Prévia do material em texto
TOXICOLOGIA AULA 1 Profª Rachel Picada Bulcão 2 CONVERSA INICIAL Olá, alunos! Nesta disciplina, abordaremos diversos pontos ligados às Ciências Toxicológicas, como contextos históricos e conceitos básicos, além de áreas da Toxicologia como: Toxicologia Ocupacional, Clínica, de Medicamentos, Forense, Analítica etc. O objetivo é compreender a importância da Toxicologia dentro das possibilidades do profissional farmacêutico. Nesta aula, você vai encontrar os seguintes temas: • Contexto histórico; • Conceitos básicos; • Classificação dos agentes tóxicos e das intoxicações; • Fases da Intoxicação e fatores que influenciam a toxicidade; • Áreas da Toxicologia. Bons estudos! TEMA 1 – CONTEXTO HISTÓRICO 1.1 História da Toxicologia A primeira fase da história da toxicologia é a do descobrimento, que começou com o primeiro contato do homem com a natureza e a descoberta de substâncias que podem ser prejudiciais; seguida pela fase primitiva, na qual se estudou as substâncias tóxicas propriamente ditas, na época denominadas de venenos. Já na fase moderna, cada uma dessas substâncias foi identificada quimicamente, aumentando o conhecimento e sua utilização científica. O conhecimento dos venenos animais e extratos vegetais para caça, guerra e assassinatos é, presumivelmente, anterior à história escrita. Um dos documentos mais antigos conhecidos, o Papiro de Ebers (cerca de 1500 a.C.), contém informações relativas a muitos venenos conhecidos, incluindo cicuta, acônito, ópio e metais como chumbo, cobre e antimônio. Um personagem de suma importância e que mudou o olhar em relação a esta ciência foi Philippus Aureolus Theophrastus Bombastus von Hohenheim – Paracelso (1493-1541). Paracelso, um médico e alquimista, formulou muitos pontos de vista revolucionários que permanecem integrais na atual estrutura da 3 toxicologia, da farmacologia e da terapêutica. Ele considerou o agente tóxico primário como uma entidade química e concluiu que: • A experimentação é essencial na análise de respostas a substâncias químicas; • Deve-se fazer uma distinção entre as propriedades terapêuticas e tóxicas das substâncias químicas; • Essas propriedades são, por vezes, mas nem sempre, indistinguíveis, exceto pela dose; e • Pode-se verificar o grau de especificidade dos agentes e seus efeitos terapêuticos ou tóxicos. Esses princípios permitiram a Paracelso formular o conceito da “relação dose-resposta”, um alicerce da toxicologia. Outro personagem de grande relevância na Toxicologia, nos séculos XVIII e XIX, foi Orfila, um médico espanhol que aplicou os conceitos de Paracelso e foi o primeiro a descrever uma correlação sistemática entre as propriedades químicas e biológicas dos venenos da época. Orfila demonstrou os efeitos dos venenos em órgãos específicos, analisando materiais de autópsia em busca de venenos e danos aos tecidos associados a eles. Devido à multidisciplinaridade da Toxicologia, quase todas as ciências básicas podem ser incorporadas na sua interpretação, tornando a pesquisa toxicológica, desde 1900, cada vez mais importante e disseminada na história da ciência. Os séculos XX e XXI foram marcados por grandes avanços na compreensão da toxicologia. DNA e vários compostos bioquímicos que mantêm as funções do corpo também foram descobertos. Nosso nível de conhecimento dos efeitos tóxicos em órgãos e células se expandiu para o nível molecular. Praticamente todos os efeitos tóxicos são reconhecidos como sendo causados por mudanças em moléculas celulares e reações bioquímicas específicas. No Brasil, a toxicologia se tornou uma disciplina a partir da década de 1950, período este em que passou a ser vista como ciência por acadêmicos e profissionais que atuam em benefício da saúde da população em geral. 