores que interferem na absorção pela via dérmica (cont.) • LIGADOS ÀS CONDIÇÕES DE TRABALHO • LIGADOS AO AGENTE QUÍMICO • LIGADOS À PRESENÇA DE OUTRAS SUBSTÂNCIAS - vasoconstritores - detergentes - solventes
  • 12. II- FASE DA TOXICOCINÉTICAII- FASE DA TOXICOCINÉTICA 1.3 Absorção pela via pulmonar - Introdução de gases e vapores • hidrossolubilidade/ lipossolubilidade • concentração • combinação química com elementos do sangue - Introdução de material particulado tamanho região/processo remoção 30-5 µm nasofaríngea/ impactação mucociliar 5-1 µm traqueobronquial/ sedimentação mucociliar < 1 µm alveolar/ difusão macrófagos
  • 14. II- FASE DA TOXICOCINÉTICAII- FASE DA TOXICOCINÉTICA 2. Distribuição e armazenamento distribuição sítio de ação armazenamento biotransformação • FASE INICIAL: irrigação • FASE FINAL: afinidade • Fatores que favorecem uma distribuição desigual - sequestração VD= carga corpórea - barreira hematoencefálica [ ] plasmática - barreira placentária
  • 15. II- FASE DA TOXICOCINÉTICAII- FASE DA TOXICOCINÉTICA 3. Biotransformação “Conjunto de reações químicas, geralmente enzimáticas, cuja finalidade é alterar a estrutura da molécula do toxicante, de forma a facilitar sua eliminação pois, geralmente aumenta sua hidrossolubilidade” Reações da fase I ( pré-sintéticas):oxidação, redução e hidrólise Reações da fase II (sintéticas): conjugação com moléculas endógenas Fatores que influenciam a biotransformação: • espécie e linhagem • idade e sexo • estado nutricional e patológico • presença de indutores ou inibidores enzimáticos
  • 16. II- FASE DA TOXICOCINÉTICAII- FASE DA TOXICOCINÉTICA 4. Eliminação 4.1 Via renal • produtos hidrossolúveis 4.2 Via respiratória • gases e vapores 4.3 Via hepática e fecal • efeito de primeira passagem • reabsorção intestinal 4.4 Outras vias pêlos, unhas; secreção salivar; secreção sudorípara secreção lacrimal; secreção láctea
  • 17. III- FASE DA TOXICODINÂMICAIII- FASE DA TOXICODINÂMICA 1. Exemplos de mecanimos de ação • Interferência com sistema enzimáticos - inibição de enzimas - desacoplamento de reações bioquímicas - bloqueio na utilização de O2 • bloqueio da capacidade transportadora de O2 da hemoglobina • interferência no funcionamento do DNA e RNA • lipoperoxidação • interferência com o mecanismo de troca iônica na membrana
  • 19. Ligação do monóxido de carbono (CO) nos grupamentos Heme da hemoglobina GLOBINA NH N Fe+2 O2 N N N N N NN N Fe+2 N NH GLOBINA CO CO O2
  • 20. III- FASE DA TOXICODINÂMICAIII- FASE DA TOXICODINÂMICA 2. Características dos efeitos tóxicos • Intensidade • Tempo e freqüência da exposição • Nível do sistema biológico • Tempo decorrido entre a exposição e o aparecimento do efeito • Reversibilidade * hipersensibilidade ** idiossincrasia *** tolerância/ resistência
  • 21. III- FASE DA TOXICODINÂMICAIII- FASE DA TOXICODINÂMICA 3. Interação entre os agentes tóxicos aditiva: 2+ 2 = 4 sinérgica: 1 + 3 = 7 potenciação: 0 + 3 = 6 antagonismo: 3 + 1 = 2
  • 22. SUBSTÂNCIA QUÍMICA (AGENTE TÓXICO) 2 ORGANISMO VIA GÁSTRICA MUCOSA ORAL VIA DÉRMICA TRATO VIA PULMONAR OUTRAS GASTRINTESTINAL VIAS SANGUE proteínas do plasma DEPÓSITOS DE ARMAZENAMENTO FÍGADO RINS PULMÕES SÍTIOS DE AÇÃO BILE URINA AR EXPIRADO FEZES 3 INTOXICAÇÃO RESPOSTA (SINAIS E SINTOMAS) 1 ELEMENTOS BÁSICOS QUE ENVOLVEM A INTOXICAÇÃO
  • 23. EXERCÍCIOEXERCÍCIO Observe os dados: INDIVÍDUO A: trabalha no Laboratório Toxanalisys e se expõem ao tetracloreto de carbono (solvente). Desenvolveu após 20 anos de exposição danos hepáticos reversíveis. INDIVÍDUO B: trabalha no Laboratório Toxanalisys e no Laboratório Orphila se expondo ao tetracloreto de carbono + isopropanol (solvente). Desenvolveu após 20 anos de exposição danos hepáticos irreversíveis. INDIVÍDUO C: trabalha no Laboratório Orphila e se expõem ao isopropanol. Após 20 anos de exposição não desenvolveu nenhum tipo de dano hepático. Explique o que ocorreu para que os três indivíduos apresentassem respostas diferentes frente a exposição aos solventes.
  • 24. RESOLUÇÃO DO EXERCÍCIORESOLUÇÃO DO EXERCÍCIO INDIVÍDUO A: trabalha no Laboratório Toxanalisys e se expõem ao tetracloreto de carbono (solvente). Desenvolveu após 20 anos de exposição danos hepáticos reversíveis. Tetracloreto de carbono= efeito representado por 3 INDIVÍDUO B: trabalha no Laboratório Toxanalisys e no Laboratório Orphila se expondo ao tetracloreto de carbono + isopropanol (solvente). Desenvolveu após 20 anos de exposição danos hepáticos irreversíveis. Tetracloreto de carbono (3) + isopropanol (0)= 7 INDIVÍDUO C: trabalha no Laboratório Orphila e se expõem ao isopropanol. Após 20 anos de exposição não desenvolveu nenhum tipo de dano hepático. Isopropanol= 0 (para danos hepáticos) INTERAÇÃO DO TIPO POTENCIAÇÃO DE EFEITOSINTERAÇÃO DO TIPO POTENCIAÇÃO DE EFEITOS