4 TEMA 2 – CONCEITOS BÁSICOS Há muitas definições na literatura sobre os diferentes termos empregados nas ciências toxicológicas. O termo toxicologia em português tem origem grega, toxikon. Tem-se que toxikon seria o produto intencionalmente obtido e utilizado nas pontas de flechas e lanças, com finalidade bélica ou de caça. A partir daí, num longo processo, evoluiu para caracterizar, atualmente, uma substância química – isolada ou em mistura – com potencial de causar dano, doença ou morte devido ao seu potencial tóxico. Segundo diversos autores, a toxicologia pode ser definida como uma área do conhecimento que visa à compreensão de substâncias – agentes – tóxicas e suas particularidades e características tóxicas. Além disso, para que sejam tomadas medidas de prevenção, tratamento, identificação, detecção, controle, etc., é necessário que se tenha amplo conhecimento desses agentes, possibilidades de ocorrência de intoxicação, risco e assim por diante. Ademais, dependendo da dose, das formas de exposição e do acesso, a maioria das substâncias conhecidas pode apresentar alguma toxicidade, sendo, portanto, o papel do toxicologista cada vez mais importante e necessário. 2.1 Conceitos em Toxicologia Alguns termos de uso frequente em toxicologia são importantes e devem ser conhecidos. A seguir, serão exemplificados alguns termos não por ordem de importância, mas por ordem alfabética. • Ação Tóxica: forma pela qual um agente tóxico exerce sua atividade sobre as estruturas teciduais; • Agente Tóxico ou Toxicante: altera seriamente uma função ou levando-o à morte, sob certas condições de exposição; • Antídoto: agente capaz de antagonizar os efeitos tóxicos de substâncias; • Biodisponibilidade: é a extensão pela qual o agente químico se torna disponível no corpo. Como a determinação da concentração do xenobiótico no local de ação é raramente possível, a biodisponibilidade é determinada por meio da análise da concentração na circulação em geral; • Dose: pode ser definida como a quantidade da substância que terá impacto biológico no organismo. Quanto maior a quantidade, maior a 5 dose. Em toxicologia, existe uma frase bastante utilizada que diz “a dose faz o veneno”; • Dose Efetiva 50 (DE50): dose que efetivamente produz o efeito terapêutico desejado em 50% dos animais, após uma exposição aguda e num determinado período de tempo; • Dose Letal 50 (DL50): dose que mata 50% dos animais após uma exposição aguda e num determinado período de tempo. Quanto mais baixa for a DL50, mais tóxico é o xenobiótico; • Dose Tóxica 50 (DT50): dose que produz efeito tóxico em 50% dos animais após uma exposição aguda e num determinado período de tempo; • Droga: substância capaz de modificar o sistema fisiológico ou estado patológico, utilizada com ou sem intenção de benefício do organismo receptor; • Fármaco: substância com estrutura química definida capaz de modificar o sistema fisiológico ou patológico em benefício do ser vivo que recebê-la; • Intoxicação: processo patológico ocasionado por substâncias químicas, caracterizado por desequilíbrio fisiológico, consequente das alterações no organismo; • Intoxicação Aguda: decorre de um único contato (dose única – potência da droga) ou múltiplos contatos (efeitos cumulativos) com o agente tóxico, num período de tempo aproximado de 24 horas. Os efeitos surgem de imediato ou no decorrer de alguns dias, no máximo 2 semanas. Estuda a relação dose/resposta que conduz ao cálculo da DL50; • Intoxicação Subaguda ou Subcrônica: exposições repetidas a substâncias químicas – são termos mais utilizados do ponto de vista experimental, caracterizando estudos de dose/resposta após administrações repetidas; • Intoxicação Crônica: exposições a longo prazo, comumente a baixas doses que culminam no efeito tóxico cumulativo do agente tóxico, dependendo da toxicidade da substância, e das doses a que se expõe. Os efeitos podem apresentar-se num período geralmente maior que 3 meses a anosde exposição; • Reação Adversa: efeito tóxico ou indesejável a uma substância que pode ocorrer inclusive com doses geralmente utilizadas para diagnóstico, 6 profilaxia ou tratamento de doenças ou ainda na recuperação, correção ou modificação de funções fisiológicas; • Risco: o risco é a probabilidade de um efeito nocivo acontecer devido à exposição a uma substância química. Ou seja, muitas vezes uma substância é perigosa, nociva, mas o risco de exposição por determinada população é pequeno; • Tolerância (ou Tolerância Adquirida): fenômeno de origem farmacocinética ou farmacodinâmica que ocorre quando a resposta de um organismo ao efeito tóxico de um xenobiótico diminui dias ou semanas após administrações sucessivas desse composto ou de outro estruturalmente semelhante; • Toxicologia: ciência que estuda os efeitos nocivos e a interação entre xenobióticos ou substâncias que atuam de forma não fisiológica em altas concentrações sobre os sistemas vivos; • Toxicidade: capacidade inerente e potencial do toxicante de provocar efeitos nocivos em seres vivos. O efeito tóxico é geralmente proporcional à concentração do agente tóxico no tecido alvo; • Toxina: compostos tóxicos produzidos por sistemas biológicos como o caso das fitotoxinas produzidas por plantas, pelas zootoxinas, produzidas por animais, micotoxinas, produzidas por fungos ou bacterioxinas, produzidas por bactérias; • Toxinologia: área especializada da Toxicologia que estuda especificamente as toxinas; • Veneno: agente tóxico que altera ou destrói as funções vitais. Qualquer composto capaz de produzir efeitos tóxicos a um sistema biológico, mesmo em doses muito baixas, dependendo do tipo e da via de exposição; • Xenobiótico: do grego xenos, estranho, qualquer composto estranho ao organismo (exemplo: paracetamol, praguicidas, etc.), em oposição ao conceito de endobiótico (exemplo: monóxido de carbono, cianeto, etc.). TEMA 3 – CLASSIFICAÇÃO DOS AGENTES TÓXICOS E DAS INTOXICAÇÕES 3.1 Classificação dos agentes tóxicos Os agentes tóxicos possuem diversas formas de classificação: 7 • Origem: biológica (toxina) ou química (toxicante), por exemplo. • Uso: químicos industriais, medicamentos, saneantes, dentre outros. • Órgãos-alvo: nefrotóxico (no caso de causar dano aos rins), hepatotóxico (quando o órgão-alvo de toxicidade for o fígado, por exemplo em uma intoxicação por paracetamol), cardiotóxico (quando lesar o coração, no caso da cocaína), neurotóxico, por exemplo em intoxicações por mercúrio, e assim por diante. • Potência: dose letal “mediana oral aguda” (DL50): toxina botulínica: 0,00001 mg/kg; nicotina: 1 mg/kg; estricnina: 2 mg/kg; álcool etílico: 10.000 mg/kg. Além do mais, os agentes tóxicos também são classificados de acordo com seus efeitos: • Adversos: efeitos nocivos decorrentes da exposição a doses terapêuticas de fármacos; • Tóxicos: efeitos nocivos decorrentes da exposição a doses maiores que as terapêuticas (toxicidade absoluta) ou em quando há alterações na biotransformação e/ou excreção, aumentando os níveis séricos (toxicidade relativa); • Idiossincrásicos: reação rara, geneticamente anormal; • Sensibilização: hipersensibilidade, alérgica, anafilática, dentre outras. 3.2 Classificação das intoxicações As intoxicações podem ser classificadas de diversas formas, como por exemplo, quanto à exposição, segundo o tempo de resposta: • Aguda: quando os efeitos tóxicos são produzidos por uma única ou por múltiplas exposições a uma substância, por qualquer via, por um curto período, em um período de 24 horas. • Subcrônica: os efeitos tóxicos são produzidos por exposições diárias repetidas a uma substância, por qualquer via, aparecem em um período de aproximadamente 10% do tempo de vida de exposição ou em poucos meses. • Crônica: os efeitos tóxicos ocorrem após repetidas exposições, por um período longo de tempo, geralmente durante toda a vida ou 8 aproximadamente 80% do tempo de vida. Estudos de toxicidade subcrônica ocorrem a partir de 3 meses de exposição. Além disso, as intoxicações também se classificam quanto ao grau de toxicidade: • Leve: quando os efeitos produzidos no corpo são rapidamente reversíveis e desaparecem com o término da exposição ou sem intervenção médica. • Moderada: os efeitos produzidos no organismo são reversíveis e não são suficientes para gerar danos sérios ou prejuízos à saúde. • Severa: quando ocorrem mudanças irreversíveis, suficientes para produzirem lesões graves ou morte. Existem na literatura, de maneira didática, diversas formas de classificação tanto dos agentes tóxicos quanto das intoxicações, variando conforme a perspectiva do autor e o objetivo do enfoque. TEMA 4 – FASES DA INTOXICAÇÃO E FATORES QUE INFLUENCIAM A TOXICIDADE 4.1 Fases da Intoxicação No momento em que a substância entra em contato com o organismo, até o momento em que a intoxicação é instaurada por meio dos sinais e sintomas clínicos, ocorre uma série de etapas metabólicas que compõem a chamada fases da intoxicação, que são divididas em fase de exposição, ou seja, a fase em que o indivíduo entra em contato com o agente potencial causador de intoxicação; na segunda fase, a fase de toxicocinética, ocorrem os processos de absorção, distribuição, biotransformação (metabolização) e excreção da substância do organismo, seguida da fase toxicodinâmica, ambas abordadas em aulas posteriores desta disciplina, fase em que ocorrem os mecanismos de toxicidade que a substância produz no organismo, e por último a fase clínica, que será abordada com mais detalhes na aula de Toxicologia Clínica, quando serão estudados os sinais e sintomas desencadeados pela exposição a um agente específico. Cabe ressaltar que os seres vivos estão em constante possibilidade de exposição, e que, na maioria das vezes, a exposição ocorre a múltiplas substâncias, desencadeando diferentes efeitos e muitas vezes agravando o 9 desfecho da intoxicação. Entretanto, devido às múltiplas possibilidades, as abordagens didáticas e experimentais são feitas, na maioria das vezes, sob a perspectiva de uma substância apenas, facilitando a compreensão. 4.2 Fase de Exposição Fase em que o organismo entra em contato com o toxicante. Nesta fase, a via de introdução, a frequência e a duração da exposição, as propriedades físico-químicas, bem como a dose ou a concentração do agente e a suscetibilidade individual devem ser levadas em consideração por influenciarem diretamente na resposta tóxica. As principais vias de exposição dos agentes tóxicos ao organismo são: • Via oral; • Via pulmonar ou inalatória; • Via dérmica ou cutânea. Embora não tão frequente em casos de intoxicação, existe também a via parenteral. A via de introdução influi tanto na potência (gravidade) quanto na velocidade de aparecimento do efeito tóxico. 4.3 Fase de Toxicocinética São os processos envolvidos na relação entre a disponibilidade química e a concentração do fármaco nos diferentes tecidos do organismo em função do tempo, ou seja, é o caminho que a substância faz no corpo em um determinado período de tempo. A toxicocinética pode ser dividida em diferentes etapas: a absorção, a distribuição (e/ou armazenamento), a biotransformação (metabolização) e a de excreção das substâncias. Nesta fase, o toxicante movimenta-se pelo organismo transpondo as membranas biológicas, sendo importante o conhecimento dos fatores que influem no transporte das substâncias pelas barreiras. As características físico-químicas dos toxicantes determinam o grau de acesso aos órgãos-alvo, assim como a velocidade de sua eliminação do organismo, assunto que será abordado em outra aula. 10 4.4 Fase de Toxicodinâmica A terceira fase da intoxicação diz respeito à ação do toxicante sobre o organismo, ou seja, à interação entre as moléculas do agentetóxico e aos sítios de ação dos órgãos e, consequentemente, ao aparecimento de desequilíbrio homeostático. Nesta etapa, ocorrem os mecanismos de toxicidade, sendo que uma substância pode desencadear mais de um mecanismo de toxicidade ao mesmo tempo. Salienta-se que a maioria das substâncias se concentra no fígado e rins (locais de eliminação) e no tecido adiposo (local de armazenamento), sem que haja uma ação ou efeito tóxico detectável. 4.5 Fase Clínica Fase em que há o aparecimento de sinais e sintomas, ou ainda alterações patológicas detectáveis pela interação do toxicante com o organismo. Cabe lembrar que a resposta é função da concentração do toxicante que interage com o receptor biológico, e que essa concentração no tecido-alvo é dependente das duas primeiras fases da intoxicação, ou seja, do quanto e de como o indivíduo se expôs e da fase toxicocinética. Conhecer as fases da intoxicação é imprescindível para o entendimento de como a substância se comporta no organismo dependendo da forma (via) de exposição, dose, frequência, dentre tantos outros fatores que influenciam diretamente na resposta. Maiores detalhes serão abordados em aula posterior. • Fase de exposição: contato da substância com o organismo por um determinado tempo; • Fase da toxicocinética: cinética é o movimento; é o movimento das substâncias no organismo, desde a sua absorção até a sua eliminação; • Fase da toxicodinâmica – dinâmica é a ação das substâncias no organismo; • Fase clínica – efeitos ou a manifestação da ação tóxica. 11 4.6 Fatores que influenciam a toxicidade Inúmeros fatores influenciam na toxicidade das substâncias. Alguns exemplos importantes são a frequência da exposição, a duração da exposição e a via de administração. Para se avaliar a toxicidade de uma substância, é necessário ter conhecimento do tipo de efeito que ela provoca, a dose para produzir tal efeito, informações sobre as propriedades físico-químicas do agente, sobre a exposição e sobre o indivíduo, etc. Os fatores citados a seguir devem ser levados em consideração na interpretação e no correto entendimento do fato, da intoxicação ou do desfecho em questão. 4.6.1 Fatores relacionados com o agente: • Composição química – pKa, pH, grau de ionização; • Características físicas – tamanho da partícula, tipo de formulação, etc.; • Presença de impurezas ou contaminantes; • Estabilidade e armazenamento do agente; • Solubilidade do agente nos fluidos biológicos; • Presença de excipientes (adjuvantes, corantes); • Tipo de veículo. 4.6.2 Fatores relacionados com a exposição: • Dose, concentração e volume de administração; • Via, velocidade de administração; • Duração e frequência da exposição; • Tempo de administração; • Temperatura. 4.6.3 Fatores relacionados com o indivíduo: • Idade; • Sexo; • Massa corporal; • Presença de patologia orgânica específica; 12 • Estado genético – deficiência enzimática, protéica, presença ou ausência de receptores; • Estado imunológico; • Estado nutricional – dieta alimentar; • Estado hormonal – gravidez, menopausa. 4.6.4 Fatores relacionados com o ambiente: • Temperatura, pressão; • Radiações; • Outros (luz, umidade etc.). TEMA 5 – ÁREAS DA TOXICOLOGIA A toxicologia é uma ciência multidisciplinar que possui relação e fundamentação em diversas outras ciências, pois é preciso entender diversos conceitos para que se consiga atingir os seguintes objetivos principais: prevenir, diagnosticar e tratar. No âmbito da toxicologia, as áreas podem ser divididas de acordo com a natureza da substância ou a forma como ela atinge o organismo. Inúmeras vezes, podemos ter o exemplo de uma substância que pode estar envolvida em situações que envolvam diferentes áreas da toxicologia, ou mesmo uma situação específica e que pode ser vista por diferentes perspectivas, dentro das diversas áreas que compõem essa ciência multidisciplinar. As áreas que mais se destacam são: • Toxicologia ambiental: estuda os efeitos nocivos produzidos pela interação dos contaminantes ambientais com os seres vivos. • Toxicologia ocupacional: relacionada aos efeitos nocivos produzidos pela interação de substâncias presentes no ambiente de trabalho, com o indivíduo exposto, e o impacto dessa exposição sobre a saúde. • Toxicologia de alimentos: refere-se aos efeitos adversos produzidos por substâncias químicas presentes nos alimentos (contaminantes ou naturais). Área que define as condições nas quais os alimentos podem ser ingeridos sem causar danos à saúde. 13 • Toxicologia de medicamentos: estuda os efeitos nocivos produzidos pela ação dos medicamentos nos seres vivos, decorrentes do uso inadequado, das interações, da suscetibilidade individual etc. • Toxicologia social: estuda os efeitos nocivos das substâncias utilizadas pelos indivíduos em sua vida social, de forma recreativa, sob o aspecto individual, social (de relação), etc. • Toxicologia forense: é a área da Toxicologia relacionada à lei, em que se procura resolver ou entender um fato criminoso por meio da detecção, identificação e muitas vezes quantificação de substâncias químicas em fluidos corpóreos, tecidos e órgãos. Por exemplo, na perícia criminal, doping etc. NA PRÁTICA 1) Qual área da toxicologia você mais se identifica e por quê? 2) Qual é o papel do toxicologista e por que o farmacêutico toxicologista acaba possuindo um papel fundamental na equipe multidisciplinar de atuação desta ciência? FINALIZANDO Nesta aula, foi apresentado um breve histórico da toxicologia, sua evolução e a descoberta de novas substâncias, além das diferentes áreas em que as substâncias tóxicas podem ser abordadas e estudadas. Apresentamos também uma breve introdução às fases da intoxicação, bem como fatores importantes que devem ser levados em consideração no entendimento de uma intoxicação. A toxicologia é uma ciência abrangente, e por isso o objetivo tanto desta aula quanto desta disciplina é apresentar ao aluno alguns conceitos e áreas de atuação, bem como demonstrar a importância e o quanto a toxicologia está cada vez mais presente no nosso dia a dia. Na próxima aula, abordaremos mais detalhadamente as fases da intoxicação, principalmente as fases toxicocinética e toxicodinâmica. 14 REFERÊNCIAS CONCEITOS Básicos de Toxicologia. Cetesb – Companhia Ambiental do Estado de São Paulo. Disponível em: <https://cetesb.sp.gov.br/emergencias- quimicas/aspectos-gerais/toxicologia/conceitos-basicos-de-toxicologia/>. Acesso em: 3 abr. 2021. DINIS-OLIVEIRA, R. J.; BASTOS, M. L.; CARVALHO, F. D. Toxicologia Forense. Editora Pactor, 2015. _____. Toxicologia Fundamental. Editora Lidel, 2018. FUKUSHIMA, A. R.; DE AZEVEDO, F. A. História da Toxicologia. Parte I – breve panorama brasileiro. Revinter, v. 1, n. 1, out. 2008. KLAASSEN, C. D.; WATKINS III, J. B. Fundamentos em Toxicologia de Casarett e Doull. Porto Alegre: Editora AMGH, 2012. LARINI, L. Toxicologia. 1. ed. São Paulo: Manole,1997. MOREAU, R. L. M.; SIQUEIRA, M. E. P. B. Toxicologia analítica. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. OGA, S. Fundamentos de Toxicologia. 4. ed. São Paulo: Atheneu Editora, 2014.